課程簡(jiǎn)介
本課程將對(duì)軟件生命周期與軟件架構(gòu)進(jìn)行介紹，重點(diǎn)講述面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)原則與模式及方法論、用UML輔助系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、借鑒RUP的設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)模式與軟件設(shè)計(jì)思想、架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐等要點(diǎn)，并結(jié)合軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)案例進(jìn)行進(jìn)一步分析
目標(biāo)收益
培訓(xùn)對(duì)象
課程大綱
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軟件生命周期與軟件 架構(gòu)介紹 |
軟件架構(gòu)介紹 IT行業(yè)的人才結(jié)構(gòu)與軟件架構(gòu)師的定位 軟件架構(gòu)師應(yīng)掌握的知識(shí)體系 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、層次、分類 軟件架構(gòu)的主要理論、方向和趨勢(shì) 軟件工廠，實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化 軟件生命周期進(jìn)程模型介紹 RUP與XP Agile與CMMI MSF |
| 技術(shù)架構(gòu)視圖─面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)原則與模式及方法論 |
衡量軟件系統(tǒng)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn) 軟件系統(tǒng)開始變壞的表現(xiàn)：硬化、脆弱、綁死、膠著。 軟件系統(tǒng)關(guān)鍵的質(zhì)量特性：正確性、健壯性、可擴(kuò)展性、可復(fù)用性、兼容、可移植性、高效性、timeliness、economy and functionality 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本原則 類的設(shè)計(jì)原則： 開閉原則、依賴倒置原則、Liskov替換原則、單一職責(zé)原則、接口分離原則、組合復(fù)用原則、所知最少原則 例：會(huì)議管理系統(tǒng)等、API函數(shù)的啟示等 包內(nèi)聚原則：發(fā)布與復(fù)用等價(jià)原則、共同封閉原則、共同復(fù)用原則 包耦合原則：無循環(huán)的依賴原則、穩(wěn)定的依賴原則、穩(wěn)定的抽象 用GRASP模式指導(dǎo)架構(gòu)設(shè)計(jì) GRASP架構(gòu)模式： 信息專家、創(chuàng)建者、高內(nèi)聚、低耦合、控制者、多態(tài)、間接、純虛構(gòu)、保護(hù)變化 典型案例分析： 違反信息專家模式案例分析 應(yīng)用信息專家模式案例分析 應(yīng)用GRASP模式精化架構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素 什么是架構(gòu), 它和系統(tǒng)是如何關(guān)聯(lián)的。 如何獲得可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、可重用性、互操作性等。 在系統(tǒng)中如何組織組件(Component) 。 如何組織組件(Component)的內(nèi)部。 如何保持平臺(tái)相關(guān)的細(xì)節(jié)和應(yīng)用的分離。 如何應(yīng)用封裝(encapsulation)、抽象(abstraction)和委派(delegation)的原則。 如何應(yīng)用設(shè)計(jì)模式來實(shí)現(xiàn)好的結(jié)構(gòu)。 案例分析 模板容器、Movie查詢等 |
| 用UML輔助系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) |
UML中的常見疑難問題辨析 用例圖 - 參與者建模中的常見問題 - 用例建模中的常見問題 - UaseCase的本質(zhì)討論 類設(shè)計(jì) - UML中關(guān)系的辨析： 依賴關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系辨析；聚合，組合辨析 類設(shè)計(jì)中的常見問題： - 一些常見但易混淆的類關(guān)系圖； - 熟悉類的自關(guān)聯(lián)形式；使用關(guān)聯(lián)類； - 一些易混淆的重?cái)?shù)表示方法 - 建模為對(duì)象與建模為屬性 / 建模為方法與建模為對(duì)象的辨析。 其它辨析 - 包與組件 - 擴(kuò)展基類與覆蓋基類等；自關(guān)聯(lián)、關(guān)聯(lián)多重性、關(guān)聯(lián)角色名辨析 - 消除多重繼承的常用手段 |
| 借鑒RUP的設(shè)計(jì)過程 |
借鑒RUP的設(shè)計(jì)過程 全局分析： 選用架構(gòu)模式；識(shí)別關(guān)鍵抽象；標(biāo)識(shí)分析機(jī)制；常見的分析機(jī)制 局部分析： 提取分析類： 分析類的類型劃分：邊界類、實(shí)體類、控制類，分析類在模型中的位置，邊界類的復(fù)用，控制類的變通。 分析動(dòng)態(tài)場(chǎng)景： 消息與責(zé)任；事件序列在邊界、實(shí)體及控制類間的原則；控制類在交互圖中的表現(xiàn)特征；交互圖的正確性。 整理分析類： 分析類的責(zé)任和關(guān)聯(lián)關(guān)系；動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的關(guān)系；確定類的責(zé)任；設(shè)計(jì)類和子系統(tǒng)接口。 |
| 設(shè)計(jì)模式與軟件設(shè)計(jì)思想 |
GOF設(shè)計(jì)模式 - 使用GOF設(shè)計(jì)模式，借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)。 - 分析創(chuàng)建型模式： - 單例模式（Singleton）、工廠模式、抽象工廠模式(Abstractfactory) - 分析結(jié)構(gòu)型模式： - 橋梁模式（Bridge）、裝飾模式（Decorator）、適配器模式（Adapter）、代理模式（Proxy）、組合模式（Composite） - 分析行為型模式： - 命令模式（Command ）、觀察者模式（Observer）、狀態(tài)模式（State）、策略模式（Strategy）、模板方法模式（Template Method）、訪問者模式（Template Method） 設(shè)計(jì)模式深入討論 - 設(shè)計(jì)模式的本質(zhì)： - 隔離變化點(diǎn)；間接；透明；局部雙向依賴；邏輯與功能；用接口抹平差異、延遲調(diào)用。 - 模式的推演： - 掌握模式的本質(zhì)，而非形式。 - 設(shè)計(jì)模式的高級(jí)運(yùn)用： - 高手的選擇；神似而非形似；一切以工程實(shí)際為標(biāo)準(zhǔn)；可以犧牲掉的特征；簡(jiǎn)化的模式；防止濫用；自創(chuàng)的模式。 常用的軟件架構(gòu)風(fēng)格及適用情況分析 - 系統(tǒng)軟件 - 分層(Layer)、管道和過濾器(Pipes and Filters)、黑板(Blackboard) - 分布式軟件 - 經(jīng)紀(jì)人(Broker) 、客戶/服務(wù)器（Client/Server）、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer to Peer） - 交互軟件 模型-視圖-控制器（Model-View-Controller）、顯示-抽象-控制（Presentation-Abstraction-COntrol） SOA的設(shè)計(jì)思想 - SOA的概念 - SOA的設(shè)計(jì)目標(biāo) 異構(gòu)性Heterogeneity；可伸縮性Scalability；適用性Availability；分布式Distribution； .機(jī)動(dòng)性Flexibility；可見性 典型案例分析 媒體顯示、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、編輯器、文件解析器。 |
| 架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐 |
靜態(tài)設(shè)計(jì) - 按層+高內(nèi)聚低耦合的原則進(jìn)行模塊劃分 高內(nèi)聚原則；按功能分解；按業(yè)務(wù)進(jìn)行分解；以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為中心分解；實(shí)際運(yùn)用中的折中。 - 劃分層次 - 將模塊劃入對(duì)應(yīng)的層；分層與分區(qū)；邏輯模塊與實(shí)體組件的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 - 為模塊進(jìn)行職責(zé)分配 隔離關(guān)注面：低耦合原則；適當(dāng)采用設(shè)計(jì)模式； 用設(shè)計(jì)模式優(yōu)化核心結(jié)構(gòu)：經(jīng)典模式運(yùn)用： 用橋接模式作為中心骨架。 用橋接模式作為中心骨架。 用工廠模式進(jìn)行組裝。 用命令模式處理事務(wù)。 模塊結(jié)構(gòu)的常見形式 容器模塊 + 控制者 + 功能模塊 + 臨時(shí)構(gòu)建的小類；單例模式；命令模式。 核心模塊的接口設(shè)計(jì)。 外觀模式；適配器模式；代理模式；中介者模式。 其它形式的的模塊結(jié)構(gòu)：變換型模塊結(jié)構(gòu)；事務(wù)型模塊結(jié)構(gòu)。 模塊間的通信及耦合設(shè)計(jì) - 組件式編程。 - 通訊機(jī)制： - 觀察者模式；本地SDK；輪訓(xùn)。 - 解耦： - 針對(duì)接口編程；增加間接模塊；依賴注入。 - 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)層 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選用的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)訪問層的設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) - 抽象與統(tǒng)一不同的因素 根據(jù)業(yè)務(wù)尋找關(guān)鍵因素；統(tǒng)一到復(fù)雜的情況。 - 常用的流程抽象手段： 依賴注入 / 控制反轉(zhuǎn)；表格法；配置文件。 - 邏輯控制： 控制者模式；信息專家模式。 - 消息通知機(jī)制 MVC模式；觀察者模式；責(zé)任鏈模式；中介者模式。 模塊調(diào)整 - 調(diào)整模塊等級(jí)。 適當(dāng)封裝；把屬性提升為類；將類降為屬性；將類提升為組件。 - 用設(shè)計(jì)模式優(yōu)化設(shè)計(jì) 在主體的框架上進(jìn)行調(diào)整：訪問者模式；裝飾模式。 - 編碼時(shí)構(gòu)建適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)臨時(shí)類。 命令模式；事務(wù)處理類型。 - 效率的優(yōu)化 效率與結(jié)構(gòu)的折中：優(yōu)化效率的3步驟。 |
| 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析 |
綜合架構(gòu)案例剖析 - 商店P(guān)OS系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) - 薪酬系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) - 倉庫管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 實(shí)戰(zhàn)典型案例分析(以實(shí)際項(xiàng)目案例為背景) - 需求分析、領(lǐng)域建模：零售店銷售系統(tǒng) - 設(shè)計(jì)模式的綜合運(yùn)用:Dvc文件分析系統(tǒng) - 架構(gòu)分析:互聯(lián)網(wǎng)商品數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) - 綜合案例分析:圖像處理系統(tǒng) 基于搜索的二次開發(fā)系統(tǒng) |
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軟件生命周期與軟件 架構(gòu)介紹 軟件架構(gòu)介紹 IT行業(yè)的人才結(jié)構(gòu)與軟件架構(gòu)師的定位 軟件架構(gòu)師應(yīng)掌握的知識(shí)體系 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、層次、分類 軟件架構(gòu)的主要理論、方向和趨勢(shì) 軟件工廠，實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化 軟件生命周期進(jìn)程模型介紹 RUP與XP Agile與CMMI MSF |
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技術(shù)架構(gòu)視圖─面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)原則與模式及方法論 衡量軟件系統(tǒng)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn) 軟件系統(tǒng)開始變壞的表現(xiàn)：硬化、脆弱、綁死、膠著。 軟件系統(tǒng)關(guān)鍵的質(zhì)量特性：正確性、健壯性、可擴(kuò)展性、可復(fù)用性、兼容、可移植性、高效性、timeliness、economy and functionality 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本原則 類的設(shè)計(jì)原則： 開閉原則、依賴倒置原則、Liskov替換原則、單一職責(zé)原則、接口分離原則、組合復(fù)用原則、所知最少原則 例：會(huì)議管理系統(tǒng)等、API函數(shù)的啟示等 包內(nèi)聚原則：發(fā)布與復(fù)用等價(jià)原則、共同封閉原則、共同復(fù)用原則 包耦合原則：無循環(huán)的依賴原則、穩(wěn)定的依賴原則、穩(wěn)定的抽象 用GRASP模式指導(dǎo)架構(gòu)設(shè)計(jì) GRASP架構(gòu)模式： 信息專家、創(chuàng)建者、高內(nèi)聚、低耦合、控制者、多態(tài)、間接、純虛構(gòu)、保護(hù)變化 典型案例分析： 違反信息專家模式案例分析 應(yīng)用信息專家模式案例分析 應(yīng)用GRASP模式精化架構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素 什么是架構(gòu), 它和系統(tǒng)是如何關(guān)聯(lián)的。 如何獲得可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、可重用性、互操作性等。 在系統(tǒng)中如何組織組件(Component) 。 如何組織組件(Component)的內(nèi)部。 如何保持平臺(tái)相關(guān)的細(xì)節(jié)和應(yīng)用的分離。 如何應(yīng)用封裝(encapsulation)、抽象(abstraction)和委派(delegation)的原則。 如何應(yīng)用設(shè)計(jì)模式來實(shí)現(xiàn)好的結(jié)構(gòu)。 案例分析 模板容器、Movie查詢等 |
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用UML輔助系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) UML中的常見疑難問題辨析 用例圖 - 參與者建模中的常見問題 - 用例建模中的常見問題 - UaseCase的本質(zhì)討論 類設(shè)計(jì) - UML中關(guān)系的辨析： 依賴關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系辨析；聚合，組合辨析 類設(shè)計(jì)中的常見問題： - 一些常見但易混淆的類關(guān)系圖； - 熟悉類的自關(guān)聯(lián)形式；使用關(guān)聯(lián)類； - 一些易混淆的重?cái)?shù)表示方法 - 建模為對(duì)象與建模為屬性 / 建模為方法與建模為對(duì)象的辨析。 其它辨析 - 包與組件 - 擴(kuò)展基類與覆蓋基類等；自關(guān)聯(lián)、關(guān)聯(lián)多重性、關(guān)聯(lián)角色名辨析 - 消除多重繼承的常用手段 |
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借鑒RUP的設(shè)計(jì)過程 借鑒RUP的設(shè)計(jì)過程 全局分析： 選用架構(gòu)模式；識(shí)別關(guān)鍵抽象；標(biāo)識(shí)分析機(jī)制；常見的分析機(jī)制 局部分析： 提取分析類： 分析類的類型劃分：邊界類、實(shí)體類、控制類，分析類在模型中的位置，邊界類的復(fù)用，控制類的變通。 分析動(dòng)態(tài)場(chǎng)景： 消息與責(zé)任；事件序列在邊界、實(shí)體及控制類間的原則；控制類在交互圖中的表現(xiàn)特征；交互圖的正確性。 整理分析類： 分析類的責(zé)任和關(guān)聯(lián)關(guān)系；動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的關(guān)系；確定類的責(zé)任；設(shè)計(jì)類和子系統(tǒng)接口。 |
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設(shè)計(jì)模式與軟件設(shè)計(jì)思想 GOF設(shè)計(jì)模式 - 使用GOF設(shè)計(jì)模式，借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)。 - 分析創(chuàng)建型模式： - 單例模式（Singleton）、工廠模式、抽象工廠模式(Abstractfactory) - 分析結(jié)構(gòu)型模式： - 橋梁模式（Bridge）、裝飾模式（Decorator）、適配器模式（Adapter）、代理模式（Proxy）、組合模式（Composite） - 分析行為型模式： - 命令模式（Command ）、觀察者模式（Observer）、狀態(tài)模式（State）、策略模式（Strategy）、模板方法模式（Template Method）、訪問者模式（Template Method） 設(shè)計(jì)模式深入討論 - 設(shè)計(jì)模式的本質(zhì)： - 隔離變化點(diǎn)；間接；透明；局部雙向依賴；邏輯與功能；用接口抹平差異、延遲調(diào)用。 - 模式的推演： - 掌握模式的本質(zhì)，而非形式。 - 設(shè)計(jì)模式的高級(jí)運(yùn)用： - 高手的選擇；神似而非形似；一切以工程實(shí)際為標(biāo)準(zhǔn)；可以犧牲掉的特征；簡(jiǎn)化的模式；防止濫用；自創(chuàng)的模式。 常用的軟件架構(gòu)風(fēng)格及適用情況分析 - 系統(tǒng)軟件 - 分層(Layer)、管道和過濾器(Pipes and Filters)、黑板(Blackboard) - 分布式軟件 - 經(jīng)紀(jì)人(Broker) 、客戶/服務(wù)器（Client/Server）、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer to Peer） - 交互軟件 模型-視圖-控制器（Model-View-Controller）、顯示-抽象-控制（Presentation-Abstraction-COntrol） SOA的設(shè)計(jì)思想 - SOA的概念 - SOA的設(shè)計(jì)目標(biāo) 異構(gòu)性Heterogeneity；可伸縮性Scalability；適用性Availability；分布式Distribution； .機(jī)動(dòng)性Flexibility；可見性 典型案例分析 媒體顯示、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、編輯器、文件解析器。 |
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架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐 靜態(tài)設(shè)計(jì) - 按層+高內(nèi)聚低耦合的原則進(jìn)行模塊劃分 高內(nèi)聚原則；按功能分解；按業(yè)務(wù)進(jìn)行分解；以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為中心分解；實(shí)際運(yùn)用中的折中。 - 劃分層次 - 將模塊劃入對(duì)應(yīng)的層；分層與分區(qū)；邏輯模塊與實(shí)體組件的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 - 為模塊進(jìn)行職責(zé)分配 隔離關(guān)注面：低耦合原則；適當(dāng)采用設(shè)計(jì)模式； 用設(shè)計(jì)模式優(yōu)化核心結(jié)構(gòu)：經(jīng)典模式運(yùn)用： 用橋接模式作為中心骨架。 用橋接模式作為中心骨架。 用工廠模式進(jìn)行組裝。 用命令模式處理事務(wù)。 模塊結(jié)構(gòu)的常見形式 容器模塊 + 控制者 + 功能模塊 + 臨時(shí)構(gòu)建的小類；單例模式；命令模式。 核心模塊的接口設(shè)計(jì)。 外觀模式；適配器模式；代理模式；中介者模式。 其它形式的的模塊結(jié)構(gòu)：變換型模塊結(jié)構(gòu)；事務(wù)型模塊結(jié)構(gòu)。 模塊間的通信及耦合設(shè)計(jì) - 組件式編程。 - 通訊機(jī)制： - 觀察者模式；本地SDK；輪訓(xùn)。 - 解耦： - 針對(duì)接口編程；增加間接模塊；依賴注入。 - 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)層 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選用的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)訪問層的設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) - 抽象與統(tǒng)一不同的因素 根據(jù)業(yè)務(wù)尋找關(guān)鍵因素；統(tǒng)一到復(fù)雜的情況。 - 常用的流程抽象手段： 依賴注入 / 控制反轉(zhuǎn)；表格法；配置文件。 - 邏輯控制： 控制者模式；信息專家模式。 - 消息通知機(jī)制 MVC模式；觀察者模式；責(zé)任鏈模式；中介者模式。 模塊調(diào)整 - 調(diào)整模塊等級(jí)。 適當(dāng)封裝；把屬性提升為類；將類降為屬性；將類提升為組件。 - 用設(shè)計(jì)模式優(yōu)化設(shè)計(jì) 在主體的框架上進(jìn)行調(diào)整：訪問者模式；裝飾模式。 - 編碼時(shí)構(gòu)建適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)臨時(shí)類。 命令模式；事務(wù)處理類型。 - 效率的優(yōu)化 效率與結(jié)構(gòu)的折中：優(yōu)化效率的3步驟。 |
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軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析 綜合架構(gòu)案例剖析 - 商店P(guān)OS系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) - 薪酬系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) - 倉庫管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 實(shí)戰(zhàn)典型案例分析(以實(shí)際項(xiàng)目案例為背景) - 需求分析、領(lǐng)域建模：零售店銷售系統(tǒng) - 設(shè)計(jì)模式的綜合運(yùn)用:Dvc文件分析系統(tǒng) - 架構(gòu)分析:互聯(lián)網(wǎng)商品數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) - 綜合案例分析:圖像處理系統(tǒng) 基于搜索的二次開發(fā)系統(tǒng) |
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