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紧张的一学期又要结束了,你的教师学期工作总结写好了吗?_工作总结_无忧考网
紧张的一学期又要结束了,你的教师学期工作总结写好了吗?
09:17 来源:无忧考网
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【导语】教师这个职业是人类社会最古老的职业之一。他受社会的委托对受教育者进行专门的教育。在社会发展中,教师是人类文化科学知识的继承者和传播者。对学生来说,又是学生智力的开发者和个性的塑造者。紧张而愉快的一学期又要结束了,你的教师学期工作总结写好了吗?以下是无忧考网为大家准备的教师学期工作总结,供您借鉴。   篇一:教师学期工作总结  在过去的一学期中,我能够做到自觉、认真、扎实的备好课,尽自己的最大努力上好课,认真学习先进的教育理论、优秀的教学方法和新的教育技术,并且努力应用于实际教学工作中;能够针对自己的特点和所教专业,努力学习,用心钻研,认真授课,热情辅导,按时按质批改作业,尽心尽力完成好各个教学环节,将主要工作总结如下。  一、日常教学工作:  AutoCAD课程是每周8学时,3dsMAX和毕业设计是每周20学时,课时量比较多、又是跨科目教学,所以准备起来不太容易,需要超多时间去备课备学生。为了能够顺利的完成教学任务,到达教学目标,上好每一节课,我就给自己制定了“三认真”要求,即严格要求自己的同时要认真备好每节课;认真上好每节课;认真批改每本作业。透过努力,我觉得自己还是做到了,为了备好一节课,我往往会花上一个晚上来反复钻研教材,翻阅各类教学教参,就是想备出一节让自己满意的课,上一节让学生有收获的课。  二、训练与比赛:  中等职业学校学生的学习是与应用技术紧密结合的,那么训练学生参加竞赛是对学生实用技术水平的提高,也是对老师教学成果的检验。所以带领学生参加各种竞赛也是本学期的教学任务之一。  1、5月参加吉林省中等职业学校技能竞赛动画片制作教师组二等奖。  2、6月组织并带领学生参加20XX全国三维数字化创新设计大赛。  三、学习与提高:  俗话说要给学生一碗水,自己就要有一缸水。对于教师来讲就要具备丰富的知识,所以我时很注重对自己知识的储备。当今社会知识更新速度飞快,计算机应用技术更新换代日新月异,对于我们中等职业学校的专业教师来讲也是需要不断的充实和提高自己。为了让学生掌握到新的动画制作技术,我假期理解了Maya技术的培训。此次收获很大,使我在专业技术上又上了一个新的台阶。  走进21世纪,社会对教师的素质要求更高,在今后的教育教学工作中,我将更严格要求自己,努力工作,发扬优点,改正缺点,开拓前进,为完美的明天奉献自己的力量。   篇二:小学教师学期工作总结  回顾一年的工作,我始终一如既往持续着认真、踏实的工作作风,时刻用教师的职业道德规范来约束自我、鞭策自我。勤恳敬业,甘为人梯,乐于奉献,为人师表,关心群众,团结协作,与同事相处融洽;自觉抵制有偿家教,不利用职务之便谋取私利;自觉遵守教育法律法规,依法履行教师职责权利;坚持理论学习,努力提高自身的思想政治素质;乐于理解学校布置的各项工作。  在教育教学工作中,我始终坚持党的教育方针,面向全体学生,始终坚持以“学生发展”为目标,潜心钻研业务,勇于探索创新,不断提高专业素养和教育教学水平。根据学校的工作目标和教材的资料,了解学生的实际状况,透过钻研教材、研究具体教学方法,制定切实可行的教育教学工作计划,保证了整个教学工作的顺利开展。对于每一个教学资料,都做到精心准备,力求设计出既能激发学生兴趣又能切实落实教学目标的教学方案。在课堂教学的实践过程中,鼓励学生用心参与、主动探索、自主思考,运用尝试学习、发现学习、合作学习等教学方法,在教学中力求创新。坚持做到不体罚或变相体罚学生,不以分数作为评价学生的唯一标准。  不管是担任副班主任还是正班主任工作,我都能认真做好各项班级工作,关爱班中的每一个学生,注重学生的个性发展和思想道德教育。报着一颗爱孩子、爱工作的心来精心呵护每个孩子的心灵,与孩子们平等相处,做他们的朋友,尊重他们、信任他们、理解他们,用心主动与他们相处。注意用自我的一言一行来感染学生,教育学生要讲礼貌、懂礼貌,同学之间要互相帮忙、团结友爱,学会宽容、学会感恩,学会自信,学会分辨是非,热爱祖国、热爱群众、热爱生活。  正确处理教师与学生家长的关系,在与家长联系上相互探究如何使学生发展的方法、措施。  总之,我在工作上发扬了任劳任怨的精神,做到不计个人得失,以校为家,以教为本;五旷课、请假,无迟到、早退,对待同事团结友爱,互相帮忙,并能虚心向有经验的老师学习;对待学生则爱护有加,但决不放松严格要求。在今后的教育教学工作中,我将更严格要求自我,努力工作,发扬优点,改正缺点,开拓前进,为完美的明天奉献自我的力量。   篇三:初中教师学期工作总结  本学期,本人担任初二7、8班语文课教学工作。一学期来,本人以学校及各处组工作计划为指导;以加强师德师风建设,提高师德水平为重点,以提高教育教学成绩为中心,以深化课改实验工作为动力,认真履行岗位职责,较好地完成了工作目标任务,现将一年来的工作总结如下:  一、加强学习,努力提高自身素质  一方面,认真学习教师职业道德规范、“三个代表”重要思想,不断提高自己的道德修养和政治理论水平;另一方面,认真学习新课改理论,努力提高业务能力,参加自学考试,努力提高自己的学历水平。通过学习,转变了以前的工作观、学生观,使我对新课改理念有了一个全面的、深入的理解,为本人转变教学观念、改进教学方法打好了基础。  二、以身作则,严格遵守工作纪律  一方面,在工作中,本人能够严格要求自己,时时处处以一个共产党员的标准来要求自己,模范遵守学校的各项规章制度,做到不迟到、不早退,不旷会。另一方面,本人能够严格遵守教师职业道德规范,关心爱护学生,不体罚,变相体罚学生,建立了良好的师生关系,在学生中树立了良好的形象。  三、强化常规,提高课堂教学效率  本学期,本人能够强化教学常规各环节:在课前深入钻研、细心挖掘教材,把握教材的基本思想、基本概念、教材结构、重点与难点;了解学生的知识基础,力求在备课的过程中即备教材又备学生,准确把握教学重点、难点,不放过每一个知识点,在此基础上,精心制作多媒体课件。备写每一篇教案;在课堂上,能够运用多种教学方法,利用多种教学手段,充分调动学生的多种感官,激发学生的学习兴趣,向课堂45分要质量,努力提高课堂教学效率;在课后,认真及时批改作业,及时做好后进学生的思想工作及课后辅导工作;在自习课上,积极落实分层施教的原则,狠抓后进生的转化和优生的培养;同时,进行阶段性检测,及时了解学情,以便对症下药,调整教学策略。认真参加教研活动,积极参与听课、评课,虚心向同行学习,博采众长,提高教学水平。一学期来,本人共听课32节,完成了学校规定的听课任务。  四、加强研讨,努力提高教研水平  本学年,本人参加省级教研课题“开放性问题学习的研究”的子课题及县级课题&开放性教学课型的研究&的子课题的研究工作,积极撰写课题实施方案,撰写个案、教学心得体会,及时总结研究成果,撰写论文,为课题研究工作积累了资料,并积极在教学中进行实践。在课堂教学中,贯彻新课改的理念,积极推广先进教学方法,在推广目标教学法、读书指导法等先进教法的同时,大胆进行自主、合作、探究学习方式的尝试,充分发挥学生的主体作用,使学生的情感、态度、价值观等得到充分的发挥,为学生的终身可持续发展打好基础。  五、正视自我,明确今后努力方向  1、在课堂教学中充分利用多媒体课件,调动了学生的积极性,但对学生基础知识的训练不够,致使课堂教学效率不高;  2、对知识点的检查落实不到位;  3、对差生的说服教育缺乏力度,虽然也抓了差生,但没有时时抓在手上。  4、教学中投入不够,没能深入研究教材及学生。  下学期改进的措施:  1、进一步加强对新课改的认识,在推广先进教学方法、利用多媒体调动学生学习积极性的同时,努力提高课堂教学的效率。  2、狠抓检查,落实对知识点的掌握。将差生时时放在心上,抓在手上。  3、加强学生的阅读训练,开阔学生的视野,拓宽学生思路,提高学生解决问题的能力;  4、采取措施,加强训练,落实知识点。  5、加强对学生的管理教育,努力教学提高成绩。   篇四:高中教师学期工作总结  一学年来,本人在教育教学工作中,始终坚持党的教育方针,面向全体学生,教书育人,为人师表,确立“以学生为主体”,“以培养学生主动发展”为中心的教学思想,坚持德、智、体全面发展的正确方向,明确全民健身计划,在搞好学校体育工作的同时,紧紧围绕教育的实施,全神贯注抓好课堂教学,课外活动,使我校体育工作得到长足的发展,丰富了校园生活,增强了师生的身体素质,健全了学校体育教学制度。为了能进一步总结经验,以谋求更大的进步,现在我将本学期的工作情况总结如下:  一、努力学习理论知识,紧跟时代步伐  在飞速发展的当今社会,注重学习是使自己不被社会所淘汰的最有效的手段。积极参加业务学习。平时,我能积极利用课余时间,认真学习教育类刊物,从刊物中汲取营养,领略教育改革的趋势和方向,学习他人的成功经验,移植到自己的教学中去,促使自己彻底改变陈旧和落后的教育观念,达到事半功倍的效果。  二、教学工作  要提高教学质量,关键是上好课。为了上好课,我做了下面的工作:  ⑴课前准备:备好课。  ①认真钻研教材,对教材的基本思想、基本概念,每句话、每个字都弄清楚,了解教材的结构,重点与难点,掌握知识的逻辑,能运用自如,知道应补充哪些资料,怎样才能教好。  ②了解学生原有的知识技能的质量,他们的兴趣、需要、方法、习惯,学习新知识可能会有哪些困难,采取相应的预防措施。③考虑教法,解决如何把已掌握的教材传授给学生,包括如何组织教材、如何安排每节课的活动。  ⑵课堂上的情况。  组织好课堂教学,关注全体学生,注意信息反馈,调动学生的有意注意,使其保持相对稳定性,同时,激发学生的情感,使他们产生愉悦的心境,创造良好的课堂气氛,课堂语言简洁明了,克服了以前重复的毛病,课堂提问面向全体学生,注意引发学生的兴趣,课堂上讲练结合。  三、课间体育工作  加强大课间管理,特别是太极播操的教学。第一,加强对学生的思想教育,使学生真正认识到做太极操的重要性和必要性,培养学生重视做操、自觉做操、坚持做操、认真做操的良好习惯。第二,体育教师要正确运用示范。示范是体育教学的主要教学方法之一,通过示范能使学生建立正确的动作表象。因此,要求教师示范要清楚、准确、规范、优美。第三,讲解要少而精。我在上课二十四式太极拳教学时的讲解,主要是结合我的示范动作,让学生加深对动作的理解。第四,口令要清楚、洪亮、准确。第五,纠正错误动作要及时。另外,在课间操教学过程中还得到了各位班主任的大力支持。所以,使做操质量,在很短的时间内有了很大的提高。  四、课外活动和群体工作  本学期,我主要承担学校的课外活动和群体的工作。成功策划和组织学校第四十二届校运会篮球比赛和高三年级的毽球比赛,由于组织严密,策划合理,受到师生的一致好评,为四十二届校运会的顺利举办,出了自己的一份力。在以后的工作中我要注重个人的业务学习和提高,紧紧抓住课程改革这一契机,通过培训学习、观摩探讨,撰写心得体会、反思,积累、学习教学经验,多向其他教师请教,多和学生进行交流,在实践中应用等方式,加深对课程的理解和领会,完善自己的教学工作,努力形成自己的教学风格,形成学习形的教学工作习惯。  以上是我今学年教学工作大体情况,最大的不足就是对这些所有工作的具体操作把握得不是很理想,希望在以后的工作中领导及老教师们能多多指点及帮助,自己争取尽到一名优秀教师应有的责任,也争取在教学方面取得更多的进步!一切都已过去,新的开始又已到来,希望在新的一年里,自己和学生都有进步。   篇五:高校教师学期工作总结  20xx年即将过去,回顾一年来的思想、工作和学习情况,在学校各级领导和同事们的关心支持下,顺利完成了一年的工作任务,现将个人年度工作总结如下,高校教师个人总结。  德:作为一名中国共-产-党员,认真贯彻执行党的路线、方针、政策,坚持四项基本原则、坚持改革开放,始终和党中央保持高度一致,始终严格按照党员标准要求自己,加强政治意识,树立大局观念,增强服务意识,改进工作作风,廉洁自律,遵纪守法,团结同志,忠诚党的教育事业,严守职业道德和学术道德,为人师表,教书育人。  能:认真学习相关业务知识,加快知识更新,努力提高自己的理论水平和业务技术水平;结合实际教学和科研情况,积极申报教学科研项目,参与教学研究,努力提高教学科研能力和组织管理能力;在工作中,充分协调好各方面关系,与同事们一起共同完成学校交给的各项工作任务。努力掌握现代科研管理知识,上力求创新。  勤:对工作兢兢业业、勤勤恳恳,始终保持严谨认真的工作态度和一丝不苟的工作作风,求真务实、乐观向上,具有较强的敬业精神和奉献精神。在教学中,严格执行教学计划,认真组织教学,及时辅导答疑。积极参加学校组织的各项学习和活动,自觉遵守学校各项管理规定,严守各项纪律。  绩:在教学方面,本年度上半年主要承担了两个班的《工程制图》、两个班的《画法几何与机械制图》授课任务以及两个班的机械制图大作业,同时指导了十个本科同学的毕业设计。下半年主要承担了两个班的《工程制图》和一个班的《画法几何与机械制图》授课任务。  在科研方面,本年度主持了一项校级和一项院级教学研究项目,发表了四篇科研论文。本年度继续担任两个班的班主任工作,在班级管理中积极开展德育建设和学风建设,两个班级都取得了多项表彰和奖励。作为工会小组长,本着为人民服务的原则,在做好日常工作的同时,积极组织了多项活动,取得了很好的效果。本年度工作量约630学时。  总结一年来的思想、工作和学习情况,有成绩也有不足,希望在新的一年里更加努力,在各方面取得更大进步。时光匆匆,一个学期已经过去了,总结如下:  一、在政治上,热爱祖国,热爱中国共-产-党,热爱社会主义,热爱人民教育事业,认真学习马克思列宁主义、毛泽东思想和邓-小-平理论,坚持四项基本原则,具有良好的职业道德和健全的民-主法制观念,热爱学生,关心、了解学生,循循善诱,诲人不倦,尊重、信任学生,充分尊重学生的人格和自尊心,鼓励他们积极前进,对学生一视同仁。热爱学校,关心集体,谦虚谨慎,团结协作,与家长、社会紧密配合,共同教育学生。“其身正,不令而行。”以身作则,为人师表,正直,诚实,言行一致,表里如一,严于律己,用自己的模范行为来教育影响学生。这种影响体现在德智体美劳诸育的过程之中,体现在自己全部的政治态度、思想意识、治学精神、生活作风、待人接物的整个人格之中。  二、在知识结构上,具有比较精深和渊博的专业知识和教育科学的理论知识。苏联教育家马卡连科深刻地指出:“学生可以原谅老师的严厉、刻板,甚至吹毛求疵,但是不能原谅他不学无术。”知识是师生交流思想感情,探讨真理的桥梁,知识的传授是教师塑造人才的主要手段。在我的学生时代,当我选择教师作为自己的职业时,我就很注意构建自己最佳的知识结构。以扎实的专业知识为基础,广泛摄取各方面的知识,并努力做到专与博的有机结合。在大学和研究生课程班学习以及教学过程中,我努力掌握专业知识体系,透彻理解教学大纲、教科书的内涵,而且时刻注意掌握本学科的最新研究成果和发展趋势。  正因为掌握了知识的内在规律,我在课堂上才能融会贯通,灵活运用,驾驭自如。当今社会是信息时代,我时刻提醒自己,要永远像海绵一样从各方面吸取知识,成为掌握现代知识的新时代的老师,并以自己的顽强学习的精神给学生以生动的教育影响。  三、在能力结构上,我比较注重探索新的教学方法,具有开拓创新能力,新时代需要创新型人才,教育需要培养创新型学生,作为教师,善于从实践中发现新知识,解决新问题,形成新观念,才能把学生培养成创新型人才。面对当代社会科学技术的迅速发展,通过书籍报刊电视广播以及计算机网络,发现、确认新信息,提高自己选择、摘要、简化、分析、分类、处理、保存、应用新知识和新技术的能力。  语言表达用语准确,情感丰富,逻辑严谨,板书精当。教育组织能力强,充分发挥各方面优势,创设最佳教育环境,有效地控制、组织集体活动,完成既定的教育任务。  教育是人类最光辉的事业,随着社会的发展,它永远充满魅力和挑战,永远值得我们去探索和努力。作为教师,对于我的过去,我将永远记住并不断的总结;对于我的未来,我将不懈地攀登和向前,用我全部的汗水、精力、心血和生命去浇灌教育这永远鲜艳的花朵。   篇六:大学教师学期工作总结  踏入**学院成为一名教师已经快一年半了。回想刚来之时心中多少有些忐忑,如今经过了一年半来的历练,发觉自己多了几分沉着与成熟。  虽然在这里从教的时间还不长,但我已经从中受益匪浅,收获颇多。作为一名新教师,为了使学生学有所得,从课程学习中掌握有用的应用技能,我坚持做好课前准备工作,大量查阅相关知识,在提高自身素质的同时,向学生传授更多的有用知识。在课堂上,通过各种教学方法,充分调动学生的积极性,在与学生的互动过程中,充分发挥学生的主动性,达到知识的灵活运用。  课下及时批改作业,并总结学生作业中出现的问题,就相关问题进行讲解,以巩固学生对课堂知识的正确掌握。  新学期各项教学工作在学院领导、教务处和分院领导的正确领导下有序的开展着,我们也一直以满腔的热情积极地工作着。本学期我主要担任08级市场营销本专科的《meilijingxuan.uz.taobao.com》和09级市场营销的《meilijingxuan.uz.taobao.com》这两门课。现将前一阶段工作总结如下  一、思想方面  本人坚持党的各项方针政策,热爱教育事业,始终以一个党员的标准严格要求自己,努力地提高自己。对工作认真负责,勤勤恳恳,能够主动配合学院,做好学校安排的各项工作。我还深知要教育好学生,教师必须先以身作则,时时做到教书育人、言传身教、为人师表,以自己的人格、行为去感染学生。在不断的学习中,努力使自己的思想觉悟、理论水平、业务能力都得到较快的提高。  二、教学方面  (一)准备工作学初根据相关专业特色和课程特点拟定好符合我院培养计划的课程教学大纲,并根据教材的理论框架结构制定合理的教学进度计划表。  并且在假期里已认真阅读了两本教材,对教材内容和结构有了非常详细的了解,做好了开学初的教学准备工作。  (二)精心研读,认真备课,严谨治学教学中,备课环节极其重要,备课效果的好坏会严重影响课堂气氛和学生积极性。备课既要备教材,又要备学生。  在备课过程中先要吃透课本,把握各章节的重点和难点。  在弄懂课本上的每一字每一句之后,还去熟读一些辅助教材,查阅这些教材中是否还有些更系统、更前沿的理论观点。备学生就是要了解和分析学生情况,有针对性地教学,真正做到因材施教。要了解学生,首先要把学生的基础情况和所学习的专业特色结合起来。我们的学生基础理论知识比较薄弱,但是实践动手能力却比较强,这也正好突出了我院的培养目标是综合应用性人才,再加上我们工商管理学院各专业的特点――实用性强。所以在我的教学中都本着将课本知识生活化、现实化,每讲一个知识点都会找生活中的实例或典型的案例,一方面帮助学生理解课本中的抽象知识,另一方面让学生了解理论知识的实际应用,这样学生既易于接收知识,又增加了他们的学习兴趣。  另外,增加师生互动,引导学生自己思考并提出疑问,这样不仅可以激发自学,还可以活跃课堂。  “学起于思,思源于凝”,如何引导学生将所学知识与现实生活结合起来,引发思考,对调动学生的学习积极性有重大影响。  (三)主动创新,乐观教学,塑造人格魅力  教师最忌讳照本宣科,缺乏创见,对知识的理解往往“有接触,没感触;有广度,没深度;有他见,没己见;有理论,没实际”。如果课堂没有新意没有内容,容易引起学生的厌学情绪和排斥心理,所以我在熟知课本的知识点后,能够以通俗易懂的语言讲给学生,并能将最新的发展和相关信息穿插进课堂。在上《*********》、《*******》这两门课时,因为是多媒体上课,所以我除了在内容上丰富课本知识外,还在实际应用方面下了很大功夫,力争让学生学有所用,以吸引学生的注意力和学习兴趣,拓展学生的视野,使学生不断的达到“亲其师,信其道”的境界。我们尽量要以自己乐观的生活态度、饱满的精神状态去感染学生,既做学生学业上的严师,又做生话中的益友,行动上接近学生,心理上贴近学生,让学生感受老师特有的精神面貌。我坚信一个老师如果有良好的专业素质、主动的创新精神、乐观的教学态度、真诚的情感交流和生动的语言表达,定会成为学生心目中喜欢的、有人格魅力的老师。  三、纪律方面  本人长期以来严格遵守*****学院的各项管理规章制度,按时上下班,服从领导,并且能够认真及时的完成学校及院领导交付的各项任务,积极主动地参加教研室组织的各项活动。四、不足之处作为年轻教师,由于经验不足,自身各方面的素养还有待进一步提高。工作中大胆实践、不断创新的意识还不够强,运用多种教学手段的技能还有待提高。这些也是我努力的方向。  具体来说,我的下一步的目标是在现有基础上,进一步提高自身素质,扩展自己的专业知识,更好地完成教学任务,因此我要从以下几点做起  1.有效利用课堂时间,提高课堂效率。  (1)组织好课堂教学,关注全体学生,注意信息反馈,调动学生的积极性,使其保持相对稳定性,同时想方设法创设教学情景,激发学生的兴趣和情感,使他们产生愉悦的心境,创造良好的课堂气氛,课堂语言简洁明了,将难以理解的东西用简单的语言进行讲解。  (2)提高教学质量的同时,还要做好课后辅导工作。部分学生缺乏自控能力,学习态度不够端正。针对这些问题,就要抓好学生的思想教育,并使这一工作惯彻到学生的学习指导中去,还要做好对学生学习的辅导和帮助工作。  2.虚心向其他老师学习请教,博采众长,提高教学水平。并时刻总结自己在教学中的缺陷并进行改进。  总之,通过这半学期的教学实践,我学到了很多东西,锻炼了自己的能力,并认识到了自己的不足。  因此在在今后的教学工作中,我仍将一如既往的要求自己,努力工作,发扬优点,改正缺点,开拓前进。好的软件架构设计
&什么是软件架构
前言:软体设计师中有一些技术水平较高、经验较为丰富的人,他们需要承担软件系统的架构设计,也就是需要设计系统的元件如何划分、元件之间如何发生相互作用,以及系统中逻辑的、物理的、系统的重要决定的作出。在很多公司中,架构师不是一个专门的和正式的职务。通常在一个开发小组中,最有经验的程序员会负责一些架构方面的工作。在一个部门中,最有经验的项目经理会负责一些架构方面的工作。但是,越来越多的公司体认到架构工作的重要性。
  什么是软件系统的架构(Architecture)?一般而言,架构有两个要素:
  ·它是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。
  一个系统通常是由元件组成的,而这些元件如何形成、相互之间如何发生作用,则是关于这个系统本身结构的重要信息。
  详细地说,就是要包括架构元件(Architecture Component)、联结器(Connector)、任务流(Task-flow)。所谓架构元素,也就是组成系统的核心&砖瓦&,而联结器则描述这些元件之间通讯的路径、通讯的机制、通讯的预期结果,任务流则描述系统如何使用这些元件和联结器完成某一项需求。
  ·建造一个系统所作出的最高层次的、以后难以更改的,商业的和技术的决定。
  在建造一个系统之前会有很多的重要决定需要事先作出,而一旦系统开始进行详细设计甚至建造,这些决定就很难更改甚至无法更改。显然,这样的决定必定是有关系统设计成败的最重要决定,必须经过非常慎重的研究和考察。
  计算机软件的历史开始于五十年代,历史非常短暂,而相比之下建筑工程则从石器时代就开始了,人类在几千年的建筑设计实践中积累了大量的经验和教训。建筑设计基本上包含两点,一是建筑风格,二是建筑模式。独特的建筑风格和恰当选择的建筑模式,可以使一个独一无二。
  下面的照片显示了中美洲古代玛雅建筑,Chichen-Itza大金字塔,九个巨大的石级堆垒而上,九十一级台阶(象征着四季的天数)夺路而出,塔顶的神殿耸入云天。所有的数字都如日历般严谨,风格雄浑。难以想象这是石器时代的建筑物。
图1、位于墨西哥Chichen-Itza(在玛雅语中chi意为嘴chen意为井)的古玛雅建筑。(摄影:作者)
  软件与人类的关系是架构师必须面对的核心问题,也是自从软件进入历史舞台之后就出现的问题。与此类似地,自从有了建筑以来,建筑与人类的关系就一直是建筑设计师必须面对的核心问题。英国首相丘吉尔说,我们构造建筑物,然后建筑物构造我们(We shape our buildings, and afterwards our buildings shape us)。英国下议院的会议厅较狭窄,无法使所有的下议院议员面向同一个方向入座,而必须分成两侧入座。丘吉尔认为,议员们入座的时候自然会选择与自己政见相同的人同时入座,而这就是英国政党制的起源。Party这个词的原意就是&方&、&面&。政党起源的关键就是建筑物对人的影响。
  在软件设计界曾经有很多人认为功能是最为重要的,形式必须服从功能。与此类似地,在建筑学界,现代主义建筑流派的开创人之一Louis Sullivan也认为形式应当服从于功能(Forms follows function)。
  几乎所有的软件设计理念都可以在浩如烟海的建筑学历史中找到更为遥远的历史回响。最为著名的,当然就是模式理论和XP理论。
  架构的目标是什么
  正如同软件本身有其要达到的目标一样,架构设计要达到的目标是什么呢?一般而言,软件架构设计要达到如下的目标:
  ·可靠性(Reliable)。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为重要,因此软件系统必须非常可靠。
  ·安全行(Secure)。软件系统所承担的交易的商业价值极高,系统的安全性非常重要。
  ·可扩展性(Scalable)。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目增加很快的情况下,保持合理的性能。只有这样,才能适应用户的市场扩展得可能性。
  ·可定制化(Customizable)。同样的一套软件,可以根据客户群的不同和市场需求的变化进行调整。
  ·可扩展性(Extensible)。在新技术出现的时候,一个软件系统应当允许导入新技术,从而对现有系统进行功能和性能的扩展
  ·可维护性(Maintainable)。软件系统的维护包括两方面,一是排除现有的错误,二是将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维护的系统可以有效地降低技术支持的花费
  ·客户体验(Customer Experience)。软件系统必须易于使用。
  ·市场时机(Time to Market)。软件用户要面临同业竞争,软件提供商也要面临同业竞争。以最快的速度争夺市场先机非常重要。
  架构的种类
  根据我们关注的角度不同,可以将架构分成三种:
  ·逻辑架构、软件系统中元件之间的关系,比如用户界面,数据库,外部系统接口,商业逻辑元件,等等。
  比如下面就是笔者亲身经历过的一个软件系统的逻辑架构图
图2、一个逻辑架构的例子
  从上面这张图中可以看出,此系统被划分成三个逻辑层次,即表象层次,商业层次和数据持久层次。每一个层次都含有多个逻辑元件。比如WEB服务器层次中有HTML服务元件、Session服务元件、安全服务元件、系统管理元件等。
  ·物理架构、软件元件是怎样放到硬件上的。
  比如下面这张物理架构图描述了一个分布于北京和上海的分布式系统的物理架构,图中所有的元件都是物理设备,包括网络分流器、代理服务器、WEB服务器、应用服务器、报表服务器、整合服务器、存储服务器、主机等等。
图3、一个物理架构的例子
  ·系统架构、系统的非功能性特征,如可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等。
  系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识,这一工作无疑是架构设计工作中最为困难的工作。
  此外,从每一个角度上看,都可以看到架构的两要素:元件划分和设计决定。
  首先,一个软件系统中的元件首先是逻辑元件。这些逻辑元件如何放到硬件上,以及这些元件如何为整个系统的可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等做出贡献,是非常重要的信息。
  其次,进行软件设计需要做出的决定中,必然会包括逻辑结构、物理结构,以及它们如何影响到系统的所有非功能性特征。这些决定中会有很多是一旦作出,就很难更改的。
  根据作者的经验,一个基于数据库的系统架构,有多少个数据表,就会有多少页的架构设计文档。比如一个中等的数据库应用系统通常含有一百个左右的数据表,这样的一个系统设计通常需要有一百页左右的架构设计文档。
  架构师
  软体设计师中有一些技术水平较高、经验较为丰富的人,他们需要承担软件系统的架构设计,也就是需要设计系统的元件如何划分、元件之间如何发生相互作用,以及系统中逻辑的、物理的、系统的重要决定的作出。
  这样的人就是所谓的架构师(Architect)。在很多公司中,架构师不是一个专门的和正式的职务。通常在一个开发小组中,最有经验的程序员会负责一些架构方面的工作。在一个部门中,最有经验的项目经理会负责一些架构方面的工作。
  但是,越来越多的公司体认到架构工作的重要性,并且在不同的组织层次上设置专门的架构师位置,由他们负责不同层次上的逻辑架构、物理架构、系统架构的设计、配置、维护等工作。
软件的架构设计
好的开始相当于成功一半
开始之初的架构设计决定着软件产品的生死存亡。“好的开始相当于成功一半”。
开始的架构设计也是最难的,需要调研同类产品的情况以及技术特征,了解当前世界上对这种产品所能提供的理论支持和技术平台支持。再结合自己项目的特点(需要透彻的系统分析),才能逐步形成自己项目的架构蓝图。
比如要开发网站引擎系统,就从Yahoo的个人主页生成工具到虚拟主机商提供的网站自动生成系统,以及IBM Webphere Portal的特点和局限 从而从架构设计角度定立自己产品的位置。
好的设计肯定需要经过反复修改,从简单到复杂的循环测试是保证设计正确的一个好办法
由于在开始选择了正确的方向,后来项目的实现过程也验证了这种选择,但在一些架构设计的细部方面,还需要对方案进行修改,属于那种螺旋上升的方式,显然这是通过测试第一的思想和XP工程方法来实现的。
如果我们开始的架构设计在技术平台定位具有一定的世界先进水平,那么,项目开发实际有一半相当于做实验,是研发,存在相当的技术风险。
因此,一开始我们不可能将每个需求都实现,而是采取一种简单完成架构流程的办法,使用最简单的需求将整个架构都简单的完成一遍(加入人工干预),以检验各个技术环节是否能协调配合工作(非常优秀先进的两种技术有时无法在一起工作),同时也可以探知技术的深浅,掌握项目中的技术难易点。这个过程完成后,我们就对设计方案做出上面的重大修改,丰富完善了设计方案。
设计模式是支撑架构的重要组件
架构设计也类似一种工作流,它是动态的,这点不象建筑设计那样,一开始就能完全确定,架构设计伴随着整个项目的进行过程之中,有两种具体操作保证架构设计的正确完成,那就是设计模式(静态)和工程项目方法(RUP或XP 动态的)。
设计模式是支撑架构的一种重要组件,这与建筑有很相象的地方,一个建筑物建立设计需要建筑架构设计,在具体施工中,有很多建筑方面的规则和模式。
我们从J2EE蓝图模式分类中就可以很清楚的看到J2EE这样一个框架软件的架构与设计模式的关系。
架构设计是骨架,设计模式就是肉
这样,一个比较丰富的设计方案可以交由程序员进一步完成了,载辅助以适当的工程方法,这样就可保证项目的架构设计能正确快速的完成。
时刻牢记架构设计的目标
由于架构设计是在动态中完成的,因此在把握架构设计的目标上就很重要,因此在整个项目过程中,甚至每一步我们都必须牢记我们架构设计的总体目标,可以概括下面几点:
1. 最大化的重用:这个重用包括组件重用 和设计模式使用等多个方面。
比如,我们项目中有用户注册和用户权限系统验证,这其实是个通用课题,每个项目只是有其内容和一些细微的差别,如果我们之前有这方面成功研发经验,可以直接重用,如果没有,那么我们就要进行这个子项目的研发,在研发过程中,不能仅仅看到这个项目的需求,也要以架构的概念去完成这个可以称为组件的子项目。
2. 尽可能的简单明了:我们解决问题的总方向是将复杂问题简单化,其实这也是中间件或多层体系技术的根本目标。但是在具体实施设计过程中,我们可能会将简单问题复杂化,特别是设计模式的运用上很容易范这个错误,因此如何尽可能的做到设计的简单明了是不容易的。
我认为落实到每个类的具体实现上要真正能体现系统事物的本质特征,因为事物的本质特征只有一个,你的代码越接近它,表示你的设计就是简单明了,越简单明了,你的系统就越可靠。更多情况是,一个类并不能反应事物本质,需要多个类的组合协调,那么能够正确使用合适的设计模式就称为重中之重。
我们看一个具备好的架构设计的系统代码时,基本看到的都是设计模式,宠物店(pet store)就是这样的例子。或者可以这样说,一个好的架构设计基本是由简单明了的多个设计模式完成的。
3. 最灵活的拓展性:架构设计要具备灵活性 拓展性,这样,用户可以在你的架构上进行二次开发或更加具体的开发。
要具备灵活的拓展性,就要站在理论的高度去进行架构设计,比如现在工作流概念逐步流行,因为我们具体很多实践项目中都有工作流的影子,工作流中有一个树形结构权限设定的概念就对很多领域比较通用。
树形结构是组织信息的基本形式,我们现在看到的网站或者ERP前台都是以树形菜单来组织功能的,那么我们在进行架构设计时,就可以将树形结构和功能分开设计,他们之间联系可以通过树形结构的节点link在一起,就象我们可以在圣诞树的树枝上挂各种小礼品一样,这些小礼品就是我们要实现的各种功能。
有了这个概念,通常比较难实现的用户级别权限控制也有了思路,将具体用户或组也是和树形结构的节点link在一起,这样就间接实现了用户对相应功能的权限控制,有了这样的基本设计方案的架构无疑具备很灵活的拓展性。&
如何设计架构?
11:11 来源: 作者: 网友评论&0&条 浏览次数&26
&&& 层(layer)这个概念在计算机领域是非常了不得的一个概念。计算机本身就体现了一种层的概念:系统调用层、设备驱动层、操作系统层、CPU指令集。每个层都负责自己的职责。网络同样也是层的概念,最著名的TCP/IP的七层协议。
&&& 层到了软件领域也一样好用。为什么呢?我们看看使用层技术有什么好处:
&&& ● 你使用层,但是不需要去了解层的实现细节。
&&& ● 可以使用另一种技术来改变基础的层,而不会影响上面的层的应用。
&&& ● 可以减少不同层之间的依赖。
&&& ● 容易制定出层标准。
&&& ● 底下的层可以用来建立顶上的层的多项服务。
&&& 当然,层也有弱点:
&&& ● 层不可能封装所有的功能,一旦有功能变动,势必要波及所有的层。
&&& ● 效率降低。
当然,层最难的一个问题还是各个层都有些什么,以及要承担何种责任。
典型的三层结构
&&& 三层结构估计大家都很熟悉了。就是表示(presentation)层, 领域(domain)层, 以及基础架构(infrastructure)层。
&&& 表示层逻辑主要处理用户和软件的交互。现在最流行的莫过于视窗图形界面(wimp)和基于html的界面了。表示层的主要职责就是为用户提供信息,以及把用户的指令翻译。传送给业务层和基础架构层。
&&& 基础架构层逻辑包括处理和其他系统的通信,代表系统执行任务。例如数据库系统交互,和其他应用系统的交互等。大多数的信息系统,这个层的最大的逻辑就是存储持久数据。
&&& 还有一个就是领域层逻辑,有时也被叫做业务逻辑。它包括输入和存储数据的计算。验证表示层来的数据,根据表示层的指令指派一个基础架构层逻辑。
&&& 领域逻辑中,人们总是搞不清楚什么事领域逻辑,什么是其它逻辑。例如,一个销售系统中有这样一个逻辑:如果本月销售量比上个月增长10%,就要用红色标记。要实现这个功能,你可能会把逻辑放在表示层中,比较两个月的数字,如果超出10%,就标记为红色。
&&& 这样做,你就把领域逻辑放到了表示层中了。要分离这两个层,你应该现在领域层中提供一个方法,用来比较销售数字的增长。这个方法比较两个月的数字,并返回boolean类型。表示层则简单的调用该方法,如果返回true,则标记为红色。
&&& 层技术不存在说永恒的技巧。如何使用都要看具体的情况才能够决定,下面我就列出了三个例子:
&&& 例子1:一个电子商务系统。要求能够同时处理大量用户的请求,用户的范围遍及全球,而且数字还在不断增长。但是领域逻辑很简单,无非是订单的处理,以及和库存系统的连接部分。这就要求我们1、表示层要友好,能够适应最广泛的用户,因此采用html技术;2、支持分布式的处理,以胜任同时几千的访问;3、考虑未来的升级。
&&& 例子2:一个租借系统。系统的用户少的多,但是领域逻辑很复杂。这就要求我们制作一个领域逻辑非常复杂的系统,另外,还要给他们的用户提供一个方便的输入界面。这样,wimp是一个不错的选择。
&&& 例子3:简单的系统。非常简单,用户少、逻辑少。但是也不是没有问题,简单意味着要快速交付,并且还要充分考虑日后的升级。因为需求在不断的增加之中。
&&& 这样的三个例子,就要求我们不能够一概而论的解决问题,而是应该针对问题的具体情况制定具体的解决方法。这三个例子比较典型。
&&& 第二个例子中,可能需要严格的分成三个层次,而且可能还要加上另外的中介(mediating)层。例3则不需要,如果你要做的仅是查看数据,那仅需要几个server页面来放置所有的逻辑就可以了。
&&& 我一般会把表示层和领域层/基础架构层分开。除非领域层/基础架构层非常的简单,而我又可以使用工具来轻易的绑定这些层。这种两层架构的最好的例子就是在VB、PB的环境中,很容易就可以构建出一个基于SQL数据库的windows界面的系统。这样的表示层和基础架构层非常的一致,但是一旦验证和计算变得复杂起来,这种方式就存在先天缺陷了。
&&& 很多时候,领域层和基础架构层看起来非常类似,这时候,其实是可以把它们放在一起的。可是,当领域层的业务逻辑和基础架构层的组织方式开始不同的时候,你就需要分开二者。
更多的层模式
&&& 三层的架构是最为通用的,尤其是对IS系统。其它的架构也有,但是并不适用于任何情况。
&&& 第一种是Brown model [Brown et al]。它有五个层:表示层(Presentation),控制/中介层(Controller/Mediator),领域层(Domain), 数据映射层(Data Mapping), 和数据源层(Data Source)。它其实就是在三层架构种增加了两个中间层。控制/中介层位于表示层和领域层之间,数据映射层位于领域层和基础架构层之间。
&&& 表示层和领域层的中介层,我们通常称之为表示-领域中介层,是一个常用的分层方法,通常针对一些非可视的控件。例如为特定的表示层组织信息格式,在不同的窗口间导航,处理交易边界,提供Server的facade接口(具体实现原理见设计模式)。最大的危险就是,一些领域逻辑被放到这个层里,影响到其它的表示层。
&&& 我常常发现把行为分配给表示层是有好处的。这可以简化问题。但表示层模型会比较复杂,所以,把这些行为放到非可视化的对象中,并提取出一个表示-领域中介层还是值得的。
&&& Brown ISA
&&& 表示层 表示层
&& 控制/中介层 表示-领域中介层
&&& 领域层 领域层
&&& 数据映射层 数据库交互模式中的Database Mapper
&&& 数据源层 基础架构层
&&& 领域层和基础架构层之间的中介层属于本书中提到的Database Mapper模式,是三种领域层到数据连接的办法之一。和表示-领域中介层一眼,有时候有用,但不是所有时候都有用。
&&& 还有一个好的分层架构是J2EE的架构,这方面的讨论可以见『J2EE核心模式』一书。他的分层是客户层(Client),表示层(Presentation),业务层(Business ),整合层(Integration),资源层(Resource)。差别如下图:
&&& J2EE核心 ISA
&&& 客户层 运行在客户机上的表示层
&& 表示层 运行在服务器上的表示层
&&& 业务层 领域层
&&& 整合层 基础架构层
&&& 资源层 基础架构层通信的外部数据
&&& 微软的DNA架构定义了三个层:表示层(presentation),业务层(business),和数据存储层(data access),这和我的架构相似,但是在数据的传递方式上还有很大的不同。在微软的DNA中,各层的操作都基于数据存储层传出的SQL查询结果集。这样的话,实际上是增加了表示层和业务层同数据存储层之间的耦合度。
&&& DNA的记录集在层之间的动作类似于Data Transfer Object。
Part 2 组织领域逻辑
&&& 要组织基于层的系统,首要的是如何组织领域逻辑。领域逻辑的组织有好几种模式。但其中最重要的莫过于两种方法:Transation Script和Domain Model。选定了其中的一种,其它的都容易决定。不过,这两者之间并没有一条明显的分界线。所以如何选取也是门大学问。一般来说,我们认为领域逻辑比较复杂的系统可以采用Domain Model。
&&& Transation Script就是对表示层用户输入的处理程序。包括验证和计算,存储,调用其它系统的操作,把数据回传给表示层。用户的一个动作表示一个程序,这个程序可以是script,也可以是transation,也可以是几个子程序。在例子1中,检验,在购物车中增加一本书,显示递送状态,都可以是一个Transation Script。
&&& Domain Model是要建立对应领域名词的模型,例如例1中的书、购物车等。检验、计算等处理都放到领域模型中。
&&& Transation Script属于结构性思维,Domain Model属于OO思维。Domain Model比较难使用,一旦习惯,你能够组织更复杂的逻辑,你的思想会更OO。到时候,即使是小的系统,你也会自然的使用Domain Model了。
&&& 但如何抉择呢?如果逻辑复杂,那肯定用Domain Model:如果只需要存取数据库,那Transation Script会好一些。但是需求是在不断进化的,你很难保证以后的需求还会如此简单。如果你的团队不善于使用Domain Model,那你需要权衡一下投入产出比。另外,即使是Transation Script,也可以做到把逻辑和基础架构分开,你可以使用Gateway。
&&& 对例2,毫无疑问要使用Domain Model。对例1就需要权衡了。而对于例3,你很难说它将来会不会像例2那样,你现在可以使用Transation Script,但未来你可能要使用Domain Model。所以说,架构的决策是至关紧要的。
&&& 除了这两种模式,还有其它中庸的模式。Use Case Controller就是处于两者之间。只有和单个的用例相关的业务逻辑才放到对象中。所以大致上他们还是在使用Transation Script,而Domain Model只是Database Gateway的一组集合而已。我不太用这种模式。
&&& Table Module是另一个中庸模式。很多的GUI环境依托于SQL查询的返回结果。你可以建立内存中的对象,来把GUI和数据库分开来。为每个表写一个模块,因此每一行都需要关键字变量来识别每一个实例。
&&& Table Module适用于很多的组件构建于一个通用关系型数据库之上,而且领域逻辑不太复杂的情况。Microsoft COM 环境,以及它的带ADO.NET的.NET环境都适合使用这种模式。而对于Java,就不太适用了。
&&& 领域逻辑的一个问题是领域对象非常的臃肿。因为对象的行为太多了,类也就太大了。它必须是一个超集。这就要考虑哪些行为是通用的,哪些不是,可以由其它的类来处理,可能是Use Case Controller,也可能是表示层。
&&& 还有一个问题,复制。他会导致复杂和不一致。这比臃肿的危害更大。所以,宁可臃肿,也不要复制。等到臃肿为害时再处理它吧。
选择一个地方运行领域逻辑
&&& 我们的精力集中在逻辑层上。领域逻辑要么运行在Client上,要么运行在Server上。
&&& 比较简单的做法是全部集中在Server上。这样你需要使用html的前端以及web server。这样做的好处是升级和维护都非常的简单,你也不用考虑桌面平台和Server的同步问题,也不用考虑桌面平台的其它软件的兼容问题。
&&& 运行在Client适合于要求快速反应和没有联网的情况。在Server端的逻辑,用户的一个再小的请求,也需要信息从Client到Server绕一圈。反应的速度必然慢。再说,网络的覆盖程度也不是说达到了100%。
&&& 对于各个层来说,又是怎么样的呢?
&&& 基础架构层:一般都是在Server啦,不过有时候也会把数据复制到合适的高性能桌面机,但这是就要考虑同步的问题了。
&&& 表示层在何处运行取决于用户界面的设计。一个Windows界面只能在Client运行。而一个Web界面就是在Server运行。也有特别的例子,在桌面机上运行web server的,例如X Server。但这种情况少的多。
&&& 在例1中,没有更多的选择了,只能选在Server端。因此你的每一个bit都会绕一个大圈子。为了提高效率,尽量使用一些纯html脚本。
&&& 人们选用Windows界面的原因主要就是需要执行一些非常复杂的任务,需要一个合适的应用程序,而web GUI则无法胜任。这就是例2的做法。不过,人们应该会渐渐适应web GUI,而web GUI的功能也会越来越强大。
&&& 剩下的是领域逻辑。你可以全部放在Server,也可以全部放在Client,或是两边都放。
&&& 如果是在Client端,你可以考虑全部逻辑都放在Client端,这样至少保证所有的逻辑都在一个地方。而把web server移至Client,是可以解决没有联网的问题,但对反应时间不会有多大的帮助。你还是可以把逻辑和表示层分离开来。当然,你需要额外的升级和维护的工作。
&&& 在Client和Server端都具有逻辑并不是一个好的处理办法。但是对于那些仅有一些领域逻辑的情况是适用的。有一个小窍门,把那些和系统的其它部分没有联系的逻辑封装起来。
领域逻辑的接口
&&& 你的Server上有一些领域逻辑,要和Client通信,你应该有什么样的接口呢?要么是一个http接口,要么是一个OO接口。
&&& http接口适用于web browser,就是说你要选择一个html的表示层。最近的新技术就是web service,通过基于http、特别是XML进行通信。XML有几个好处:通信量大,结构好,仅需一次的回路。这样远程调用的的开销就小了。同时,XML还是一个标准,支持平台异构。XML又是基于文本的,能够通过防火墙。
&&& 虽然XML有那么多的好处,不过一个OO的接口还是有它的价值的。hhtp的接口不明显,不容易看清楚数据是如何处理的。而OO的接口的方法带有变量和名字,容易看出处理的过程。当然,它无法通过防火墙,但可以提供安全和事务之类的控制。
&&& 最好的还是取二者所长。OO接口在下,http接口在上。但这样做就会使得实现机制非常的复杂。
Part 3 组织web Server
&&& 很多使用html方式的人,并不能真正理解这种方式的优点。我们有各种各样好用的工具,但是却搞到让程序难以维护。
&&& 在web server上组织程序的方式大致可以分为两种:脚本和server page。
&&& 脚本方式就是一个程序,用函数和方法来处理http调用。例如CGI脚本和java servlet。它和普通的程序并没有什么两样。它从web页面上获得html string形态的数据,有时候还要做一些表达式匹配,这正是perl能够成为CGI脚本的常用语言的原因。而java servelet则是把这种分析留给程序员,但它允许程序员通过关键字接口来访问信息,这样就会少一些表达式的判断。这种格式的web server输出是另一种html string,称为response,可以通过流数据来操作。
&&& 糟糕的是流数据是非常麻烦的,因此就导致了server page的产生,例如PHP,ASP,JSP。
&&& server page的方式适合回应(response)的处理比较简单的情况。例如“显示歌曲的明细”,但是你的决策取决于输入的时候,就会比较杂乱。例如“通俗和摇滚的显示格式不同”。
&&& 脚步擅长于处理用户交互,server page擅长于处理格式化回应信息。所以很自然的就会采用脚本处理请求的交互,使用server page处理回应的格式化。这其实就是著名的MVC(Model View Controller)模式中的view/controller的处理。
web server端的MVC工作流程示意图
&&& 应用Model View Controller模式首要的一点就是模型要和web服务完全分离开来。使用Transaction Script或Domain Model模式来封装处理流程。
&&& 接下来,我们就把剩余的模式归入两类模式中:属于Controller的模式,以及属于View的模式。
&&& View这边有三种模式:Transform View,Template View和Two Step View。Transform View和Template View的处理只有一步,将领域数据转换为html。Two Step View要经过两步的处理,第一步把领域数据转换为逻辑表示形式,第二步把逻辑表示转换为html。
&&& 两步处理的好处是可以将逻辑集中于一处,如果只有一步,变化发生时,你就需要修改每一个屏幕。但这需要你有一个很好的逻辑屏幕结构。如果一个web应用有很多的前端用户时,两步处理就特别的好用。例如航空订票系统。使用不同的第二步处理,就可以获得不同的逻辑屏幕。
&&& 使用单步方法有两个可选的模式:Template View,Transform View。Template View其时就是把代码嵌入到html页面中,就像现在的server page技术,如ASP,PHP,JSP。这种模式灵活,强大,但显得杂乱无章。如果你能够把逻辑程序逻辑在页面结构之外进行很好的组织,这种模式还是有它的优点的。
&&& Transform View使用翻译方式。例如XSLT。如果你的领域数据是用XML处理的,那这种模式就特别的好用。
Controller模式
&&& Controller有两种模式。一般我们会根据动作来决定一项控制。动作可能是一个按钮或链接。所这种模式就是Action Controller模式。
&&& Front Controller更进一步,它把http请求的处理和处理逻辑分离开来。一般是只有一个web handle来处理所有的请求。你的所有的http请求的处理都由一个对象来负责。你改变动作结构的影响就会降到最小
约公元前25年,古罗马建筑师维特鲁威说:“理想的建筑师应该既是文学家又是数字家,他还应通晓历史,热衷于哲学研究,精通音乐,懂得医药知识,具有法学造诣,深谙天文学及天文计算。”(好难哪,软件构架设计师的要求呢?大家好好想想吧。)
&&本文目录
&&一、与构架有关的几个基本概念;
&&二、构架设计应考虑的因素概揽;
&&三、程序的运行时结构方面的考虑;
&&四、源代码的组织结构方面的考虑;
&&五、写系统构架设计文档应考虑的问题
&&六、结语
&&一、与构架有关的几个基本概念:
& 1、模块(module):一组完成指定功能的语句,包括:输入、输出、逻辑处理功能、内部信息、运行环境(与功能对应但不是一对一关系)。
&&2、组件(component):系统中相当重要的、几乎是独立的可替换部分,它在明确定义的构架环境中实现确切的功能。
&&3、模式(pattern):指经过验证,至少适用于一种实用环境(更多时候是好几种环境)的解决方案模板(用于结构和行为。在&UML中:模式由参数化的协作来表示,但&UML&不直接对模式的其他方面(如使用结果列表、使用示例等,它们可由文本来表示)进行建模。存在各种范围和抽象程度的模式,例如,构架模式、分析模式、设计模式和代码模式或实施模式。模式将可以帮助我们抓住重点。构架也是存在模式的。比如,对于系统结构设计,我们使用层模式;对于分布式系统,我们使用代理模式(通过使用代理来替代实际的对象,使程序能够控制对该对象的访问);对于交互系统,我们使用MVC(M模型(对象)/V视图(输出管理)/C控制器(输入处理))模式。模式是针对特定问题的解,因此,我们也可以针对需求的特点采用相应的模式来设计构架。
&&4、构架模式(architectural pattern):表示软件系统的基本结构组织方案。它提供了一组预定义的子系统、指定它们的职责,并且包括用于组织其间关系的规则和指导。
&&5、层(layer):对模型中同一抽象层次上的包进行分组的一种特定方式。通过分层,从逻辑上将子系统划分成许多集合,而层间关系的形成要遵循一定的规则。通过分层,可以限制子系统间的依赖关系,使系统以更松散的方式耦合,从而更易于维护。(层是对构架的横向划分,分区是对构架的纵向划分)。
&&6、系统分层的几种常用方法:
&&1) 常用三层服务:用户层、业务逻辑层、数据层;
&&2) 多层结构的技术组成模型:表现层、中间层、数据层;
&&3) 网络系统常用三层结构:核心层、汇聚层和接入层;
&&4)&RUP典型分层方法:应用层、专业业务层、中间件层、系统软件层;
&&5) 基于Java的B/S模式系统结构:浏览器端、服务器端、请求接收层、请求处理层;
&&6) 某六层结构:功能层(用户界面)、模块层、组装层(软件总线)、服务层(数据处理)、数据层、核心层;
&&7、构架(Architecture,愿意为建筑学设计和建筑物建造的艺术与科学):&在RUP中的定义:软件系统的构架(在某一给定点)是指系统重要构件的组织或结构,这些重要构件通过接口与不断减小的构件与接口所组成的构件进行交互;《软件构架实践》中的定义:某个软件或者计算系统的软件构架即组成该系统的一个或者多个结构,他们组成软件的各个部分,形成这些组件的外部可见属性及相互间的联系;IEEE 中的定义:the fundamental organization of a system emboided
in its components,their relationships to each other,and to the enviroment and the principles guiding its design and evolution,构架是系统在其所处环境中的最高层次的概念。软件系统的构架是通过接口交互的重要构件(在特定时间点)的组织或结构,这些构件又由一些更小的构件和接口组成。(“构架”可以作为名词,也可作为动词,作为动词的“构架”相当于“构架设计”)
&&8、构架的描述方式:“4+1”视图(用例视图、设计视图、实现视图、过程视图、配置视图)是一个被广为使用的构架描述的模型;RUP过程的构架描述模板在“4+1”视图的基础上增加了可选的数据视图(从永久性数据存储方面来对系统进行说明);HP公司的软件描述模板也是基于“4+1”视图。
&&9、结构:软件构架是多种结构的体现,结构是系统构架从不同角度观察所产生的视图。就像建筑物的结构会随着观察动机和出发点的不同而有多种含义一样,软件构架也表现为多种结构。常见的软件结构有:模块结构、逻辑或概念结构、进程或协调结构、物理结构、使用结构、调用结构、数据流、控制流、类结构等等。
&&二、构架设计应考虑的因素概揽:
&&模块构架设计可以从程序的运行时结构和源代码的组织结构方面考虑。
&&1、程序的运行时结构方面的考虑:
&&1) 需求的符合性:正确性、完整性;功能性需求、非功能性需求;
&&2) 总体性能(内存管理、数据库组织和内容、非数据库信息、任务并行性、网络多人操作、关键算法、与网络、硬件和其他系统接口对性能的影响);
&&3) 运行可管理性:便于控制系统运行、监视系统状态、错误处理;模块间通信的简单性;与可维护性不同;
&&4) 与其他系统接口兼容性;
&&5) 与网络、硬件接口兼容性及性能;
&&6) 系统安全性;
&&7) 系统可靠性;
&&8) 业务流程的可调整性;
&&9) 业务信息的可调整性
&&10) 使用方便性
&&11) 构架样式的一致性
&&注:运行时负载均衡可以从系统性能、系统可靠性方面考虑。
&&2、源代码的组织结构方面的考虑:
&&1) 开发可管理性:便于人员分工(模块独立性、开发工作的负载均衡、进度安排优化、预防人员流动对开发的影响)、利于配置管理、大小的合理性与适度复杂性;
&&2) 可维护性:与运行可管理性不同;
&&3) 可扩充性:系统方案的升级、扩容、扩充性能;
&&4) 可移植性:不同客户端、应用服务器、数据库管理系统;
&&5) 需求的符合性(源代码的组织结构方面的考虑)。
三、程序的运行时结构方面的考虑:
&&1、 需求的符合性:正确性、完整性;功能性需求、非功能性需求
&&软件项目最主要的目标是满足客户需求。在进行构架设计的时候,大家考虑更多的是使用哪个运行平台、编成语言、开发环境、数据库管理系统等问题,对于和客户需求相关的问题考虑不足、不够系统。如果无论怎么好的构架都无法满足客户明确的某个功能性需求或非功能性需求,就应该与客户协调在项目范围和需求规格说明书中删除这一需求。否则,架构设计应以满足客户所有明确需求为最基本目标,尽量满足其隐含的需求。(客户的非功能性需求可能包括接口、系统安全性、可靠性、移植性、扩展性等等,在其他小节中细述)
&&一般来说,功能需求决定业务构架、非功能需求决定技术构架,变化案例决定构架的范围。需求方面的知识告诉我们,功能需求定义了软件能够做些什么。我们需要根据业务上的需求来设计业务构架,以使得未来的软件能够满足客户的需要。非功能需求定义了一些性能、效率上的一些约束、规则。而我们的技术构架要能够满足这些约束和规则。变化案例是对未来可能发生的变化的一个估计,结合功能需求和非功能需求,我们就可以确定一个需求的范围,进而确定一个构架的范围。(此段From林星)
&&这里讲一个前几年因客户某些需求错误造成构架设计问题而引起系统性能和可靠性问题的小小的例子:此系统的需求本身是比较简单的,就是将某城市的某业务的全部历史档案卡片扫描存储起来,以便可以按照姓名进行查询。需求阶段客户说卡片大约有20万张,需求调研者出于对客户的信任没有对数据的总量进行查证。由于是中小型数据量,并且今后数据不会增加,经过计算20万张卡片总体容量之后,决定使用一种可以单机使用也可以联网的中小型数据库管理系统。等到系统完成开始录入数据时,才发现数据至少有60万,这样使用那种中小型数据库管理系统不但会造成系统性能的问题,而且其可靠性是非常脆弱的,不得不对系统进行重新设计。从这个小小的教训可以看出,需求阶段不仅对客户的功能需求要调查清楚,对于一些隐含非功能需求的一些数据也应当调查清楚,并作为构架设计的依据。
&&对于功能需求的正确性,在构架设计文档中可能不好验证(需要人工、费力)。对于功能需求完整性,就应当使用需求功能与对应模块对照表来跟踪追溯。对于非功能需求正确性和完整性,可以使用需求非功能与对应设计策略对照表来跟踪追溯评估。
&&“软件设计工作只有基于用户需求,立足于可行的技术才有可能成功。”
&&2、 总体性能
&&性能其实也是客户需求的一部分,当然可能是明确的,也有很多是隐含的,这里把它单独列出来在说明一次。性能是设计方案的重要标准,性能应考虑的不是单台客户端的性能,而是应该考虑系统总的综合性能;
&&性能设计应从以下几个方面考虑:内存管理、数据库组织和内容、非数据库信息、任务并行性、网络多人操作、关键算法、与网络、硬件和其他系统接口对性能的影响;
几点提示:算法优化及负载均衡是性能优化的方向。经常要调用的模块要特别注意优化。占用内存较多的变量在不用时要及时清理掉。需要下载的网页主题文件过大时应当分解为若干部分,让用户先把主要部分显示出来。
&&3、 运行可管理性
&&系统的构架设计应当为了使系统可以预测系统故障,防患于未然。现在的系统正逐步向复杂化、大型化发展,单靠一个人或几个人来管理已显得力不从心,况且对于某些突发事件的响应,人的反应明显不够。因此通过合理的系统构架规划系统运行资源,便于控制系统运行、监视系统状态、进行有效的错误处理;为了实现上述目标,模块间通信应当尽可能简单,同时建立合理详尽的系统运行日志,系统通过自动审计运行日志,了解系统运行状态、进行有效的错误处理;(运行可管理性与可???护性不同)
&&4、 与其他系统接口兼容性(解释略)
&&5、 与网络、硬件接口兼容性及性能(解释略)
&&6、 系统安全性
&&随着计算机应用的不断深入和扩大,涉及的部门和信息也越来越多,其中有大量保密信息在网络上传输,所以对系统安全性的考虑已经成为系统设计的关键,需要从各个方面和角度加以考虑,来保证数据资料的绝对安全。
&&7、 系统可靠性
&&系统的可靠性是现代信息系统应具有的重要特征,由于人们日常的工作对系统依赖程度越来越多,因此系统的必须可靠。系统构架设计可考虑系统的冗余度,尽可能地避免单点故障。系统可靠性是系统在给定的时间间隔及给定的环境条件下,按设计要求,成功地运行程序的概率。成功地运行不仅要保证系统能正确地运行,满足功能需求,还要求当系统出现意外故障时能够尽快恢复正常运行,数据不受破坏。
&&8、 业务流程的可调整性
&&应当考虑客户业务流程可能出现的变化,所以在系统构架设计时要尽量排除业务流程的制约,即把流程中的各项业务结点工作作为独立的对象,设计成独立的模块或组件,充分考虑他们与其他各种业务对象模块或组件的接口,在流程之间通过业务对象模块的相互调用实现各种业务,这样,在业务流程发生有限的变化时(每个业务模块本身的业务逻辑没有变的情况下),就能够比较方便地修改系统程序模块或组件间的调用关系而实现新的需求。如果这种调用关系被设计成存储在配置库的数据字典里,则连程序代码都不用修改,只需修改数据字典里的模块或组件调用规则即可。
&&9、 业务信息的可调整性
&&应当考虑客户业务信息可能出现的变化,所以在系统构架设计时必须尽可能减少因为业务信息的调整对于代码模块的影响范围。
&&10、 使用方便性
&&使用方便性是不须提及的必然的需求,而使用方便性与系统构架是密切相关的。WinCE(1.0)的失败和后来改进版本的成功就说明了这个问题。WinCE(1.0)有太多层次的视窗和菜单,而用户则更喜欢简单的界面和快捷的操作。失败了应当及时纠正,但最好不要等到失败了再来纠正,这样会浪费巨大的财力物力,所以在系统构架阶段最好能将需要考虑的因素都考虑到。当然使用方便性必须与系统安全性协调平衡统一,使用方便性也必须与业务流程的可调整性和业务信息的可调整性协调平衡统一。“满足用户的需求,便于用户使用,同时又使得操作流程尽可能简单。这就是设计之本。”
&&11、构架样式的一致性
&&软件系统的构架样式有些类似于建筑样式(如中国式、哥特式、希腊复古式)。软件构架样式可分为数据流构架样式、调用返回构架样式、独立组件构架样式、以数据为中心的构架样式和虚拟机构架样式,每一种样式还可以分为若干子样式。构架样式的一致性并不是要求一个软件系统只能采用一种样式,就像建筑样式可以是中西结合的,软件系统也可以有异质构架样式(分为局部异质、层次异质、并行异质),即多种样式的综合,但这样的综合应该考虑其某些方面的一致性和协调性。每一种样式都有其使用的时机,应当根据系统最强调的质量属性来选择。&
&&四、源代码的组织结构方面的考虑:
&&1、 开发可管理性
&&便于人员分工(模块独立性、开发工作的负载均衡、进度安排优化、预防人员流动对开发的影响:一个好的构架同时应有助于减少项目组的压力和紧张,提高软件开发效率)、利于配置管理、大小的合理性、适度复杂性;
&&1)便于人员分工-模块独立性、层次性
&&模块独立性、层次性是为了保证项目开发成员工作之间的相对独立性,模块联结方式应该是纵向而不是横向,&模块之间应该是树状结构而不是网状结构或交叉结构,这样就可以把开发人员之间的通信、模块开发制约关系减到最少。同时模块独立性也比较利于配置管理工作的进行。现在有越来越多的的软件开发是在异地进行,一个开发组的成员可能在不同城市甚至在不同国家,因此便于异地开发的人员分工与配置管理的源代码组织结构是非常必要的。
&&2)便于人员分工-开发工作的负载均衡
&&不仅仅是开发出来的软件系统需要负载均衡,在开发过程中开发小组各成员之间工作任务的负载均衡也是非重要的。所谓工作任务的负载均衡就是通过合理的任务划分按照开发人员特点进行分配任务,尽量让项目组中的每个人每段时间都有用武之地。这就需要在构架设计时应当充分考虑项目组手头的人力资源,在实现客户需求的基础上实现开发工作的负载均衡,以提高整体开发效率。
&&3)便于人员分工-进度安排优化;
&&进度安排优化的前提是模块独立性并搞清楚模块开发的先后制约关系。利用工作分解结构对所有程序编码工作进行分解,得到每一项工作的输入、输出、所需资源、持续时间、前期应完成的工作、完成后可以进行的工作。然后预估各模块需要时间,分析各模块的并行与串行(顺序制约),绘制出网络图,找出影响整体进度的关键模块,算出关键路径,最后对网络图进行调整,以使进度安排最优化。
&&有个家喻户晓的智力题叫烤肉片策略:约翰逊家户外有一个可以同时烤两块肉片的烤肉架,烤每块肉片的每一面需要10分钟,现要烤三块肉片给饥肠辘辘急不可耐的一家三口。问题是怎样才能在最短的时间内烤完三片肉。一般的做法花20分钟先烤完前两片,再花20分钟烤完第三片。有一种更好的方法可以节省10分钟,大家想想。
&&4)便于人员分工-预防员工人员流动对开发的影响
&&人员流动在软件行业是司空见惯的事情,已经是一个常见的风险。作为对这一风险的有效的防范对策之一,可以在构架设计中考虑到并预防员工人员流动对开发的影响。主要的思路还是在模块的独立性上(追求高内聚低耦合),组件化是目前流行的趋势。
&&5)利于配置管理(独立性、层次性)
&&利于配置管理与利于人员分工有一定的联系。除了逻辑上的模块组件要利于人员分工外,物理上的源代码层次结构、目录结构、各模块所处源代码文件的部署也应当利于人员分工和配置管理。(尽管现在配置管理工具有较强大的功能,但一个清楚的源码分割和模块分割是非常有好处的)。
&&6)大小的合理性与适度复杂性
&&大小的合理性与适度复杂性可以使开发工作的负载均衡,便于进度的安排,也可以使系统在运行时减少不必要的内存资源浪费。对于代码的可阅读性和系统的可维护性也有一定的好处。另外,过大的模块常常是系统分解不充分,而过小的模块有可能降低模块的独立性,造成系统接口的复杂。
&&2、 可维护性
&&便于在系统出现故障时及时方便地找到产生故障的原因和源代码位置,并能方便地进行局部修改、切割;(可维护性与运行可管理性不同)
&&3、 可扩充性:系统方案的升级、扩容、扩充性能
&&系统在建成后会有一段很长的运行周期,在该周期内,应用在不断增加,应用的层次在不断升级,因此采用的构架设计等方案因充分考虑升级、扩容、扩充的可行性和便利
&&4、 可移植性
&&不同客户端、应用服务器、数据库管理系统:如果潜在的客户使用的客户端可能使用不同的操作系统或浏览器,其可移植性必须考虑客户端程序的可移植性,或尽量不使业务逻辑放在客户端;数据处理的业务逻辑放在数据库管理系统中会有较好的性能,但如果客户群中不能确定使用的是同一种数据库管理系统,则业务逻辑就不能数据库管理系统中;
达到可移植性一定要注重标准化和开放性:只有广泛采用遵循国际标准,开发出开放性强的产品,才可以保证各种类型的系统的充分互联,从而使产品更具有市场竞争力,也为未来的系统移植和升级扩展提供了基础。
&&5、 需求的符合性
&&从源代码的组织结构看需求的符合型主要考虑针对用户需求可能的变化的软件代码及构架的最小冗余(同时又要使得系统具有一定的可扩展性)。
&&五、写系统构架设计文档应考虑的问题
&&构架工作应该在需求开发完成约80%的时候开始进行,不必等到需求开发全部完成,需要项目经理以具体的判断来评估此时是否足以开始构建软件构架。
&&给出一致的轮廓:系统概述。一个系统构架需要现有概括的描述,开发人员才能从上千个细节甚至数十个模块或对象类中建立一致的轮廓。
&&构架的目标应该能够清楚说明系统概念,构架应尽可能简化,最好的构架文件应该简单、简短,清晰而不杂乱,解决方案自然。
&&构架应单先定义上层的主要子系统,应该描述各子系统的任务,并提供每个子系统中各模块或对象类的的初步列表。
&&构架应该描述不同子系统间相互通信的方式,而一个良好的构架应该将子系统间的通信关系降到最低。
&&成功构架的一个重要特色,在于标明最可能变更的领域,应当列出程序中最可能变更的部分,说明构架的其他部分如何应变。
&&复用分析、外购:缩短软件开发周期、降低成本的有效方案未必是自行开发软件,可以对现有软件进行复用或进行外购。应考虑其对构架的影响。
&&除了系统组织的问题,构架应重点考虑对于细节全面影响的设计决策,深入这些决策领域:外部软件接口(兼容性、通信方式、传递数据结构)、用户接口(用户接口和系统层次划分)、数据库组织和内容、非数据库信息、关键算法、内存管理(配置策略)、并行性、安全性、可移植性、网络多人操作、错误处理。
&&要保证需求的可追踪性,即保证每个需求功能都有相应模块去实现。
&&构架不能只依据静态的系统目标来设计,也应当考虑动态的开发过程,如人力资源的情况,进度要求的情况,开发环境的满足情况。构架必须支持阶段性规划,应该能够提供阶段性规划中如何开发与完成的方式。不应该依赖无法独立运行的子系统构架。将系统各部分的、依赖关系找出来,形成一套开发计划。
&&六、结语
&&系统构架设计和千差万别的具体的开发平台密切相关,因此在此无法给出通用的解决方案,主要是为了说明哪些因素是需要考虑的。对于每个因素的设计策略和本文未提到的因素需要软件构架设计师在具体开发实践中灵活把握。不同因素之间有时是矛盾的,构架设计时需要根据具体情况进行平衡。
架构设计中的方法学
架构设计是一种权衡(trade-off)。一个问题总是有多种的解决方案。而我们要确定唯一的架构设计的解决方案,就意味着我们要在不同的矛盾体之间做出一个权衡。我们在设计的过程总是可以看到很多的矛盾体:开放和整合,一致性和特殊化,稳定性和延展性等等。任何一对矛盾体都源于我们对软件的不同期望。可是,要满足我们希望软件稳定运行的要求,就必然会影响我们对软件易于扩展的期望。我们希望软件简单明了,却增加了我们设计的复杂度。没有一个软件能够满足所有的要求,因为这些要求之间带有天生的互斥性。而我们评价架构设计的好坏的依据,就只能是根据不同要求的轻???缓急,在其间做出权衡的合理性。
1.&&&&&&&&目标
我们希望一个好的架构能够:&
重用:为了避免重复劳动,为了降低成本,我们希望能够重用之前的代码、之前的设计。重用是我们不断追求的目标之一,但事实上,做到这一点可没有那么容易。在现实中,人们已经在架构重用上做了很多的工作,工作的成果称为框架(Framework),比如说Windows的窗口机制、J2EE平台等。但是在企业商业建模方面,有效的框架还非常的少。&
&&&&透明:有些时候,我们为了提高效率,把实现的细节隐藏起来,仅把客户需求的接口呈现给客户。这样,具体的实现对客户来说就是透明的。一个具体的例子是我们使用JSP的tag技术来代替JSP的嵌入代码,因为我们的HTML界面人员更熟悉tag的方式。&
延展:我们对延展的渴求源于需求的易变。因此我们需要架构具有一定的延展性,以适应未来可能的变化。可是,如上所说,延展性和稳定性,延展性和简单性都是矛盾的。因此我们需要权衡我们的投入/产出比。以设计出具有适当和延展性的架构。&
简明:一个复杂的架构不论是测试还是维护都是困难的。我们希望架构能够在满足目的的情况下尽可能的简单明了。但是简单明了的含义究竟是什么好像并没有一个明确的定义。使用模式能够使设计变得简单,但这是建立在我熟悉设计模式的基础上。对于一个并不懂设计模式的人,他会认为这个架构很复杂。对于这种情况,我只能对他说,去看看设计模式。&
&&&&&高效:不论是什么,我们都希望架构是高效的。这一点对于一些特定的来说尤其重要。例如实时、高访问量的网站。这些值的是技术上的高效,有时候我们指的高效是效益上的高效。例如,一个只有几十到一百访问量的信息,是不是有必要使用EJB技术,这就需要我们综合的评估效益了。&
安全:安全并不是我们文章讨论的重点,却是架构的一个很重要的方面。
为了达到上述的目的,我们通常需要对架构设计制定一些简单的规则:&
顾名思义,就是把功能分解开来。为什么呢?我们之所以很难达到重用目标就是因为我们编写的经常处于一种好像是重复的功能,但又有轻微差别的状态中。我们很多时候就会经不住诱惑,用拷贝粘贴再做少量修改的方式完成一个功能。这种行为在XP中是坚决不被允许的。XP提倡&Once&and&only&once&,目的就是为了杜绝这种拷贝修改的现象。为了做到这一点,我们通常要把功能分解到细粒度。很多的设计思想都提倡小类,为的就是这个目的。
所以,我们的中的类和方法的数目就会大大增长,而每个类和方法的平均代码却会大大的下降。可是,我们怎么知道这个度应该要如何把握呢,关于这个疑问,并没有明确的答案,要看个人的功力和具体的要求,但是一般来说,我们可以用一个简单的动词短语来命名类或方法的,那就会是比较好的分类方法。&
我们使用功能分解的规则,有助于提高重用性,因为我们每个类和方法的精度都提高了。这是符合大自然的原则的,我们研究自然的主要的一个方向就是将物质分解。我们的思路同样可以应用在软件开发上。除了重用性,功能分解还能实现透明的目标,因为我们使用了功能分解的规则之后,每个类都有自己的单独功能,这样,我们对一个类的研究就可以集中在这个类本身,而不用牵涉到过多的类。&
根据实际情况决定不同类间的耦合度
虽然我们总是希望类间的耦合度比较低,但是我们必须客观的评价耦合度。之间不可能总是松耦合的,那样肯定什么也做不了。而我们决定耦合的程度的依据何在呢?简单的说,就是根据需求的稳定性,来决定耦合的程度。对于稳定性高的需求,不容易发生变化的需求,我们完全可以把各类设计成紧耦合的(我们虽然讨论类之间的耦合度,但其实功能块、模块、包之间的耦合度也是一样的),因为这样可以提高效率,而且我们还可以使用一些更好的技术来提高效率或简化代码,例如Java中的内部类技术。可是,如果需求极有可能变化,我们就需要充分的考虑类之间的耦合问题,我们可以想出各种各样的办法来降低耦合程度,但是归纳起来,不外乎增加抽象的层次来隔离不同的类,这个抽象层次可以是具体的类,也可以是接口,或是一组的类(例如Beans)。我们可以借用Java中的一句话来概括降低耦合度的思想:&针对接口编程,而不是针对实现编程。
设计不同的耦合度有利于实现透明和延展。对于类的客户(调用者)来说,他不需要知道过多的细节(实现),他只关心他感兴趣的(接口)。这样,目标类对客户来说就是一个黑盒子。如果接口是稳定的,那么,实现再怎么扩展,对客户来说也不会有很大的影响。以前那种牵一发而动全身的问题完全可以缓解甚至避免。&
其实,我们仔细的观察GOF的23种设计模式,没有一种模式的思路不是从增加抽象层次入手来解决问题的。同样,我们去观察Java源码的时候,我们也可以发现,Java源码中存在着大量的抽象层次,初看之下,它们什么都不干,但是它们对的设计起着重大的作用。&
够用就好&:
&&&&我们在上一章中就谈过敏捷方法很看重刚好够用的问题,现在我们结合架构设计来看:在同样都能够满足需要的情况下,一项复杂的设计和一项简单的设计,哪一个更好。从敏捷的观点来看,一定是后者。因为目前的需求只有10项,而你的设计能够满足100项的需求,只能说这是种浪费。你在设计时完全没有考虑成本问题,不考虑成本问题,你就是对开发组织的不负责,对客户的不负责。&
这篇文章的写作思路很多来源于对模式的研究。因此,文章中到处都可以看到模式思想的影子。模式是一种整理、传播思想的非常优秀的途径,我们可以通过模式的方式学习他人的经验。一个好的模式代表了某个问题研究的成果,因此我们把模式应用在架构设计上,能够大大增强架构的稳定性。
架构的本质在于其抽象性。它包括两个方面的抽象:业务抽象和技术抽象。架构是现实世界的一个模型,所以我们首先需要对现实世界有一个很深的了解,然后我们还要能够熟练的应用技术来实现现实世界到模型的映射。因此,我们在对业务或技术理解不够深入的情况下,就很难设计出好的架构。当然,这时候我们发现一个问题:怎样才能算是理解足够深入呢。我认为这没有一个绝对的准则。&
一次,一位朋友问我:他现在做的有很大的变化,原先设计的工作流架构不能满足现在的要求。他很希望能够设计出足够好的工作流架构,以适应不同的变化。但是他发现这样做无异于重新开发一个lotus&notes。我听了他的疑问之后觉得有两点问题:&
首先,他的开发团队中并没有工作流领域的专家。他的客户虽然了解自己的工作流程,但是缺乏足够的理论知识把工作流提到抽象的地步。显然,他本身虽然有技术方面的才能,但就工作流业务本身,他也没有足够的经验。所以,设计出象notes那样的的前提条件并不存在。
其次,开发一个工作流的目的是什么。原先的工作流运作的不好,其原因是有变化发生。因此才有改进工作流的动机出现。可是,毕竟notes是为了满足世界上所有的工作流而开发的,他目前的应用肯定达不到这个层次。&
因此,虽然做不到最优的业务抽象,但是我们完全可以在特定目的下,特定范围内做到最优的业务抽象。比如说,我们工作流可能的变化是工组流路径的变化。我们就完全可以把工作流的路径做一个抽象,设计一个可以动态改变路径的工作流架构。&
有些时候,我们虽然在技术上和业务上都有所欠缺,没有办法设计出好的架构。但是我们完全可以借鉴他人的经验,看看类似的问题别人是如何解决的。这就是我们前面提到的模式。我们不要把模式看成是一个硬性的解决方法,它只是一种解决问题的思路。Martin&Fowler曾说:&模式和业务组件的区别就在于模式会引发你的思考。
在《分析模式》一书中,Martin&Fowler提到了分析和设计的区别。分析并不仅仅只是用用例列出所有的需求,分析还应该深入到表面需求的的背后,以得到关于问题本质的Mental&Model。然后,他引出了概念模型的概念。概念模型就类似于我们在讨论的抽象。Martin&Fowler提到了一个有趣的例子,如果要开发一套软件来模拟桌球游戏,那么,用用例来描述各种的需求,可能会导致大量的运动轨迹的出现。如果你没有了解表面现象之后隐藏的运动定律的本质,你可能永远无法开发出这样一个。&
关于架构和抽象的问题,在后面的文章中有一个测量模式的案例可以很形象的说明这个问题。&
架构的一些误解&
我们花了一些篇幅来介绍架构的一些知识。现在回到我们的另一个主题上来。对于一个敏捷开发过程,架构意味着什么,我们该如何面对架构。这里我们首先要澄清一些误解:&
误解1:架构设计需要很强的技术能力。从某种程度来说,这句话并没有很大的错误。毕竟,你的能力越强,设计出优秀架构的几率也会上升。但是能力和架构设计之间并没有一个很强的联系。即使是普通的编程人员,他一样有能力设计出能实现目标的架构。&
误解2:架构由专门的设计师来设计,设计出的蓝图交由员来实现。我们之所以会认为架构是设计师的工作,是因为我们喜欢把软件开发和建筑工程做类比。但是,这两者实际上是有着很大的区别的。关键之处在于,建筑设计已经有很长的历史,已经发展出完善的理论,可以通过某些理论(如力学原理)来验证设计蓝图。可是,对软件开发而言,验证架构设计的正确性,只能够通过写代码来验证。因此,很多看似完美的架构,往往在实现时会出现问题。&
误解3:在一开始就要设计出完善的架构。这种方式是最传统的前期设计方式。这也是为XP所摒弃的一种设计方式。主要的原因是,在一开始设计出完美的架构根本就是在自欺欺人。因为这样做的基本假设就是需求的不变性。但需求是没有不变的(关于需求的细节讨论,请参看拙作『需求的实践』)。这样做的坏处是,我们一开始就限制了整个的软件的形状。而到实现时,我们虽然发现原来的设计有失误之处,但却不愿意面对现实。这使得软件畸形的生长。原本一些简单的问题,却因为别扭的架构,变得非常的复杂。这种例子我们经常可以看到,例如为兼容前个版本而导致的软件复杂性。而2000年问题,TCP/IP的安全性问题也从一个侧面反映了这个问题的严重性。
误解4:架构蓝图交给员之后,架构设计师的任务就完成了。和误解2一样,我们借鉴了建筑工程的经验。我们看到建筑设计师把设计好的蓝图交给施工人员,施工人员就会按照图纸建造出和图纸一模一样的大厦。于是,我们也企图在软件开发中使用这种模式。这是非常要命的。软件开发中缺乏一种通用的语言,能够充分的消除设计师和员的沟通隔阂。有人说,UML不可以吗?UML的设计理念是好的,可以减轻沟通障碍问题。可是要想完全解决这个问题,UML还做不到。首先,员都具有个性化的思维,他会以自己的思维方式去理解设计,因为从设计到实现并不是一项机械的劳动,还是属于一项知识性的劳动(这和施工人员的工作是不同的)。此外,对于员来说,他还极有可能按照自己的想法对设计图进行一定的修改,这是非常正常的一项举动。更糟的是,员往往都比较自负,他们会潜意识的排斥那些未经过自己认同的设计。
架构设计的过程模式&
通常我们认为模式都是用在软件开发、架构设计上的。其实,这只是模式的一个方面。模式的定义告诉我们,模式描述了一个特定环境的解决方法,这个特定环境往往重复出现,制定出一个较好的解决方法有利于我们在未来能有效的解决类似的问题。其实,在管理学上,也存在这种类似的这种思维。称为结构性问题的化解决方法。所以呢,我们完全可以把模式的思想用在其它的方面,而目前最佳的运用就是过程模式和组织模式。在我们的文章中,我们仅限于讨论过程模式。方法论对软件开发而言意味着什么?我们如何看待软件开发中的方法论?方法论能够成为软件开发的救命稻草吗?在读过此文后,这些疑

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