高级面向对象系统架构师培训

技术总监、项目经理、主管、资深开发人员、测试经理及有志于成为系统架构师的技术人员

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、economyandfunctionality

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：

四、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：

4.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）

5.分析行为型模式：

6.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（TemplateMethod）、访问者模式（TemplateMethod）

二、设计模式深入讨论：

1.设计模式的本质：

2.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。

3.模式的推演：

4.掌握模式的本质，而非形式。

5.设计模式的高级运用：

6.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

2.分层(Layer)、管道和过滤器(PipesandFilters)、黑板(Blackboard)

3.分布式软件

4.经纪人(Broker)、客户/服务器（Client/Server）、点对点（PeertoPeer）

5.交互软件

6.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：

六、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

3.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。

4.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：

3.观察者模式；本地SDK；轮训。

4.解耦：

5.针对接口编程；增加间接模块；依赖注入。

6.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