پروژه ارائه مدل قابل اجرا از معماری نرم افزار با هدف ارزیابی کارایی

پایان نامه و پروژه پایانی برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کامپیوتر گرایش نرم افزار ارائه یک مدل قابل اجرا از معماری نرم افزار با هدف ارزیابی کارایی

در فرآیند تولید نرم افزار، کیفیت معماری نرم افزار تاثیر بسزایی در دستیابی به نیازهای ﻏیر وظیفه مندی سیستم همچون کارآیی، مقاومت در برابر خطا و امنیت دارد. اگر معماری ارائه شده مناسب نیازمندیهای سیستم نباشد، سیستمی با کیفیت پایین تولید می شود که منجر به هدر رفتن مقدار زیادی از منابع پروﮊه همچون هزینه و زمان خواهد شد. اما چگونه می توان قبل از پیاده سازی معماری یک سیستم، رفتار سیستم نهایی را پیش بینی کرد و معماری آن را مورد ارزیابی قرار داد؟ یک راه حل برای این مسئله استفاده از مدل قابل اجراست. مدل قابل اجرا، یک توصیف شفاف و رسمی از معماری سیستم است که می توان از طریق آن و با استفاده از ابزارهای شبیه سازی، معماری را ارزیابی کرده و خصوصیات سیستم نهایی را پیش بینی کرد.

در این تحقیق با استفاده از توصیف نیمه رسمی مدل نمای 1+4 و تبدیل آن به شبکه های پتری رنگی یک مدل قابل اجرا از معماری ارائه می شود. هدف از ارائه مدل مذکور، ارزیابی صفت کیفی کارآیی معماری است. به منظور ارزیابی صفت کیفی کارآیی، شبکه پتری رنگی مذکور را در ابزار Design/CPN با استفاده از تکنیک شبیه سازی اجرا کرده و نتایج اجرا را برای پیش بینی متریکهای کارآیی مورد استفاده قرار می دهیم.

بررسی روشهای متداول در ارزیابی کارآیی سیستمهای نرم افزاری

به طور کلی در تحلیل کارآیی سیستمهای نرم افزاری از دو روش استفاده می شود:

تست بار

مدلسازی کارآیی

در روش تست بار از ابزارهای load-testing برای ایجاد بار کاری مصنوعی استفاده می شود. براساس این بار کاری، کارآیی سیستم اندازه گیری می شود. ابزارهای load-testing می توانند هزاران کاربر را شبیه سازی کنند. زمانیکه آزمایشها توسط ابزار مذکور در حال اجرا هستند، مولفه های سیستم مشاهده شده و متریکهای کارآیی همچون زمان پاسخ، میزان استفاده از منابع سیستم و توان عملیاتی اندازه گیری می شوند.

یکی از معایب این روش، هزینه زیاد روش است. زیرا نیاز به یک محیط آزمایش دارد که باید مشابه با محیط عملیاتی سیستم باشد. در ضمن این روش در گامهای اولیه فرآیند تولید سیستم، زمانیکه سیستم برای آزمایش دردسترس نیست قابل استفاده نمی باشد.

فهرست مطالب

چکیده

فصل اول

مقدمه

طرح مسئله

اهداف تحقیق

محدوده تحقیق

تحقیقات مرتبط

ساختار تحقیق

فصل دوم

معماری سازمانی

تعریف معماری

تعریف معماری سازمانی

لزوم معماری سازمانی

اجزای معماری سازمانی

فرآیند معماری سازمانی

محصولات معماری سازمانی

کاربردهای معماری سازمانی

انواع معماری سازمانی

چارچوبهای معماری سازمانی

تعریف چارچوب معماری

چارچوب معماری CISR

دیدگاه معماری عملیاتی

دیدگاه معماری سیستمی

دیدگاه معماری تکنیکی

سبکهای معماری

نقش سبک در تدوین معماری

تعریف سبک معماری

معرفی چند سبک معماری

سبک Shared Data

سبک Client-Server

سبک Layered

شبکه های پتری

شبکه های پتری رنگی

شبکه های پتری رنگی مبتنی بر زمان

تحلیل مدل های شبکه پتری رنگی

مزایای شبکه های پتری رنگی

کاربرد شبکه های پتری رنگی

خلاصه فصل و نتیجه گیری

فصل سوم

مدل Archimate

زبان مدل سازی سازمان Archimate

دیدگاه ها بر روی کارایی معماری

تحلیل مدل های معماری سازمانی Archimate

ساختار مدل

کمیت ورودی

نتایج کمی

تحلیل

مدل قابل اجرای Levis

نحوه ایجاد شبکه های پتری رنگی از نمودار های UML

شبکه های پتری رنگی و شئ گرایی

مدل OSAN

شبکه های فعالیت تصادفی مبتنی بر شی

شبکه های فعالیت تصادفی

عناصر شبکه های فعالیت تصادفی شیئی

۰ OSAN تحلیل مدل های

مزایای شبکه های تصادفی مبتنی بر شئ

مقایسه مدل های ارائه شده برای ارزیابی معماری سازمانی

خلاصه فصل

فصل چهارم

مقدمه

ایجاد مدل قابل اجرا جهت ارزیابی صحت رفتار و تحلیل کارایی معماری سازمانی ( رویکرد شئ گرایی

تحلیل مدل قابل اجرا

ارزیابی صحت رفتار

تحلیل کارایی

زمان پاسخ

زمان انجام فرآیند

زمان انتظار در صف

طول صف

میزان کارایی

ارائه نمونه اولیه نرم افزاری برای تبدیل محصولات معماری به شبکه های پتری رنگی

معرفی خصوصیات و چگونگی مراحل انجام کار نرم افزار شبیه ساز

ایجاد محصولات و وارد کردن اطلاعات لازم برای ایجاد مدل قابل اجرا

ایجاد مدل قابل اجرا

اجرای مدل قابل اجرا

تحلیل نتایج اجرای مدل قابل اجرا

خلاصه فصل

فصل پنجم

مطالعه موردی و دلایل انتخاب شدن آن

پیش درآمدی از چگونگی ایجاد مدل قابل اجرای مسئله کارت هوشمند

رسیدن راننده Arrivals

ناظر ها Monitors)

ناظر تاخیر در درون صف

چگونگی محاسبه تاخیر در صف

تابع مسند

تابع مشاهده

ناظر طول صف

چگونگی محاسبه طول صف

تابع مسند

تابع مشاهده

ناظر تاخیر در درون سیستم

تابع مسند

تابع مشاهده

برآوردی از اندازه سازمان

مطالعه تاثیر سبک های مختلف بر کارایی محصولات معماری

سبک Client Server

مقدار زمان سپری شده در صف

زمان پاسخ

زمان سرویس

طول صف

سبک Layered

مقدار زمان سپری شده در صف

زمان سرویس

طول صف

سبک DataShare

مقدار زمان سپری شده در صف

زمان پاسخ

زمان سرویس

طول صف

نتایج حاصل از ارزیابی

مشخص کردن نقاط گلوگاهی در سیستم و استفاده از چند منبع به طور موازی برای رفع مشکل

مقدار زمان سپری شده در صف

زمان پاسخ

زمان سرویس

طول صف

نگاهی دوباره به روند نمای تحقیق

ایجاد مدل قابل اجرا از محصولات معماری

خلاصه فصل

فصل ششم

خلاصه تحقیق

مقایسه مدل قابل اجرای ارائه شده با دیگر مدل های ارزیابی معماری

نتایج تحقیق

مشکلات و نواقص تحقیق

پیشنهادات تحقیق

منابع