一、基于架构的软件设计开发方法（ABSD）

1. 核心思想

• 驱动因素：由业务需求、质量属性（可靠性/安全性）和功能需求共同驱动架构设计。
• 开发模式：自顶向下递归细化，需求分析与设计活动并行迭代。
• 关键工具：使用软件架构模板规范设计过程，降低随意性。

2. 嵌入式系统适配要点

特性	设计策略
硬件关联性	需求从系统角度分解，关注硬件约束（如温度适应性）
可复用性	通过架构模板实现模块化复用
可移植性	抽象硬件差异，定义标准化接口

典型考题：
ABSD方法如何解决嵌入式系统的硬件关联性问题？
答：从系统级需求分解，明确硬件约束（如环境温度），通过抽象层隔离硬件差异。

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二、属性驱动的软件设计方法（ADD）

1. 质量属性与场景

• 质量属性分类：
  • 核心属性：可靠性、安全性、实时性、可维护性。
  • 场景六要素：刺激源、刺激、环境、制品、响应、响应度量。
• 质量场景示例（可用性）：

  要素	值举例
  刺激源	系统内部传感器故障
  响应	记录故障并切换备份模块
  响应度量	系统降级运行时间 ≤ 50ms

2. ADD开发流程

步骤	关键行动	输出产物
1. 评审输入	确认架构驱动因子（质量场景/功能/约束）	已验证的需求清单
2. 选择驱动因子	确定当前迭代目标（如满足性能场景）	迭代目标文档
3. 细化系统元素	分解模块（如任务调度子系统）	模块分解图
4. 选择设计概念	采用分层架构或半同步/半异步模式	架构模式选择报告
5. 实例化元素	定义层数、分配职责（如表示层/业务层）	元素接口规范
6. 草拟视图	绘制任务架构图（图16-26）	架构视图草案
7. 分析评审	验证是否满足驱动因子，风险评估	架构评审报告

考点：ADD通过递归分解满足质量场景，步骤4中“设计概念”指架构模式（如分层）。

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三、实时系统设计方法（DARTS）

1. 核心方法论

• 任务分解：将系统拆分为并发任务，定义任务间接口（消息/事件/IHM）。
• 任务结构化标准：
  • 时间顺序：按功能执行时序分组任务（如工业控制流水线）。
  • 接口类型：消息通信（紧耦合/松耦合）、事件同步、信息隐藏模块（IHM）。

2. 设计工具

• 任务架构图：可视化并发任务及接口。
• 信息隐藏（IHM）：封装共享数据存储，同步多任务访问。

3. 优劣分析

优势	不足
强调并发任务分解，适合实时系统	依赖RTSA阶段质量，需求不清时设计困难
提供详细接口定义指南	未完全实现数据封装（不如OOD彻底）

典型考题：
DARTS方法中IHM的作用是什么？
答：封装共享数据存储，通过同步机制确保多任务访问的安全性。

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四、嵌入式软件架构案例分析：鸿蒙OS

1. 分层架构

层级	核心组件	技术特性
内核层	多内核（LiteOS/Linux）、驱动框架（HDF）	自适应裁剪，支持不同设备资源
系统服务层	分布式软总线、方舟运行时、安全子系统	按设备形态裁剪子系统（如穿戴设备专有服务）
框架层	Ability框架、多语言API（Java/C++/JS）	一次开发多端部署
应用层	FA（有UI）、PA（无UI后台任务）	跨设备调度与分发

2. 四大技术突破

1. 分布式架构：
   • 软总线：设备自动发现与低时延通信（≤20ms）。
   • 设备虚拟化：多设备融合为“超级终端”。
2. 确定时延引擎：
   • 优先级任务调度，应用响应时延降低25.7%。
3. 微内核安全：
   • 形式化验证TEE微内核，通过CC EAL 5+认证。
   • 代码量仅为Linux内核的1/1000，攻击面极小。
4. 统一IDE：
   • 方舟编译器静态化Java程序，支持多语言统一编译。

3. 安全机制

• 三层防护：
  1. 多端协同身份认证 → “正确的人”。
  2. 可信执行环境（TEE） → “正确的设备”。
  3. 数据分级管理 → “正确使用数据”。
• 证书传输：设备间TEE通道加密（图16-28）。

考点：鸿蒙的分布式软总线实现跨设备通信，微内核通过形式化方法提升安全等级。

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五、考点与考题汇总

1. ABSD递归细化：需求分析与设计并行迭代，降低架构随意性。
2. ADD质量场景六要素：刺激源、刺激、环境、制品、响应、响应度量（表16-4）。
3. DARTS任务接口：消息通信（紧/松耦合）、事件同步、IHM数据封装。
4. 鸿蒙分布式能力：软总线、设备虚拟化、数据管理、任务调度四大核心。
5. 微内核安全优势：代码量小（千分之一）、形式化验证、TEE防护。