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UML系统分析与架构设计实战

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康凯 Read more

百林哲咨询(北京)有限公司专家团队成员

国内资深高级系统架构师,UML/RUP专家,现任国内某知名企业研究院首席架构师,软件设计师,15年的从事IT行业的软件开发、系统架构设计分析经验。

简介

目前,在软件开发领域,各种框架、模型以及设计模式充斥着整个IT行业,纵观现在的各种软件开发技术培训,我们发现几乎所有的培训中都会出现UML知识的培训。毋庸置疑,UML已经成为了现在的软件开发技术的基础。但是如何透彻理解UML,迅速掌握UML的精髓却是所有技术人员一直以来困惑的地方。
目标

1、了解UML的正确应用方法与原理; 
2、学员将了解如何把UML应用到面向对象分析和设计乃至整个软件过程中,包括使用UML建立业务模型、需求模型、分析模型、设计模型、实现模型等; 
3、重点讲解UML在具体的真实项目中的使用和应用过程指南,如何应用UML处理需求的变更,分析、设计出强壮的架构,建立充分的实现模型。强调具体项目的过程。 
4、运用系统分析模式进行本质分析; 
5、了解如何设计稳健并易于扩展的架构; 
6、通过实际的案例,掌握需求、分析设计的关键技巧; 
7、看到好的和差的实际案例,反思自我,提高实际工作能力; 
8、深入了解如何解决实际开发问题; 
9、理解UML

课程时长

2天(12H)

培训特色
目前,在软件开发领域,各种框架、模型以及设计模式充斥着整个IT行业,纵观现在的各种软件开发技术培训,我们发现几乎所有的培训中都会出现UML知识的培训。毋庸置疑,UML已经成为了现在的软件开发技术的基础。但是如何透彻理解UML,迅速掌握UML的精髓却是所有技术人员一直以来困惑的地方。
本次培训,特别邀请了长期从事软件开发的国内著名架构师,以实战训练方式让大家迅速理解和掌握如何利用UML贯穿于整个软件的OO设计与分析。课程没有枯燥的理论,在课程实战练习中,从UML疑难辨析开始一直到软件体系的架构模式与设计模式,透彻了解UML的精髓。鉴于此,本中心联合国内知名IT厂商,总结了几十个项目案例的经验

分享提纲

内容课程纲要
第一单元:
UML概念(一般介绍
UML的构成
视图、模型元素、图(用例、类、对象、序列、协作、状态、活动、构件、部署)
公共机制(规约、修饰符、扩展机制)

结构模型视图
数据类型、多重性、类、类与对象;关联(自关联、关联的多重性、角色名、关联的具体化);属性和操作。

行为模型视图
序列图(对象生命线、交互的描述、时间约束的表示、条件分支的表示、重复执行的表示、递归调用的表示、对象的创建和撤销)
协作图、状态图、活动图

实现模型视图
包;子系统;模型;构件图
第二单元:
UML中的常见疑难问题辨析
(重点)
用例图
参与者建模中的常见问题。
用例建模中的常见问题。
UaseCase的本质讨论。

类设计
UML中关系的辨析:
依赖关系、关联关系辨析;聚合,组合辨析。

类设计中的常见问题:
一些常见但易混淆的类关系图;
熟悉类的自关联形式
一些易混淆的重数表示方法
建模为对象与建模为属性的辨析
建模为方法与建模为对象的辨析
使用关联类

其它辨析
包与组件。
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。 
消除多重继承的常用手段。
第三单元:
UML面向对象分析及设计
用GRASP模式指导系统分析
GRASP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 
领域模型介绍:
充血模型、贫血模型、失血模型。 

面向对象的设计原则
类设计原则
单一职责原则、开-闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则
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 
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 

应用UML建模过程
概述,设计模型的内容与演进
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 
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。 
分析需求场景:
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。

工程中常见的架构模式
系统软件: 
分层(Layer)
管道和过滤器(Pipes and Filters)
黑板(Blackboard)
分布式软件: 
经纪人(Broker)
客户/服务器(Client/Server)
点对点(Peer to Peer) 
交互软件: 
模型-视图-控制器(Model-View-Controller)
显示-抽象-控制(PAC) 

软件设计中常见模式介绍
模板方式模式、适配器模式、工厂方式模式、抽象工厂模式、策略模式、桥接模式、观察者模式、命令模式、装饰模式等。 

典型案例分析:
下载系统、投递系统、提交搜索系统。
第四单元:
用UML进行程序设计实践
静态设计: 
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。
划分层次
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。

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。
模块间的通信及耦合设计
组件式编程。 
通讯机制:
观察者模式;本地SDK;轮训。 
解耦:
针对接口编程;增加间接模块;依赖注入。 
设计数据层
数据结构选用的设计;数据访问层的设计

动态设计
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。
常用的流程抽象手段:
依赖注入 / 控制反转;表格法;配置文件。
逻辑控制:
控制者模式;信息专家模式。
消息通知机制
MVC模式;观察者模式;责任链模式;中介者模式。

模块调整:
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。 
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。 
编码时构建适当的动态临时类。
命令模式;事务处理类型。 
效率的优化
效率与结构的折中:优化效率的3步骤。
第五单元:
建模实践及案例分析
领域分析及建模:数据投递系统
收集需求
技术调研
第一次迭代
需求分析;获取总体包图;分析初步流程;流程细化:修改与调整;子系统选型;获得第一次迭代的:主要用例、主流程图。
第二次迭代
细化/增加需求;关于数据库选型;初步确定一些模块/包;主成功场景(或投递流程);讨论并调整;主用例场景与子用例场景;分层,考虑架构模式;获得细化的协作图、领域分析类图、活动图。
第三次迭代
细化领域分析中的类图;细化子模块、考虑设计模式。 

系统设计及重构:数据采集系统: 
收集需求
技术调研
需求分析功能性需求分析。
非功能性需求分析。 

领域分析与系统初步设计 
划分子系统,考虑架构模式。 
对子系统分层,画出包图。 
对每个子系统、画出领域分析类图。 
分析初步流程、画出初步的活动图。

细化设计 
细化子系统、划出子系统的包图、主要类图、活动图。 
设计模块间的接口。
子系统分层。 

细化设计 
细化子模块、考虑设计模式。 
细化模块间的接口及数据交换格式。 
综合性能瓶颈分析,决策改进措施。
细化流程,列出影响因素,借助分析矩阵抽象出统一的流程,画出活动图。 

实现 
细化类图,指导编码。
得出原型系统。 

迭代 
根据原型系统,分析不足。 
根据原型系统,分析系统的效率瓶颈。 
重构及优化架构。
适当前瞻,改进架构。
第六单元:
其它案例分析
典型案例分析
领域分析及建模:POS收款系统
分析及设计:WDL解析系统
分析及设计:XSO文件系统



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