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课程大纲
 
第一单元:软件生命周期与软件架构介绍
一、软件架构介绍
1.       IT行业的人才结构与软件架构师的定位
2.       软件架构师应掌握的知识体系
3.       软件架构设计的特点、层次、分类
4.       软件架构的主要理论、方向和趋势
5.       软件工厂,实现软件开发的产业化
二、软件生命周期进程模型介绍
1.       RUP与XP
2.       Agile与CMMI
3.       MSF
 
第二单元:技术架构视图─面向对象程序设计原则与模式及方法论
一、衡量软件系统质量的标准
1.       软件系统开始变坏的表现:硬化、脆弱、绑死、胶着。
2.       软件系统关键的质量特性:正确性、健壮性、可扩展性、可复用性、兼容、可移植性、高效性、timeliness、economy and functionality
二、面向对象设计的基本原则
1.       类的设计原则:
开闭原则、依赖倒置原则、Liskov替换原则、单一职责原则、接口分离原则、组合复用原则、所知最少原则
例:会议管理系统等、API函数的启示等
2.       包内聚原则:发布与复用等价原则、共同封闭原则、共同复用原则
3.       包耦合原则:无循环的依赖原则、稳定的依赖原则、稳定的抽象
三、用GRASP模式指导架构设计:
1.       GRASP架构模式:信息专家、创建者、高内聚、低耦合、控制者、多态、间接、纯虚构、保护变化
2.       典型案例分析:
违反信息专家模式案例分析
应用信息专家模式案例分析
应用GRASP模式精化架构设计案例分析
四、软件架构设计的关键因素
1.       什么是架构, 它和系统是如何关联的。
2.       如何获得可维护性、可扩展性、可重用性、互操作性等。
3.       在系统中如何组织组件(Component) 。
4.       如何组织组件(Component)的内部。
5.       如何保持平台相关的细节和应用的分离。
6.       如何应用封装(encapsulation)、抽象(abstraction)和委派(delegation)的原则。
7.       如何应用设计模式来实现好的结构。
五、案例分析:
模板容器、Movie查询等。

第三单元:用UML辅助系统分析与设计
一、UML中的常见疑难问题辨析
1.       用例图
1)       参与者建模中的常见问题。
2)       用例建模中的常见问题。
3)       UaseCase的本质讨论。
2.       类设计
1)       UML中关系的辨析:
依赖关系、关联关系辨析;聚合,组合辨析。
2)       类设计中的常见问题:
1)  一些常见但易混淆的类关系图;
2)  熟悉类的自关联形式;使用关联类;
3)  一些易混淆的重数表示方法
4)  建模为对象与建模为属性 / 建模为方法与建模为对象的辨析。
3.       其它辨析
1)       包与组件。
2)       扩展基类与覆盖基类等;自关联、关联多重性、关联角色名辨析。
3)       消除多重继承的常用手段。
二、借鉴RUP的设计过程。
1.       全局分析:
选用架构模式;识别关键抽象;标识分析机制;常见的分析机制
2.       局部分析:
提取分析类:
分析类的类型划分:边界类、实体类、控制类,分析类在模型中的位置,边界类的复用,控制类的变通。
分析动态场景:
消息与责任;事件序列在边界、实体及控制类间的原则;控制类在交互图中的表现特征;交互图的正确性。
整理分析类:
分析类的责任和关联关系;动态与静态的关系;确定类的责任;设计类和子系统接口。
三、实践:
投递系统分析设计。
 
第四单元:设计模式与软件设计思想
一、GOF设计模式。
1.       使用GOF设计模式,借鉴前人的经验。
2.       分析创建型模式:
单例模式(Singleton)、工厂模式、抽象工厂模式(Abstractfactory)
3.       分析结构型模式:
  桥梁模式(Bridge)、装饰模式(Decorator)、适配器模式(Adapter)、代理模式(Proxy)、组合模式(Composite)
4.       分析行为型模式:
命令模式(Command )、观察者模式(Observer)、状态模式(State)、策略模式(Strategy)、模板方法模式(Template Method)、访问者模式(Template Method)
二、设计模式深入讨论:
1.       设计模式的本质:
隔离变化点;间接;透明;局部双向依赖;逻辑与功能;用接口抹平差异、延迟调用。
2.       模式的推演:
掌握模式的本质,而非形式。
3.       设计模式的高级运用:
高手的选择;神似而非形似;一切以工程实际为标准;可以牺牲掉的特征;简化的模式;防止滥用;自创的模式。
三、常用的软件架构风格及适用情况分析:
1.       系统软件
分层(Layer)、管道和过滤器(Pipes and Filters)、黑板(Blackboard)
2.       分布式软件
经纪人(Broker) 、客户/服务器(Client/Server)、点对点(Peer to Peer)
3.       交互软件
模型-视图-控制器(Model-View-Controller)、显示-抽象-控制(Presentation-Abstraction-COntrol)
四、SOA的设计思想:
1.       SOA的概念。
2.       SOA的设计目标
异构性Heterogeneity;可伸缩性Scalability;适用性Availability;分布式Distribution; .机动性Flexibility;可见性
五、典型案例分析:
媒体显示、数据采集系统、编辑器、文件解析器。
 
第五单元:架构设计实践
一、             静态设计:
1.       按层+高内聚低耦合的原则进行模块划分
高内聚原则;按功能分解;按业务进行分解;以数据转换为中心分解;实际运用中的折中。
2.       划分层次
将模块划入对应的层;分层与分区;逻辑模块与实体组件的对应关系。
3.       为模块进行职责分配
隔离关注面:低耦合原则;适当采用设计模式;
用设计模式优化核心结构:经典模式运用:
用桥接模式作为中心骨架。
用桥接模式作为中心骨架。
用工厂模式进行组装。
用命令模式处理事务。
模块结构的常见形式
容器模块 + 控制者 + 功能模块 + 临时构建的小类;单例模式;命令模式。
核心模块的接口设计。
外观模式;适配器模式;代理模式;中介者模式。
其它形式的的模块结构:变换型模块结构;事务型模块结构。
二、模块间的通信及耦合设计:
1.       组件式编程。
2.       通讯机制:
观察者模式;本地SDK;轮训。
3.       解耦:
针对接口编程;增加间接模块;依赖注入。
4.       设计数据层
数据结构选用的设计;数据访问层的设计
三、动态设计:
1.       抽象与统一不同的因素
根据业务寻找关键因素;统一到复杂的情况。
2.       常用的流程抽象手段:
依赖注入 / 控制反转;表格法;配置文件。
3.       逻辑控制:
控制者模式;信息专家模式。
4.       消息通知机制
MVC模式;观察者模式;责任链模式;中介者模式。
四、模块调整:
1.       调整模块等级。
适当封装;把属性提升为类;将类降为属性;将类提升为组件。
2.       用设计模式优化设计
在主体的框架上进行调整:访问者模式;装饰模式。
3.       编码时构建适当的动态临时类。
命令模式;事务处理类型。
4.       效率的优化
效率与结构的折中:优化效率的3步骤。   
 
第六单元:软件架构设计案例分析
一、综合架构案例剖析
1.       商店POS系统架构设计
2.       薪酬系统架构设计
3.       仓库管理系统架构设计
二、实战典型案例分析(以实际项目案例为背景)
1.       需求分析、领域建模:零售店销售系统
2.       设计模式的综合运用:Dvc文件分析系统
3.       架构分析:互联网商品数据分析系统
4.       综合案例分析:
图像处理系统
基于搜索的二次开发系统

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
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