課程簡介
軟件架構的概念：構件及協(xié)作關系；典型的軟件架構介紹：分層架構及其派生類型；面向服務的架構設計：SOA；面向云的架構設計；用UML圖表達軟件架構；設計項跟蹤及其架構重構；用代碼表達架構；數(shù)據(jù)訪問設計；業(yè)務邏輯設計；界面邏輯設計；.NET和C++互操作設計...等內容。
目標收益
培訓對象
課程大綱
| 軟件架構的概念：構件及協(xié)作關系 ? |
- 架構關注點，定義構件邊界+構件之間通信 ? - 構件的描述：4+1視圖 ? - 非功能性需求：可用性、可靠性、魯棒性、可維護性，可擴展性，可測性，性能，可復用性、模塊化、易部署性等 ? - 架構設計方法：場景驅動的迭代架構設計 ? - 架構師角色：輸入需求，輸出架構 ? - 討論：如何才能成為一名合格的架構師？ ? - 案例導入：必應詞典的架構介紹 |
| 典型的軟件架構介紹：分層架構及其派生類型 |
- 一般分層模型：數(shù)據(jù)，業(yè)務+界面 - 典型的分層模型：B/S架構，C/S架構和富客戶端應用 - 實例：JSP/JSF應用，ASP.NET應用，AJAX應用，REST風格應用 - 練習：開發(fā)一個簡單的B/S應用 - 案例討論：必應詞典的分層架構 |
| 面向服務的架構設計：SOA ? |
- 架構的核心元素：容器，組件，接口和通信 ? - 理解容器：基礎服務，承載組件，容器間通信 ? - 典型的容器：.NET WCF容器，J2EE應用服務器如GlassFish ，COM容器 ? - 理解組件：使用容器，實現(xiàn)接口，組件間通信 ? - 非侵入式設計：使用批注擴展組件/容器 ? - 典型的組件：WEB服務，.NET WCF服務 ，EJB Bean（消息，會話）等，COM組件，CORBA組件等 ? - 理解接口：約定功能，服務接口，遠程/本地接口 ? - 練習：編寫一個簡單的基于SOA的C/S應用 ? - 案例討論：必應詞典中的服務 |
| 面向云的架構設計 |
- 云架構：云為容器，提供運算，存儲和通信等基礎服務 - 公有云應用：數(shù)據(jù)，邏輯，界面都由公共云承載 - 混合云應用：部分數(shù)據(jù)/邏輯本地服務器+公有云； - 云應用的消息總線模型：將公有云模擬為本地資源統(tǒng)一通信 - 練習：設計，實現(xiàn)并部署一個基于SOA的B/S架構的云應用 - 案例討論：從WEB詞典到云詞典 |
| 用UML圖表達軟件架構 ? |
- UML圖概述：7種UML圖及繪制工具（例如VS2010的架構師工具/ROSE繪圖工具/VISIO繪圖工具） ? - 用例視圖：表達需求，定義系統(tǒng)邊界 ? - 邏輯視圖：類及其關系，類的組織 ? - 進程視圖：表達運行時對象間的協(xié)作關系，活動圖，序列圖 ? - 部署視圖：描述物理組件如何分發(fā)配置到服務器 ? - 開發(fā)視圖：描述在開發(fā)環(huán)境中軟件的靜態(tài)組織結構 ? - 練習：用UML圖描述一個SOA小應用架構 |
| 性能設計 |
- 主要性能指標：平均響應時間、吞吐量或并發(fā)數(shù)、持續(xù)高速性 - 影響性能的主要因素：算法，實現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫設計，通信 - 性能瓶頸探測：性能探測工具及探測報告 - 練習：用性能探測工具探測性能，壓力測試及內存消耗 - 討論：必應詞典的性能瓶頸及其對策 |
| 設計項跟蹤及其架構重構 ? |
- 迭代設計（小步快跑模式）：架構的重構 ? - 設計項版本管理 ? - 設計項狀態(tài)跟蹤：設計項映射到代碼和測試用例 ? - 相關工具：微軟團隊項目服務器（Team Foundation Server）/其他工具 ? - 練習：利用源碼管理工具跟蹤架構設計相關項 ? - 討論：必應詞典的架構設計過程 |
| 用代碼表達架構 |
- 設計元素：類，接口，模板，包 - 利用面向對象編程語言：c#，Java，c++ - 依賴抽象的設計原則：針對抽象編程，封裝變化 - 使用設計模式：創(chuàng)建型模式、結構型模式和行為型模式 - 練習：用抽象類和接口定義一個搜索系統(tǒng)的架構 |
| 數(shù)據(jù)訪問設計： |
- 數(shù)據(jù)存儲設計：文件，數(shù)據(jù)庫，內存，… - 數(shù)據(jù)實體定義：主鍵，外鍵，二進制數(shù)據(jù)，約束 - 數(shù)據(jù)訪問層設計：數(shù)據(jù)表內存表間映射 - 使用數(shù)據(jù)訪問框架：LINQ 2 SQL/數(shù)據(jù)實體框架，JAVA 可持久化框架（JPA），ADO.NET 數(shù)據(jù)實體框架 - 練習：使用數(shù)據(jù)訪問框架操作數(shù)據(jù)庫 |
| 業(yè)務邏輯設計： ? |
- 業(yè)務邏輯設計工具：工作流 ? - 將業(yè)務邏輯包裝為服務 ? - 確定業(yè)務邏輯設計正確性：單元測試 ? - 練習：用工作流實現(xiàn)一段業(yè)務邏輯，并驗證實現(xiàn)的正確性 |
| 并行應用設計： |
- 識別并行任務：Map-Reduce模型 - 并行模式：生產-消費模式，并行，互斥和同步 - 并行實現(xiàn)：多線程，線程池，并行庫 - 練習： 用工作流設計并行邏輯 |
| 界面邏輯設計 ? |
- MVC模式：模型控制視圖模式設計界面 ? - 界面邏輯：輸入驗證，修改模型，執(zhí)行邏輯，更新界面 ? - 實例分析：MFC的界面邏輯，JSF的界面邏輯，AJAX應用的界面邏輯，ASP.NE的界面 邏輯 ? - 練習：重構一段界面代碼，使其滿足MVC模式 |
| 基于測試和基于合約的設計：測試驅動設計和合約驅動的設計 |
- 測試驅動開發(fā)模型：紅綠紅模型 - 測試驅動設計：以通過測試用例為驅動力迭代增量完成架構 - 合約的概念：對實現(xiàn)方和調用方間各自的約束 - 基于合約的設計：前置條件，后置條件和不變式 - 練習：基于合約設計一個有理數(shù)類 |
| 設計可擴展的框架 ? |
- 設計擴展點：虛方法，委托（實踐），依賴項（參數(shù)依賴，成員依賴，類型依賴） - 可擴展框架：使用基于聲明和配置的動態(tài)注入依賴 ? - 實例分析：.NET的動態(tài)擴展框架，Java Spring框架 ? - 討論：必應詞典的可擴展性 |
| 安全性設計 |
- 對威脅建模 - 網絡安全，服務器安全和軟件系統(tǒng)安全 - 常見安全漏洞及防范：拒絕服務，SQL依賴注入，跨站點腳本調用，緩沖區(qū)溢出，數(shù)據(jù)泄密 - 討論：必應詞典針對安全性的設計 |
| .NET和C++互操作設計 ? |
- 可選的技術評價：DLL包裝，COM和托管C++ ? - 互操作時的系統(tǒng)邊界設計 |
| 物理部署設計 |
- 部署單元：組件，數(shù)據(jù)庫組件，數(shù)據(jù)處理組件，通信組件，中間件 - 部署配置設計：定義配置項 - 驗證物理部署設計：使用虛擬機或TFS 實驗室 |
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軟件架構的概念：構件及協(xié)作關系 ? - 架構關注點，定義構件邊界+構件之間通信 ? - 構件的描述：4+1視圖 ? - 非功能性需求：可用性、可靠性、魯棒性、可維護性，可擴展性，可測性，性能，可復用性、模塊化、易部署性等 ? - 架構設計方法：場景驅動的迭代架構設計 ? - 架構師角色：輸入需求，輸出架構 ? - 討論：如何才能成為一名合格的架構師？ ? - 案例導入：必應詞典的架構介紹 |
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典型的軟件架構介紹：分層架構及其派生類型 - 一般分層模型：數(shù)據(jù)，業(yè)務+界面 - 典型的分層模型：B/S架構，C/S架構和富客戶端應用 - 實例：JSP/JSF應用，ASP.NET應用，AJAX應用，REST風格應用 - 練習：開發(fā)一個簡單的B/S應用 - 案例討論：必應詞典的分層架構 |
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面向服務的架構設計：SOA ? - 架構的核心元素：容器，組件，接口和通信 ? - 理解容器：基礎服務，承載組件，容器間通信 ? - 典型的容器：.NET WCF容器，J2EE應用服務器如GlassFish ，COM容器 ? - 理解組件：使用容器，實現(xiàn)接口，組件間通信 ? - 非侵入式設計：使用批注擴展組件/容器 ? - 典型的組件：WEB服務，.NET WCF服務 ，EJB Bean（消息，會話）等，COM組件，CORBA組件等 ? - 理解接口：約定功能，服務接口，遠程/本地接口 ? - 練習：編寫一個簡單的基于SOA的C/S應用 ? - 案例討論：必應詞典中的服務 |
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面向云的架構設計 - 云架構：云為容器，提供運算，存儲和通信等基礎服務 - 公有云應用：數(shù)據(jù)，邏輯，界面都由公共云承載 - 混合云應用：部分數(shù)據(jù)/邏輯本地服務器+公有云； - 云應用的消息總線模型：將公有云模擬為本地資源統(tǒng)一通信 - 練習：設計，實現(xiàn)并部署一個基于SOA的B/S架構的云應用 - 案例討論：從WEB詞典到云詞典 |
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用UML圖表達軟件架構 ? - UML圖概述：7種UML圖及繪制工具（例如VS2010的架構師工具/ROSE繪圖工具/VISIO繪圖工具） ? - 用例視圖：表達需求，定義系統(tǒng)邊界 ? - 邏輯視圖：類及其關系，類的組織 ? - 進程視圖：表達運行時對象間的協(xié)作關系，活動圖，序列圖 ? - 部署視圖：描述物理組件如何分發(fā)配置到服務器 ? - 開發(fā)視圖：描述在開發(fā)環(huán)境中軟件的靜態(tài)組織結構 ? - 練習：用UML圖描述一個SOA小應用架構 |
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性能設計 - 主要性能指標：平均響應時間、吞吐量或并發(fā)數(shù)、持續(xù)高速性 - 影響性能的主要因素：算法，實現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫設計，通信 - 性能瓶頸探測：性能探測工具及探測報告 - 練習：用性能探測工具探測性能，壓力測試及內存消耗 - 討論：必應詞典的性能瓶頸及其對策 |
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設計項跟蹤及其架構重構 ? - 迭代設計（小步快跑模式）：架構的重構 ? - 設計項版本管理 ? - 設計項狀態(tài)跟蹤：設計項映射到代碼和測試用例 ? - 相關工具：微軟團隊項目服務器（Team Foundation Server）/其他工具 ? - 練習：利用源碼管理工具跟蹤架構設計相關項 ? - 討論：必應詞典的架構設計過程 |
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用代碼表達架構 - 設計元素：類，接口，模板，包 - 利用面向對象編程語言：c#，Java，c++ - 依賴抽象的設計原則：針對抽象編程，封裝變化 - 使用設計模式：創(chuàng)建型模式、結構型模式和行為型模式 - 練習：用抽象類和接口定義一個搜索系統(tǒng)的架構 |
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數(shù)據(jù)訪問設計： - 數(shù)據(jù)存儲設計：文件，數(shù)據(jù)庫，內存，… - 數(shù)據(jù)實體定義：主鍵，外鍵，二進制數(shù)據(jù)，約束 - 數(shù)據(jù)訪問層設計：數(shù)據(jù)表內存表間映射 - 使用數(shù)據(jù)訪問框架：LINQ 2 SQL/數(shù)據(jù)實體框架，JAVA 可持久化框架（JPA），ADO.NET 數(shù)據(jù)實體框架 - 練習：使用數(shù)據(jù)訪問框架操作數(shù)據(jù)庫 |
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業(yè)務邏輯設計： ? - 業(yè)務邏輯設計工具：工作流 ? - 將業(yè)務邏輯包裝為服務 ? - 確定業(yè)務邏輯設計正確性：單元測試 ? - 練習：用工作流實現(xiàn)一段業(yè)務邏輯，并驗證實現(xiàn)的正確性 |
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并行應用設計： - 識別并行任務：Map-Reduce模型 - 并行模式：生產-消費模式，并行，互斥和同步 - 并行實現(xiàn)：多線程，線程池，并行庫 - 練習： 用工作流設計并行邏輯 |
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界面邏輯設計 ? - MVC模式：模型控制視圖模式設計界面 ? - 界面邏輯：輸入驗證，修改模型，執(zhí)行邏輯，更新界面 ? - 實例分析：MFC的界面邏輯，JSF的界面邏輯，AJAX應用的界面邏輯，ASP.NE的界面 邏輯 ? - 練習：重構一段界面代碼，使其滿足MVC模式 |
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基于測試和基于合約的設計：測試驅動設計和合約驅動的設計 - 測試驅動開發(fā)模型：紅綠紅模型 - 測試驅動設計：以通過測試用例為驅動力迭代增量完成架構 - 合約的概念：對實現(xiàn)方和調用方間各自的約束 - 基于合約的設計：前置條件，后置條件和不變式 - 練習：基于合約設計一個有理數(shù)類 |
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設計可擴展的框架 ? - 設計擴展點：虛方法，委托（實踐），依賴項（參數(shù)依賴，成員依賴，類型依賴） - 可擴展框架：使用基于聲明和配置的動態(tài)注入依賴 ? - 實例分析：.NET的動態(tài)擴展框架，Java Spring框架 ? - 討論：必應詞典的可擴展性 |
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安全性設計 - 對威脅建模 - 網絡安全，服務器安全和軟件系統(tǒng)安全 - 常見安全漏洞及防范：拒絕服務，SQL依賴注入，跨站點腳本調用，緩沖區(qū)溢出，數(shù)據(jù)泄密 - 討論：必應詞典針對安全性的設計 |
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.NET和C++互操作設計 ? - 可選的技術評價：DLL包裝，COM和托管C++ ? - 互操作時的系統(tǒng)邊界設計 |
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物理部署設計 - 部署單元：組件，數(shù)據(jù)庫組件，數(shù)據(jù)處理組件，通信組件，中間件 - 部署配置設計：定義配置項 - 驗證物理部署設計：使用虛擬機或TFS 實驗室 |
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