从历史学习的 8 堂架构课

译自 http://www.sei.cmu.edu/architecture/eight_lessons.pdf

大家都知道历史学家并不愿意以过去预测未来。通常预测几年内的变化是可能的，但当新的演变产生交互作用，就算最消息灵通的人也无法透过这些事件准确地预测。然而，历史学者仍强调，虽然以过去无法预设未来，但仍可提供了解未来的”基本指引”。

”架构(Architecutre)”这个名词引进到计算机/信息技术领域已经约有 40 年。这 40 年的历史可以提供什么样的课程和对未来的指引？更重要的，IT 架构可以从相邻的领域学到什么，例如：军事、市政、金融、数学、天文、社会和医学。答案是：很多。

市政、金融和军事拥有超过 5 千年结合在一起的历史，在金融、军事、法律和外交等领域，对历史的知识是基本要求。在本文中，你将可以看到对 IT 而言，历史的知识一样重要。

#1 了解 IT 架构的复杂性

举例来说，想一下在任何领域类似的架构概念：

根据古老的传说，印度国王 Shirham 想要奖赏他的大臣 Sissa Ben Dahir，为了他发明并献上西洋棋。聪明的大臣其愿望似乎不大，他跪在国王前说道：「皇上，请放在棋盘上第一格一粒麦子，第二格两粒，第三格四粒，第四个八粒，以此下去每一格是前一格两倍的数量，就让我有足够的麦子来覆盖 64 格吧。」

「喔，我忠诚的臣子，你要求的不多」国王惊呼。窃自高兴臣子慷慨的提议，神奇游戏的发明者要求的不多。「我允诺你的愿望」，国王并下令搬一袋麦子到王座前。

但当计算开始，第一格放入了一粒麦子，第二格两粒，第三格四粒，如此地持续下去，在第 20 格前就用光了袋子内的麦子。更多袋的麦子被搬到国王跟前，但仍无法满足持续快速增加的下一格，很快地国王了解到倾全印度的收成都无法满足他对 Sissa Ben 的承诺。这需要 18,446,744,073,709,551,615 粒麦子，等同全世界麦子的产量累积 2000 年。

在 21 世纪的 IT 架构有近似的问题 – 商业流程整合。过去 20 年来，企业耗时在建置因特网应用程序。现在，企业需要面对的不仅是建立新的应用程序，还需处理令人却步的整合既有系统。每当你投资新建 IT 应用程序，就代表一个新旧整合的需求。若企业内已经有 200 个既存系统，意味着系统间可能有 200*(200-1) = 39800 种连结方式，其结果明显地不会太好看。

第 1 课：每当你为企业加一个系统，想想 n(n-1) 情境，不久后，巨兽将反噬你。

#2 了解过去 40 年来技术导入的趋势

计算计算机的世代必然引发争议 – 机器不像人类有家谱。但以下列出的 5 代大致还说得过去：

计算机世代	1.主机	2.mini 计算机/WAN	3. PC/LAN	4.Client/Server	5.因特网	6.普遍运算
年代	<chmetcnv w:st="on" unitname="’" sourcevalue="60" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0"><span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 10pt; mso-fareast-font-family: SimSun; mso-fareast-language: ZH-CN">60’</span></chmetcnv>s	<chmetcnv w:st="on" unitname="’" sourcevalue="70" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0"><span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 10pt; mso-fareast-font-family: SimSun; mso-fareast-language: ZH-CN">70’</span></chmetcnv>s	<chmetcnv w:st="on" unitname="’" sourcevalue="80" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0"><span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 10pt; mso-fareast-font-family: SimSun; mso-fareast-language: ZH-CN">80’</span></chmetcnv>s	80 年代后期 – 90 年代初期	90 年代中期	2005+
导入时间	10+	7+	6+	5+	3+

很明显地，过去五代以来，技术开发与导入的步伐正在加速。在旧技术让路给新技术的同时，它们仍必须和平共存。因特网革命，dot com 出现，委外风潮，以及达到易于管理和安全等企业关注的焦点，这些需求提升了 IT 架构的策略价值。商业流程整合获得关注，IT 部门压力依旧，要整合异质数据、系统和流程，横跨企业与外部的延伸，包括客户、伙伴和供货商。因此，现今的 IT 架构需要复杂的商业和技术决策，同时，有高比例的下一代生产利润奠基于对当下 IT 架构之决策。

注意，我们并非针对”完美”方案 – 没有”完美”方案。如同在大型企业的复杂架构中没有清楚的黑白之分，我们只能时常在相互冲突的目标中，尝试找寻难得的平衡与妥协。

浏览大量的 IT 架构决策需要大量的专业，在此 IT 可以向伟大建筑的建筑师学习，他们让城市风貌演变至今日。凯萨大帝(Julius Caesar)时期的大建筑师 Vitruvius 描述理想的建筑师应如下：

“理想的建筑师应同时为文人、数学家，熟悉历史，哲学下的勤勉学子，精于音乐，稍懂医学，认识法律，通晓天文和关于天文的计算。”

Vitruvius 本人不但撰写关于城市计划和建筑材料的著述，也论及天文、医学、音乐与艺术 – 甚至是约法。

将广泛而深刻的技巧投资在你最好的架构师身上，保持冷静的大脑，必要时，掌控计算过且完全了解的风险，凭经验与专业的洞见判断。在找寻复杂架构下可用、好用的解决方案时，IT 架构师需兼具尽心分析，专业与态度成熟。

第 2 课：无可取代的健全的 IT 架构技巧 – 清楚简单

#3 模拟巴黎建筑

IT 架构与城市建筑有许多相似处 – 建筑师、建筑业、建筑材料。

当 1853 年拿破仑 3 世指派 Baron Georges-Eugene Haussmann 为部份的巴黎重新规画时，Haussmann 扫除了许多杂乱的旧街道，以他自己对于新城市的概念取代 – 宽广笔直的大道与华丽的表面，交会处结合纪念碑、公共建筑和城市大门或铁路车站等重点。为提供充足的交通流量，旧街道拓宽并与新路相交，同时大的铁路车站建在旧城市外环，并提供多个宽阔的入口。结果是今日的巴黎拥有 Beaubourg 和 La Defense，它现代化且高效率但仍能明辨历代的装饰。巴黎成为所有欧洲城市的评量标准。Haussmann 尝试保存报修缮旧的可用资产，同时合谐地取代并加入新事物。

Haussmann 的建筑策略大体底定今日的城市风貌，尽管已经过百年。

巴黎建筑策略为 IT 架构提供了许多有用的指引。确定你有 IT 架构的蓝图，并规划短程与长程商业目标。更重要的，利用蓝图引导规划进程与 IT 投资策略。在加入新系统与整合商业流程或添加物时，使用大图(big picture)。随着明了细微的商业逻辑，逐步引导与开展架构。

第 3 课：发展 IT 架构的”大图”，用它来引导并解决你的商业问题与 IT 投资策略。

#4 为软件架构趋势做准备

在 IT 架构史中，软件架构已经有很大的演变。我们利用软件架构的开端来描绘它的趋势如下：

a) 2000 年之后 – 因特网，敏捷计算

b) 90 年代 – 分布式计算，Y2K

c) 80 年代 – 对象导向分析设计

d) 70 年代 – 模块化和结构化程序

e) 60 年代 – 模块化和结构化程序

强大的力量主导软件架构的演变，包含物理上的相对论与混沌理论，以及商业需求变异和不断地技术更新。主导变动需要积极的架构计划、重用 pattern/framework、正确的工具，以定义与管理架构。

IT 架构须遵循”自然律”来设计与施行。就像机器不照构造需求来操作，IT 架构也会失效。你不能从最高档直接切入倒车档，也无法在沙地或水上开车。积极正向的思考，为商业团队准备升级新技术的价值之论述，预期成因，管理结果乃成功 IT 架构之基础。

第 4 课：每十年都有一次软件架构迁移，如果没有准备好，那你注定失败。

#5 使用，开发和重用架构 pattern

军事历史是基础代表保有过去战争的经验，并传授给新兵或经验不足的军人。军事史学家整合不同的史料来源，包含参考书，访谈军事领导人和策划者，并科学地分析从战地找到的事物。彻底研究过往战争可提供战略与战术珍贵地深入分析，以因应现代化战争。军事领导者、指挥官乃至于军人都可以从前辈的经验汲取教训。

撇开军事，我们在城市、金融，甚至是社会架构都可以看到应用 pattern。本质上，pattern 可以用在倡导专业技术，不仅仅是军事、城镇或建筑。

计划想取得领先与竞争力的企业，在应用 IT 解决方案以处理商业问题的因特网世界里，pattern 是一个重要的工具。

第 5 课：在快速变迁的商业氛围中，使用印证过的 pattern 以加速你的 IT 架构，并从今日的经验演化你的 pattern 以因应明日的需求。

#6 技术投资的时机很重要

关于资本和证券市场的本质，金融史提供了的无价智慧。同时历史的智慧并无法让聪明的经济学家准确地预测未来，它让他们可以定位风险才得以控制。事实上，一些赢得诺贝尔奖的经济理论已成为金融史分析的结果。经由欧洲文艺复兴到现代世界的历史活动，金融已经在财务上建立了重要的概念，风险和回报是纠结在一起的。如果我们想要有高报酬的机会，就要面对高风险。如果企盼安全，就要甘愿低回收。

在 IT 架构世界，风险和回馈也是联结在一起的，就看我们如何应用技术以解决商业问题获得竞争力。尽管 IT 架构没有像金融一般可供夸耀的长史，过去 40 年来仍呈现了技术上的先驱者总比后来者更有竞争力。而照定义，先驱意味着更多的风险。

第 6 课：如同金融，技术投资的风险和报酬是纠结在一起的。

#7 架构理论的重要

相关理论中，或许 IT 架构可从长远而丰富的城市建筑史学到很多，从公元前 30 年到 20 世纪的演变，城市建筑师从历史建筑学习指导原则，艺术灵感和关键控制。

约在公元前 30 年，Vitruvius 撰写了一系列广泛的建筑理论，分为十部分。涵盖不同的主题，如教育和建筑师的专业领域，实际的考虑，如选择新城市的位置，建材的处理，详细规范不同型式建筑的设计。2000年来，城市建筑的理论和实务随着伟大的建筑师如 Alberti、Francois Blondel、John Ruskin、Frank Lloyd Wright、Venturi 而演变，他们延续着 Vitruvius 的脚步并扩展理论，以建构富含文化意义的设计。但 Vitruvius 功绩的重要性在于即使经过了 2000 年，他 1/3 的著作仍触及建筑理论的重大议题。思考计算机对现代设计方法和规划的影响是值得赞赏的。

IT 架构可从 Vitruvius 和其它城市建筑师先驱获得的广泛讯息是：正确的知识、

建筑理论的应用和实务专业一样不可或缺，也才能将概念化为真实。事实上，此种体认可能是创造性自由与创新的前置条件。为此，过去 20 年来，IT architecture frameworks 的出现，如 The Zachman Framework、TOGAF(The Open Group Architecture Framework)是值得鼓励的。

第 7 课：流畅的建筑理论知识与实务引导出适用的建筑。

#8 失能和灾难计划的重要

天文学家几千年以前就在研究彗星所造成的冲击，准确的是从莎士比亚时期。从有记载的数千年历史以来，近两世纪才脱离盲目恐惧慧星。慧星是会造成大灾难 – 但如同我们现在所知，那要它真的撞上地球。但对于大多数的人类历史而言，慧星预言着重大灾难，例如莎士比亚的凯萨大帝(Julius Casear)中，罗马女皇 Calpurnia 提醒她夫君关于国家领导人的陨落。

经过数个世纪，天文学家已经发现一群周期性运转的彗星，包括 Halley、Swift-Tuttle 和 Levy。天文学家的结论是每一个世纪约有 1/1000 的机会，会有 1 公里或更大的小行星撞上地球，经过一万年则机率增长到 1/10。而当彗星或小行星若在下 1/4 个世纪撞上我们，天文学家已经规划了减轻地球灾难的事物。

当彗星撞击是潜在的最大风险与结果之案例，IT 架构学到的是风险分析，须在事件发生前而非事后，想到灾难计划和商业持续性。

第 8 课：记载你商业上 IT 组件的危险因子，发展缓解风险的策略，并让它成为 IT 架构的策略之一。

结论：

我们可以看到，通过数个世纪以来的事件，也有些不愉快的案例，我们已经了解本文中所谈及的课程。IT 架构可以藉由记载和使用自身历史或其它产业所凝结的 pattern 迈向下一个成熟阶段。如同美国哲人 George Santayana 所言：”进步，并非存在于改变，而是依恃记忆，那些无法记住过去的，将受重蹈覆辄之诅咒。”