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軟件工程師必須知道的10個(gè)概念
優(yōu)秀的軟件工程師要通曉10個(gè)概念，這10個(gè)概念超越了編程語(yǔ)言與設計模式，軟件工程師應當從更廣的范圍內明白這些道理。下面一起和小編來(lái)看看吧!
10. 關(guān)系數據庫 (Relational Databases)
關(guān)系數據庫因為在大規模 Web 服務(wù)上缺乏可擴充性而頗受微詞，然而，關(guān)系數據庫仍然是近20年來(lái)計算機技術(shù)中最偉大的成就。關(guān)系數據庫對處理訂單，公司數據方面有著(zhù)出色的表現。
關(guān)系數據庫的核心是以記錄表示數據，記錄存放在數據庫表，數據庫使用查詢(xún)語(yǔ)言(SQL)對數據進(jìn)行搜索與查詢(xún)，同時(shí)，數據庫對各個(gè)數據表進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
數據庫的標準化技術(shù)(normalization)講的是使用正確的方式對數據進(jìn)行分存以降低冗余，并加快存取速度。
9. 安全 (Security)
隨著(zhù)黑客的崛起與數據敏感性的上升，安全變得非常重要。安全是個(gè)廣義的概念，涉及驗證，授權與信息傳輸。
驗證是對用戶(hù)的身份進(jìn)行檢查，如要求用戶(hù)輸入密碼。驗證通常需要結合 SSL (secure socket layer)進(jìn)行;授權在公司業(yè)務(wù)系統中非常重要，尤其是一些工作流系統。最近開(kāi)發(fā)的 OAuth 協(xié)議可以幫助 Web 服務(wù)將相應信息向相應用戶(hù)開(kāi)放。Flickr 便使用這種方式管理私人照片和數據的訪(fǎng)問(wèn)權限。
另外一個(gè)安全領(lǐng)域是網(wǎng)絡(luò )設防，這關(guān)系到操作系統，配置與監控。不僅網(wǎng)絡(luò )危險重重，任何軟件都是。Firefox 被稱(chēng)為最安全的瀏覽器，仍然需要頻頻發(fā)布安全補丁。要為你的系統編寫(xiě)安全代碼就需要明白各種潛在的問(wèn)題。
8. 云計算 (Cloud Computing)
RWW 最近的關(guān)于云計算的文章 Reaching For The Sky Through Compute Clouds 講到了云計算如何改變大規模 Web 應用的發(fā)布。大規模的并行，低成本，與快速投入市場(chǎng)。
并行算法發(fā)明以來(lái)，首先迎來(lái)的是網(wǎng)格計算，網(wǎng)格計算是借助空閑的桌面計算機資源進(jìn)行并行計算。最著(zhù)名的例子是 Berkley 大學(xué)的 SETI@home 計劃，該計劃使用空閑的 CPU 資源分析太空數據。金融機構也大規模實(shí)施網(wǎng)格計算進(jìn)行風(fēng)險分析�？臻e的資源，加上 J2EE 平臺的崛起，迎來(lái)了云計算的概念：應用服務(wù)虛擬化。就是應用按需運行，并可以隨著(zhù)時(shí)間和用戶(hù)規模而實(shí)時(shí)改變。
云計算最生動(dòng)的例子是 Amazon 的 Web 服務(wù)，一組可以通過(guò) API 進(jìn)行調用的應用，如云服務(wù)(EC2)，一個(gè)用來(lái)存儲大型媒體文件的數據庫(S3)，索引服務(wù)(SimpleDB)，序列服務(wù)(SQS)。
7. 并發(fā) (Concurrency)
并發(fā)是軟件工程師最容易犯錯的地方，這可以理解，因為我們一直遵從線(xiàn)形思維，然而并發(fā)在現代系統中非常重要。
并發(fā)是程序中的并行處理，多數現代編程語(yǔ)言包含內置的并發(fā)能力，在 Java，指的是線(xiàn)程。關(guān)于并發(fā)，最經(jīng)典的例子是“生產(chǎn)/消費”模式，生產(chǎn)方生產(chǎn)數據和任務(wù)，并放入工作線(xiàn)程消費或執行。并發(fā)的復雜性在于，線(xiàn)程需要經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)共同數據，每個(gè)線(xiàn)程都有自己的執行順序，但需要訪(fǎng)問(wèn)共同數據。Doug Lea 曾寫(xiě)過(guò)一個(gè)最復雜的并發(fā)類(lèi)，現在是 core Java 的一部分。
6. 緩存(Caching)
緩存對現代 Web 程序不可或缺，緩存是從數據庫取回，并存放在內存中的數據。因為數據庫直接存取的代價(jià)非常高，將數據從數據庫取回并放在緩存中訪(fǎng)問(wèn)就變得十分必要。比如，你有一個(gè)網(wǎng)站，要顯示上周的暢銷(xiāo)書(shū)，你可以從數據將暢銷(xiāo)書(shū)榜一次性取回放在緩存中，而不必在每次訪(fǎng)問(wèn)時(shí)都去數據庫讀數據。
緩存需要代價(jià)，只有最常用的內容才可以放入緩存。很多現代程序，包括臉譜網(wǎng)，依靠一種叫做 Memcached 的分布式緩存系統，該系統是 Brad Firzpatrick 在工作于 LiveJournal 項目時(shí)開(kāi)發(fā)的，Memcached 使用網(wǎng)絡(luò )中空閑的內存資源建立緩存機制，Memcached 類(lèi)庫在很多流行編程語(yǔ)言，包括 Java 和 PHP 中都有。
5. 散列法(Hashing)
Hashing 的目的是加速訪(fǎng)問(wèn)速度。如果數據是序列存儲的，從中查詢(xún)一個(gè)項的時(shí)間取決于數據列的大小。而散列法對每一個(gè)項計算一個(gè)數字作為索引，在一個(gè)好的 Hashing 算法下，數據查找的速度是一樣的。
除了存儲數據，散列法對分布式系統也很重要。統一散列法(uniform hash )用來(lái)在云數據庫環(huán)境下，在不同計算機之間分存數據。Google 的索引服務(wù)就是這種方法的體現，每一個(gè) URL 都被散列分布到特定計算機。
散列函數非常復雜，但現代類(lèi)庫中都有現成的類(lèi)，重要的是，如何對散列法進(jìn)行細調以獲得最好的性能。
4. 算法的復雜性 (Algorithmic Complexity)
關(guān)于算法的復雜性，軟件工程師需要理解這樣幾件事。第一，大O標記法(big O notation);第二，你永遠都不應該使用嵌套式循環(huán)(循環(huán)里面套循環(huán))，你應該使用 Hash 表，數組或單一循環(huán);第三，如今優(yōu)秀類(lèi)庫比比皆是，我們不必過(guò)分糾纏于這些庫的效能的差別，我們以后還有機會(huì )進(jìn)行細調;最后，不要忽視算法的優(yōu)雅及性能，編寫(xiě)緊湊的，可讀的代碼可以讓你的算法更簡(jiǎn)單，更干凈。
3. 分層 (Layering)
用分層來(lái)討論軟件架構是最容易的。John Lakos 曾出版過(guò)一本關(guān)于大型 C++ 系統的書(shū)。Lakos 認為軟件包含了層，書(shū)中介紹了層的概念，方法是，對每個(gè)軟件組件，數一下它所依賴(lài)的組件數目就可以知道它的復雜程度。
Lakos 認為，一個(gè)好的軟件擁有金字塔結構，就是說(shuō)，軟件組件擁有層層積累的復雜度，但每個(gè)組件本身必須簡(jiǎn)單，一個(gè)優(yōu)秀的軟件包含很多小的，可重復使用的模塊，每個(gè)模塊有自己的職責。一個(gè)好的系統中，組件之間的依賴(lài)性不可交叉，整個(gè)系統是各種各樣的組件堆積起來(lái)，形成一個(gè)金字塔。
Lakos 在軟件工程的很多方面都是先驅?zhuān)钪?zhù)名的是 Refactoring (代碼重構)。代碼重構指的是，在編程過(guò)程中需要不斷地對代碼進(jìn)行改造以保證其結構的健壯與靈活。
2. 慣例與模板 (Conventions and Templates)
命名慣例和基礎模板在編程模式中常被忽視，然而它可能是最強大的方法。命名慣例使軟件自動(dòng)化成為可能，如，Java Beans 框架在 getter 和 setter 方法中，使用簡(jiǎn)單的命名慣例。del.icio.us 網(wǎng)站的 URL 命名也使用統一的格式，如 http://del.icio.us/tag/software 會(huì )將用戶(hù)帶到所有標簽為 software 的頁(yè)。
很多社會(huì )網(wǎng)絡(luò )均使用簡(jiǎn)單命名，如，你的名字是 johnsmith ，那你的頭像可能命名為 johnsmith.jpg，而你的 rss 聚合文件的命名很可能是 johnsmith.xml 。
命名慣例還用于單元測試，如，JUnit 單元測試工具會(huì )辨認所有以 test 開(kāi)頭的類(lèi)。
我們這里說(shuō)的模板(templates )指的并不是 C++ 或 Java 語(yǔ)言中的 constructs，我們說(shuō)的是一些包含變量的模板文件，用戶(hù)可以替換變量并輸出最終結果。
Cold Fusion 是最先使用模板的程序之一，后來(lái)，Java 使用 JSP 實(shí)現模板功能。Apache 近來(lái)為 Java 開(kāi)發(fā)了非常好用的通用模板, Velocity。PHP 本身就是基于模板的，因為它支持 eval 函數。
1. 界面(Interfaces)
軟件工程中最重要的概念是界面。任何軟件都是一個(gè)真實(shí)系統的模型。
如何使用簡(jiǎn)單的用戶(hù)界面進(jìn)行模型化至關(guān)重要。很多軟件系統走這樣的極端，缺乏抽象的冗長(cháng)代碼，或者過(guò)分設計而導致無(wú)謂的復雜。
在眾多軟件工程書(shū)籍中，Robert Martin 寫(xiě)的《敏捷編程》值得一讀。
關(guān)于模型化，以下方法對你會(huì )有幫助。首先，去掉那些只有在將來(lái)才可能用得著(zhù)的方法，代碼越精練越好。第二，不要總認為以前的東西是對的，要善于改變。第三，要有耐心并享受過(guò)程。
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