系统架构设计的工程与艺术（0）

对于系统架构设计，我现在是功力不够，境界还凑合，俗称眼高手低是也。功力不够只能一点一点地练，一点一点的涨了，还不知道什么时候能有所小成。不过有境界也算是一件好事情，所以这个系列会先聊一聊境界方面。

之所以用了这样一个标题，是因为系统架构设计既有比较通用的、相对固定的方法与模式，即工程化的一面，也需要设计师发挥个人的灵感与才华，即艺术的一面。二者不可偏废。

系统架构设计有7个需要注意的要素，可以概括为P4QAD，具体如下：

要素1：原则（Principles）。原则是系统架构的内在规律性的东西，是为了达到系统的可靠性、性能、可重用性、可扩展性等多方面的需求，应当遵守的具有普遍意义的规则。原则的重要性勿需多言，因此在七个要素中它位列第一。

要素2：过程（Process）。过程就是设计系统架构的步骤与操作流程，即先做什么，再做什么，在什么条件下怎么做，等等。对任何一种方法论而言，过程是体现其可操作性的要素，因此其重要性仅次于原则。

要素3：产品（Products）。系统架构设计的产品不是指最终完成的那个系统，而是指的架构设计的方案、文档等，例如传统软件工程的需求分析文档、概要设计文档与详细设计文档。产品往往是和过程耦合的，耦合关系规定了在设计过程的某一步应当输出哪些产品，从而保证过程的每个步骤能够达到目的。通常设计过程中会形成多种产品，分别从不同的角度、不同的尺度对设计进行描述，因此产品体系应当保证完备性（必要的角度和尺度都覆盖到了）与一致性（不同的产品之间没有矛盾）。关于这一点，一些架构框架（architecture framework）有专门的规定。

要素4：模式（Patterns）。模式是前人总结的具有可重用性的设计方案，是学习的榜样和模仿抄袭的对象。不过在模仿之前一定要先搞清楚这个模式针对的需求与适用的环境。

要素5：定量（Quantification）。可选的设计方案往往有多种，如何进行选择呢？针对方案中的不同点进行的定量分析是最有说服力的判断依据。定量分析的结果与我们的直觉相悖是很常见的。只依靠经验与直觉，甚至于只谈设计理念、原则，而不做定量分析，是架构设计道路上的大坑。可惜许多人喜欢往里面跳。

要素6：方面（Aspect）。系统架构设计需要考虑多方面的需求：最终用户能直接体验到的是系统的功能、性能、可靠性等，系统的运营者还要关心系统的控制管理，开发者强调开发周期与成本、可重用性、维护调试等，上述几类参与者都可能会对系统的可扩展性提出需求……设计师需要根据项目实际情况，针对各方面的需求进行设计，并进行融合与折衷，不能只注重系统功能与性能，忽视了其他方面。

要素7：决策（Decisions）。在系统架构设计中，原则、过程、产品、模式这些并不能自动解答设计师面临的所有疑问。拿球赛打个比分，这些只是基本技术动作，掌握好它们是成为一个好球员的基本要求。怎样在比赛中运用这些基本技术动作，对球进行合理的处理，则需要球员根据场上情况，在一瞬间做出自己的决策。这是集中体现球员才华的地方，往往也是球星与普通球员之间的主要区别所在。与球员们相比，系统架构设计师有更充足的时间来进行决策，不过决策同样也是最体现设计师智慧与才华的地方。

在P4QAD中，第一个要素“原则”统领了系统架构设计的工程与艺术，第二个到第六个要素是属于工程方面的，最后一个“决策”属于艺术方面。

（待续）