系统架构设计（十五）：质量效用树

结构

效用树一般分为三层：

1. 第一层（根节点）：系统的整体效用（Utility），代表系统被建造的总体目标。
2. 第二层（质量属性）：系统应具备的主要质量属性，如性能、可用性、安全性、可维护性、可扩展性等。
3. 第三层（场景）：将质量属性具体化为可评估的场景，并赋予它们优先级（重要性、难度）。

分类及示例

质量属性	示例场景
性能（Performance）	用户在5秒内收到搜索结果；系统支持每秒1000次交易
可用性（Availability）	系统在任意时间99.99%的可用；服务器故障时1秒内切换
可维护性（Maintainability）	开发人员在1天内定位并修复一般bug
可扩展性（Scalability）	系统在新增节点后性能提升线性增长
安全性（Security）	非法用户无法访问系统敏感数据；支持SSL传输加密
易用性（Usability）	用户第一次使用系统在5分钟内完成注册流程
可部署性（Deployability）	系统升级不影响当前运行服务；新版本1小时内部署完毕

图示（文字示意）

                                效用（Utility）
                                      |
    ----------------------------------------------------------------
    |             |              |              |               |
  性能        可用性         可维护性         安全性         可扩展性
    |             |              |              |               |
  [场景1]       [场景1]        [场景1]        [场景1]         [场景1]
  [场景2]       [场景2]        [场景2]        [场景2]         [场景2]

每个场景还可以标注两个属性：

• 重要性（1-5）
• 实现难度（1-5）

例如：

安全性
  └── 支持用户权限隔离（重要性=5，难度=3）
  └── 数据传输必须加密（重要性=5，难度=2）

示例

某系统需要保障高可用性和高安全性，同时具备中等程度的可维护性和扩展性。请构建其质量属性效用树的主要部分，并说明权重设置理由。

解答：

效用
├── 可用性（权重：5）
│   └── 系统主服务故障时10秒内自动切换到备用（重要性5，难度4）
├── 安全性（权重：5）
│   └── 所有外部接口需进行身份认证与权限校验（重要性5，难度3）
├── 可维护性（权重：3）
│   └── 系统日志需完整记录操作，辅助问题定位（重要性3，难度2）
├── 可扩展性（权重：2）
│   └── 新增模块不影响核心服务（重要性2，难度3）