數(shù)字化時代的軟件架構:設計與分析 阿瑟·M.蘭格
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- 作者:[美]阿瑟·M.蘭格(Arthur M. Langer)
- 出版時間:2024/9/1
- ISBN:9787111763741
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP311.1
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
隨著科技的飛速發(fā)展,軟件系統(tǒng)的復雜性不斷增加,對軟件架構的要求也越來越高。本書采用了循序漸進的介紹方法,深入探討了數(shù)字化時代軟件架構的分析與設計方法,涵蓋了先進的架構模式、技術趨勢以及應對復雜業(yè)務需求的策略。本書還明確定義了利益相關者——包括IT部門、用戶、執(zhí)行發(fā)起人和第三方供應商——的角色和職責,能夠幫助分析師在重新設計現(xiàn)有應用程序和數(shù)據(jù)庫以及選擇第三方產(chǎn)品、轉換方法與網(wǎng)絡控制機制時獲得更高的成功率。通過豐富的實例和詳細的講解,讀者能夠了解如何充分利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、云計算、量子計算、人工智能等領域的新技術,從而設計高效、可擴展、可靠的軟件架構。具體來說,第1章為概述,交代本書的相關背景;第2章介紹如何整合內部用戶和消費者的需求;第3章對面向對象的相關概念進行了回顧;第4章介紹了分布式客戶端/服務器和數(shù)據(jù)相關內容;第5~8章則分別介紹無線通信、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、量子計算、人工智能、機器學習和云計算等相關技術對軟件設計的影響;第9~11章介紹對遺留系統(tǒng)的處理以及新系統(tǒng)的建設相關權衡;第12章介紹數(shù)字化時代的軟件架構分析和項目管理;最后一章則是對全書內容的總結以及對未來的展望。本書的讀者對象包括IT開發(fā)人員、軟件工程師、架構師、應用程序供應商、業(yè)務經(jīng)理和高管,能夠為他們提供實用的指導,助力他們在不斷變化的技術環(huán)境中設計出卓越的軟件架構。
在分析和設計數(shù)字化時代的軟件架構時,必須考慮物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡安全、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡、云計算和量子計算等技術方面的新要求。隨著5G無線技術地位的確立,將遺留應用程序遷移到這些新架構對于企業(yè)在消費者驅動市場和社交媒體經(jīng)濟中參與競爭至關重要。然而,很少有組織理解從中央數(shù)據(jù)庫遺留架構遷移到分類賬和網(wǎng)絡環(huán)境的挑戰(zhàn)與復雜性。這種挑戰(zhàn)不僅限于設計新的軟件應用程序。事實上,數(shù)字化時代的應用程序需要在各種設備上獨立地運行,并能夠在多樣化且以無線為中心的網(wǎng)絡上運行。此外,數(shù)據(jù)庫必須分解為基于鏈表的區(qū)塊鏈架構,這將涉及分析決策,即確定哪些數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)將在鏈中處理,哪些將依賴于云系統(tǒng)。最后,通過這些龐大網(wǎng)絡收集的所有數(shù)據(jù)需要被匯總,供分析師在安全環(huán)境中對各種競爭性業(yè)務應用程序進行預測分析。對于所有分析師和設計師來說,這都不是一件容易的事!本書提供了詳細的“操作方法”,涉及從分析和設計到應用程序實現(xiàn)的各個方面,這些均需要集成到遺留應用程序和數(shù)據(jù)庫中。通過閱讀本書,你將能夠了解?傳統(tǒng)分析和設計的局限性?如何設計新的軟件架構以適應新型消費市場?遷移大量遺留系統(tǒng)的各種方法?如何針對未來消費者的需要開發(fā)需求?下一代系統(tǒng)的項目管理方法
前 言
本書的目標是為管理者和從業(yè)者提供一個建立新架構的方向,以充分利用5G移動通信的能力。事實上,5G將凸顯無線通信的能力,使物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)成為海量信息的“數(shù)據(jù)聚合器”,這些信息將由互聯(lián)網(wǎng)驅動的分布式網(wǎng)絡進行收集。不幸的是,5G的高速通信和物聯(lián)網(wǎng)的普及對安全性提出了更高的要求。也就是說,收集大量有價值的信息是有代價的。簡而言之,我們現(xiàn)有的架構無法提供必要的安全性來保護有價值的數(shù)據(jù),而我們需要利用這些數(shù)據(jù)來探索人工智能(Artif?ical Intelligence,AI)和機器學習(Machine Learning,ML)的新方法。因此,必須使用基于分類賬方法的區(qū)塊鏈設計來開發(fā)新的架構。此外,這些新架構還需要一種新的方法在復雜移動網(wǎng)絡上存儲數(shù)據(jù),這種需求催生了云計算的高級功能。
為了在供應鏈遍布世界各地的全球化環(huán)境中參與競爭,企業(yè)需要對其遺留系統(tǒng)進行重新設計。要想使在一個特定理念下開發(fā)了50年的產(chǎn)品和服務在短時間內發(fā)生變化,這幾乎是不可能實現(xiàn)的。然而,針對這一點我有一個非;镜恼J識,企業(yè)要么重做系統(tǒng),要么消亡。雖然這聽起來有些苛刻和片面,但我相信,不迅速行動將會極大地影響企業(yè)在數(shù)字化時代的競爭能力。本書從技術角度和管理方法兩方面提供了指導。我的理念和其他人的一樣,在大多數(shù)企業(yè)中,不可能重做所有的遺留系統(tǒng)。因此,本書提供了一種“免費方法”,即企業(yè)繼續(xù)使用其遺留產(chǎn)品提供后端服務,但需要構建新的后端服務,以提供在消費驅動的環(huán)境下所需的新服務,現(xiàn)在的環(huán)境我認為是一個“技術消費化”的環(huán)境。我們不能指望企業(yè)在一夜之間完善持續(xù)了50年的糟糕架構,我們經(jīng)歷了使用企業(yè)資源計劃(Enterprise Resource Planning,ERP)產(chǎn)品集成系統(tǒng)的挑戰(zhàn)并為之承擔了相應的成本,這些產(chǎn)品花了20年時間才完成。我相信,新的遷移將花費更長的時間,并且會付出更高的成本。因此,我們必須在改造舊系統(tǒng)的同時建設新系統(tǒng),同時確保它們之間的連通性,這就是本書的目標。
從管理的角度來看,公司高管們需要推動一種新的文化。根據(jù)Gupta(2018)的研究,成功的數(shù)字化戰(zhàn)略強調與商業(yè)方法互補,而不是試圖建立獨立的單位或實驗室。從歷史上來看,這些獨立發(fā)展的舉措并未收到良好的效果。Gupta的框架雖然并不獨特,但是提出了有效的文化遷移需要具備的四個要素:
(1)重新規(guī)劃業(yè)務。
(2)重新評估價值鏈。
(3)重新梳理客戶。
(4)重新建立組織。
雖然我認同所有這些步驟,但高管們仍然需要重建他們的架構。毫無疑問,這個數(shù)字化時代提供了對用戶更友好、更直觀的應用程序,但與此同時,技術也更加復雜和先進。因此,我們需要技術合格的領導者,他們了解如何構建這些新系統(tǒng)來支持數(shù)字化戰(zhàn)略。雖然文化轉型是必要的,但是我們必須承認,成功的數(shù)字化公司已經(jīng)建立起了協(xié)同合作的后端和前端系統(tǒng)。那么,在企業(yè)中誰是最有價值的成員呢?在本書中,我投票給分析師,他能給公司帶來最大的投資回報。分析師通常了解企業(yè)的遺留系統(tǒng),可以提供技術架構設計,并且可以進行必要的項目管理。所有這些功能都可以推動新系統(tǒng)的發(fā)展,并有助于發(fā)展基于數(shù)字化的新文化。雖然我們需要高管、用戶和消費者從根本上參與到轉型的各個方面,但分析師所代表的角色可能是轉型成功的主要指導者。因此,技術主管需要強化分析師的作用,并了解該職位的重要性。
但是,本書也承認,“免費方法”只能提供短期的解決方案。我沒有冒險永久依賴于舊的系統(tǒng),而是一直在經(jīng)濟學中的“S曲線”的指導下運作,“S曲線”巧妙地定義了產(chǎn)品或服務的生命周期。成功的公司需要按照曲線在系統(tǒng)過時之前開始更換系統(tǒng)。本書將“S曲線”和SDLC(Software Development Life Cycle,系統(tǒng)開發(fā)生命周期)相結合,為計算機架構的不斷發(fā)展提供了一種新的方法。最重要的是,我預測“S曲線”將持續(xù)收縮,開發(fā)有競爭力的系統(tǒng)的時間越短,具備競爭優(yōu)勢的時間也越短。
今天的企業(yè)在制定競爭戰(zhàn)略時需要以技術為中心,這應該不是秘密。本書還闡述了整合多代管理層和員工(特別是千禧一代)的必要性。我們預測,千禧一代將比他們的前輩更快地進入管理職位。為了在數(shù)字化時代更具競爭力,企業(yè)必須更好地理解和吸收他們的才能。這些同化需要嬰兒潮一代的融合,他們通常是X世代的高管和主管經(jīng)理。
本書也承認消費者的作用。我預測這個時代將被稱為“消費者革命時代”,因為消費者了解數(shù)字技術如何為他們提供價值。這些消費者的價值通常表現(xiàn)為他們對產(chǎn)品和服務的需求,而這些需求是建立在替代選擇和個性化需求的基礎上的。企業(yè)需要認識到,它們必須為多樣化市場提供更多的產(chǎn)品和服務選擇,這樣才能在數(shù)字化時代生存下去。
阿瑟·M. 蘭格
(Arthur M. Langer)
美國紐約哥倫比亞大學技術管理中心主任和專業(yè)實踐教授、專業(yè)研究學院技術管理課程的學術主任、教育學院(師范學院)組織與領導系的實踐教授。蘭格博士還是WOS(Workforce Opportunity Services)的主席和創(chuàng)始人,這是一家非營利性非政府組織,致力于幫助難以融入社會的青年和退伍軍人接受教育并展開職業(yè)生涯。他的其他出版物包括Springer的Guide to Software Development、Analysis and Design of Information Systems和The Art of Analysis。
目 錄?Contents
序
前言
致謝
第1章 概述 1
1.1 傳統(tǒng)分析和設計的局限性 1
1.2 數(shù)字化時代的技術消費化 2
1.3 不斷發(fā)展的分析師角色 3
1.4 為未來消費者的需要開發(fā)需求 5
1.5 新范式:5G、物聯(lián)網(wǎng)、云、
區(qū)塊鏈、網(wǎng)絡安全和量子計算 6
1.5.1 5G 6
1.5.2 物聯(lián)網(wǎng) 7
1.5.3 云 9
1.5.4 區(qū)塊鏈 10
1.5.5 網(wǎng)絡安全 11
1.5.6 量子計算 11
1.6 問題和練習 14
第2章 整合內部用戶和消費者
需求 15
2.1 軟件開發(fā)的層次結構 15
2.1.1 用戶/消費者界面 16
2.1.2 工具 18
2.1.3 通過自動化提高生產(chǎn)率 18
2.1.4 面向對象 18
2.1.5 客戶端/服務器 19
2.1.6 互聯(lián)網(wǎng)/內部網(wǎng)絡到移動性的
轉變 19
2.2 建立內部用戶界面 20
2.3 形成訪談方法 21
2.4 與不同關系的群體打交道 22
2.5 內部用戶的類別和級別 23
2.6 無用戶、無輸入的需求 25
2.7 S曲線與數(shù)字化轉型分析和設計 27
2.8 實踐社區(qū) 28
2.9 數(shù)字化轉型時代的分析師 33
2.10 問題和練習 34
第3章 回顧對象范式 35
3.1 邏輯等價的概念 35
3.2 結構化分析工具 39
3.3 進行更改 39
3.4 什么是面向對象分析 41
3.5 識別對象和類 43
3.6 對象建!47
3.7 與結構化分析的關系 48
3.7.1 應用耦合 48
3.7.2 應用內聚 49
3.8 面向對象的數(shù)據(jù)庫 51
3.9 借助用例分析和設計來設計
分布式對象 51
3.9.1 用例模型 52
3.9.2 參與者 52
3.10 用例 52
3.11 偽代碼 53
3.12 先序后序 55
3.13 矩陣 56
3.14 問題和練習 57
3.15 小型項目 58
第4章 分布式客戶端/服務器和
數(shù)據(jù) 59
4.1 客戶端/服務器和面向對象分析 59
4.2 客戶端/服務器應用程序的定義 59
4.3 數(shù)據(jù)庫 61
4.4 邏輯數(shù)據(jù)建!61
4.5 邏輯數(shù)據(jù)建模程序 62
4.6 鍵屬性 64
4.7 范式化 65
4.8 范式化的局限性 72
4.9 超類型/子類型模型 73
4.10 關鍵業(yè)務規(guī)則 79
4.11 組合用戶視圖 81
4.12 與現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型集成 83
4.13 確定域和觸發(fā)操作 85
4.14 去范式化 86
4.15 總結 87
4.16 問題和練習 88
4.16.1 小型項目1 88
4.16.2 小型項目2 89
第5章 無線通信的影響 90
5.1 無線革命 90
5.2 5G和分布式處理 91
5.3 5G世界中的分析和設計 91
5.4 用戶生成的數(shù)據(jù)和性能測量 95
5.5 總結 97
5.6 問題和練習 97
第6章 物聯(lián)網(wǎng) 98
6.1 物聯(lián)網(wǎng)與通信模型的邏輯
設計 100
6.2 物聯(lián)網(wǎng)通信替代方案 100
6.2.1 請求-響應模型 101
6.2.2 發(fā)布-訂閱模型 102
6.2.3 推送-拉取模型 102
6.2.4 獨占對模型 103
6.3 物聯(lián)網(wǎng)是對傳統(tǒng)分析和設計的
顛覆 103
6.4 傳感器、執(zhí)行器和計算 104
6.4.1 傳感器 104
6.4.2 執(zhí)行器 104
6.4.3 計算 104
6.5 連通性 104
6.6 可組合性 105
6.7 可招募性 105
6.8 物聯(lián)網(wǎng)安全和隱私 106
6.9 沉浸 106
6.10 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)生命周期 107
6.11 向物聯(lián)網(wǎng)過渡 107
6.12 總結 108
第7章 區(qū)塊鏈分析和設計 109
7.1 了解區(qū)塊鏈架構 109
7.2 區(qū)塊鏈增長預測 112
7.3 區(qū)塊鏈的分析和設計 113
7.4 總結 120
7.5 問題和練習 120
第8章 量子計算、人工智能、
機器學習和云計算 122
8.1 數(shù)據(jù)集 122
8.2 物聯(lián)網(wǎng)和量子 123
8.3 人工智能、機器學習和預測
分析 123
8.4 服務環(huán)境中的機器學習 125
8.5 分析機器學習用例 125
8.6 數(shù)據(jù)準備 126
8.7 云 127
8.8 云架構 128
8.8.1 多數(shù)據(jù)中心架構 130
8.8.2 全球服務器負載均衡 130
8.8.3 數(shù)據(jù)庫的恢復能力 130
8.8.4 混合云架構 131
8.9 云、邊緣和霧計算 133
8.10 問題和練習 133
第9章 分析和設計中的網(wǎng)絡安全 134
9.1 概述 134
9.2 S曲線中的網(wǎng)絡安全風險 135
9.3 網(wǎng)絡安全分析中的分解 135
9.4 風險責任 136
9.5 制定過程系統(tǒng) 137
9.6 物聯(lián)網(wǎng)與安全 138
9.7 ISO 9000作為網(wǎng)絡標準的
參考 140
9.8 如何將ISO 9000納入現(xiàn)有的
安全管理和軟件生命周期 141
9.9 關聯(lián)IT人員 144
9.10 致力于ISO 9000 145
9.11 問題和練習 147
第10章 遺留系統(tǒng)轉換 148
10.1 概述 148
10.2 遺留系統(tǒng)的類型 149
10.3 第三代語言遺留系統(tǒng)集成 150
10.4 替換第三代遺留系統(tǒng) 150
10.5 邏輯重構方法 151
10.6 增強第三代遺留系統(tǒng) 153
10.7 數(shù)據(jù)元素增強 154
10.8 “保持原樣離開”——第三代
遺留系統(tǒng) 158
10.9 第四代語言遺留系統(tǒng)集成 158
10.10 替換第四代遺留系統(tǒng) 159
10.11 邏輯重構方法 159
10.12 增強第四代遺留系統(tǒng) 160
10.13 “保持原樣離開”——第四代
遺留系統(tǒng) 161
10.14 混合方法:網(wǎng)關方法 162
10.15 增量式應用程序集成 163
10.16 增量式數(shù)據(jù)集成 164
10.17 轉換遺留的基于字符的屏幕 166
10.18 遺留屏幕編碼值的挑戰(zhàn) 168
10.19 遺留遷移方法論 169
10.20 問題和練習 175
第11章 構建與購買 176
11.1 概述 176
11.2 核心與外圍 177
11.3 覆蓋范圍 178
11.4 方向 178
11.5 總擁有成本 178
11.6 規(guī)模 178
11.7 時間 179
11.8 標準 179
11.9 其他評價標準 179
11.10 驅動者/支持者 180
11.11 購買決策中的支持者一方 182
11.12 開源范式 182
11.13 云計算選項 183
11.14 部署模型 184
11.15 總結 185
11.16 問題和練習 185
第12章 下一代分析師和項目
管理 186
12.1 概述 186
12.2 定義項目 189
12.3 確定項目目標 189
12.4 確定用戶和消費者 189
12.5 確定項目的范圍 190
12.6 管理范圍 191
12.7 預算 192
12.8 項目團隊 194
12.9 項目團隊動態(tài) 196
12.10 為溝通制定規(guī)則和指導方針 196
12.11 審查網(wǎng)站 197
12.12 使用用戶資源 198
12.13 外包 198
12.14 計劃和過程開發(fā) 198
12.15 技術計劃 201
12.16 確定技術開發(fā)要求 202
12.17 維護 202
12.18 項目管理與溝通 203
12.19 總結 204
12.20 問題和練習 204
第13章 結論以及未來的道路 206
13.1 感知與響應以及計劃的終結 208
13.2 人工智能和機器學習的作用 208
13.3 區(qū)塊鏈 209
13.4 云 210
13.5 量子計算 210
13.6 下一代數(shù)字化組織的人的因素 210
13.7 向數(shù)字化企業(yè)轉型 211
13.8 安全是一個核心問題 213
13.9 分析師的角色 213
13.10 問題和練習 214
參考文獻 215