架構(gòu)師培訓(xùn)講義軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)思想與體系創(chuàng)建

1、第一章第一章軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)思想與體系創(chuàng)建軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)思想與體系創(chuàng)建第一節(jié)第一節(jié)軟件架構(gòu)師的角色和應(yīng)掌握的知識(shí)體系軟件架構(gòu)師的角色和應(yīng)掌握的知識(shí)體系一、軟件架構(gòu)一、軟件架構(gòu)軟件架構(gòu)（softwarearchiecture）的一種定義是這樣的：架構(gòu)是一組有關(guān)如下要素的重要決策：軟件系統(tǒng)的組織，構(gòu)成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化元素，接口和它們相互協(xié)作的行為的選擇，結(jié)構(gòu)化元素和行為元素組合成粒度更大的子系統(tǒng)的方式的選擇，以及指導(dǎo)這一組織（元素及其接口、協(xié)作和組合

2、方式）的架構(gòu)風(fēng)格的選擇。軟件架構(gòu)可以有多種定義，不管對(duì)軟件架構(gòu)如何定義，所有的定義都有一個(gè)共同的主題，那就是必須考慮諸如原理、組織、風(fēng)格、模式、職責(zé)、協(xié)作、連接、系統(tǒng)的動(dòng)機(jī)和主要子系統(tǒng)等大尺度方面的問題。軟件架構(gòu)實(shí)際上是兩個(gè)層面的事情，一個(gè)是設(shè)計(jì)構(gòu)造一個(gè)完整的軟件系統(tǒng)，這里的架構(gòu)也稱作軟件體系結(jié)構(gòu)（SoftwareArchiecture）。另一個(gè)層面是構(gòu)造一個(gè)統(tǒng)一的共享的框架或者稱架構(gòu)（Framewk），這種架構(gòu)事實(shí)上是系統(tǒng)的一個(gè)基于服

3、務(wù)的層。軟件架構(gòu)在整個(gè)軟件開發(fā)過程中，是處在軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（設(shè)計(jì)），它的必要的輸入，是來自需求工程（分析），而它的輸出，是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)（編程），因此這是一個(gè)承上啟下過程節(jié)點(diǎn)。在軟件開發(fā)中，架構(gòu)既可以是名詞，也可以是動(dòng)詞。作為名詞，架構(gòu)包括上面所定義的內(nèi)容。作為動(dòng)詞，架構(gòu)一部分是調(diào)研，一部分是設(shè)計(jì)，更清晰的，是架構(gòu)調(diào)研和架構(gòu)設(shè)計(jì)。架構(gòu)調(diào)研：架構(gòu)調(diào)研：是指識(shí)別對(duì)系統(tǒng)存在或可能存在重大影響的功能性或非功能性需求（特別是非功能性需求），例如市

4、場(chǎng)趨勢(shì)、性能、成本、維護(hù)和系統(tǒng)演進(jìn)等。廣義上，是對(duì)系統(tǒng)的重大設(shè)計(jì)決策有特別影響的需求進(jìn)行分析。架構(gòu)設(shè)計(jì)：架構(gòu)設(shè)計(jì)：是對(duì)軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)、政策等軟件設(shè)計(jì)中的需求和要素進(jìn)行決策。在統(tǒng)一過程里面，架構(gòu)調(diào)研和架構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)稱為架構(gòu)分析。軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它需要系統(tǒng)構(gòu)架師有很寬的知識(shí)面，從需求分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)到類設(shè)計(jì)甚至代碼實(shí)現(xiàn)都需要有透徹的理解，這之間的關(guān)系是你中有我我中有你，是不可能截然分開的。在這個(gè)課程中，我會(huì)站在相對(duì)抽象的角度，

5、對(duì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想和方法做一些討論，這注意：靈活的把握，實(shí)事求是的分析，善意和把握重點(diǎn)的溝通，有先見性的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)優(yōu)秀的系統(tǒng)構(gòu)架師活的靈魂。第二節(jié)第二節(jié)軟件分析和設(shè)計(jì)的方法學(xué)問題軟件分析和設(shè)計(jì)的方法學(xué)問題由于架構(gòu)設(shè)計(jì)的源泉來自于軟件分析，不同的分析與設(shè)計(jì)方法，將會(huì)帶來完全不同的架構(gòu)思路。從方法學(xué)的角度來講，目前分析和設(shè)計(jì)方法主要分為面向過程的方法與面相對(duì)象方法兩種。一、面向過程的方法一、面向過程的方法面向過程方法又稱為結(jié)構(gòu)化方法，

6、起源于20世紀(jì)70年代，主要由面向過程分析、面向過程設(shè)計(jì)和面向過程編程三部分組成。面向過程分析面向過程分析：幫助開發(fā)人員定義系統(tǒng)需要做什么（處理需求），系統(tǒng)需要存儲(chǔ)和使用那些數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)需求），系統(tǒng)需要什么樣的輸入和輸出，以及如何把這些功能結(jié)合在一起來完成任務(wù)。面向過程分析的主要工具是數(shù)據(jù)流圖（數(shù)據(jù)流圖（DFD）這是一種顯示面向過程分析中產(chǎn)生的輸入、處理、存儲(chǔ)和輸出的圖形模型。在現(xiàn)代面向過程設(shè)計(jì)中，也引入了事件的概念。面向過程設(shè)計(jì)面向過程

7、設(shè)計(jì)：面向過程設(shè)計(jì)是為下列事務(wù)提供指導(dǎo)：程序集是什么，每個(gè)程序應(yīng)該實(shí)現(xiàn)哪些功能能，如何把這些程序組成一張層次圖。面向過程設(shè)計(jì)的主要工具是結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖，這是一種表達(dá)程序模塊層次的圖形模型。面向過程編程面向過程編程：具有一個(gè)開始和結(jié)束的程序或者程序塊，并且程序執(zhí)行的每一步都由三部分組成：順序、選擇或者循環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)這種思想的最典型的語言就是C。整個(gè)面向過程設(shè)計(jì)的根本目標(biāo)是：把復(fù)雜的系統(tǒng)分解成簡(jiǎn)單模塊的層次圖。二、面向?qū)ο蟮牡姆椒ǘ?、面向?qū)ο?/p>

8、的的方法面向?qū)ο蟮姆椒ㄓ擅嫦驅(qū)ο蠓治觯∣OA）、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）以及面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）三部分組成。面向?qū)ο蠓椒ㄅc面向過程方法根本區(qū)別，是把信息系統(tǒng)看成一起工作來完成某項(xiàng)任務(wù)的對(duì)象集合，而對(duì)象是系統(tǒng)對(duì)消息作出做出響應(yīng)的事物而對(duì)象是系統(tǒng)對(duì)消息作出做出響應(yīng)的事物，所以面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶钪档藐P(guān)注的不是它該做什么，而是它如何做出反應(yīng)，也就是消息，這是和面向過程方法的根本不同。面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο蠓治觯∣OA）：定義在系統(tǒng)中工作的所有類型的

9、對(duì)象，并顯示這些對(duì)象如何通過相互作用來完成任務(wù)，主要工具是統(tǒng)一建模語言（統(tǒng)一建模語言（UML）。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）：定義在系統(tǒng)中人機(jī)進(jìn)行通訊所必需的所有類型的對(duì)象，并對(duì)每種類型的對(duì)象進(jìn)行細(xì)化，以便可以用一種具體的語言來實(shí)現(xiàn)這些對(duì)象。面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊蹋∣OP）：用某種具體語言（C、Java、C#、C的對(duì)象模塊等）來實(shí)現(xiàn)各種對(duì)象的行為，包括對(duì)象間的消息傳遞。這里的關(guān)鍵是類圖：用面向?qū)ο蟮姆椒@示系統(tǒng)中所有對(duì)象所屬類的