信息物理系统的软件架构与系统质量管理：现状与未来发展.pdf

1、国际软件质量工程国际软件质量工程International Software Quality Engineering1信息物理系统的软件架构与系统质量管理：信息物理系统的软件架构与系统质量管理：现状与未来发展现状与未来发展张盟2024年1月12日 上海22024 iSQE 软件密集型系统软件密集型系统存存在多种不同分类在多种不同分类.嵌入式系统嵌入式系统信息系统信息系统软件密集型系统软件密集型系统移动系统移动系统软件集成于实物中大多资源受限多用于控制和通信任务，如安全气囊控制、泊车辅助通常对数据和功能性至关重要聚焦于信息的管理和处理加工适用于大量数据和复杂的数据结构多用户并行使用多样化：业务信

2、息系统、CAD应用、模拟系统等移动、（半）自主、个人化、具备很高的交互需求高度联网，但并不一定总能联网例如：智能手机、自主机器人、网络中的传感器/执行器节点来源:Software Architecture Fundamentals A Study Guide for the Certified Professional for Software Architecture,dpunkt,2018 32024 iSQE 汽车嵌入式系统复杂度的演变汽车嵌入式系统复杂度的演变必要复杂度(自然复杂度)意外复杂度(人为复杂度)来源:Mehr Software(im)Wagen:Informations-u

3、nd Kommunikationstechnik(IKT)als Motor der Elektromobilittder Zukunft,Abschlussbericht des vom Bundesministerium fr Wirtschaft und Technologie gefrderten Verbundvorhabens eCar-IKT-Systemarchitektur fr Elektromobilitt“,2011 功能的数量和复杂度第100万辆大众甲壳虫汽车被生产博世在梅赛德斯S级轿车上引入ABS（1978）引入CAN作为总线标准（1987）10ECUs如帕萨特B5

4、,199670ECUs201043ECUs 如帕萨特B6,2005集中式信息和通信技术架构实际复杂度功能数量（必要复杂度）电线电缆时代40年总线和ECU时代26年服务时代17年时间云/集群导向的信息和通信架构42024 iSQE TimeDegree of degenerationProduct LineArchitectureProductArchitecture?Applying the methodologyTIER 1OEMArchitecture Conformance Checking最初规划的架构退化“意外”复杂度不成比例的增长导致：“坏的”架构设计充斥着低内聚强耦合后果：易复用

5、性低易维护性低易理解性低，以及性能下降产品模型架构退化程度模型模型模型架构退化和日益增长的复杂度架构退化和日益增长的复杂度必要复杂度意外复杂度52024 iSQE 复杂度的演变实例复杂度的演变实例：汽车纵向动力扭矩协汽车纵向动力扭矩协调调 组件之间不相互协调通信在某些情况下功能重叠Anti-lock braking system(ABS)Electronic stability program(ESP)Driver behaviorEmergency brake assistant日益增长的意外复杂度维护和再开发的巨大工作量62024 iSQE 软件密集型嵌入式系统的特点软件密集型嵌入式系统的

6、特点多功能性多功能性：具有与环境及彼此之间相互作用的各种功能复杂性复杂性：过去若干年内复杂度显著增加反应性和互动性反应性和互动性：系统与其环境之间保持持续互动和同步分布分布式式：通过分布式逻辑或物理组件网络以实现所需功能，彼此之间进行互动对物理和技术过程的持续控制对物理和技术过程的持续控制：异步和时离散控制器 vs.具有时连续行为的物理过程的控制展现实时特性展现实时特性：在许多软件密集型嵌入式系统中，系统运行期间必须满足实时需求安全关键性安全关键性：必须避免系统对其环境产生的负面影响72024 iSQE 不断增强的计算能力网络化系统结构和功能的整合高度复杂性与经典通信和信息技术的整合信息物理系