软件详细设计原理与实践

课程背景
俗话说“杀死一个程序员不需要刀,只要软件需求变三次就好了”。请问设计师你为什么这么痛苦呢?除了埋怨那些该死的需求变化之外,我们还应该有哪些反思?设计师应该具备哪些能力来应对变化呢?
如果您是具有多年经验的软件设计师,请问什么是好的设计?
软件大师Peter Code认为,一个好的系统设计应该有如下的性质:可扩展性、灵活性、可插入性。为什么他认为软件的灵活性是这么重要呢?这是因为:
·软件的成本Cost(total)可以分解为初始开发成本Cost(develop)和后期维护成本Cost(maintain)之和
Cost(total)= Cost(develop)+ Cost(maintain)
而维护成本包括以下几个部分:
Cost(maintain)= Cost(understand)+ Cost(change)+Cost(test)+Cost(deploy)
随着软件开发经验积累,我们意识到软件维护成本远远高于它的初始开发成本。这是因为理解现有设计需要成本,修改需要成本,还有测试和部署这也需要大量成本。最终发现软件的维护成本远远大于初始创建成本。
Cost(maintain)>> Cost(develop)
但是,我们的软件设计师却很少关注设计的灵活性性,现实中的软件系统几乎总是会慢慢变为一个烂摊子。去年才构建的漂亮小巧的系统到了今年却变成了由一堆纠缠不清的函数和变量搅和在一起的“代码浆糊”。
为什么会这样?
为什么一个设计会逐渐“发出腐化的臭味”?
为什么它们不能保持原先那样的清晰简洁呢?
有时候设计人员会把原因归咎于客户,责怪他们总是需求变更。那么,难道我们的设计就是没问题的,都是客户的错吗?设计师难道就不能设计灵活一些吗?
如果您有这方面的困惑,那就请参加我们的课程吧!
培训对象
·各类软件企业和研发机构的技术总监、软件架构师、软件设计师、程序员。
·工作2年以上,并且遭受过客户需求经常变更的折磨和蹂躏。
学员基础
学员学习本课程应具备下列基础知识:
·了解OOP(面向对象)编程相关概念;
·熟悉Java/C#或者C++语言;
·单了解UML基本语法(主要使用类图和顺序图等常见几类UML图)。
课程特点
本课程注重实战,采用案例贯穿方式完成授课,让学员体验软件详细设计的完整过程,掌握软件详细设计的基本原则和模式,同时课程也以大量失败案例来警示学员,避免重蹈覆辙。
课程目标
     课程主要解决学员的困惑,如果你们遇到了这些困惑,课程就适合您:
     ·优秀设计的特征是什么?什么是优秀设计?如何实现?
     ·什么是架构?什么是设计?详细设计做到什么程度?编码就是低级工作吗?详细设计产出物是什么形式?
     ·预先设计可以搞定所有问题吗?软件需求为什么老是变化?设计应该怎样应对变化?
     ·什么是设计复用?为什么我们总是重复劳动,个人重复、小组成员重复、不同小组之间重复?
     ·什么是设计原则和设计模式?我们为什么学习了设计模式,却根本不会使用?
     ·软件设计实现功能就可以了吗?怎么考虑设计质量?我们老是赶进度而忽略软件质量?
     ·为什么我们的软件开发团队整天加班,软件仍然很难维护?我们做错了什么?
     ·UML到底可以帮助我们做什么?可以提高设计质量吗?为什么我们真正很少使用?
     ·如何评价设计的质量,如何度量?为什么我们设计评审经常吵,谁也说服不了谁?
     ·其他大型项目的详细设计是如何做的?和我们到底有什么不同?有什么值得学习的?
培训核心要点
    本课程主要包含以下几个方面的内容:
    ·结合电信、电力、税务、金融、互联网等多个项目实战案例进行分析,详细介绍相关项目设计思想。
    ·鉴赏经典的开源项目,如临摹钢笔字贴一样,让学员看看好的设计应该如何去做。该开源项目均出自世界大师之手。
    ·软件设计基本原则:结合案例分析这些原则,特别是一些最基本的设计原则,是如何应用在软件详细设计之中的。
    ·设计模式:知道模式是什么是一回事,而真正理解如何应用模式就完全是另一回事了。借助真实项目案例,展示如何在实际开发之中正确的选择和运用模式,而不是靠所谓的艺术感而进行设计堆砌。
    ·常见设计的坏症状:介绍目前我们常见的糟糕的设计坏症状,以告诫学员,今后如何避免出现这样的拙劣设计。
    ·重构和持续集成:软件并不是在一开始就可以设计的完美无缺,因此可以通过预先设计,经过不断的重构进行改善,重构是实现优秀设计的一种重要手段,设计模式往往是重构的目标。
    ·UML建模技术如何在设计之中进行应用。避免目前UML语法式的学习,以避免过度滥用UML。
    ·软件通用机制的设计与实现:介绍常见详细设计之中必备的通用机制(例如,异常处理框架、日志处理、事务、Cache、工作流、通信、接口、安全)。
    ·敏捷设计:学习敏捷设计方法的思想、价值观、原则和实践,对敏捷设计有一个清晰全面的认识。
    ·应用框架(Application framework)设计:结合具体案例进行分析,如何应用和设计Framework。
教学大纲
     整个课程时间为3天,每天5学时,每学时70分钟。下面列出的是通用的教学大纲,希赛教育所有内训课程都可以根据客户的需求进行个性化定制。    我要定制课程>>>
教学单元 单元教学内容
第一单元:什么优秀设计以及如何实现应对需求变化 内容一:什么是好的设计
1. 什么是好的软件详细设计和衡量的手段。
2. 世界大师的观点(Robert C Martin、Peter Code、James Shor)。
3. 我们现实项目的情况随时需求的变化,我们自以为豪的设计都逐渐变烂,变成纠缠不清的代码浆糊。
4. 可扩展性(Extensibility)容易添加新的功能。结合案例,通过哪些手段如何实现该目标?
5. 灵活性(Flexibility)代码修改平稳地发生。结合案例,通过哪些手段如何实现该目标?
6. 可插入性(Pluggability)容易将一个类抽出去,同时将另一个有同样接口的类加入进来。结合案例,通过哪些手段如何实现该目标?
7. 分析真实项目,如何做的详细设计,给我们哪些启示,我们可以学习到什么?
8. 分析我们在项目之中是那些原因导致了没有实现这些目标。
内容二:案例——某省移动基站综合管理项目案例
1. 某省移动项目,必须考虑支持多种设备厂商。
2. 初始设计的问题分析。
3. 应用何种模式解决问题。
内容三:如何应对需求的变化
1. 设计基本原则。
2. 发现和封装变化的原则。
3. 面向对象的基本原则(OCP/SRP/DIP等基本设计原则)。
4. 根据共性性分析进行行为职责或者数据的抽象。
5. 根据可变性分析进行职责的结构分析和实现。
6. 局部化变更,可修改性战术目标是减少由某个变更直接影响的模块数量。
7. 防止连锁反应,目标是限制对局部化的模块的修改,减少间接受变更影响的模块。
8. 推迟绑定时间,尽量不要静态编译,应该运行期间决定组件之间关系。
9. 结合多个案例项目进行分析,怎样发现和封装变化,如何通过具体的手段来进行适应这些变化。
10. 结合多个案例项目进行分析,怎样发现和封装变化,如何通过具体的手段来进行适应这些变化。
内容四:案例——某省电信网管项目
1. 某省移动项目,必须考虑支持多种设备厂商。
2. 初始设计的问题分析。
第二单元:技术债务和软件设计腐化 内容一:技术债务
1. 技术债务概述。
2. 软件债务对软件系统的危害。
3. 软件债务对软件开发人员的危害。
4. 技术债务与破窗效应。
5. 技术债务的解决之道。
6. 通过案例分析,如何解决破窗效应。
内容二:混乱的设计
1. 目前国内软件项目的设计现状。
2. 大泥球仍然是最常见的设计方式。
3. 通过案例分析,对比2种设计思维带来的维护问题。
内容三:案例——演示系统软件腐化的过程
1. 某电信项目系统。
2. 初始设计的问题分析。
3. 通过该案例分析,对比有时是因为人员的设计技能导致加速软件的腐化。
第三单元:设计层次(架构、详细设计、编码)如何交互 内容一:软件架构和设计概述
1. 软件架构和详细设计关注点和区别。
2. 软件架构师职责。
3. 软件架构视图和软件架构文档。
4. 详细设计师必须知道的架构决策。
5. 软件详细设计师和职责。
6. 结合多个案例进行分析,根据项目的不同类型,进行合适的架构视图,展现多个大型项目的架构视图。
内容二:软件详细设计
1. 传统详细设计的局限性。
2. 什么是好的软件详细设计和衡量的手段。
3. 软件详细设计的过程和内容。
4. 敏捷设计新思想。
5. 过度详细设计(Over-engineering)问题和注意事项。
6. 设计不足(Under-engineering)问题和注意事项,分析真实项目,设计与实现的新思想。
内容三:源代码就是设计
1. 传统代码认识的误区。
2. 设计与施工分离的误区。
3. 源代码就是设计。
4. 分析真实项目代码,认识代码的重要性,垃圾代码的危害。
内容四:案例——多项目详细设计分析
1. 通过多个零售系统设计分析。
第四单元:敏捷设计—预先设计做到什么程度 内容一:软件不可预测性
1. 软件需求的不可预测性。
2. 预先设计的局限性。
3. 传统瀑布型设计的问题。
4. 案例分析,根据课程介绍的坏症状,进行重构合理的设计。
内容二:敏捷设计思想——演化式设计
1. 敏捷设计思想:强调通过提高团队的能力、设计的弹性和流程的灵活性来适应变化。
2. 演化设计:重构带来了一种新的构设计方法,称为反思性设计(Reflective Design)。除了创建一种设计并用代码实现它之外,你现在还可以分析已有代码的设计并改善它。寻求改进的一种最好的方法是通过代码嗅觉(code smells)。
3. 在详细设计之中,如何对发现问题的设计进行重构。
4. 案例分析,根据课程介绍的坏症状,进行重构合理的设计。
内容三:案例——某电信项目系统
1. 故障单管理系统。
2. 流程审核的改变。
3. 故障单类型的增加。
4. 传统设计的问题与如何通过代码进行演化。
第五单元:防止变异技术 内容一:防止变异技术
1. 防止变异技术。
2. 多态(polymorphism)和针对接口的编程。
3. 数据驱动(Data-Driven Design)。
4. 元数据驱动设计。
5. 反射驱动(Meta-data or Reflective)。
6. 解释器驱动。
7. 脚本引擎技术。
8. 结合多个案例项目进行分析,怎样发现和封装变化,如何通过具体的手段来进行适应这些变化。
内容二:案例——某项目系统防止变异技术的应用分析
1. 结合多种技术防止变异,如何做的通用性。
第六单元:领域驱动设计--软件核心复杂性应对之道 内容一:领域驱动设计
1. 业务逻辑层架构模式。
2. 事务脚本模式/领取驱动设计/表模块。
3. 领域驱动设计的优缺点和面临的挑战。
4. 如何建立软件项目的有效模型。
5. 构建基于模型的语言,用来连接领域专家,开发者和代码自身。
6. 技术人员和业务人员在建模过程中的探索式交互。
7. 案例分析,通过案例演示,领会驱动设计与传统事务脚本模式的优缺点。
第七单元:软件设计复用 内容一:软件复用设计
1. 在详细设计中分析发现共同的行为的抽象和共同的机制来实现。
2. 软件通用服务组件的设计。
3. 复用已有的东西,比自己编写更容易。如果不容易,大家就不会去复用。
4. 软件复用的管理策略。
内容二:软件通用机制的设计与实现
1. 异常的机制设计与实现。
2. 系统的配置管理机制的设计与实现。
3. 系统的Cache缓存机制的设计与实现。
4. 异步消息和通知机制的设计与实现。
5. 认证授权以及安全/加解密的机制设计与实现。
6. 事务管理机制的设计与实现。
7. 定时触发的机制设计与实现。
8. 后台批处理机制设计与实现。
9. 校验机制设计与实现。
10. 通信机制设计与实现。
内容三:框架(Application framework)设计
1. 应用框架概述。
2. 框架vs.类库的不同。
3. 在软件详细设计时如何应用框架和设计新的框架。
4. 典型案例分析:结合多个项目实例,在实际项目中如何进行应用和开发框架。
内容四:某电信项目案例-异常处理框架设计
1. 系统的异常处理策略。
2. 设计一个通用异常处理子系统。
3. 分析如何应用设计模式在该案例。
4. 分析通过应用设计模式,带来了哪些好处(表现在软件的灵活性)。
5. 分析如何转换为Framework。
6. 典型案例分析:该框架已经在多个大型项目之中应用。
内容五:某电信项目案例的详细设计分析
1. 项目背景。
2. 使用AOP思想改造项目设计。
3. AOP与软件复用。
第八单元:敏捷建模 内容一:敏捷建模
1. UML在详细设计阶段的应用方式(4种方式)。
2. UML类图和顺序图在详细设计中如何协作进行职责分配。
3. UML图的是否保留和废弃。
4. 结合多个案例项目进行分析如何正确应用UML建模,以避免过度建模以及怎样保留UML建模成果和代码的同步问题。
内容二:详细设计的文档和相关工具(根据学员和时间,现场适当调整)
1. 设计文档撰写。
2. 设计文档的评审与基线。
3. 设计文档的版本管理。
4. 设计文档的变更控制略。
5. 详细设计转化为代码。
6. 界面设计工具。
7. 数据建模工具。
8. 部署模型设计相关工具。
9. 结合案例进行分析详细设计文档的编写。
第九单元:软件设计质量 内容一:软件的质量属性
1. 软件开发的4个要素成本、时间、功能范围和质量。
2. 什么是系统质量属性。
3. 如何进行定义质量属性。
4. 详细设计需要考虑的质量属性。
5. 通过案例分析如何在设计时考虑设计质量。
内容二:软件的质量属性对详细设计的影响
1. 软件的可靠性设计策略。
2. 软件的可修改性设计策略。
3. 软件的性能设计策略。
4. 软件的安全性设计策略。
5. 软件的易用性设计策略。
6. 系统质量属性和设计原则和模式的关系。
7. 结合多个案例进行分析,通过哪些手段来实现这些质量属性。
第十单元:软件设计案例分析 内容一:大型软件项目详细设计案例分析
1. 软件详细设计最佳实践。
2. 某电信项目详细设计最佳实践。
3. 某电力项目详细设计最佳实践。
4. 某Web互联网项目详细设计最佳实践。
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