Examining the Impact of Platform Properties on Quality Attributes
我们研究并提出了各种虚拟化和面向云的平台的架构上的重要特征。这些特性对客户应用程序实现各种质量属性（QA）的能力的影响也通过检查现有的体系结构知识来确定。我们从调查结果中观察到，效率、资源弹性和安全性是受影响最大的QA，而虚拟化平台对各种QA的影响最大。
2012-05-21 cs.SE
Socio-technical and Ethical Dimensions of Architecture Practices in FLOSS
Faculty of Mathematics and Natural Sciences Heinrich Heine University Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学数学与自然科学学院）
本研究通过三阶段设计（多方法案例研究、框架设计与试点评估），探究FLOSS架构实践受社会技术与伦理因素影响，并产出实证证据、概念框架及轻量级教学实践，以促进架构工作更明确包容。
2026-09-10 cs.SE
A Qualitative Study of Architectural Design Issues in DevOps
软件架构对于DevOps的成功至关重要。然而，设计支持DevOps（DevOps-driven software architecture）的软件架构对组织来说是一个挑战。我们断言，表征DevOps驱动架构的重要步骤之一是理解DevOps中提出的架构设计问题。同时，DevOps上下文中出现的一些架构问题（及其相应的架构实践或策略）可能源于上下文（即，域）和软件组织的特性。为此，我们进行了一项混合方法研究，其中包括一个公司中两个团队在DevOps转型期间的定性案例研究，以及Stack Overflow和DevOps Stack Exchange帖子的内容分析，以了解DevOps中的架构设计问题。我们的研究发现了两个团队面临的八个具体的和上下文相关的架构设计问题，并将Stack Overflow和DevOps Stack Exchange中讨论的架构设计问题分为11组。我们的汇总结果显示，DevOps驱动的架构的主要特征是：松散耦合，优先考虑可部署性，可测试性，可支持性和可修改性。最后，我们讨论了一些具体的研究和实践的影响。
2021-11-13 cs.SE
Social Internet of Things: Architectural Approaches and Challenges
社交物联网（SIoT）比传统物联网（IoT）向前迈进了一步，引入了一种新的范式，将社交网络的概念与物联网相结合，以获得两个世界的好处，就像社交车联网一样。随着社交物联网的出现，新的挑战也出现了，需要深入分析。在这篇文章中，围绕文献中描述的各种SIoT系统的软件架构的关键挑战进行了分析。其中一个结论是，SIoT仍处于发展的早期阶段，因此，SIoT系统架构将受到这一事实的关注。SIoT特有的质量属性包括可扩展性、可导航性和信任度
2020-02-11 cs.SE
Designing Adaptive Digital Nudging Systems with LLM-Driven Reasoning
Syddansk Universitet（南丹麦大学）
本文提出一种将行为科学与软件设计结合的自适应数字引导系统架构，通过整合多维用户建模与伦理合规，验证了其在住宅能源可持续性中的可行性。
2026-04-13 cs.AI cs.SE
ATRAF-driven IMRaD Methodology: Tradeoff and Risk Analysis of Software Architectures Across Abstraction Levels
本文提出ATRAF驱动的IMRaD方法论，将ATRAF框架的四阶段螺旋评估流程与学术论文IMRaD结构对齐，以提升软件架构权衡与风险分析研究的严谨性、透明性和可复现性。
2025-05-06 cs.SE
Training Software Engineers for Qualitative Evaluation of Software Architecture
软件架构师使用质量需求来设计系统的架构。但是，必须确保系统的最终架构设计达到标准质量要求。现有的架构评估框架需要基本的技能和经验，以实际使用，新手软件架构师缺乏。我们提出了一个框架，使新手软件架构师推断系统的质量要求和策略，使用软件架构块线图。该框架将图像作为输入，提取各种组件和连接，并将其映射到可行的架构模式，然后识别系统相应的质量属性（QA）和策略。该框架包括基于图像处理和语义相似性方法的专门训练的机器学习模型，以帮助软件架构师通过以下方式评估给定设计：a）基于输入架构设计中存在的架构模式评估输入架构设计，b）列出设计在QA方面的优点和缺点，c）推荐必要的架构策略，这些策略可以嵌入到设计中，以实现缺乏的QA。为了训练我们的框架，我们开发了一个包含2，035个架构图像的数据集，这些架构图像来自14种架构模式，如客户端-服务器，微服务和模型视图控制器，可在https://www.doi.org/10.6084/m9.figshare.14156408上获得。该框架在识别建筑模式方面达到了98.71%的正确识别率。我们评估了所提出的框架的有效性和实用性，通过使用控制组和实验组，其中实验组的表现比控制组好约150%。实验作为工程学院计算机科学硕士课程的一部分进行。
2021-05-20 cs.SE
Quality Attributes in Practice: Contemporary Data
众所周知，软件过程会影响最终产品的质量。然而，这种影响发生的具体方式仍然是未知的，并通过轶事报道。为了更好地了解这种关系，去年进行了一项非常大的调查，来自21个国家的100多名软件开发人员和工程师完成了调查。我们使用软件开发人员和工程师估计的满意客户的百分比作为主要因变量。结果证明了一些有趣的模式，比如客户更满意的质量属性似乎是功能性的，架构风格可能对质量没有显着影响，敏捷方法可能会让客户更快乐，大公司和更短的项目似乎会产生更好的产品。
2016-02-23 cs.SE
A Text Mining and Classification Approach for Analyzing Architecture Decision Records
ISISTAN Research Institute, CONICET-UNCPBA（ISISTAN研究所，CONICET-UNCPBA）；Johannes Kepler University（约翰内斯·开普勒大学）
本文提出一种结合主题建模、LLM分类和模板检查的自动化文本挖掘方法，用于大规模分析约550个开源仓库中的架构决策记录，发现其常记录存在性、技术和流程决策，而备选方案等记录不足，为架构师改进实践提供参考。
2026-09-09 cs.SE
Cloud-Native Architectural Characteristics and their Impacts on Software Quality: A Validation Survey
本文通过对42名软件专业人员的问卷调查，验证并修订云原生架构质量模型，提出纳入实证结果的更新版本及可调查层次化复杂结构的问卷工具。
2023-06-21 cs.SE
Capturing Software Architecture Knowledge for Pattern-Driven Design
软件架构是一个知识密集型领域。存储架构知识的一种机制是架构模式的识别和描述。对于软件架构师来说，选择架构模式是一项具有挑战性的任务，因为关于这些模式的知识分散在大量的文献中。方法：我们报告了一个系统的文献综述，目的是建立一个决策模型的建筑模式选择问题。此外，12个经验丰富的从业人员在软件生产组织评估的可用性和有用性提取的知识。\newline结果：概述了29种模式及其对40种质量属性的影响。此外，我们报告在哪些系统中的29种模式的应用，并在哪些组合。实践者证实，架构知识支持软件架构师的决策过程，为新问题选择一组模式。我们调查了建筑师选择模式的潜在趋势。结论：有了可用的知识，架构师可以更快地选择和消除模式组合来设计解决方案。拥有这些现成的知识可以支持软件架构师做出更高效和有效的设计决策，以满足他们的质量问题。
2020-05-17 cs.SE
Many-Objective Optimization of Non-Functional Attributes based on Refactoring of Software Models
该研究提出一种基于NSGA-II遗传算法的软件模型多目标重构优化方法，兼顾性能、可靠性等多目标，在两个案例中实现性能最高提升42%、可靠性最高提升32%，验证了性能反模式和架构距离指标的有效性。
2023-01-23 cs.SE
A Taxonomy of Modeling Approaches for Systems-of-Systems Dynamic Architectures: Overview and Prospects
系统的系统（SoS）是独立的组成系统（CS）为实现特定任务而协作的结果。CS在设计时并不完全已知，并且也可能在运行时离开或加入SoS，这使得SoS架构具有内在的动态性，形成新的架构配置并影响整体系统质量属性（即性能，安全性和可靠性）。因此，在早期阶段对体系结构的随机变化对体系结构性能的影响进行抽象建模和评估，以分析和选择合适的体系结构设计是至关重要的。体系结构描述语言（ADL）已被提出并用于处理体系结构的动态。然而，我们仍然设想在今后几年中需要弥补的差距和应对的挑战。本文提出了一个广泛的讨论国家的最先进的符号建模和分析体系结构的动态。本文的主要贡献是三个方面：（一）提供了文献综述的结果，现有的体系结构建模方法的支持，为体系结构和分析其语义扩展，以支持规范的体系结构动态体系结构，和（ii）相应的分类建模体系结构作为文献综述的结果。此外，我们也讨论了未来的方向和未来几年需要克服的挑战。
2019-05-23 cs.SE
A MAPE-K-Based Method for Architectural Conformance Checking in Self-Adaptive Systems
针对自适应系统架构漂移问题，提出基于MAPE-K的REMEDY方法，通过领域特定语言、架构提取工具和符合性引擎，降低规范工作量并有效检测违规，实验验证了其高效性与可靠性。
2025-09-11 cs.SE
Architectural Patterns for Designing Quantum Artificial Intelligence Systems
本研究通过系统性映射研究，识别了量子增强人工智能系统软件架构的挑战与解决方案，提出了多种架构模式和中间件模式，并权衡了效率、可扩展性等质量属性，最终汇编成架构模式目录。
2024-12-17 cs.SE quant-ph
Usability as a Dominant Quality Attribute
每当一个架构师或一个架构师团队开始一个架构设计时，都有一些特定的目标要实现。软件体系结构设计目标的制定涉及到项目类型、最终用户角度、功能需求和非功能需求等多方面的因素，本文回顾并进一步阐述了软件体系结构可用性特征的策略。尽管以用户为中心的设计越来越受欢迎，但在许多设计场景中，可用性甚至很少被视为主要目标之一。这项工作提供了一个机会，比较不同的战略，并评估其利弊。
2015-08-25 cs.HC cs.SE
ARLO: A Tailorable Approach for Transforming Natural Language Software Requirements into Architecture using LLMs
University of Southern California（南加州大学）
ARLO 利用大语言模型从自然语言需求中识别架构相关子集，并通过整数线性规划在可定制架构选择矩阵上求解最优架构，实现需求到架构的自动化映射与可追溯分析。
2025-04-08 cs.AI cs.SE
A literature review of recent advances in software design and architecture
Chuka University（Chuka大学）
本文综述2024-2025年软件设计与架构研究，采用主题综合法分析五大领域，指出现代架构需覆盖全生命周期，AI辅助等技术可提升软件特性，同时存在实证验证不足等缺口。
2026-07-30 cs.CC cs.SE
A Systematic Mapping Study on Architectural Approaches to Software Performance Analysis
本文通过对109篇论文的系统映射研究，从研究目的、开发活动、研究模板、工具和评估方法五个维度梳理软件架构与性能分析的集成现状，并指出工具基准、新兴领域、实践因素和ML/AI技术四个关键研究方向。
2024-10-22 cs.SE
Quantum Computing Platforms: Assessing the Impact on Quality Attributes and SDLC Activities
实用的量子计算正在迅速成为现实。为了利用量子计算机在软件应用中的真正潜力，需要从软件工程（SE）的角度深入了解量子计算平台（QCP）的所有这些特性。对复制、删除、量子比特状态传输的限制，以及对量子算法的严格依赖，这些都是QCP特征中对构建量子软件有重要意义的例子。因此，开发量子软件需要软件工程师思维的范式转变。本文介绍了从SE的角度来看，从国家的最先进的QCP的深入研究，今天可用的主要结果。我们提出的主要贡献包括：i）提出了一个通用架构的QCP，ii）提出了一个编程模型，开发量子软件，iii）确定架构上的显着特点的QCP，和\textbf{iv)}确定这些特点的影响，对各种质量属性（QA）和软件开发生存周期（SDLC）的活动。我们表明，QCP的性质，使他们有用的主要是在专门的应用领域，如科学计算。除了性能和可伸缩性，大多数其他QA（例如，可维护性、可测试性和可靠性）受到QCP不同特性的不利影响。
2021-04-29 cs.SE
Designing Microservice Systems Using Patterns: An Empirical Study on Quality Trade-Offs
提高敏捷性、自主性、可扩展性和可重用性的承诺使微服务架构成为开发大规模和云原生商业应用程序的\textit{de facto}标准。软件模式是一种重要的设计工具，通常它们的选择和组合的目标是获得一组期望的质量属性。然而，从研究的角度来看，许多模式还没有得到广泛的验证，对行业实践，使他们没有更多的有趣的理论。为了解决这个问题，我们调查了从业者如何看待14种模式对7个质量属性的影响。因此，我们进行了9次半结构化的访谈，以收集有关以下方面的行业专业知识：（1）软件模式的知识和采用，（2）模式的感知架构权衡，以及（3）专业人员用于测量质量属性的指标。我们发现，我们研究中报告的许多权衡与每个模式的文档相匹配，并确定了一些尚未报告的收益和痛苦，从而对微服务模式产生了新的见解。
2022-01-10 cs.SE
Toward Refactoring of DMARF and GIPSY Case Studies a Team 7 SOEN6471-S14 Project Report
软件体系结构被定义为一个结构良好的解决方案的过程，它满足所有的技术和操作要求，并提高系统的质量属性，如可读性，可靠性，可维护性和性能。它涉及一系列设计决策，这些决策可能对系统质量属性和应用程序的整体成功产生相当大的影响。在这项工作中，我们首先分析和调查两个开源软件（OSS）平台DMARF和GIPSY，主要是在Java中实现的。许多研究论文已经被研究，以获得更多的见解和清晰的背景，他们的架构，增强，演变，挑战和功能。随后，我们提取并找到他们的需求，高层次的要求，和架构结构，导致重要的设计决策，从而影响他们的质量属性。首先，我们逆向工程每个系统的源代码，以重建其领域模型和类图模型。我们试图实现需求和其他设计工件之间的可追溯性，以保持一致。此外，我们进行了手动和自动重构技术，以摆脱一些现有的代码气味，最终获得更可读和更易于理解的代码，而不会影响其可观察的行为。
2014-12-18 cs.SE
Quality Attributes on Quantum Computing Platforms
随着实用的量子计算平台（QCP）迅速成为现实，人们希望在软件应用中利用它们的真正潜力。因此，确定QCP对软件体系结构的影响变得非常重要。在本文中，我们提出了深入的检查国家的最先进的QCP，以确定所有这些特性的QCP是相关的软件架构的角度来看。缺乏本机量子操作系统、对量子算法的严格依赖、较低级别的编程抽象是可能影响量子软件应用程序架构的QCP特征的许多示例中的少数。本文的主要贡献包括识别：一）一般架构的QCP，二）编程模型，通常用于开发软件时，QCP，三）架构上的重要特点的QCP和四）这些特点对各种质量属性（QA）的影响。我们表明，除了性能和可扩展性，大多数其他的QA（例如，可维护性，可测试性，可靠性等）。受到QCP不同特性的不利影响。
2018-03-15 cs.ET cs.SE quant-ph
The EVerest Dataset for Secure Software Engineering
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
提出 EVerest 数据集，包含从需求到代码的多制品安全标签，支持端到端安全验证研究，并已发现并修复真实安全弱点。
2026-06-23 cs.CR cs.SE
Bridging Requirements and Architecture: Multi-Agent Orchestration with External Knowledge and Hierarchical Memory
School of Computer Science, Wuhan University（武汉大学计算机学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
提出MAAD框架，通过编排四个专业智能体（分析师、建模师、设计师、评估师），结合RAG注入架构标准与分层记忆机制，自动将需求规格转化为多视图架构蓝图并评估质量属性。
2026-05-31 cs.AI cs.SE
Tailoring Architecture Centric Design Method with Rapid Prototyping
许多工程过程存在于工业、教科书和国际标准中。然而，在实践中，很少有任何一个过程是一贯和字面上遵循。据观察，各行业的流程都根据项目的要求进行了更改。许多工程过程通常缺乏两个特性：1）在项目的初级阶段快速开发原型的正式能力，2）将需求转换为架构设计，何时以及如何评估设计，以及如何在整个系统生命周期中使用丢弃的原型。在产品概念处于前沿或未被充分理解的项目中，原型对于引出需求、生成客户反馈以及识别、检查或减轻风险非常有用。除了产品要做的工作之外，可用性、性能和可修改性等系统属性与功能一样重要。架构师必须用他们选择的方法来解决这些问题，以促进这些系统属性，同时为利益相关者提供所需的功能。架构设计和原型是构建嵌入所需系统属性的正确产品的关键方法之一。一旦产品被制造出来，几乎不可能用所需的属性来改造系统。本文采用快速原型法定制以架构为中心的开发方法，以实现上述目标，并减少ACDM各阶段的迭代次数。
2017-06-06 cs.SE
Adapting Software Architectures to Machine Learning Challenges
ML组件独特的开发和操作特性以及其固有的不确定性要求使用强大的工程原理来确保其质量。我们的目标是确定如何（重新）构建软件系统，以实现ML组件的强大集成。为了实现这一目标，我们进行了一项混合方法的实证研究，包括（i）系统的文献综述，以确定ML软件架构中的挑战及其解决方案，（ii）与从业者的半结构化访谈，以定性地补充初步调查结果，以及（iii）调查，以定量地验证挑战及其解决方案。我们编译并验证了20个挑战和解决方案，用于使用ML组件（重新）架构系统。例如，我们的研究结果表明，传统的软件架构挑战（例如，组件耦合）在使用ML组件时也起着重要作用;以及新的ML特定挑战（例如，需要持续的再培训）。此外，结果表明，与传统的决策驱动因素（如可扩展性）相比，ML增强的决策驱动因素（如隐私）发挥的作用微不足道。通过调查，我们能够在架构解决方案和软件质量属性之间建立联系，这使我们能够提供20种用于满足ML组件系统的个性化质量要求的架构策略。总之，研究结果可以解释为一个经验框架，支持使用ML组件（重新）构建软件系统的过程。
2022-01-08 cs.SE
Sovereign-by-Design A Reference Architecture for AI and Blockchain Enabled Systems
University of Oulu（奥卢大学）；University of Cagliari（卡利亚里大学）；University of Southern Denmark, Vejle（南部丹麦大学，弗莱耶）
本文提出了一种主权参考架构，整合自主权身份、区块链信任、主权数据治理和生成式AI，旨在实现数字主权在架构层面的统一设计和管理。
2026-02-05 cs.AI cs.CR cs.DC
MAAD: Automate Software Architecture Design through Knowledge-Driven Multi-Agent Collaboration
School of Computer Science, Wuhan University（武汉大学计算机学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
针对软件架构设计依赖人工、方案有限的问题，提出知识驱动的多智能体框架MAAD，通过四类智能体协作生成带质量属性评估的架构蓝图，实验验证其优于现有基线且具备工业实用性，同时发现GPT-4o适配效果最佳。
2025-07-28 cs.AI cs.SE
BitSov: A Composable Bitcoin-Native Architecture for Sovereign Internet Infrastructure
University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Mindlink AI
BitSov通过整合比特币等去中心化技术，构建八层协议栈，解决当前互联网的单一故障点问题，提出支付门控消息、时间链锁定合同和自维持经济飞轮等架构模式。
2026-03-30 cs.CR cs.DC cs.NI
