2014年6月26日 星期四

軟體架構的演化

 
每週二∼六出刊.2014.06.27
 
本 期 目 錄 簡介/舊報明細
軟體架構的演化
【IT書摘】IT也能變身為解決社會問題的數位英雄
Gartner:IBM取代趨勢科技成全球資安第三大廠
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專欄 

軟體架構的演化

當架構達到成熟的階段,軟體開始長出諸般功能,之後想要擴展的功能超出了架構的能力,此時軟體就會進入演化,直到能力成熟足以繼續添加新功能

王建興
目前在一家網路應用軟體公司擔任技術長的工作,專長是物件導向設計以及Internet應用系統的開發。他過去的研究興趣包括:點對點網路、分散式網路管理、行動式代理人、感知網路。從企業應用軟體系統,到個人行動裝置上的應用,他都有一些開發的經驗。並且對於網路創業及網路應用的發展趨勢,持續保持高度的關心。

過去我們談過《程式碼的演化之路》主題,重點放在怎麼讓程式碼不斷的隨著需求的變化而演化。的確,在開發軟體時,一方面不可能在初始階段就預測出接下來所有可能的需求,另一方面,也不可能在一開始就實作出所有需要的功能。

先不說沒有人是先知,可以預測所有的需求,即使是預測需求錯誤或範圍假想過大,就會變成過度工程化,不只徒然浪費力氣,還讓系統變複雜了。更別說,其實,軟體需求經常是隨著市場態勢,或是對市場的了解,而持續動態改變的。

此外,想要畢其功於一役,在第一版就實作出所有的功能,也只會延遲軟體發行的時機。

這些現況都在在說明了,軟體程式碼持續隨著需求變化而演化的必要性。

不過,在過去所談到的程式碼的演化,大多集中在比較微觀、比較局部的層次,也就是說,探討的重心放在類別,以及類別之間的關係上。不過,在那之上,其實還有比較巨觀的層次,也就是軟體架構層次的演化。

當軟體必須隨著需求、功能的變化而跟著演化時,我們演化的層級,有時不僅僅是局部程式碼的演化,當變化足夠大時,還會引發軟體架構跟著演化。而在本文中,試著探討軟體架構演化的一些現象及特質。

軟體架構有其特定想要達成的功能,當然也會碰到極限

雖然,軟體架構或程式碼的演化,通常是伴隨著軟體功能的演化而發生的,但是很有趣的是,軟體功能在演化時,往往是獨立於當時的軟體架構或程式碼的。

也就是說,決定軟體功能的角色,在考量下一版應修改或納入的軟體功能時,常常是不會考慮到現有的軟體架構適不適合如此的演化。

這其實很合理,因為,軟體功能的決定,往往是因應市場需求或所接收到的使用者意見回饋,而不是從技術的角度去判斷那些功能容易做、適合做,畢竟,開發軟體的主要目的是為了滿足市場需要,而不是為了開發的容易。也因此,當功能持續擴展時,就是考驗軟體架構的時機了。

如果從程式碼演化的觀點來看,容易加入新功能的架構,就是好的架構。但是,每個架構都有其極限,沒有辦法無止盡的容納新功能,於是,當所設計出來的架構,無法滿足輕易新增功能的要求時,就衍生出演化架構的需要。

我們可以說,每個架構都有其「能力」,而這個能力有其極限,當我們在這個架構底下,可以輕易增加功能或改變功能時,代表這個架構的能力還足以應付我們的需要。

此時,我們可以說這個架構到達了「成熟」的階段。或許新增的功能會造成局部的程式碼演化,但架構並不需要更動。

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【IT書摘】IT也能變身為解決社會問題的數位英雄

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二○一○年的十月,芝加哥警局新成立的預測分析團隊(Predictive Analytic Group)正在分析致電九一一專線的電話內容。報表顯示在芝加哥南區的某條街上可能會發生槍擊案件。然而不到幾分鐘,這個團隊的領導人布萊特.高斯坦(Brett Goldstein)的手機傳來訊息,顯示當地真的發生一起謀殺案。

「我想我知道這個地址。」高斯坦回答:「我正在查詢中,等等,我不是剛才送出一個可能的目標嗎?」他看了一下剛才送件的時間戳記。剛才那份報告推估的犯罪時間只比真實槍擊案早了三分鐘。

「這真的是很神奇的一件事,」高斯坦說:「如果沒有回去看看剛才的時間戳記,你不可能會相信這是事實。」

每個城市的九一一緊急專線裡都收集著大量的資料,但很少有警察單位願意針對這些大量的資料進行分析的工作。雖說整個世界裡類似這樣大量資料很多,但是即便是收集所有這類型資料的單位,也很少能了解其中的真正意義是什麼。

巨量資料時刻降臨:從祕聞到證據

但是近來不少的企業和政府單位,像剛剛提到的芝加哥警察局,透過先進的分析工具將大量的資料轉換成為他們的機會。正如社會網路研究專家克萊舍基(Clay Shirky)所言:「從來沒有所謂的資訊過多的情形,我們遇到的是篩選條件錯誤而已。」

分析可以證明這是一種在「解方經濟」裡的一種轉換。以往組織空有大量的資料,卻苦無方式進行分析和了解,新型態的商業模式因此介入,為的就是要找出這些資料的真正價值何在。超過當初使用者原始設計的目的,資料成為一種可交易的有價商品,資料可以一種貨幣的方式存在。如果能夠藉由分析大量資訊,指出問題資源所在,並預測結果,這樣的組織便能夠成為改變遊戲規則的人物(game changer)。法律界最常看見這樣的例子,一筆資料就可以救活一條人命和金錢。

傳統上總認為警察的角色是被動的,看到犯罪行為,然後阻止他,最後懲罰罪犯。如果可以從資料中找出罪犯作案的行為模式,便可以有效遏止犯罪行為的發生。

二○一○年,華盛頓特區發生狙擊手連續幾小時內在軍方用地槍擊的事件。作案者的目標看來是隨機選取。擔任心理醫生同時又是資訊研究專家的柯林.馬丘(Colleen McCue)特別針對槍擊地點進行研究,在研究事發地點的社經情況和人口統計資料、地面樹葉堆疊的狀況,以及與高速公路間的距離等因素。加上美國國土安全局的協助和高科技的輔助下,她推測出未來可能發生槍擊事件的地圖,其中包括兩個最有可能的地點。其中第二個地點就是之後逮補這位隨機殺人的槍手的地點。

類似這樣的分析能力可以破案,同時也可以降低犯罪的發生率。就如同大賣場業者觀察店內商品的擺設是否影響消費者的購物習慣一樣,經由資料分析後的警力部署也有可能改變罪犯的習慣。資訊研究專家馬丘與《現代科技》(Popular Science)做的專訪裡提及:「你希望消費者在商店裡的移動動線是什麼樣子的? 置物架上的商品應該如何陳列?警方的資料分析方式所做的事也是一樣的。罪犯通常在社區裡的移動動線會是如何?我們又該如何部署警力,達到嚇阻犯罪的效力?」

二○○三年,馬丘首先在維吉尼亞州的瑞奇蒙市(Richmond)應用這套理論。每年跨年都會發生多起槍擊案件,很多人會朝向天空發射槍彈,造成子彈像雨林一般降落,最後造成無辜的傷亡。馬丘做的不是在警察接獲報案後才出發抓人,瑞奇蒙的警力企圖防止這場射擊事件再度發生。她運用過去槍擊案件的資料,整理出一份跨年槍擊案件的熱點地圖,與瑞奇蒙當地警方合作設立檢查哨,主動扣押查到的武器。

「其實那一晚我過得膽顫心驚。」馬丘這麼說:「因為如果這個方法沒有效用,再加上我還建議可以讓五十名警員提早休假,我可能就要負責寫一大堆的報告了!」瑞奇蒙市在二○○四年跨年槍擊案的件數比前一年少了將近五成,扣押槍枝的比例比往年多了百分之二百四十五。

利用預測分析來解決警察的問題,主要會面臨兩項挑戰:要如何從多變又毫無章法的資料堆裡找出犯罪的邏輯,同時又如何解釋這樣的情形讓所有的人都能明白了解? 馬丘解釋:「在警察的工作裡,我們所蒐集到的資料可能毫無品質可言(有可能是被害者受到太大的驚嚇,目擊者可能一時沒看清楚,或者是疑犯說謊),所以可能我們要什麼資料就沒什麼資料。」

資料的可見度(visualization)可以補足其中不夠的部分。在九○年代,紐約市警察局利用「CompStat」追蹤軟體,整合犯罪資料與紐約市的地圖,發現這樣的配套可以增加警方打擊犯罪的效率。只要攤開地圖,所有資料一覽無遺,而且可以重複運用。聖塔克魯茲市(Santa Cruz)警察局提供警員一份「犯罪後可能藏匿地點」的數位地圖,但是馬丘也提到:「如果使用者無法了解和善用預測分析的結果,這樣的資料分析也等於毫無用處。」

身處資訊爆炸時代的我們,善用資料的人才能掌握最大的優勢,否則資料只是一串數字和文字的組合,就像一組沒有解密的合成編碼。唯有透過分析和過濾,資訊才能成為有用的工具。

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專題報導 

Gartner:IBM取代趨勢科技成全球資安第三大廠

Gartner 2013年全球資訊安全軟體市占率調查:資訊安全軟體在成熟市場趨於飽和,全球成長率低於預期,大中華區地方性強勢企業,依靠廣告收入的特殊營收方式,排擠跨國資安企業

根據市調機構Gartner最新調查,2013年全球資訊安全軟體營收較2012年成長4.9%,達199億美元。由於資安兩個重要子領域,端點安全產品和電子郵件安全閘道產品普及化,且需求減少以及前五大資安廠商成長趨緩,以致市場成長率低於預期。

2013年全球資訊安全軟體營收排名,前兩名與2012年相同,第一名是賽門鐵克,第二名為McAfee,而IBM則擠下趨勢科技成為資安營收第三名,這也是首次有非純資訊安全廠商進入前三名。前四大廠商資訊安全軟體市場總合達39%。

以區域成長率來看,年成長率排名分別為第一名的亞太新興地區12.8%,第二名是大中華地區11%,而第三名為歐亞地區9.3%,不過某些區域擁有強勢的地方性或區域性廠商,對於跨國廠商來說,會是一個艱難的考驗。

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