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系统架构培训课程体系（选修）

系统架构课程体系（选修）

专题划分

专题一：架构设计基础与原则
专题二：软件架构风格与模式
专题三：质量属性与架构决策
专题四：分布式系统架构
专题五：高并发与高性能架构
专题六：高可用与容错架构
专题七：微服务架构设计
专题八：安全架构设计
专题九：数据架构与存储
专题十：架构评估与治理
专题十一：架构演进与现代化
专题十二：架构师能力与实战

专题一：架构设计基础与原则

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

  • 需要建立架构思维的项目经理

培训目标：
掌握系统架构的基本概念、核心要素与设计原则，理解架构师的角色与职责，能够运用架构视角分析问题，为后续深入学习奠定基础。

培训内容：

  1. 架构定义与范畴：系统架构、软件架构、企业架构的关系与区别

  2. 架构核心要素：组件、连接件、约束、配置、质量属性

  3. 架构设计目标：功能需求与质量属性（非功能需求）的平衡

  4. 架构设计原则：高内聚低耦合、关注点分离、开闭原则、接口隔离

  5. 架构视图模型：4+1视图（逻辑、开发、进程、物理、场景）

  6. C4模型：上下文、容器、组件、代码四层建模方法

  7. 架构决策与权衡：时间、成本、复杂度、质量之间的平衡

  8. 架构师角色与能力：技术广度与深度、沟通、决策、领导力

  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：架构决策记录、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：软件架构风格与模式

培训对象：

  • 需要掌握多种架构模式的开发人员

  • 进行技术选型的架构师

  • 希望理解架构风格适用场景的设计者

培训目标：
掌握主流的软件架构风格与模式，理解每种模式的优缺点与适用场景，能够根据业务需求选择或组合合适的架构风格。

培训内容：

  1. 分层架构：经典三层架构（表示、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、编译器设计、ETL

  3. 事件驱动架构：事件通知、事件溯源、EDA模式、事件网格

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

  5. 面向服务架构（SOA）：服务、ESB、松耦合、服务编排

  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. 混合架构与模式组合：电商系统架构中的多模式融合

专题三：质量属性与架构决策

培训对象：

  • 需要设计高质量系统的架构师

  • 参与架构评审的技术人员

  • 关注非功能需求的产品经理

培训目标：
深入理解系统质量属性（可维护性、可扩展性、性能、安全性等），掌握质量属性场景描述方法，能够将质量属性转化为架构决策。

培训内容：

  1. 质量属性分类：运行期质量（性能、可用性、安全）与开发期质量（可维护性、可测试性）

  2. 质量属性场景：刺激、环境、响应、响应度量

  3. 性能架构：响应时间、吞吐量、并发用户数、资源利用率

  4. 可扩展性架构：水平扩展、垂直扩展、无状态设计、分区

  5. 可用性架构：冗余、故障检测、故障转移、优雅降级

  6. 安全性架构：认证、授权、加密、审计、防攻击

  7. 可维护性架构：模块化、接口稳定、配置化、监控

  8. 可测试性架构：依赖注入、mock接口、测试桩、日志链路

  9. 可部署性架构：容器化、蓝绿部署、金丝雀发布、配置管理

  10. 互操作性架构：标准化接口、协议适配、数据格式转换

  11. 质量属性权衡分析：CAP理论、BASE与ACID、安全与性能

  12. 综合实战：构建某金融系统的质量属性树与优先级排序

专题四：分布式系统架构

培训对象：

  • 分布式系统开发与设计人员

  • 需要构建跨地域、高扩展系统的架构师

  • 云原生应用开发者

培训目标：
掌握分布式系统核心理论与关键技术，包括分布式通信、一致性、协调、容错等，能够设计满足分布式场景的架构方案。

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. 远程通信技术：RPC（gRPC/Thrift）、REST、消息队列

  3. 分布式协调服务：ZooKeeper原理、Leader选举、分布式锁

  4. 分布式共识算法：Paxos、Raft、ZAB协议详解与对比

  5. 分布式事务：XA、TCC、Saga、Seata实现

  6. 分布式ID生成：雪花算法、Leaf、号段模式、UUID

  7. 分布式调度与任务：ElasticJob、XXL-JOB、分布式定时任务

  8. 分布式存储架构：分布式文件系统（HDFS）、对象存储（Ceph）

  9. 分布式缓存一致性：Redis集群、一致性哈希、缓存穿透击穿

  10. 分布式监控与追踪：Prometheus、SkyWalking、日志聚合

  11. 分布式系统模式：Leader/Follower、Quorum、Write-ahead Log

  12. 综合实战：设计一个跨数据中心的分布式订单系统

专题五：高并发与高性能架构

培训对象：

  • 应对高并发场景的后端开发与架构师

  • 性能优化工程师

  • 需要设计秒杀、抢购系统的技术人员

培训目标：
掌握高并发系统的设计方法，包括读写分离、缓存、异步、分库分表等，能够进行性能瓶颈分析与调优，构建支撑百万级并发的高性能系统。

培训内容：

  1. 高并发系统度量指标：QPS、TPS、RT、并发用户数、PV/UV

  2. 读写分离架构：主从延迟处理、读负载均衡、多级缓存

  3. 缓存架构设计：CDN加速、本地缓存、分布式缓存（Redis）

  4. 异步化设计：消息队列削峰、事件驱动、最终一致性

  5. 数据库水平拆分：分库分表策略、分片键选择、扩容方案

  6. 查询性能优化：索引设计、SQL优化、搜索引擎（ES）

  7. 静态化与动静分离：静态资源CDN、页面静态化、边缘计算

  8. 并发编程优化：线程池调优、锁优化、无锁数据结构

  9. IO模型优化：NIO多路复用、零拷贝、异步IO

  10. 全链路压测：压测工具、流量模拟、瓶颈定位、容量规划

  11. 热点数据处理：热点发现、本地缓存、限流、熔断

  12. 综合实战：设计秒杀系统的全链路高并发架构方案

专题六：高可用与容错架构

培训对象：

  • 保障系统稳定性的SRE/运维架构师

  • 需要设计灾备与容错方案的技术人员

  • 金融、电信等行业高可用系统设计者

培训目标：
掌握高可用架构设计原则与关键技术，包括冗余、故障转移、限流、熔断、降级，能够设计多活、灾备系统，保障业务连续性。

培训内容：

  1. 高可用度量：可用性计算公式、SLA/SLO/SLI、9s标准

  2. 冗余设计：服务器冗余、数据冗余、机架冗余、异地冗余

  3. 故障检测与恢复：心跳检测、健康检查、自动恢复、重试

  4. 集群与负载均衡：LVS、Nginx、F5、负载均衡算法

  5. 容错模式：断路器（熔断）、舱壁隔离、重试、超时控制

  6. 限流算法：计数器、漏桶、令牌桶、分布式限流（Redis）

  7. 降级策略：开关降级、静态降级、默认值、服务降级

  8. 流量调度：蓝绿部署、金丝雀发布、A/B测试、灰度发布

  9. 容灾架构：同城双活、两地三中心、异地多活、RPO/RTO

  10. 数据备份与恢复：冷备、热备、增量备份、数据校验

  11. 混沌工程：故障注入、演练平台、恢复能力验证

  12. 综合实战：设计一个两地三中心的金融交易系统高可用方案

专题七：微服务架构设计

培训对象：

  • 微服务架构师、开发负责人

  • 从单体向微服务迁移的技术人员

  • 需要制定微服务规范的团队

培训目标：
掌握微服务架构核心设计原则、拆分策略、基础设施，理解微服务治理、可观测性、CI/CD，能够指导微服务项目的落地与演进。

培训内容：

  1. 微服务设计原则：单一职责、自治性、去中心化、基础设施自动化

  2. 服务拆分方法：业务能力拆分、领域驱动设计（限界上下文）

  3. 微服务基础设施全景：注册中心、配置中心、网关、链路追踪

  4. 服务通信设计：同步RPC vs 异步消息、协议选择、序列化

  5. 微服务网关功能：路由、认证、限流、聚合、协议转换

  6. 配置中心设计：配置管理、动态刷新、版本控制、安全

  7. 微服务安全架构：JWT、OAuth2、网关鉴权、服务间认证

  8. 可观测性设计：日志聚合、指标监控、分布式追踪

  9. 微服务测试策略：单元测试、契约测试、集成测试、端到端测试

  10. 容器化与编排：Docker镜像构建、Kubernetes部署、Helm

  11. 微服务发布策略：蓝绿部署、金丝雀发布、滚动更新

  12. 综合实战：电商系统微服务拆分与基础设施选型设计

专题八：安全架构设计

培训对象：

  • 安全架构师、安全工程师

  • 需要构建安全体系的开发负责人

  • 合规与风控相关人员

培训目标：
掌握系统安全架构设计方法，理解安全威胁建模、身份认证、授权、数据保护、网络安全等，能够设计满足安全合规要求的系统。

培训内容：

  1. 安全架构基础：CIA三元组（机密性、完整性、可用性）

  2. 威胁建模：STRIDE模型、数据流图、攻击树分析

  3. 身份认证与访问管理：单点登录（SSO）、OAuth2、OIDC、LDAP

  4. 授权模型：RBAC（基于角色）、ABAC（基于属性）、权限管理

  5. 数据安全：加密算法（AES/RSA）、密钥管理、数据脱敏

  6. 网络安全架构：防火墙、WAF、IDS/IPS、零信任网络

  7. API安全：签名、时间戳、防重放、限流、OAuth2

  8. 容器与云原生安全：镜像扫描、运行时安全、K8s安全策略

  9. 安全开发流程（SDL）：安全需求、代码审计、安全测试

  10. 合规要求：等保2.0、GDPR、PCI-DSS、隐私保护

  11. 安全监控与响应：日志审计、SIEM、应急响应流程

  12. 综合实战：为金融核心系统设计端到端安全架构

专题九：数据架构与存储

培训对象：

  • 数据架构师、数据库管理员

  • 大数据平台设计人员

  • 需要设计数据存储方案的开发者

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、数据仓库的选择与设计，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）

专题十：架构评估与治理

培训对象：

  • 架构师、技术评审委员会成员

  • 需要建立架构管控机制的IT管理者

  • 质量保证与架构合规人员

培训目标：
掌握架构评估方法（ATAM/CBAM）与架构治理体系，能够组织架构评审、建立架构原则、度量架构健康度，持续提升架构质量。

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）：步骤、场景、敏感点、权衡点

  3. CBAM（成本效益分析法）：架构投资回报、成本估算

  4. 架构评审组织：评审委员会、评审流程、评审 checklist

  5. 架构原则制定：业务原则、数据原则、应用原则、技术原则

  6. 架构标准规范：命名规范、接口规范、日志规范、安全规范

  7. 架构度量指标：技术债务、合规率、交付效率、稳定性

  8. 技术债务管理：债务识别、度量、优先级排序、偿还计划

  9. 架构治理工具：架构存储库、自动化合规扫描、影响分析

  10. 架构知识库建设：决策记录、模式库、最佳实践

  11. 架构沟通与培训：架构宣传、培训、社区运营

  12. 综合实战：对某系统进行ATAM评估并输出改进路线图

专题十一：架构演进与现代化

培训对象：

  • 面临老旧系统改造的技术负责人

  • 需要制定架构演进路线的架构师

  • 技术战略规划者

培训目标：
掌握架构演进策略与方法，包括遗留系统分析、绞杀者模式、防腐层、数据迁移、渐进式重构，能够制定可行的架构现代化路线图。

培训内容：

  1. 架构演进驱动力：业务变化、技术升级、成本优化、安全合规

  2. 遗留系统分析：技术债务评估、模块依赖、数据质量

  3. 演进模式：绞杀者模式（Strangler Pattern）、防腐层、BFF

  4. 数据迁移策略：双写、历史数据迁移、切量方案、回滚

  5. 渐进式重构：模块化、服务拆分、功能开关、暗发布

  6. 单体到微服务演进：拆分顺序、数据解耦、接口兼容

  7. 技术栈升级：框架升级、语言迁移、中间件替换

  8. 平台化演进：从项目到平台、中台战略、能力复用

  9. 架构现代化风险控制：灰度、监控、回滚、演练

  10. 现代化路线图规划：阶段划分、里程碑、资源估算

  11. 演进度量：交付速度、稳定性、技术债务变化

  12. 综合实战：某传统企业核心系统向微服务演进3年规划

专题十二：架构师能力与实战

培训对象：

  • 立志成为高级架构师的开发者

  • 需要提升架构思维的技术骨干

  • 技术团队负责人

培训目标：
全面提升架构师软技能与硬实力，包括技术视野、沟通协作、决策能力、领导力，通过综合实战演练强化架构设计能力。

培训内容：

  1. 架构师技术栈广度和深度：必备知识图谱、学习路径

  2. 技术选型方法论：评估维度、POC验证、决策框架

  3. 架构沟通能力：与业务、产品、开发、运维的有效沟通

  4. 架构决策记录：ADR撰写、决策背后的推理

  5. 架构领导力：技术愿景、团队培养、影响力建设

  6. 系统设计方法论：DDD、TDD、演进式设计

  7. 复杂系统设计实战：从需求到架构的全过程推演

  8. 架构复盘与反思：项目复盘、架构复盘、经验沉淀

  9. 技术趋势洞察：云原生、AI、边缘计算对架构的影响

  10. 架构师职业发展：技术专家 vs 技术管理、成长路径

  11. 架构师面试要点：常见问题、项目经验展示

  12. 综合大作业：设计一个完整的互联网业务平台架构（包括业务架构、应用架构、数据架构、技术架构）




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