[發明專利]一種基于UML架構的軟件系統的性能預測方法

有效

• 申請號: 201210256932.3
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102799530A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 李傳煌;王偉明;盛權
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于計算機及通信領域，具體涉及一種基于UML架構的軟件系統的性能預測方法。

背景技術

上個世紀八十年代以來，大規模、高復雜度的軟件逐漸增多，軟件設計產品除了滿足基本功能需求之外，還需滿足一些質量需求，由此，作為軟件質量重要組成部分的軟件性能，得到了越來越多的關注。傳統的軟件開發方法通常只關注軟件的功能性要求，一般在軟件生命周期的后期階段才引入性能問題，這種開發模型通常被稱為“fix-it-later”方法，它往往是經過系統測試之后，才真正確定該設計是否能真正滿足系統功能、性能和可靠性方面的需求，若不滿足系統的性能需求，則重新設計軟件系統將會導致整個項目的成本急劇增加。如今，研究者已經提出了許多應用于軟件開發早期階段的性能分析方法，如基于模型的方法和基于分析的方法。性能分析可以成功應用于早期的關鍵是自動化技術，這意味著在軟件生命周期中性能預測可以支持自動化。雖然還沒有針對軟件開發和性能預測的完整的集成方法，但有些方法提供部分自動化功能，從性能模型評估的軟件規格說明來看，方法和工具已經被提出應該部分地使得集成過程自動化。

排隊網絡模型是目前性能預測中應用較為廣泛的一種分析模型，它抓住了實際系統最重要的特征，即系統工作負荷與系統資源之間的相互作用，分析采用符合實際情況的假設。排隊網絡模型廣泛用來分析資源共享系統，如計算機系統、通信系統等。分析排隊網絡模型即可獲得系統經典的面向資源的性能參數，如資源利用率、吞吐率、平均響應時間等，性能參數的計算準確度比較高，并且計算復雜度不高，這也是排隊網絡模型應用較為廣泛的一個原因。

統一建模語言（Unified?Modeling?Language,UML）是一種定義良好、富于表達、功能強大且普遍適用的建模語言，是目前常用的體系結構描述方式，并側重于描述系統的功能性行為，尤其在面向對象的系統分析、設計和實現中的應用極為廣泛，可以說，UML已成為了一種面向對象系統開發的標準規范。為使UML模型能夠描述系統性能需求，一種叫做SPT性能文檔(UMLprofile?for?schedulability,performance?and?time,UML?SPT)錯誤！未找到引用源。的擴展語言已經被OMG組織采納并定為規范。SPT性能文檔通過構造型(stereotype)和標記值(tagged?value)擴展了UML語言，以反映系統的性能需求，為設計時評估系統性能提供了方便。

從UML生成排隊網絡是基于SPE提出的，第一個基于SPE的方法是Williams和Smith在中提出的。他們應用SPE方法來評估使用UML圖表征的軟件架構的性能特征，即使用具有豐富消息圖(Message?Sequence?Chart,MSC)特征的類圖和部署圖以及順序圖來表征軟件架構。該方法的重點在于軟件執行模型的構建和分析，它被認為是該軟件系統SA的目標模型，從順序圖中獲得，而類圖和部署圖主要用于對SA的描述上，并不參與轉換過程。

Cortellessa和Mirandola對上述方法進行了擴展。他們提出的方法被稱為PRIMA-UML，利用不同的UML圖中的信息逐漸產生一個性能模型來代表指定的系統，SA用部署圖、順序圖和用例圖描述，軟件執行模型來源于用例圖和順序圖，而系統模型來源于部署圖。

出于自動化的考慮，人們又設計出很多性能自動化分析的工具，這些工具適用于不同的情況。1999年人們研究了關于3類排隊網絡（多服務器、無限隊列、多類顧客；多服務器、無限隊列、單類顧客；多服務器、有限隊列、單類顧客）的自動化性能分析工具。HenkTijms對單個服務中心的排隊系統，如M/G/1、M/M/c、M/D/c和G/M/c的性能進行自動化分析，只要輸入相關參數就能得出性能參數如響應時間、平均隊長等。Moreno?Marzolla開發的qnetwork是GNU?Octave下計算性能參數的工具；B.Van?Houdt開發matlab下的QMAM工具是針對電信系統的自動化性能分析工具。這些工具都是從排隊網絡中獲取相關信息作為性能分析的輸入參數來計算性能參數。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種基于UML架構的軟件系統的性能預測方法。

一種基于UML架構的軟件系統的性能預測方法，包含以下步驟：

步驟一：用UML模型描述軟件系統架構，生成軟件系統的UML模型；選取UML模型的用例圖來描述軟件系統的外部輸入，用活動圖來描述軟件系統的執行路徑，用構件圖來描述軟件系統的資源。