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新书速递:周立功教授心血新力作《面向AMetal框架与接口的编程(上)》

ZLG致远电子
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发布于 2017/08/21 15:36
字数 2236
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书本前言

产品的 BOM 成本很低,而毛利又很高,为何很多上市公司的年利润却买不起一套房?房子到底被谁买走了,这个问题值得我们反思!

1、大胆的推测

追求代码复用和跨平台,这是开发者梦寐以求的奋斗目标,但现实很残酷,几乎无法成为现实。原因何在?MCU 有 M0、M4、M7、ARM9、A5、A7、A8 内核、DSP......有些项目不需要操作系统,有些项目可能选择 FreeRTOS 或μC/OS-II 或 sysBIOS,另一些项目可能选择 Linux 或 Windows,因为不同的半导体公司支持的平台不一样。

基于此,我们不妨做一个大胆的假设。虽然 PCF85063、RX8025T 和 DS1302 来自不同的半导体的公司,但其共性都是 RTC 实时日历时钟芯片,即可高度抽象共用相同的驱动接口,其差异性用特殊的驱动接口应对。虽然 FreeRTOS 或μC/OS-II 或 sysBIOS、Linux、Windows 各不相同,但它们都是 OS,多线程、信号量、消息、邮箱、队列等是其特有的共性,显然 QT 和 emWin 同样可以高度抽象为 GUI 框架。也就是说,不管什么 MCU,也不管是否使用操作系统,只要修改相应的头文件,即可复用应用代码,这就是平台的雏形。

2、核心域与非核心域

其实一个软件系统封装了若干领域的知识,其中一个领域知识代表了系统的核心竞争力,这个领域被称为“核心域”,其它领域称为“非核心域”。虽然更通俗的说法是“业务”和“技术”,但使用“核心域”和“非核心域”更严谨。

非核心域就是别人的领域,比如,底层驱动、操作系统和组件,即便你有一些优势,那也是暂时的,竞争对手也能通过其它渠道获得。虽然非核心域的改进是必要的,但不充分,还是要在核心域上深入挖掘,让竞争对手无法轻易从第三方获得。因为在核心域上深入挖掘,达到基于核心域的复用,这是获得和保持竞争力的根本手段。

要达到基于核心域的复用,有必要将核心域和非核心域分开考虑。因为过早地将各个领域的知识混杂,会增加不必要的负担,从而导致开发人员腾不出脑力思考核心域中更深刻的问题。由于待解决的问题的规模一旦变大,而人脑的容量和运算能力有限,因此必须分而治之,因为核心域与非核心域的知识都是独立的。

3、思维差异决定收益

Yourdon 和 Constantine 在《结构化设计》一书中,将经济学作为软件设计的底层驱动力,软件设计应该致力于降低整体成本。人们发现软件的维护成本远远高于它的初始成本,因为理解现有代码需要花费时间,而且容易出错。同时改动之后,还要进行测试和部署。Apple之所以成为全球最赚钱的手机公司,关键在于产品的性能超越了用户的预期,且因为大量可重用的核心领域知识,综合成本做到了极致。

更多的时候,程序员不是在编码,而是在阅读程序。由于阅读程序需要从细节和概念上理解,因此修改程序的投入会远远大于最初编程的投入。基于这样的共识,让我们操心的一系列事情,需要不断地思考和总结使之可以重用,这就是方法论的源起。

通过财务数据分析,由于早期决策失误和缺乏科学的软件工程方法,我们开发了一些周期长、技术难度大且回报率极低的产品,不仅软件难以重用,而且扩展和维护难度很大,从而导致开发成本居高不下。

显而易见,从软件开发来看,软件工程与计算机科学是完全不同的两个领域的知识。其主要区别在于人,因为软件开发是以人为中心的过程。如果考虑人的因素,软件工程更接近经济学,而非计算机科学。如果不改变思维方式,则很难开发出既好卖且成本低的产品。

虽然大多数开发者都很勤奋,但其奋斗目标不是企业和个人收益最大化,而是以学习基础技术为乐趣,极少与市场人员和用户交流,不注重提升个人挖掘用户需求的创造力,而是将精力用错了地方,这是很多人一辈子也没有认识到的深刻问题。只是表面地叹息自己怀才不遇,甚至将自己失败的责任推给他人。由此可见,人与人之间的差别不在于知识和经验,而是思维方面的差异决定了每个人的未来。

4、解决之道

代码的优劣不仅直接决定了软件的质量,还将直接影响软件成本。软件成本是由开发成本和维护成本组成的,而维护成本却远高于开发成本,蛮力开发的现象比比皆是,大量来之不易的资金被无声无息地吞没,整个社会的资源浪费严重。

为何不将复杂的技术高度抽象呢?如果实现就能做到让专业的人做专业的事,AWorks就是在这样的背景下诞生的。由于其中融入了更多的软件工程技术方法,因此就能做到将程序员彻底从非核心域中释放出来聚焦于核心竞争力。

无论你选择什么芯片和任何 OS,比如,Linux 和其它任何 RTOS,只要 AWorks 支持它,就可以在目标板上实现跨平台运行。因为无论什么 OS,它只是 AWorks 的一个组件,针对不同的 OS,AWorks 都会提供相应的适配器,那么所有的组件都可以根据需要更换。

由于 AWorks 制定了统一的接口规范,并对各种微处理器内置的功能部件与外围器件进行了高度的抽象,因此无论你选用的是 ARM 还是 DSP,通过“按需定制”的外设驱动软件和相关组件,以高度复用的软件设计原则和只针对接口编程的思想为前提,则应用软件均可实现“一次编程、终生使用和跨平台”。基于此,进一步扩大了 AWorks 使用范围,又发展出了代码更小的 AMetal,AWorks 能给你带来的最大价值就是不需要重新发明轮子。

5、丛书简介

《面向AMetal框架与接口的编程(上)》是《嵌入式软件工程方法与实践丛书》中的第一套第二本书,丛书共含四套:

第一套

《程序设计与数据结构》

《面向 AMetal 框架与接口的编程》(上)

《面向对象的分析与设计》

第二套

《面向 AWorks 框架与接口的编程》(适用于各种 MCU)

《面向对象的分析与设计》

第三套

《面向 AWorks 框架与接口的编程——基于 Linux》(适用于 ARM9 以上内核)

《面向对象的分析与设计》

第四套

《C++现代程序设计》

《面向 AWorks 框架与接口的编程——基于 C++》(适用于 ARM9 以上内核)

《面向对象的分析与设计》

还在写作中的内容包括测试与持续集成,书籍均由周立功团队从理论知识到实践应用的精华汇编,将来会陆续与大家见面,共同学习与探讨。

© 著作权归作者所有

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