軟件架構(gòu)設(shè)計

第一部分 軟件架構(gòu)概念與思想篇. 1  
第1章 解析軟件架構(gòu)概念 3  
1.1 軟件架構(gòu)概念的分類 3  
1.1.1 組成派 4  
1.1.2 決策派 5  
1.2 軟件架構(gòu)概念大觀    
1.2.1 Booch. Rumbaugh和Jacobson的定義 5  
1.2.2 Woods的觀點 6  
1.2.3 Garlan和Shaw的定義 6  
1.2.4 Perry和Wolf的定義 6  
1.2.5 Boehm的定義 6  
1.2.6 IEEE的定義 6  
1.2.7 Bass的定義 6  
1.3 軟件架構(gòu)關(guān)注分割與交互 7  
1.4 軟件架構(gòu)是一系列有層次性的決策 8  
1.5 PM Tool案例：領(lǐng)會軟件架構(gòu)概念 10  
1.5.1 案例故事 10  
1.5.2 軟件架構(gòu)概念的體現(xiàn) 12  
1.5.3 重要結(jié)論 14  
1.6 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 14  
第2章 子系統(tǒng). 框架與架構(gòu) 15  
2.1 子系統(tǒng)和框架在架構(gòu)設(shè)計中的地位 16  
2.1.1 關(guān)注點分離之道 16  
2.1.2 子系統(tǒng)和框架在架構(gòu)設(shè)計中的地位 17  
2.2 子系統(tǒng)與軟件架構(gòu) 19  
2.2.1 不同粒度的軟件單元 20  
2.2.2 子系統(tǒng)也有架構(gòu) 21  
2.2.3 子系統(tǒng)不同,28架構(gòu)不同 21  
2.2.4 不同實踐者眼中的粒度 23  
2.3 框架與軟件架構(gòu) 23  
2.3.1 框架的概念 23  
2.3.2 架構(gòu)和框架的區(qū)別 24  
2.3.3 架構(gòu)和框架的聯(lián)系 25  
2.3.4 框架也有架構(gòu) 26  
2.4 超越概念：立足實踐理解架構(gòu) 26  
2.4.1 理解架構(gòu) 26  
2.4.2 回到實踐 28  
2.5 專題：框架技術(shù) 29  
2.5.1 框架vs.類庫 29  
2.5.2 框架的分類 30  
2.5.3 框架的開發(fā)過程 32  
2.5.4 如何實現(xiàn)框架中的擴(kuò)展點 33  
2.6 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 36  
第3章 軟件架構(gòu)的作用 37  
3.1 充分發(fā)揮軟件架構(gòu)的作用 37  
3.2 軟件架構(gòu)對新產(chǎn)品開發(fā)的作用 38  
3.3 軟件架構(gòu)對軟件產(chǎn)品線開發(fā)的作用 40  
3.4 軟件架構(gòu)對軟件維護(hù)的作用 42  
3.5 軟件架構(gòu)重構(gòu) 42  
3.6 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 43  
第二部分 軟件架構(gòu)設(shè)計方法與過程篇 45  
第4章 軟件架構(gòu)視圖 47  
4.1 呼喚軟件架構(gòu)視圖 47  
4.1.1 辦公室里的爭論 48  
4.1.2 呼喚軟件架構(gòu)視圖 48  
4.2 軟件架構(gòu)為誰而設(shè)計 49  
4.2.1 為用戶而設(shè)計 49  
4.2.2 為客戶而設(shè)計 50  
4.2.3 為開發(fā)人員而設(shè)計 50  
4.2.4 為管理人員而設(shè)計 51  
4.2.5 總結(jié) 51  
4.3 引入軟件架構(gòu)視圖 52  
4.3.1 生活中的“視圖”運用 53  
4.3.2 什么是軟件架構(gòu)視圖 54  
4.3.3 多組涉眾,65多個視圖 54  
4.4 實踐指南：邏輯架構(gòu)與物理架構(gòu) 55  
4.4.1 邏輯架構(gòu) 56  
4.4.2 物理架構(gòu) 57  
4.4.3 從邏輯架構(gòu)和物理架構(gòu)到設(shè)計實現(xiàn) 58  
4.5 設(shè)備調(diào)試系統(tǒng)案例：領(lǐng)會邏輯架構(gòu)和物理架構(gòu) 59  
4.5.1 設(shè)備調(diào)試系統(tǒng)案例簡介 59  
4.5.2 邏輯架構(gòu)設(shè)計 59  
4.5.3 物理架構(gòu)設(shè)計 61  
4.6 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 62  
第5章 架構(gòu)設(shè)計的5視圖法 63  
5.1 架構(gòu)設(shè)計的5視圖法 64  
5.2 實踐中的5視圖方法 66  
5.3 辦公室里的爭論：回顧與落實 67  
5.4 案例：再談設(shè)備調(diào)試系統(tǒng) 67  
5.4.1 根據(jù)需求決定引入哪些架構(gòu)視圖 68  
5.4.2 開發(fā)架構(gòu)設(shè)計 68  
5.4.3 運行架構(gòu)設(shè)計 69  
5.5 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 71  
第6章 從概念性架構(gòu)到實際架構(gòu) 73  
6.1 概念性架構(gòu) 73  
6.2 實際架構(gòu) 77  
6.3 從概念性架構(gòu)到實際架構(gòu) 78  
6.4 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)案例：從分層架構(gòu)開始 78  
6.4.1 構(gòu)思：概念性架構(gòu)設(shè)計 78  
6.4.2 深入：實際架構(gòu)設(shè)計 81  
6.5 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 82  
第7章 如何進(jìn)行成功的架構(gòu)設(shè)計 83  
7.1 何謂成功的軟件架構(gòu)設(shè)計 83  
7.2 探究成功架構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵要素 84  
7.2.1 是否遺漏了至關(guān)重要的非功能需求 84  
7.2.2 能否馴服數(shù)量巨大且頻繁變化的需求 86  
7.2.3 能否從容設(shè)計軟件架構(gòu)的不同方面 86  
7.2.4 是否及早驗證架構(gòu)方案并做出了調(diào)整 87  
7.3 制定軟件架構(gòu)設(shè)計策略 87  
7.3.1 策略一：全面認(rèn)識需求 88  
7.3.2 策略二：關(guān)鍵需求決定架構(gòu) 89  
7.3.3 策略三：多視圖探尋架構(gòu) 89  
7.3.4 策略四：盡早驗證架構(gòu) 90  
7.4 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 90  
第8章 軟件架構(gòu)要設(shè)計到什么程度 93  
8.1 軟件架構(gòu)要設(shè)計到什么程度 94  
8.1.1 分而治之的兩種方式 94  
8.1.2 架構(gòu)設(shè)計與詳細(xì)設(shè)計 96  
8 .1.3 軟件架構(gòu)是團(tuán)隊開發(fā)的基礎(chǔ) 96  
8.1.4 架構(gòu)設(shè)計要進(jìn)行到什么程度 98  
8.2 高來高去式架構(gòu)設(shè)計的癥狀 98  
8.2.1 缺失重要架構(gòu)視圖 99  
8.2.2 淺嘗輒止. 不夠深入 100  
8.2.3 名不副實的分層架構(gòu) 101  
8.3 如何克服高來高去癥 101  
8.4 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)案例：如何將架構(gòu)設(shè)計落到實處 102  
8.4.1 網(wǎng)管產(chǎn)品線的概念性架構(gòu) 102  
8.4.2 識別每一層中的功能模塊 102  
8.4.3 明確各層之間的交互接口 103  
8.4.4 明確各層之間的交互機(jī)制 104  
8.4.5 案例小結(jié) 105  
8.5 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 105  
第9章 軟件架構(gòu)設(shè)計過程 107  
9.1 打造有效的架構(gòu)設(shè)計過程 107  
9.1.1 一般的軟件過程 107  
9.1.2 架構(gòu)師自己的架構(gòu)設(shè)計過程 109  
9.2 軟件架構(gòu)設(shè)計過程解析 111  
9.2.1 架構(gòu)設(shè)計策略應(yīng)成為一等公民 111  
9.2.2 架構(gòu)設(shè)計過程中的工作產(chǎn)品 112  
9.3 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 114  
第10章 需求分析 115  
10.1 軟件需求基礎(chǔ) 116  
10.1.1 什么是軟件需求 116  
10.1.2 需求捕獲vs.需求分析vs.系統(tǒng)分析 116  
10.1.3 需求捕獲及其工作成果 118  
10.1.4 需求分析及其工作成果 118  
10.1.5 系統(tǒng)分析及其工作成果 119  
10.2 需求分析在軟件過程中所處的位置 120  
10.2.1 概念化階段所做的工作 120  
10.2.2 需求分析所處的位置 122  
10.3 架構(gòu)師必須掌握的需求知識 123  
10.3.1 軟件需求的類型 123  
10.3.2 各類需求對架構(gòu)設(shè)計的不同影響 .. 127  
10.3.3 超市系統(tǒng)案例：領(lǐng)會需求類型的不同影響 129  
10.3.4 各類需求的“易變更性”不同 130  
10.3.5 質(zhì)量屬性需求與需求折衷 132  
10.4 PM Tool實戰(zhàn)：需求分析 135  
10.4.1 上游活動：確定項目愿景 135  
10.4.2 第1步：從業(yè)務(wù)目標(biāo)到特性列表 135  
10.4.3 第2步：從特性列表到用例圖 136  
10.4.4 第3步：從用例圖到用例規(guī)約 138  
10.4.5 需求啟發(fā)與需求驗證 139  
10.4.6 最終成果：《軟件需求規(guī)格說明書》 140  
10.5 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 141  
第11章 專題：用例技術(shù)及應(yīng)用 143  
11.1 用例圖vs.用例簡述vs.用例規(guī)約vs.用例實現(xiàn) 143  
11.2 儲蓄系統(tǒng)案例：需求變化對用例的影響 148  
11.3 用例技術(shù)應(yīng)用指南 150  
11.4 用例與需求捕獲 152  
11.5 用例與需求分析 153  
11.6 用例與《軟件需求規(guī)格說明書》 154  
11.7 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 155  
第12章 領(lǐng)域建模 157  
12.1 領(lǐng)域模型基礎(chǔ)知識 157  
12.1.1 什么是領(lǐng)域模型 158  
12.1.2 領(lǐng)域模型相關(guān)的UML圖 158  
12.2 領(lǐng)域建模在軟件過程中所處的位置 159  
12.2.1 領(lǐng)域建模的必要性：從需求分析的兩個典型困難說起 159  
12.2.2 領(lǐng)域建模與需求分析的關(guān)系 161  
12.2.3 領(lǐng)域建模所處的位置 162  
12.3 領(lǐng)域模型對軟件架構(gòu)的重要作用 163  
12.3.1 配置管理工具案例：探索復(fù)雜問題. 固化領(lǐng)域知識 163  
12.3.2 人事管理系統(tǒng)案例：決定功能范圍. 影響可擴(kuò)展性 165  
12.3.3 在線拍賣系統(tǒng)案例：提供交流基礎(chǔ). 促進(jìn)有效溝通 168  
12.4 領(lǐng)域模型 vs. 文字說明 170  
12.5 PM Tool實戰(zhàn)：建立項目管理的領(lǐng)域模型 171  
12.5.1 領(lǐng)域建模實錄（1） 171  
12.5.2 領(lǐng)域建模實錄（2） 174  
12.6 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 176  
第13章 確定對軟件架構(gòu)關(guān)鍵的需求 177  
13.1 虛擬高峰論壇：窮兵黷武還是擇戰(zhàn)而斗 177  
13.1.1 需求是任何促成設(shè)計決策的因素 178  
13.1.2 很少有開發(fā)者能奢侈地?fù)碛幸粋€穩(wěn)定的需求集 178  
13.1.3 關(guān)鍵性的第一步是縮小范圍 178  
13.1.4 要擇戰(zhàn)而斗 178  
13.1.5 功能. 質(zhì)量和商業(yè)需求的某個集合塑造了構(gòu)架 179  
13.2 關(guān)鍵需求決定架構(gòu) 179  
13.2.1 實踐中的常見問題 179  
13.2.2 關(guān)鍵需求決定架構(gòu) 181  
13.3 確定關(guān)鍵需求在軟件過程中所處的位置 182  
13.3.1 對架構(gòu)關(guān)鍵的需求vs.需求優(yōu)先級 182  
13.3.2 關(guān)鍵需求對后續(xù)活動的影響 183  
13.4 什么是對軟件架構(gòu)關(guān)鍵的需求 184  
13.4.1 關(guān)鍵的功能需求 184  
13.4.2 關(guān)鍵的質(zhì)量屬性需求 185  
13.4.3 關(guān)鍵的商業(yè)需求 186  
13.5 如何確定對軟件架構(gòu)關(guān)鍵的需求 187  
13.5.1 全面整理需求 188  
13.5.2 分析約束性需求 188  
13.5.3 確定關(guān)鍵功能需求 189  
13.5.4 確定關(guān)鍵質(zhì)量屬性需求 190  
13.6 PM Tool實戰(zhàn)：確定關(guān)鍵需求 190  
13.7 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 191  
第14章 概念性架構(gòu)設(shè)計 193  
14.1 概念性架構(gòu)設(shè)計的步驟 194  
14.2 魯棒性分析 195  
14.2.1 分析和設(shè)計之間的鴻溝 195  
14.2.2 魯棒圖簡介 196  
14.2.3 從用例到魯棒圖 197  
14.3 運用架構(gòu)模式 198  
14.3.1 架構(gòu)模式簡介 198  
14.3.2 架構(gòu)模式的經(jīng)典分類 199  
14.3.3 架構(gòu)模式的現(xiàn)代分類 200  
14.3.4 分層 201  
14.3.5 MVC 201  
14.3.6 微內(nèi)核 202  
14.3.7 基于元模型的架構(gòu) 203  
14.3.8 管道—過濾器 204  
14.4 PM Tool實戰(zhàn)：概念性架構(gòu)設(shè)計 204  
14.4.1 進(jìn)行魯棒性分析 204  
14.4.2 引入架構(gòu)模式 206  
14.4.3 質(zhì)量屬性分析 207  
14.4.4 設(shè)計結(jié)果 207  
14.5 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 208  
第15章 質(zhì)量屬性分析 209  
15.1 質(zhì)量屬性需求基礎(chǔ) 210  
15.2 質(zhì)量屬性分析的位置 211  
15.3 利用“屬性—場景—決策”表設(shè)計架構(gòu)決策 211  
15.3.1 概述 211  
15.3.2 “屬性—場景—決策”表方法 212  
15.3.3 題外話：《需求文檔》如何定義質(zhì)量屬性需求 214  
15.4 PM Tool實戰(zhàn)：可擴(kuò)展性設(shè)計 214  
15.5 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 215  
第16章 細(xì)化架構(gòu)設(shè)計 217  
16.1 架構(gòu)細(xì)化在軟件過程中所處的位置 218  
16.1.1 我們走到哪了 218  
16.1.2 運用基于5視圖方法進(jìn)行架構(gòu)細(xì)化 219  
16.2 設(shè)計邏輯架構(gòu) 220  
16.2.1 概述 220  
16.2.2 識別通用機(jī)制 220  
16.3 設(shè)計開發(fā)架構(gòu) 223  
16.3.1 概述 223  
16.3.2 分層和分區(qū) 223  
16.4 設(shè)計數(shù)據(jù)架構(gòu) 226  
16.4.1 概述 226  
16.4.2 如何將OO模型映射為數(shù)據(jù)模型 227  
16.5 設(shè)計運行架構(gòu) 229  
16.5.1 概述 229  
16.5.2 運用主動類規(guī)劃并發(fā) 230  
16.5.3 應(yīng)用協(xié)議的設(shè)計 234  
16.6 設(shè)計物理架構(gòu) 234  
16.6.1 概述 234  
16.7 注意滿足所有約束性軟件需求 235  
16.8 PM Tool實戰(zhàn)：細(xì)化架構(gòu)設(shè)計 236  
16.9 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 239  
第17章 實現(xiàn)并驗證軟件架構(gòu) 241  
17.1 基礎(chǔ)知識 242  
17.1.1 原型技術(shù)及分類 242  
17.1.2 驗證架構(gòu)的兩種方法 245  
17.2 實現(xiàn)并驗證軟件架構(gòu)的具體做法 245  
17.3 總結(jié)與強(qiáng)調(diào) 247  
第三部分 程序員成長篇 249  
第18章 MIME編碼類案例： 從面向過程到面向?qū)ο?251  
18.1 設(shè)計目標(biāo) 251  
18.2 MIME編碼基礎(chǔ)知識 252  
18.3 MIME編碼類的設(shè)計過程 252  
18.3.1 面向過程的設(shè)計方案 252  
18.3.2 轉(zhuǎn)向面向?qū)ο笤O(shè)計 254  
18.3.3 面向?qū)ο笤O(shè)計方案的確定 257  
18.3.4 Template Method和Strategy模式的對比 260  
第19章 突破OOP思維：繼承在OOD中的應(yīng)用 261  
19.1 從一則禪師語錄說起 261  
19.1.1 見繼承是繼承——程序員境界 262  
19.1.2 見繼承不是繼承——成長境界 262  
19.1.3 見繼承只是繼承——設(shè)計師境界 262  
19.2 從OOD層面認(rèn)識繼承 262  
19.3 針對接口編程——隔離變化 263  
19.3.1 相關(guān)理論 263  
19.3.2 針對接口編程舉例——用于架構(gòu)設(shè)計 263  
19.3.3 針對接口編程舉例——用于類設(shè)計 265  
19.4 混入類——更好的重用性 266  
19.4.1 相關(guān)理論 266  
19.4.2 混入類舉例 266  
19.5 基于角色的設(shè)計——使用角色組裝協(xié)作 267  
19.5.1 相關(guān)理論 267  
19.5.2 基于角色的設(shè)計舉例 268  
第20章 細(xì)微見真章：耦合其實并不空洞 269  
20.1 順序耦合性簡介 269  
20.2 案例研究：順序耦合性Bug一例 269  
20.2.1 項目簡介 270  
20.2.2 新的需求 270  
20.2.3 發(fā)現(xiàn)順序耦合性Bug 271  
20.2.4 跟蹤調(diào)試 271  
20.2.5 分析原因 273  
20.2.6 解決策略 273  
20.2.7 運用重構(gòu)的“Extra t Method”成例 273  
20.2.8 運用重構(gòu)的“Hide Method”成例 274  
20.2.9 運用重構(gòu)的“Introdu e Parameter Obje t”成例 274  
20.2.10 其他改進(jìn) 274  
第21章 敏捷設(shè)計：從理論到實踐 277  
21.1 換個角度考察依賴 278  
21.1.1 依賴的概念 278  
21.1.2 從會不會造成“實際危害”的角度考察依賴 278  
21.2 良性依賴原則 278  
21.2.1 依賴是不可避免的 278  
21.2.2 重要的是如何務(wù)實地應(yīng)付變化 279  
21.3 案例：需求改變引起良性依賴變成惡性依賴 279  
21.4 案例：隔離第三方SDK可能造成的沖擊 281  
21.5 案例：對具體類的良性依賴 283  
21.6 總結(jié)：如何處理好依賴關(guān)系 285  
第22章 基于角色的設(shè)計：從理論到實踐 287  
22.1 基于角色的設(shè)計理論 288  
22.2 基于角色的設(shè)計與團(tuán)隊開發(fā) 288  
22.3 基于角色的設(shè)計實踐 289  
22.4 基于角色的設(shè)計案例 291  
22.4.1 項目簡介 291  
22.4.2 通過基于角色的設(shè)計組織子系統(tǒng)之間的協(xié)作 291  
22.4.3 通過基于角色的設(shè)計組織同一子系統(tǒng)內(nèi)不同模塊之間的協(xié)作 292  
22.5 基于角色的設(shè)計與面向?qū)ο蠓治?293  
第23章 超越設(shè)計模式：理解和運用更多模式 295  
23.1 關(guān)于模式的兩個問題 295  
23.2 模式的正交分類法 296  
23.2.1 正交思維 296  
23.2.2 正交思維用于模式分類 297  
23.3 專攻性能：性能模式簡介 299  
23.4 模型驅(qū)動開發(fā)的方方面面：MDD模式簡介 301  
23.5 總結(jié)：擁抱模式 302  
第24章 如此輕松：立足圖論學(xué)UML 303  
24.1 管窺UML中的OO思想 304  
24.1.1 一道筆試題的故事 304  
24.1.2 UML背后的思想 305  
24.2 圖的定義與UML應(yīng)用 306  
24.2.1 圖的定義 306  
24.2.2 圖的定義的UML應(yīng)用——UML的圖論觀點 307  
24.2.3 圖的定義的UML應(yīng)用——關(guān)聯(lián)類語法的理解 308  
24.2.4 圖的定義的UML應(yīng)用——說說序列圖 309  
24.3 有向邊與UML應(yīng)用 310  
24.3.1 有向邊 310  
24.3.2 有向邊的UML應(yīng)用——依賴關(guān)系 310  
24.3.3 有向邊的UML應(yīng)用——泛化. 實現(xiàn)和關(guān)聯(lián)的依賴思想 312  
24.3.4 有向邊的UML應(yīng)用——一個例子 312  
24.4 著色頂點與UML應(yīng)用 313  
24.4.1 著色頂點 313  
24.4.2 著色頂點的UML應(yīng)用——通過顏色為圖元分類 314  
24.4.3 著色頂點的UML應(yīng)用——UML彩色建模方法介紹 315  
24.5 著色邊與UML應(yīng)用 317  
24.6 圖的同構(gòu)與UML應(yīng)用 317  
24.6.1 圖的同構(gòu) 317  
24.6.2 圖的同構(gòu)的UML應(yīng)用——UML風(fēng)格 318  
第25章 理解軟件過程：解析RUP核心概念 321  
25.1 架構(gòu)師必須了解軟件過程 321  
25.1.1 架構(gòu)師的工作職責(zé) 321  
25.1.2 架構(gòu)師必須了解軟件過程 322  
25.2 RUP實踐中的常見問題 322  
25.3 RUP核心概念解析 323  
25.3.1 一圖勝千言 323  
25.3.2 角色執(zhí)行活動,357活動生產(chǎn)工件 323  
25.3.3 階段和迭代：提供不同級別的決策時機(jī) 324  
25.3.4 配置和變更管理支持迭代式的基于基線的開發(fā) 326  
25.3.5 發(fā)布是什么,360發(fā)布不是什么 327  
第26章 海闊憑魚躍：通盤理解軟件工程 329  
26.1 什么是軟件工程概念模型 329  
26.2 一個精簡的軟件工程概念模型 329  
26.3 一個細(xì)化的軟件工程概念模型 330  
26.3.1 模型概述 331  
26.3.2 方法論 331  
26.3.3 過程 331  
26.3.4 目標(biāo) 332  
26.3.5 項目 332  
26.3.6 其他 333  
26.4 軟件工程概念模型的具體應(yīng)用 333  
26.4.1 搞清楚Agile是過程還是方法論 333  
26.4.2 為CMM定位 334  
26.4.3 理解RUP定制 335  
26.5 總結(jié)：軟件工程概念模型的啟示 335  
26.5.1 軟件工程,376一門實踐的科學(xué) 335  
26.5.2 軟件過程,377合適的才是最好的 336  
26.5.3 對個人的啟示 336  
26.5.4 呼喚高層次人才 336  
參考文獻(xiàn) 337