{iThome 書評—16} 敏捷軟體開發—原則、樣式及實務

副標題:敏捷的開發首重的是人與人的共同合作、自我組織良好的團隊。人不是如同組成系統的元件,可以隨意被抽換的。

敏捷軟體開發:原則、樣式及實務 敏捷軟體開發:原則、樣式及實務
Agile Software Development: Principles, Patterns, and Practices
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作者/Robert C.Martin /著, 林昆穎、吳京子 /譯
出版社/碁峰
ISBN/986-154-148-9
Amazon 評鑑:五顆星

內容簡介
暢銷書作者及舉世聞名的軟體開發專家Robert C. Martin展示了當今軟體開發者、專案經理與軟體專案領導者如何解決眼前最具挑戰性的難題。這是既全面又實用的敏捷開發與極致編程的教學,由敏捷開發創始人之一所撰寫。教導軟體開發者和專案經理如何使用敏捷開發的威力,讓軟體專案如期完成又能符合預算。

* 使用真實的個案研究來展示如何運用極致編程進行規劃、測試、重整、以及搭檔編程。
* 包括豐富而可復用的C++和JavaTM程式碼。
* 專注於使用統一建模語言(UML)與設計樣式(Design Patterns)來解決以客戶為導向的系統問題。

前言

本書原著在 Amazon 評鑑是極為罕見的五顆星滿分! 書籍也是少見的厚,有近 700 頁之多。 如此深厚的內容,可不像坊間一堆可拿來當枕頭的所謂 OOP 入門書一般,盡是充斥著圖形設定教學與程式碼,沒啥內容。 套一句 John Vissides (Design Patterns 之一作者)在引言上所推薦的:「這也許是第一本將敏捷方法 (agile methods)、樣式 (patterns),以及現代軟體開發方法交織成連貫的整體。當 Bob Martin 開口,你最好洗耳恭聽。」 六年! 是作者在這麼多年來所深刻體會到的軟體設計和開發經驗,而本書也可說是反應了作者自身的學習成果。

本書描述了軟體開發議程的三個主題:設計原則 (principle)、設計樣式(pattern),與開發實務(practice)。當軟體開發人員面對的是需求快速變動時,如何具備迅速的應變能力,而表現在開發的過程中,即為敏捷性的開發;為了達成敏捷性,所以開發團隊要能有某種程度的共識以及具回饋 (feedback)的實務作法;利用專家與前人所提供的設計原則,使得軟體能具有彈性與易於維護;而如何平衡這些設計原則,所以也會瞭解到在特定一再重覆的問題上應用設計樣式。作者就是嘗試著要把這三種觀念成有一個有效的整體。 我覺得書中最大的特色就是,會藉由許多案例研究來說明與示範如何應用上述三種觀念,而且這些案例並非是最終的完成品而已,而是正在進行中的開發,所以讀者也會看到這些設計者所犯下的錯誤,然後他們又如何發現錯誤,進而改正錯誤。

軟體開發的關鍵在於人,而不是製程

本書的目錄綱要編排,正是反映了上述作者想傳達的三種觀念,所以分為六個篇幅,第一、二篇論及的是軟體開發流程的最佳實務與能符合最佳實務的敏捷設計原則;後四篇則是藉三個案例研討 (薪資、氣象臺、教育測驗服務),如何應用設計樣式,來解決一些特定的實務問題。再來就是四個附錄。前兩個附錄算是對於 UML 的語法說明;而附錄C (兩家公司的諷斥),挺特別的寫作方式,每一頁是個別描述兩家公司各自不同的開發方式,一個採需求凍結的瀑布開發、另一個採敏捷的反覆漸增開發。是一篇挺有趣的寓言式寫實故事;附錄D則是摘錄 Jack Reeves 的一篇論文:「原始碼即設計」。我覺得該篇論文真的可以精讀,可以引導與觸發讀者思考,什麼叫做軟體設計。

每一大篇,都可以各自拆開獨立閱讀。軟體開發人員,若想對樣式作個一般性的學習,可以閱讀敏捷的設計原則;而想知道作者是如何應用書中所介紹的設計樣式,則可以參考書內的三個案例研討;而若是專案經理甚或老闆,專心研讀第一篇關於敏捷式的開發流程,絕對會對現實的專案開發與管理的議題上,有很多的體會與啟發。

尤其一開始本書所揭露出來的敏捷軟體開發宣言,我覺得是相當務實地揭露出軟體開發的本質— 流程和技術是影響專案結構的次要原因,人方是關鍵要素。 太多老闆與專案經理們總是常會把他們總是很關心人的永續成長之類的話掛在嘴邊,但是又往往想要創造或導入出一套流程,藉由許多管理工具與各階段的製程產品,用來約束開發人員的活動。而靠一些約束與產出(通常是大量的文件),但錯誤仍持續不斷發生時,管理人員卻又在某些地方設定更多的約束和產出 …,這種造成負回饋的循環,使得軟體人員過度負荷了龐大笨重的流程,而嚴重妨礙了完成工作的能力,並因而喪失了軟體的創意設計能力。

奉勸許多老闆與專案經理們,不能再自欺欺人了,仔細審思敏捷宣言所揭露出來的價值觀吧:
o 個人及互動勝於流程與工具。
o 可用的軟體勝於詳盡的文件。
o 與客戶合作勝於合約談判。
o 回應變更更勝於墨守計畫。

敏捷開發的主張—程式碼即為設計本身?

本書在“敏捷式的設計”一篇中,所引用自附錄D Jack Reeves 所主張的:「真正能符合工程設計標準的唯一軟體文件就是源碼的列表”。本來我還以為敏捷開發的主張是將程式碼當作是設計的一切,這我當然是無法認同,這可是會給一些程式設計人員藉口,只寫程式卻不需要有其它的設計文件。 我是一直覺得,程式碼既是設計(沒錯),但同時也是設計最現實有效的產出 (artifacts)。而程式碼的呈現是綜合了包括多個觀點與層面的設計,諸如需求、結構,甚或架構,而這些是需要透過其它如設計圖,突顯出設計的焦點而隱藏了程式碼不必要的細節。還好,後來我很用力地研讀並思考 Reeves 論文的意涵,他應該指的是,程式碼本身就是一種設計。是的,這一點我是相當認同的,還有就是千萬不要認為 “設計就是一組與程式碼分離開來的 UML 圖示。”這麼說好了,我是一直這麼認為: UML 設計圖與程式碼都是設計,是軟體系統的一體兩面。”所以,個人一直主張,設計圖要作少、作精,不要作不必要的文件,且必然要時刻在開發的過程中保持與程式碼的一致性。

對於開發人員而言,要能看得懂本書所介紹的設計樣式,那就要先瞭解本書所揭露的設計原則,書中介紹了五種設計原則—SRP, OCP, LSP, DIP, ISP 等,全名與細節我就略過不提了。其實這些就是所謂物件導向式軟體設計的基本功與思維,諸如物件的責任分派、封裝的設計、相依性的分析、多型與介面的設計等。還有,讀者要瞭解,這些設計原則不是為了協助你把東西做出來,而是讓你消除程式碼的壞味道,設計壞味是一種症狀,是某種可以被主觀而非客觀量測的東西,會讓系統僵化而難以維護。不過適可而止就好,設計原則並非可以在系統中任意地到處噴灑的香水,過度遵從原則會導致不必要的複雜度的設計壞味。

書本雖然厚,討論的主題涵蓋也廣,但是內容還蠻淺顯易懂的,翻譯的品質也是相當不錯。每一個章節前頭又有很棒很炫的插圖,甚至還有作者引以自豪,是其女兒散佈在各章節裝飾性插圖的可愛作品。還有若是像我不是那麼珍惜書本完整性的話,甚至也可以將各篇分開拆下來,這樣外出攜帶時閱讀就不會那麼厚重。 看到如此言之有物的專業書籍,又不難懂,可以說是生命的喜樂之一。

聊聊 DoDAF/MoDAF 規格與實作議題

上上個星期,應國防某單位要求,希望由我們利用 EA(Enterprise Archiect) UML 工具,藉由一個案例,來展示在順應 DoDAF 規格下,如何從架構規劃、到依循每一個包括 Operation 與 System View 的設計圖,以及又該如何導出到實作,尤以後者,對他們很困擾,一直不知道該如何將 DoDAF 設計與實作順利地橋接在一起。

其實原來是上個月初過去介紹的是 EA 的 UML 工具,因為 EA 其中一個 Plugin 產品,稱為 MDG for DoDAF-MODAF,兩者的搭配,應用的是 UML Profile 機制,可以充分完整支援 DoDAF 1.5 的設計規格。 說真的,工具沒啥好介紹的,況且席間諸多長官與教授們問最多的問題就是有沒有 “自動化” 的機制,可以從某一個 View 的設計圖,自動轉化到另外一個 View 的設計圖。這個… 我總覺得他們研究的方向會不會有問題? 我只能反問:1. 如果規則明確,例如 OV-2(作業節點連結) 轉 OV-5(作業活動流程)有很明確轉換規格的話,那麼工具當然可以支援。 (可想而知的答案是,當然沒有那種必然明確的規則) 2.能不能轉到程式碼? 這些我都覺得都不是問題耶,前提是有沒有那種確定的規則? 有趣的是,他們用來比較 EA UML 工具的是另一套 T牌、要價 100 萬的工具,也沒有支援他們 “心目中” 的自動化啊。 所以我開玩笑的說,好吧,把那個 T牌與 EA (EA+DoDAF Plugin 才 1萬初頭)的差價,用來委託我們開發那個自動化的 Transform 機制,保證可以幫你們生的出來,不過前提是要能給我們明確的轉換規則。 🙂

我可不會想賺工具的錢啦,要能懂得設計符合 DoDAF 架構規格的系統,要具備的是軟體設計基礎功夫的底子;要能有整體性的架構觀,要知道什麼時候該封裝、什麼時候該打開,分析系統的內部;要懂得如何把一個看起來好像很大的系統(關於系統的定義,可不一定指軟體系統,在這種大格局下,包括企業單位,都可能是一個系統),該如何大題小作;又懂得那個時候該具焦在某一個焦點上,然後小題大作。 這一種整體性的設計思維,正是架構規劃與設計箇中的竅門之所在。

我想要傳達的是,我們可以協助國防某單位,如何具備能具有規劃 DoDAF 架構設計的技能(Skill),與相關軟體設計的基礎功夫,以及所該具有的技術實作能力。當然就是以顧問輔導與教育訓練為主,如果可以的話,規劃成一個外包的專案更是好,然後從實作的過程中帶著學習,作中學的效果會更好的。 不過前提是,我們總是要能先證明我們懂得如何規劃這類超大格局符合 DoDAF 規格的系統,一般當然就是出個題目了,這一向是我個人最為意願的了,比較容易在短時間內取得雙方之間彼此的信賴與共識;也比較現實,會就會,不會的話早一點出局,最不囉唆了。 喔,還有,這是繼我十餘年前從志願役中尉預官退伍後,再一次能回到軍中,為國效勞的好機會呢,哈。 😀

由於國防某單位最近忙了些,等了幾星期,還是沒拿出案例讓我們來演練,所以只好我們團隊內部自行構思一個與軍事相關的案例。 所以呢,這個案例是沒有與軍事任何單位有關連(正因如此,才能拿出來公開分享),完全是充滿想像;也沒有軍事專家的協助,所以需求必然是謬誤百出。不過這也不是什麼困擾,因為我們要做的是如何能捕捉出 DoDAF 的架構規劃與橋接到實做階段的那個精髓之所在。只要未來能有軍事領域專家的協助,那麼就很容易可以調整修正,來符合正確的需求了。

整整花了四天的時間,投入了約 2.3 個人力,以一個我們所想像創造出來的案例,也算是規劃了一個類似 C4ISR(Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) 的聯合作戰指揮系統,透過偵測與防衛系統,發現到敵人即將進軍來襲時,是如何即時協同陸、海、空三軍暨後勤補給中心,來達成防衛作戰的目標。 包括了 Operation、System View 共約 17 張設計圖、再加上利用 .NET 程式碼來模擬諸多系統間的即時互動(透過 Web-Service)。 喔,甚至連那個表達 OV-1 的概念視圖,都還是請美工畫出來的呢,效果十足! 老實說,個人對我們團隊能在如此短的時間內,就能規劃出如此大的架構格局,甚至還產出程式碼來驗證架構的完整性。藉此而能解開 DoDAF 這個算是軍中資訊人員們的 “潘朵拉密盒”,可說是成就感十足,也算頗引以為傲。

ea_dodaf_demo
圖 1、 利用 EA-DoDAF 開發的 SV-1 設計圖

所完成的案例在上上星期至國防某單位的 Seminar 展示效果相當不錯! 在座許多高級長官以及教授們在會後的許多問題透過我們的解說,也算能得到合理的解釋。也讓許多中、上尉的資訊官們,見識到我們是如何從某一些 View 再轉到微觀(Micro)的實做階段。 由於沒有軍事機密等的問題存在(案例全都是想像的),所以到是可以藉由公開發表這一個案例,除了展示是如何實現 DoDAF 規格,並大概解釋一下每一個 View 的 精要(essential)設計意涵為何,同時也算是藉由此,來看看這種偏多個節點(Node)、多個資訊系統是如何做架構規劃的。

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{iThome 書評—15} Patterns Of Enterprise Application Architecture

副標題:企業層級的應用系統,是要能兼顧彈性、穩定與效能,而這需要具整體的架構設計觀與前人所提供解決方案的設計模式。

Patterns Of Enterprise Application Architecture Patterns Of Enterprise Application Architecture
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作者/Martin Fowler /著
出版社/Addison-Wesley Professional
ISBN/0321127420
Amazon 評鑑:四顆半星

內容簡介
The practice of enterprise application development has benefited from the emergence of many new enabling technologies. Multi-tiered object-oriented platforms, such as Java and .NET, have become commonplace. These new tools and technologies are capable of building powerful applications, but they are not easily implemented. Common failures in enterprise applications often occur because their developers do not understand the architectural lessons that experienced object developers have learned.

Patterns of Enterprise Application Architecture is written in direct response to the stiff challenges that face enterprise application developers. The author, noted object-oriented designer Martin Fowler, noticed that despite changes in technology–from Smalltalk to CORBA to Java to .NET–the same basic design ideas can be adapted and applied to solve common problems. With the help of an expert group of contributors, Martin distills over forty recurring solutions into patterns. The result is an indispensable handbook of solutions that are applicable to any enterprise application platform.

This book is actually two books in one. The first section is a short tutorial on developing enterprise applications, which you can read from start to finish to understand the scope of the book’s lessons. The next section, the bulk of the book, is a detailed reference to the patterns themselves. Each pattern provides usage and implementation information, as well as detailed code examples in Java or C#. The entire book is also richly illustrated with UML diagrams to further explain the concepts.

Armed with this book, you will have the knowledge necessary to make important architectural decisions about building an enterprise application and the proven patterns for use when building them.

The topics covered include:

  • Dividing an enterprise application into layers
  • The major approaches to organizing business logic
  • An in-depth treatment of mapping between objects and relational databases
  • Using Model-View-Controller to organize a Web presentation
  • Handling concurrency for data that spans multiple transactions
  • Designing distributed object interfaces

前言

每次研讀 Martin Fowler 的著作,直覺馬上就浮現出一個成語:天縱英才! 從極高度抽象的「分析模式(analysis pattern)」,對程式碼實作階段時的結構重整的 「重構(refactoring)」,以及本次書評所介紹的,關於企業層級系統平台設計議題的 「企業應用架構模式 (patterns of enterprise application architecture, 簡稱 PEAA)。 我是從來沒有看過有人可以如此像他這般,務虛與務實的不同層次都能是軟體業界的第一把交椅,著作的每一本書都是鉅作,然後又能在抽象分析、平台設計、程式碼實作等各層次整理出所謂的 “模式(pattern)”,供我輩軟體人員學習並再利用於現實的軟體開發工作。 前述的這三本書每一本都蠻厚的,但是 Fowler 也能寫出薄薄的那麼一本 「UML 精華(uml distilled)」,真正道盡 UML 的本質精髓,而熱銷全球數十萬本以上。 在我的心目中,Martin Fowler 有如神人一般,可以說是引領我在軟體業界持續奮進與學習的精神導師。

不僅如此,他寫的書,總是能以很淺顯易懂的白話來解釋看起來很深奧的道理。寫到這突然讓我想起,也算是有感而發,想當初我在啟蒙軟體領域的學習時,當然也會先從國內一些所謂的名家作者的著作來研讀。 可明明就是中文字,但閱讀起來就是很吃力,本想說是不是我真的有比較笨,領悟力差。 而後先從接觸 Fowler 的中文翻譯著作(感謝高水平的翻譯),耶! 我看得懂啊,甚至一看再看也不覺得煩,還能讀得津津有味,每一次的重讀又有不同的體會。後來再轉而看他的原文著作,雖然多少有些英文字彙的障礙,但是真的,絕對是比國內那些寫軟工書籍的作者,輕鬆易讀太多了,可以說閱讀 Fowler 的論著,就是一種享受。後來我才逐漸體悟到,太多所謂的軟工技術人,就是常賣弄太多 IT 的專業術語,而把單純的觀念表達的很複雜;還有一點,就是不容易從文字感受到這些 IT技術人 的想法,好像內容就是東拼西湊般,沒有真正自己主觀的想法。 的確,言之有物的好書能帶軟體人員上天堂;太多艱深術語、沒有自己體悟的書籍真的會讓你下地獄。

本次書評的主角,PEAA,所涉及相關軟體設計的議題可是相當廣泛,焦點是全擺在平台面系統設計的諸多議題,包括 分層結構、O-R(Object-Relation) Mapping、WebUI 的狀態控管、多人同時上線時的交易機制處理、分散式的設計策略等。 500 多頁,書本是蠻厚的,不過內容其實不會難懂 (前面說過,作者的風格就是總能以很淺顯的白話表達某一個所討論的主題)。 因為本書真的比較厚一些,我也不可能如同書摘般來記錄每一章的重點,在這裡我是想分享一下我是如何來閱讀本書的。

從書名思考本書的核心關鍵內容,找出自己的體悟

閱讀一本書籍,我總是會先從書名開始思考,本書的核心關鍵字有三個:企業應用程式(簡稱 企業AP)、架構(architecture)、模式(pattern)。 企業AP 會有什麼樣的特性,又與一般的 Web-based AP 有何差異? 我的心中大概就是浮現出大規模的企業AP特性有三:穩定、效能與彈性,三者缺一不可! 而因為有這些各個構面的考量,所以在設計議題上要相當慎重嚴謹,對於開發團隊甚或客戶而言,那種整體性的架構觀是要能有共識的。再來,由於構面與涉及的各類設計議題太多,從無到有是很辛苦的,是否可以借重 “前人” 的設計經驗來應用在現實的開發上,所以,所謂的 “模式”,包括分析、設計、乃至於實作類,期能可以協助我們來解決一再重覆發生的問題。

從關鍵字去推論目前心中的一些想法,其實也沒有什麼對或錯,心中先有個底,再去研讀內容,就會比較有感覺,也可以比較一下作者與自己想法上可能是相同也有可能是不同見解的落差。 本書從大綱的編排上,是分為兩大部分,第一部份是作者稱之為 “Narratives” 的敘述,就是我所說的,Fowler 總是以閒話家常的方式,來表達出他對某些主題的主觀想法。真的是很充分表達出他的觀感,但讀者又不會覺得有壓迫感或那種不是對就是錯的二分邏輯,實在高明之至;再來就是第二部分的 “模式”,這裡如同「重構」那本書一樣,是把每一個模式先歸納在某一個大類內,然後再給予一個名字,成為所謂的模式名錄。 本書我強烈建議的是,要先看 前言與介紹 的部分,價值非凡。 從前言你可以知道作者寫這本書的動機與所要討論的主要議題為何;而介紹也算是作者的一個導讀,也是各個主題的精要解說,甚而是會讓讀者知道可以先從哪裡看起,哪些地方又可以先略過不看,事半功倍。

前言與介紹的部分真的是太精彩了,讓我是逐字細讀來品味作者的想法。Fowler 說他是一位物件導向的狂熱份子,他也不說教,而是從敘述的過程中,讓讀者去瞭解到物件的主要優點在於對複雜的邏輯易於處理。 然後他又提到了一個很有趣的想法,他認為所謂的企業邏輯(business logic)是最沒有邏輯可言的,因為企業邏輯的複雜性,是無法被套用在任何的邏輯性模式,它就是被用在企業人(business people)來贏得商業利益的;任何一點的小改變都有可能贏得商業上的交易,而這也意味著,每一次的小改變都會導致系統的複雜度。為了應付這種 “瞬變” 的無邏輯性,企業AP 就是要被設計成很能禁得起變動,所以本書會討論的設計議題有六大項:企業AP的分層(layering)結構, 企業(領域)邏輯的結構, WebUI 的結構, O-R Mapping 的設計議題, 在 Stateless(無狀態)環境中處理 session(會談) state, 分散的原則。 在介紹這一部份,Fowler 提到了他對一些字彙(術語)的看法,我印象最深刻的就是他說他不懂架構該如何解釋,也不敢去冒犯這個詞彙 (我在想,如果連他都不敢去解釋架構的話,那還有誰能?)。 不過,他還是盡其所能說明架構對他的認知而言,第一個想到的就是 “分層(Layering)” (例如常談及的展示層、企業邏輯層、資料來源層)。 嗯,這裡我倒是也可以分享一下我對架構的看法,我以為架構是一種整體觀,整體需要時常凝聚各種不同角度的觀點,那是一種動態的調和。 另外,作者還有談及包括 效能(performance) 的設計議題,以及對於模式的應用想法。 Fowler 提到了,模式的關鍵點在於具體的實踐,是觀察人們於日常生活與工作中,觀察發現到某一個特定的解決方案;使用模式的關鍵是不能盲目去使用它,所以好像會看到同一個解決方案,但沒有一次是相同的。

設計是務實,是要能調和理想與現實的

500 多頁看來好像好多的內容,其實作者有說只要研讀第一部份即可。這一部份是屬於觀念上的引導,才一百頁而已,而每一個主題又都能分開去看它,其實讀起來並不費力。建立了在平台面設計議題的相關基礎知識與觀念後,就可以參考第二部分作者所整理提供的各類模式,例如 O-R Mapping 的相關設計模式,讓你知道如何建立 Data Mapper 的機制,來橋接領域模型的物件與關連式資料庫的表格。有需要再去看、去查這些模式,否則會很悶,這是作者對讀者的中肯建議。

先前我曾提過,許多所謂的物件導向基本教義派就是掛在無法把他們所認知那種理想美好的那一面(例如,建立純粹是領域的物件模型),給應用在現實的平台環境中。因為,現實上,沒有如此大的記憶體可以容納都是活生生的物件,所以需要給 “冬眠(hibernate)” 到如關連式的資料庫內;因為系統的資源有限,所以需要作資源的控管,包括資料庫連線與物件數量等管理;因為 WebUI 要服務更多廣眾的 Internet 用戶,所以被設計為 “無狀態(stateless)”,但是企業用戶需要的是 “stateful” 服務,如何把 stateless 作成像 stateful,就是考驗了設計者對資源與狀態控管上能否權衡的好。

這是一本專注在系統平台面設計議題的書籍,是討論關於如何把理想美好、能表達出軟體主結構的物件領域模型,橋接至利用現實系統業者所提供對企業層級的開發平台框架與應用伺服器等。對於想要瞭解企業層級的應用系統是如何調和彈性、延展度、穩定與效能等,本書絕對是必備參考的經典鉅作。

{iThome 書評—14} Business Modeling With UML: Business Patterns at Work

副標題:運用物件導向思維與 UML 語法,來保存企業最重要的資產。

Business Modeling With UML: Business Patterns at Work Business Modeling With UML: Business Patterns at Work
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作者/Hans-Erik Eriksson/Managus Penker /著
出版社/Wiley
ISBN/ 0471295515
Amazon 評鑑:四顆星

內容簡介
Until now, the Unified Modeling Language (UML) has been primarily used to design software, but should you use it to model your entire business as well? That’s the intriguing argument of Business Modeling with UML, a text that combines leading-edge enhancements to UML with some solid thinking about business. Written for any manager with some technical background, this book looks at the possibilities of UML used to model entire organizations.

The book makes a strong case for the advantages of modeling businesses in UML. With models, an organization can provide better software, define and implement new goals, and even decide whether to outsource certain operations. The Erickson-Penker Business Extensions for UML, invented by the authors and presented within the text, permit UML to document the entire business enterprise. This book shows how to model businesses, from business architecture to processes, business rules, and goals. Short case studies–for Web-centric and more traditional companies–are used to illustrate key concepts here.

Later sections of the book will perhaps take a little more background in software engineering to appreciate fully as the book presents a handful of business patterns, which offer reusable solutions to common problems (just like software patterns). The authors also look at how to leverage a business model to create better software.

In engineering, a new car is modeled and thoroughly tested on a computer before any physical prototype is ever built. As the authors point out, a business that has accurate models can test out new ideas cheaply and then adapt to changing market conditions quickly. This title makes a case that UML–a tool traditionally used by software developers–is ready to tackle the job. Read this notably informative and intelligent book to see the possible benefits of business modeling in UML for your organization. –Richard Dragan

Topics covered: Business modeling basics, UML notation and Erickson-Penker Business Extensions, class diagrams and powertypes, object diagrams, statecharts, activity diagrams and swimlanes, sequence and collaboration diagrams, collaboration and use case diagrams, component and deployment diagrams, stereotypes, business architectures, business processes, resources, goals, business rules, Object Constraint Language (OCL) and collections, business views and patterns, business goal allocation, business goal decomposition, business goal-problem, and software architectures

Review
“…excellent value for money.” (Computer Bulletin, September 2000)

前言

一般軟體設計人員以為UML 塑模 (modeling) 的範圍僅限於軟體資訊系統,其實不然,我們也可以把企業當成是塑模的對象,利用物件導向的手法,有效地來保存企業重要的資產。企業塑模的意義就是在於將企業當成是一個系統 (system),把系統視為是一個整體 (whole),我們就可以區分外部的需求觀點與內部的結構觀點。確立了系統範圍的好處在於可以找出系統 (企業)的主要參與者 (primary actor)與支援性的參與者 (supporting actor),前者會需要企業來提供整體性的服務,而它也往往是企業主要的經濟來源與命脈;後者則是企業需要其它關係企業、或子公司的服務支援,以提升企業整體服務的能力。然後,我們再透過觀察內部的組成結構,找出共用性的部分,藉以來支撐外部的需求。企業內部包括靜態的結構元素,可能會有內部工作人員 (internal worker)、軟體資訊系統 (information system)、企業內部經常溝通的術語、概念、實體 (entity)等;還有以及觀察在動態行為期間,為了服務需求,這些元素是如何互動的合作,而構築成所謂的企業流程 (business process)—包括了供應鍊 (supply chain)與內部行政事務的流程等。

可以發現到,應用物件導向分析與設計 (OOAD)的思維與技巧,以及利用標準的 UML 語法與視覺化的圖形表達,簡單又易學、幾乎沒有學習曲線,就可以將企業與軟體資訊系統用一致性的分析手法很平順地互補與轉移,而且可以協助從各種不同的角度來看待組織與企業,不僅只看流程 (這是比較傳統的紀錄方式),還能找出企業核心的本質 (結構)。可以說,企業塑模的價值遠大於軟體資訊系統。除了瞭解企業的運作與規則,也可以知道哪些活動或製程需要資訊系統的支援,如此可以提昇企業的效率與整體競爭力,這也是 BPR (business process re-engineering),企業流程再造的範疇,同時又可以成為專案委外 (outsourcing) 規劃與管理重要的參考依據。

企業塑模真的很有趣,同時又可以擴展軟體人員的視野與格局,不會只是單純僅考量到實作技術面的議題而已。那麼,又如何能建立企業塑模的正知與正覺呢? 我是強烈建議研讀本次書評的主角,它除了說明了 business modeling 的真諦,還教導讀者如何保有多重的觀點 (multiple views)來看待系統,以及如何利用物件以及流程,表達出各個觀點之下的設計圖 (diagrams),不是只有涵蓋理論而已,是絕對可以應用在實務的開發。本書可以說是作者的經典代表作,也是 OMG 系列強力推薦的實用叢書。

從架構與觀點著手,才能掌握整體,瞭解企業塑模的精要

本書我是買精裝硬皮的,質感甚佳,也比一般書籍的 size 大了些,而且看起來好像很厚,約 450 頁左右,這也使得許多讀者望而卻步。但其實印刷的字體還算大,且有著大量豐富的設計圖。我是建議不要逐字細讀 (那太辛苦且沒效率,而且往往很難堅持從頭看完),要能觀其大略。例如我會一開始先研究一下本書的大綱,大概知道一下每一章節要表達的重點為何;在我的心中建構了整體觀之後,然後就會先翻閱到與整體比較有關的章節,然後再看重點標題,當然,基本上圖形大概就可以讓你瞭解到該節想要表達的意義為何。而若是不懂該設計圖的意涵,再去佐以看看那些文字敘述的解釋,大致上瀏覽、能瞭解其意就可以了。我是覺得,本書的編排非常好,讓我閱讀起來是真的很輕鬆。

本書共分為十一個章節。第1章開宗明義,解釋了企業塑模的意義與價值,以及為何是利用 UML 設計與規劃企業流程、企業規則等。第2章是對 UML 語法的簡單介紹,諸如靜態結構的類別圖,以及表達動態行為包括活動圖、狀態圖等,尤其是活動圖,這會是本書後續所常用的。第3章最重要了,它揭露出企業架構的塑模手法。本書最有價值的一張設計圖,正是由兩位作者所自創的語法構成的,由於長得很像火箭,我常把它戲稱為 火箭圖 (其實正確的學名為 Eriksson-Penker Business Extensions,也可以把它視為是活動圖的擴展),用來表達鉅觀的企業流程。而事實上,它也成為我在輔導比較大型 ERP 系統開發時所常用的流程設計圖。一般我經常看到系統分析人員常常把流程畫得很複雜,細細麻麻的長得好像電路圖。其實這就是因為比較沒有層次的觀念,來適時地封裝不必要的細節。火箭圖正是用來表達更高層級的流程活動,它甚至封裝了活動圖所表達的業務流程,只表達出火箭的輸入、輸出、參考與支援的資訊,更有價值的是,它還凸顯出流程處理完之後所能達成的目標 (goal)為何。火箭圖會應用在如 ERP 常講的業務循環,當訂購循環處理完之後 (訂購火箭),輸出會轉到如採購循環或出貨循環 (出貨火箭)等。然後當要觀察每一個火箭內部的作業時,只要打開它,再利用活動圖來瞭解其活動的細節。層次分明、簡單呈現,這正是塑模的精要 (essential)。

第4章則是提及了上述所講的企業觀點問題 (business views)。我這裡再次提醒讀者,記得當把企業當整體單一系統時,起碼保有兩種觀點—外部的需求觀點 (用的角度);內部的結構觀點 (靜態的結構元素關連與分類,動態的流程互動行為)。第五章則是提及如何利用 OCL (Object Constraint Language)來記錄企業規則 (business rule),這倒不是絕對的方法,我個人本身就不太願意被限制如何表達這些規則。6~8 章則是揭露出各種對企業的設計模式 (business patterns),包括了結構、流程、資源、規則與目標規劃等模式。我會建議不用先去看它,等到有身體力行,應用在實務遇到一些想法或問題時,再回來翻閱,會比較有感覺。第 10 章是討論如何從企業塑模轉移到軟體架構的設計階段。我是覺得,本章並沒有一個很明確的轉移規則,算是一種觀念的引導而已。如何從企業轉移到軟體塑模,在我所實際顧問的專案中,是已經釐出一些規則出來。簡單的說,無論什麼領域 (domain),只要能“想辦法”轉移到資訊系統的使用案例圖,那實作上就絕對不會是什麼問題了。最後第11章,是提供一個案例分析,從企業願景 (vision),到結構的結構、行為與流程等,這些設計是如何被產出,以及這些產出之間的關係又是為何。

企業的資產,是由領域與軟體專家們的合作所累積而成的

從企業塑模的層級可以得知,領域專家 (domain expert)是可以與軟體專家合作完成在企業面的設計。對領域專家而言,流程的設計與規劃,是屬於 “企業流程再造的範疇,而對於軟體專家,是可以把 “企業當系統” 來看待,然後利用 企業塑模 的技巧,來協助企業流程、規則等的設計與記錄,真正企業的資產,就是將領域專家們的智慧,經過“企業塑模”所粹取之後的產出(Artifacts)!! 而後參考企業塑模的產出,就可以很清楚地瞭解與規劃,哪一些企業流程的活動,是可以經由資訊系統的協助,來達成自動化或減輕工作人員的負擔。

連著兩星期週末到高雄的授課二三事 (2008/04/26~05/03)

上個星期六開始,連著週六、日與本星期六(昨天)共三日,是對高雄某家大型醫院的資訊中心教授軟體設計課程,這已經是連續三個星期到高雄授課了,而其中兩個單位都是醫院,還真是巧。

透過兩個醫院的授課,才讓我瞭解到,原來醫療系統幾乎都是內部的資訊中心自行開發的,這與我原來想像系統大部分是委外開發的,大有不同,而據他們告訴我的原因,主要在於維護性的問題,所以無法全權委外,因為變動性的問題,委外單位不足以快速反應變更。

然後再更進一步瞭解,開發的系統範圍很廣,從典型的門診掛號系統、看診系統、藥劑管理系統,到甚至是人事系統,都需要自行開發。喔,這就是典型的醫療 ERP 系統啊。我常戲稱,什麼叫做 ERP(Enterprise Resource Planning) 系統呢? 不知道開發範圍的,就是 ERP 系統啦。

此次該單位找我授課的主要原因是,他們希望透過所謂的 OO 物件導向技術,來協助他們改善系統的難以維護。因為他們導入了 OOP,但是怎麼覺得用 OO 設計出來的元件,一方面很難開發,二方面好像沒有感受到 OO 的美好,好像系統也沒那麼有彈性,所以希望我透過教學,並檢視他們的開發成果,能給予他們一些建議。

原來上星期的授課,是與之協調後決定要講授 「UML 三劍客」的課程內容,那是以使用案例的需求為優先,然後快速導出到實作,是很有效的一種務實的作法。 不過上課了一天後,該單位包括較資深的技術長等資訊人員,問了很多現實他們遇到的問題,也拿出了部分的開發成果請我協助檢視。 我發現到,他們更在乎的是系統的共用性議題,當然還有關於物件的實作議題。 這些反而不是需求性的議題了,而是在於系統內部的結構性設計議題,以及實作面如 O-R Mapping 的系統設計問題了。

我對課程內容的態度是,一切都是彈性可以調整的,不會是一成不變,是可以視各單位現實的需求,動態甚至利用他們的案例當場馬上作分析並導出到實作。所以第三天的課程呢,我就給它調到了對結構分析這部分的重點來了,並且此次也請了我們另一位講師 Steve,協助來講授從領域模型轉到 .NET Coding 實作的部分。

嗯嗯,為 OO 而 OO,一向是我最反對的。我發現到,有太多所謂 OO 的開發,對於物件在中間層的實作,幾乎都僅在於對資料的存取。 所以設計出來所謂的企業物件(business object),根本就是資料物件(data object)而已,而為了資料存取,去設計與實作出這麼多的資料物件,實在沒啥意義的。 設計企業物件的重點是在於對於企業邏輯的處理,如何分門別類、然後把責任(企業規則)分派在適當的物件上,才是所謂物件導向的精髓。 這可是相當不容易耶,領域概念轉成軟體物件,要能抓得好,又要能適切地分派責任,再加上還要能轉成到現實平台上,包括 O-R Mapping 的設計議題,以及包括對 Performance 的資源控管等,這可是要結合領域專家、IT平台專家、與軟體專家的,缺一不可。

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四述「博X來」訂購系統 — 撰寫使用案例需求陳述

從使用案例圖中,可以明確地定義出系統的設計範圍—系統需提供哪些服務(每一個功能點服務即為使用案例)、誰會來使用系統、系統是否需要其它系統的支援。這對開發團隊的每一個成員,能具有整體性的共識,是相當有助益的。 再來就是決定優先開發的使用案例,通常那是對系統的利益關係人(stakeholder)而言,最有價值的,優先開發! 屬於企業服務層級的系統,屬於商業交易型的使用案例,通常是最具有價值的。 以「博X來訂購系統」為例,《訂購商品》與 《結帳商品》兩個使用案例,會是該系統最有價值的需求服務,參考如下圖1。

圖 1、找出價值最高的使用案例優先開發
圖 1、找出價值最高的使用案例優先開發

對於需求分析師(requirement analyst,RA)而言,為每一個使用案例來寫出使用案例的需求陳述(use case description)才是最重要的。 使用案例敘述要能寫得好的訣竅就在於,只專注描述參與者(actor)與系統的互動對話;也可以這麼說,當參與者(一般為使用者)在使用系統上線的期間(session),RA 要能觀察出參與者與系統會有幾次的訊息傳遞(message passing),然後將之寫成具散文格式的動作步驟,到完成最後一個步驟時,系統即能滿足參與者使用系統的目的。

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軟體思維顧問

專職軟體輔導與教育訓練的獨立顧問。輔導企業資訊單位如何有效組織系統開發與維護;輔導開發人員達成有效的專業分工。傳授如何把軟體作軟 (Keeping Software Soft)的技能,得以提昇系統的彈性/延展,並進而創造系統的再利用價值。

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