软件架构设计/建模培训课程体系（选修）-曙海培训中心

软件架构设计/建模培训课程体系（选修）

专题划分

专题一：软件架构基础与核心概念
专题二：架构设计原则与质量属性
专题三：统一建模语言（UML）深度应用
专题四：4+1视图模型与架构文档化
专题五：主流架构风格与模式
专题六：分布式系统架构设计
专题七：数据架构与设计
专题八：架构评估方法（ATAM/CBAM）
专题九：领域驱动设计（DDD）实战
专题十：架构决策与演进
专题十一：架构工具与建模实践
专题十二：综合案例与架构师成长

专题一：软件架构基础与核心概念

培训对象：

• 新晋架构师、技术负责人

• 资深开发人员希望向架构转型

• 项目经理、产品经理需要了解架构视角

培训目标：
理解软件架构的基本定义、核心要素与价值，掌握架构师的角色职责与思维方式，建立架构设计的基本框架。

培训内容：

1. 软件架构的定义与内涵：组件、连接件、约束、配置、质量属性

2. 架构在软件生命周期中的位置：从需求到设计到实现

3. 架构师的角色定位：技术决策者、风险控制者、沟通桥梁

4. 架构师能力模型：技术广度与深度、沟通、决策、领导力

5. 架构设计目标：功能需求与质量属性的平衡

6. 架构视图模型简介：逻辑视图、开发视图、进程视图、物理视图、场景视图

7. 架构风格与模式概述：分层、微服务、事件驱动等

8. 架构决策与权衡：时间、成本、复杂度、质量之间的平衡

9. 架构设计流程：需求分析、约束识别、候选方案、评估选择

10. 架构文档化基础：决策记录、视图描述、接口定义

11. 架构与敏捷开发：演进式架构、敏捷架构实践

12. 综合案例：从单体到微服务的架构演进路径推演

专题二：架构设计原则与质量属性

培训对象：

• 软件架构师、设计师

• 需要设计高质量系统的技术骨干

• 参与架构评审的技术人员

培训目标：
掌握架构设计的核心原则（高内聚低耦合、关注点分离、开闭原则等），深入理解质量属性及其在架构设计中的体现。

培训内容：

1. 架构设计基本原则：高内聚低耦合、关注点分离、接口隔离、依赖倒置

2. 开闭原则（OCP）：对扩展开放、对修改关闭

3. 单一职责原则（SRP）：模块/服务应只有一个变化原因

4. 里氏替换原则（LSP）、接口隔离原则（ISP）、依赖倒置原则（DIP）

5. 质量属性定义：可用性、性能、安全性、可修改性、可测试性、可伸缩性

6. 质量属性场景描述：刺激、环境、响应、响应度量

7. 可用性架构设计：冗余、故障转移、降级、限流

8. 性能架构设计：缓存、异步、读写分离、分区

9. 安全性架构设计：认证、授权、加密、审计

10. 可伸缩性设计：水平扩展、无状态、分片

11. 可修改性设计：模块化、接口稳定、配置化

12. 综合实战：针对某系统定义质量属性树并设计架构策略

专题三：统一建模语言（UML）深度应用

培训对象：

• 架构师、设计师、需求分析师

• 需要建模表达设计意图的开发者

• 希望掌握UML2.x核心图的从业人员

培训目标：
掌握UML核心图形的绘制方法与建模技巧，能够运用用例图、类图、序列图、状态图等表达架构设计，提升沟通效率。

培训内容：

1. UML简介与演进：UML2.x的核心图型、建模工具

2. 用例图：参与者、用例、关系（包含、扩展、泛化）、用例规约

3. 类图：类、属性、方法、关系（关联、聚合、组合、继承、实现）

4. 对象图与包图：对象快照、包依赖、包导入

5. 序列图：对象生命线、消息、激活、交互片段

6. 通信图：对象间连接、消息序号

7. 状态机图：状态、事件、转移、动作、初始/终止状态

8. 活动图：动作、控制流、分支、分叉/汇合、泳道

9. 组件图：组件、接口、依赖、端口

10. 部署图：节点、制品、通信路径

11. 模型组织与视图管理：多图协同、模型一致性

12. 综合实战：使用UML为某系统核心模块完整建模

专题四：4+1视图模型与架构文档化

培训对象：

• 架构师、技术文档撰写者

• 需要输出架构设计文档的团队成员

• 参与架构评审与知识传承的人员

培训目标：
掌握4+1视图模型方法论，能够从不同视角描述架构，学会撰写规范的架构文档，确保架构设计清晰传递。

培训内容：

1. 4+1视图模型概述：逻辑视图、开发视图、进程视图、物理视图、场景视图

2. 逻辑视图：功能需求分解、类与包、职责分配

3. 开发视图：模块划分、源代码组织、依赖关系、构建系统

4. 进程视图：运行时进程、线程、并发、同步、通信

5. 物理视图：硬件节点、网络拓扑、部署关系

6. 场景视图：用例场景、关键流程、架构验证

7. 架构决策记录（ADR）撰写：背景、决策、后果、备选方案

8. 接口定义规范：服务接口、API、消息格式

9. 架构文档模板设计：引言、约束、质量属性、视图、决策

10. 文档版本管理与维护：演进记录、变更日志

11. 架构评审材料准备：PPT、文档、原型

12. 综合实战：为某项目撰写完整的4+1视图架构文档

专题五：主流架构风格与模式

培训对象：

• 架构师、技术负责人

• 需要技术选型的项目骨干

• 希望拓宽架构视野的设计人员

培训目标：
掌握主流的架构风格与模式（分层、微内核、事件驱动、C/S、P2P等），理解各自优缺点与适用场景，能够合理选型。

培训内容：

1. 分层架构：经典三层（展示、业务、数据）、四层架构、分层原则

2. 管道-过滤器架构：数据流处理、Unix管道、ETL系统

3. 事件驱动架构：事件通知、事件溯源、CQRS、事件网格

4. 微内核架构（插件式架构）：核心系统、插件模块、OSGi、Eclipse

5. 面向服务架构（SOA）：服务、ESB、服务编排、松耦合

6. 微服务架构：服务拆分、独立部署、去中心化治理

7. 空间架构（元组空间）：分布式共享内存、JavaSpaces

8. 主从架构：数据库主从复制、读写分离

9. 代理架构：反向代理、正向代理、负载均衡代理

10. 点对点架构：P2P网络、无中心协调、Gossip协议

11. 客户端-服务器架构：胖客户端、瘦客户端、C/S模式演变

12. 综合实战：为业务场景选型并设计混合架构方案

专题六：分布式系统架构设计

培训对象：

• 分布式系统架构师、开发者

• 需要构建高扩展、高可用系统的技术人员

• 云原生应用设计者

培训目标：
掌握分布式系统核心理论（CAP、BASE、一致性哈希等）与关键技术（RPC、消息、协调、容错），能够设计满足分布式场景的架构。

培训内容：

1. 分布式系统挑战：网络延迟、部分失败、时钟同步、一致性

2. CAP定理与BASE理论：权衡策略、AP/CP系统选型

3. 分布式共识算法：Paxos、Raft、ZAB原理与应用

4. 分布式通信技术：RPC（gRPC/Thrift）、REST、消息队列

5. 服务注册与发现：Eureka、Nacos、Consul、ZooKeeper

6. 分布式协调服务：ZooKeeper、etcd、分布式锁

7. 分布式事务：XA、TCC、Saga、Seata实现

8. 分布式ID生成：雪花算法、Leaf、号段模式

9. 分布式缓存：Redis集群、一致性哈希、缓存穿透/击穿/雪崩

10. 分布式存储：分布式文件系统、对象存储、分布式数据库

11. 分布式调度与任务：ElasticJob、XXL-JOB

12. 综合实战：设计一个跨数据中心的分布式订单系统

专题七：数据架构与设计

培训对象：

• 数据架构师、数据库管理员

• 需要设计数据存储方案的开发者

• 大数据平台设计者

培训目标：
掌握企业级数据架构设计方法，包括关系型数据库、NoSQL、数据湖、数据仓库的选型与设计，理解数据分区、复制、一致性策略。

培训内容：

1. 数据架构组成：数据模型、数据存储、数据流、数据治理

2. 关系型数据库设计：范式化与反范式化、索引策略、分库分表

3. NoSQL数据库选型：KV型（Redis）、文档型（MongoDB）、列族（HBase）、图数据库

4. 数据复制与一致性：主从复制、多主复制、Quorum机制

5. 数据分区策略：范围分区、哈希分区、列表分区、一致性哈希

6. 数据湖架构：数据湖 vs 数据仓库、Delta Lake、Iceberg

7. 实时数据处理：流式计算（Kafka/Flink）、CEP、Exactly-Once

8. 批处理架构：MapReduce、Spark、离线数仓分层

9. 数据集成技术：ETL/ELT、CDC（Canal/Debezium）、数据同步

10. 数据治理：元数据管理、数据质量、数据血缘、主数据

11. 混合存储架构：热数据、温数据、冷数据分层存储

12. 综合实战：设计某电商平台的数据架构（包括实时+离线）

专题八：架构评估方法（ATAM/CBAM）

培训对象：

• 架构师、技术评审委员会成员

• 质量保障与架构合规人员

• 需要评估架构质量的技术管理者

培训目标：
掌握架构评估方法（ATAM、CBAM），能够组织架构评审，识别架构风险，权衡质量属性与成本效益。

培训内容：

1. 架构评估目标：识别风险、验证决策、权衡质量属性

2. ATAM（架构权衡分析方法）概述：阶段、步骤、角色

3. ATAM第一阶段：场景收集、质量属性树构建、敏感点识别

4. ATAM第二阶段：架构分析、风险识别、权衡点分析

5. ATAM输出：风险列表、无风险点、敏感点、权衡点

6. CBAM（成本效益分析法）：架构投资回报分析

7. 成本估算方法：开发成本、维护成本、运营成本

8. 效益分析：质量属性提升带来的业务价值

9. 架构决策的ROI计算：成本与效益的量化

10. 架构评审组织：评审流程、评审要素、评审报告

11. 架构评审检查清单：完整性、清晰性、可行性

12. 综合实战：对某系统架构进行ATAM评估并输出报告

专题九：领域驱动设计（DDD）实战

培训对象：

• 架构师、开发负责人

• 需要应对复杂业务建模的团队

• 微服务拆分设计者

培训目标：
掌握领域驱动设计的核心概念与方法（限界上下文、聚合、实体、值对象、领域事件），能够将DDD落地到架构设计与微服务拆分中。

培训内容：

1. DDD概述：战略设计、战术设计、与微服务的关系

2. 限界上下文（Bounded Context）：划分原则、上下文映射

3. 实体（Entity）与值对象（Value Object）：区别、设计原则

4. 聚合（Aggregate）：聚合根、一致性边界、设计规则

5. 领域事件（Domain Event）：事件定义、发布、订阅

6. 仓储（Repository）：数据持久化的领域抽象

7. 领域服务（Domain Service）：无状态的业务逻辑

8. 应用服务（Application Service）：用例编排、事务

9. 上下文映射模式：合作模式、共享内核、客户-供应商

10. 事件风暴（Event Storming）：业务建模工作坊方法

11. DDD与微服务拆分：按限界上下文拆分、数据库隔离

12. 综合实战：对某核心业务域进行DDD建模并划分微服务

专题十：架构决策与演进

培训对象：

• 架构师、技术负责人

• 需要面对系统演进与重构的团队

• 希望建立架构治理机制的管理者

培训目标：
掌握架构决策的方法与记录形式，理解架构演进策略（绞杀者模式、防腐层、渐进式重构），能够制定架构现代化路线图。

培训内容：

1. 架构决策的重要性：技术选型、设计权衡、风险控制

2. 架构决策记录（ADR）：结构、内容、管理

3. 技术选型方法论：评估维度、POC验证、决策框架

4. 架构演进驱动力：业务变化、技术升级、成本优化

5. 演进模式：绞杀者模式（Strangler Pattern）、防腐层（Anti-Corruption Layer）

6. 数据迁移策略：双写、历史迁移、切量方案

7. 渐进式重构：模块化、功能开关、暗发布

8. 单体到微服务演进：拆分顺序、数据解耦、接口兼容

9. 技术栈升级：框架升级、语言迁移、中间件替换

10. 架构现代化风险控制：灰度、监控、回滚

11. 架构治理：原则制定、合规检查、技术债务管理

12. 综合实战：制定某老旧系统向微服务架构的演进路线图

专题十一：架构工具与建模实践

培训对象：

• 需要实际建模的架构师

• 工具选型决策者

• 希望掌握C4模型与建模工具的从业者