1、什么是系统设计，系统设计的核心是什么？

2、如何训练系统设计的思维模式？

3、有什么方法来帮助我们理解复杂的系统？

4、如何进行系统分析？

5、架构设计的本质是什么？

6、如何进行架构设计？

7、如何进行业务领域建模？

8、模型如何推导出架构设计？

9、架构设计需要遵循哪些规范？

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软件从业人员的成长路线大体是在管理线和技术线上形成突破，当然也有结合起来相得益彰的。而技术上的追求，架构师则是一个重要的门槛，对于刚入行的程序员可能会认为架构师就是画架构图的，诚然架构师很重要的一个职责是绘制架构图，但这只是其中一个很小的环节而已。而实际上架构也只是系统设计里面的一个重要环节，除了架构还包含了商业诉求，业务建模，系统分析，系统设计等重要领域。本文尝试从更高视角重新审视架构设计的工作，把架构设计的上升到系统设计的立体空间去探索，最终勾勒出系统设计的全域知识体系。

人类社会活动中的不管大大小小的，简单抑或复杂的事物，总要先出现在我们的脑海里，然后再投射到现实的物理空间来。我们总是在孜孜不倦地追求美好的事物，但现实存在的问题就是，首先我们的脑袋也理解不了太过复杂的东西，其次脑海里的想象有时候也很难真实无损的映射成现实的系统，再者由于总是资源有限的，我们并没有花不完的预算。归结起来设计一个系统，或者朴素的说，做一件事情，我们需要解决以下的问题：

在解决以上提出的问题前，首先声明我们要实现的是一个系统，而不是随意混搭的一件物品，毕竟现在讨论的不是行为艺术。那么就需要先来了解系统的定义：

系统是由一组实体和实体之间关系构成的集合，其功能大于各个实体功能之和。

自然系统：

人工系统：

上面谈到在系统设计流程主要是使用了分析思维和系统思维的结合，当然人类思维还有其他的运作模式，比如批判思维，创新思维和发散思维等，以此衍生的又是另外一套截然不同的方法论。下面我们主要分析系统设计过程中的思维活动。通常谈起架构师就会联想到各式各样的架构图，谈架构图就要搞清楚什么是架构设计，那么架构设计之前是什么呢？架构设计是整个系统建设的核心环节，犹如设计图纸之于建筑那么重要，那架构设计之上应该就是系统设计了。先搞清楚系统设计的定义：

业务描述

上节弄清楚系统的概念，也就是先把边界框定下来，那么我们要实现的无非就是以上类别的系统。自然系统是天然形成的，或者你愿意的话也可以认为是盘古开天辟地形成的，那也可以归为人为系统。我这么说的原因是尝试把视角从软件这个领域往更加宏观的方向提升，让我们暂时忘掉软件架构师这一根深蒂固的角色。

假设现在我们想登上火星，言下之意是需要借助一套设备要把人类送到火星上，大胆一点，发挥仅存那点为数不多的物理知识储备，要设计出一套系统，能够把人类送到火星。这个时候老板就是愿意出资去火星豪华7日游的金主，那么需要一个负责人来实现这趟旅程，我们姑且把这个负责人就称为登火旅行系统架构师（叫总设计师也行，不需要在意这种细节）。那么这个系统架构师的工作，就是把登陆火星的一系列需求和目标转化成为足于支撑登陆火星庞大工程的系统架构。

根据系统总览提到的问题，先一一作答。

由于人命关天，这项工作看起来是挺复杂的，初次接到这个单子时我内心是彷徨的。但是回答了以上问题后，感觉明朗了不少，我们在完成系统性质，受众，利益和目标的分析和解答后，才能进入到系统的架构阶段。首先对以上提到的需求，我们先用动画片里面的简单画面为基础来描绘我们的设计，然后大致根据能想到的过程完成初次业务流程的描述。

业务流程画图元素：火箭，机舱，地球，火星，来回，基础功能（安全，舒适，成本）

通过以上的描述，基本涵盖了火星旅程的四个阶段：登机，航行，下机游玩，返程，这本质上跟我们平时搭个飞的去趟浪漫的土耳其也是差不多的。而在此之前我们脑海里可能还是一片混沌，沉溺在登陆火星这项浩瀚的工程而不知道从而入手。从混沌到开始有点头绪，其实无形中已经完成了一次建模，我们称为业务建模。翻回去查阅系统总览的表格，其实我们已经把需求这个维度大致列举出来了，把登陆火星的几大领域给分离开来了。那么接下来就是要把登陆火星这个项目的主线给说明清楚。

概念抽象

怎样把这件事的主线说明清楚？滔滔不绝的把一件事情讲完其实反而是很难讲明白，除非这件事情本身足够非常简单的。那么就需要抓重点的来说，这个时候就需要一个叫做“概念”的工具。

简单来说，概念就是用简单的一个词汇，就可以让在座的大家都能准确无误的理解这个词汇所表达的含义。这个是语言独特的魅力，可以说有个概念这个武器，才有了人类多次工业革命的文明大爆发。有了“概念”这个工具，再对概念进行组合，会爆发出无穷的生产力。

这里穿插讲一下概念的应用，比“傅立叶级数”这个概念，我敢打赌有80%的人不知道所谓何物，但是没关系，我们并不是要来科普这个概念，先根据百度百科来看看这个概念的描述：

先不要怕，我这么说的目的不是为了让大家搞懂什么是傅立叶级数，这里我们可以看出即使这么鬼畜概念也是很普通的基础概念元素组成的，比如收敛公式，比如三角函数，比如Σ求和概念，甚至像1，2，3这些阿拉伯数字。这里不得不说学数学最核心的环节就是深刻理解概念，没有之一。说回来，这里的语境就是在大家都共同理解接受这些基础概念后，经过一系列复杂组合的高级概念，也依然能够清晰严谨的表达出来，下面傅里叶级数的产生过程的动图看看就好。

好了，现在我们知道了概念这个工具的重要性和功能，前面我们已经列举了登陆火星要做的事情，那么现在就需要精确简洁的把这件事给说清楚了，这个是个困难的任务，因为如果主线没有梳理清晰，后面整个工程将万劫不复。

在业务建模后就是概念建模，作为架构设计的输入，这个阶段就需要对核心业务的充分理解，同时在基础性和通用性方面的功能也需要同时考虑，这个阶段需要大量的业务专家和各个领域的科学家通力协作，保证对系统的理解没有偏差。经过一系列的概念抽象和组合，最终输出登陆火星工程的架构图，这里只是用于说明登陆火星项目同样遵循这业务-概念-架构-设计的流程，不要在意架构图本身合不合理。

系统落地

当然这还远远不够，系统之所以复杂，就是我们对系统总有无数更多的要求，更多的功能，更好的性能，那么接下来就是对各个模块进行分析，细化，设计和实施。当然我们不会班门弄斧真的在这里去分析登陆火星的实际流程，以上这个例子虽然比较粗旷，但是基本也描绘了一个复杂系统建设的过程，也就是从需求，建模到架构的思维过程，是从最原始的登火需求一步步扩展的过程。其实我们还可以举个小一点的案例，比如一个有趣的需求“赚钱”，引申出来就是做一个能盈利商业项目架构，的有兴趣的同学可以根据这个思维模式一步一步勾画出整个流程出来，相信对这是也不错的方法，也许还真能解决些许困惑。下面演示的就是登月过程宏观层面落地的步骤。

架构目标

一直以来我听过很多人在讲架构，有些人在做架构，但是很难讨论出一个大家都满意的定义，什么是架构师，架构师需要做哪些工作？或者说很少有往深的去思考，只知道被称为架构师说明这个人很厉害。在我毕业的时候有个同学打趣的跟我说，你们做程序的无非就是增删改查，当时我竟无言以对，当时脑海里浮现的是一系列工具的应用技巧，比如tomcat，nginx的使用，还有对业务的翻译。随着对业务的贴近和对计算机技术的进一步认识，我重新审视“这世上的系统无非就是增删改查”，这句话说对也对也不对，这句话就跟计算机软件无非就是0和1的集合，也对也不对。特别是对刚入行的人可能觉得设计离自己比较远，因为习惯了打开idea才开始考虑业务，写代码才开始思考领域模型，这是非常不好的习惯，好像如果没有在coding状态下是无法进行建模思考，这个很难，需要持久的训练才能达成设计阶段进行思考。架构设计只是系统设计里面的一个阶段，而系统设计是应用建设里面的核心环节，有一些简单的应用建设是不需要系统设计的，当然有一些复杂的应用，在能力超强的工程师团队，有足够的默契后，也可以直接进行建设。

软件架构之道最核心的问题是解决复杂性的问题，并且在解决问题的过程中找到最佳的平衡点，既要简单又能满足发展。描述系统设计的本质，就是实现纵向上的时间，横向上的空间进行考虑，规划出决策路径，最终拿到目标结果。架构师眼里第一件事不是多流行的技术，多高性能的框架，或者多完善的业务模型，而应该聚焦在利益之上。对，这个可能会颠覆一些认知，当我们真正把利益放在首位后，再去考虑接下来要完成的事情，我们的工作才能称得上架构。也就是说，架构师的天职就是最大限度的实现客户的利益，这里的客户可以是市场客户，也可以是协作团队，还可以是同一个团队的项目成员。再直白的说，架构师就是负责把老板画的饼给实现了，在相当长的一段时间内保证产物有足够的利益回报。有人会说那我们做的就是公益项目，就不考虑利益，那我我补充一下，这里说的利益不止是经济收益，还有系统带来的社会价值。那么又有人会说，架构是追求利益回报，那老板的目标就是炒股发大财，请架构师你给我选几支股票吧，那我会说其实优秀的基金经理也可以称为广义上的架构师。

架构过程

自然在增熵，而系统架构过程其实就是减熵的过程，一个架构的诞生始于目标的确立，然后对需求的刻画，继而是落地方法的抉择。所谓条条大路通罗马，有的是一路平川而有的则是崎岖不平，那么架构过程就是不断归类合并同类项，力求最合适的决策选择来实现我们所要达成的愿望。在面对复杂业务的场景下，我们需要做出如下的思考：

在架构过程很重要的一项任务就是识别系统的实体关系和功能关系，进而对系统效果进行预测，也就是在完一系列的分析建模工作后推导出来的系统架构需要在预测上达到我们要的效果，那么系统预测通常有如下四种方式：

系统思维

系统思维不等于系统化思考，与系统思维并列的可以是批判思维，分析思维，创新思维，而我们追求的是元认知，也即是认识到自己处于何种思维模式。系统思维目标：

系统思维首先是高效的理解分析现存的系统，对系统重构做好理论指导基础。

这一节介绍了设计一个系统需要经历哪些重要的环节，并且强调了谋求利益是系统设计的核心诉求。然后通过登陆火星这项任务把一个庞大的工程变成了可理解的独立步骤，并且还有模有样的画出了架构图，体现了对业务建模到架构输出的流程。下面章节我们将会展开来介绍一套核心的方法论，如何破局系统架构设计。