新書速遞：周立功教授心血新力作《面向AMetal框架與接口的編程（上）》

書本前言

產(chǎn)品的 BOM 成本很低，而毛利又很高，為何很多上市公司的年利潤(rùn)卻買不起一套房?房子到底被誰(shuí)買走了，這個(gè)問(wèn)題值得我們反思!

1、大膽的推測(cè)

追求代碼復(fù)用和跨平臺(tái)，這是開(kāi)發(fā)者夢(mèng)寐以求的奮斗目標(biāo)，但現(xiàn)實(shí)很殘酷，幾乎無(wú)法成為現(xiàn)實(shí)。原因何在?MCU 有 M0、M4、M7、ARM9、A5、A7、A8 內(nèi)核、DSP......有些項(xiàng)目不需要操作系統(tǒng)，有些項(xiàng)目可能選擇 FreeRTOS 或μC/OS-II 或 sysBIOS，另一些項(xiàng)目可能選擇 Linux 或 Windows，因?yàn)椴煌陌雽?dǎo)體公司支持的平臺(tái)不一樣。

基于此，我們不妨做一個(gè)大膽的假設(shè)。雖然 PCF85063、RX8025T 和 DS1302 來(lái)自不同的半導(dǎo)體的公司，但其共性都是 RTC 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片，即可高度抽象共用相同的驅(qū)動(dòng)接口，其差異性用特殊的驅(qū)動(dòng)接口應(yīng)對(duì)。雖然 FreeRTOS 或μC/OS-II 或 sysBIOS、Linux、Windows 各不相同，但它們都是 OS，多線程、信號(hào)量、消息、郵箱、隊(duì)列等是其特有的共性，顯然 QT 和 emWin 同樣可以高度抽象為 GUI 框架。也就是說(shuō)，不管什么 MCU，也不管是否使用操作系統(tǒng)，只要修改相應(yīng)的頭文件，即可復(fù)用應(yīng)用代碼，這就是平臺(tái)的雛形。

2、核心域與非核心域

其實(shí)一個(gè)軟件系統(tǒng)封裝了若干領(lǐng)域的知識(shí)，其中一個(gè)領(lǐng)域知識(shí)代表了系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，這個(gè)領(lǐng)域被稱為“核心域”，其它領(lǐng)域稱為“非核心域”。雖然更通俗的說(shuō)法是“業(yè)務(wù)”和“技術(shù)”，但使用“核心域”和“非核心域”更嚴(yán)謹(jǐn)。

非核心域就是別人的領(lǐng)域，比如，底層驅(qū)動(dòng)、操作系統(tǒng)和組件，即便你有一些優(yōu)勢(shì)，那也是暫時(shí)的，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也能通過(guò)其它渠道獲得。雖然非核心域的改進(jìn)是必要的，但不充分，還是要在核心域上深入挖掘，讓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無(wú)法輕易從第三方獲得。因?yàn)樵诤诵挠蛏仙钊胪诰颍_(dá)到基于核心域的復(fù)用，這是獲得和保持競(jìng)爭(zhēng)力的根本手段。

要達(dá)到基于核心域的復(fù)用，有必要將核心域和非核心域分開(kāi)考慮。因?yàn)檫^(guò)早地將各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)混雜，會(huì)增加不必要的負(fù)擔(dān)，從而導(dǎo)致開(kāi)發(fā)人員騰不出腦力思考核心域中更深刻的問(wèn)題。由于待解決的問(wèn)題的規(guī)模一旦變大，而人腦的容量和運(yùn)算能力有限，因此必須分而治之，因?yàn)楹诵挠蚺c非核心域的知識(shí)都是獨(dú)立的。

3、思維差異決定收益

Yourdon 和 Constantine 在《結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)》一書中，將經(jīng)濟(jì)學(xué)作為軟件設(shè)計(jì)的底層驅(qū)動(dòng)力，軟件設(shè)計(jì)應(yīng)該致力于降低整體成本。人們發(fā)現(xiàn)軟件的維護(hù)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它的初始成本，因?yàn)槔斫猬F(xiàn)有代碼需要花費(fèi)時(shí)間，而且容易出錯(cuò)。同時(shí)改動(dòng)之后，還要進(jìn)行測(cè)試和部署。Apple之所以成為全球最賺錢的手機(jī)公司，關(guān)鍵在于產(chǎn)品的性能超越了用戶的預(yù)期，且因?yàn)榇罅靠芍赜玫暮诵念I(lǐng)域知識(shí)，綜合成本做到了極致。

更多的時(shí)候，程序員不是在編碼，而是在閱讀程序。由于閱讀程序需要從細(xì)節(jié)和概念上理解，因此修改程序的投入會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最初編程的投入?；谶@樣的共識(shí)，讓我們操心的一系列事情，需要不斷地思考和總結(jié)使之可以重用，這就是方法論的源起。

通過(guò)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)分析，由于早期決策失誤和缺乏科學(xué)的軟件工程方法，我們開(kāi)發(fā)了一些周期長(zhǎng)、技術(shù)難度大且回報(bào)率極低的產(chǎn)品，不僅軟件難以重用，而且擴(kuò)展和維護(hù)難度很大，從而導(dǎo)致開(kāi)發(fā)成本居高不下。

顯而易見(jiàn)，從軟件開(kāi)發(fā)來(lái)看，軟件工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)是完全不同的兩個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。其主要區(qū)別在于人，因?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)是以人為中心的過(guò)程。如果考慮人的因素，軟件工程更接近經(jīng)濟(jì)學(xué)，而非計(jì)算機(jī)科學(xué)。如果不改變思維方式，則很難開(kāi)發(fā)出既好賣且成本低的產(chǎn)品。

雖然大多數(shù)開(kāi)發(fā)者都很勤奮，但其奮斗目標(biāo)不是企業(yè)和個(gè)人收益最大化，而是以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)技術(shù)為樂(lè)趣，極少與市場(chǎng)人員和用戶交流，不注重提升個(gè)人挖掘用戶需求的創(chuàng)造力，而是將精力用錯(cuò)了地方，這是很多人一輩子也沒(méi)有認(rèn)識(shí)到的深刻問(wèn)題。只是表面地嘆息自己懷才不遇，甚至將自己失敗的責(zé)任推給他人。由此可見(jiàn)，人與人之間的差別不在于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，而是思維方面的差異決定了每個(gè)人的未來(lái)。

4、解決之道

代碼的優(yōu)劣不僅直接決定了軟件的質(zhì)量，還將直接影響軟件成本。軟件成本是由開(kāi)發(fā)成本和維護(hù)成本組成的，而維護(hù)成本卻遠(yuǎn)高于開(kāi)發(fā)成本，蠻力開(kāi)發(fā)的現(xiàn)象比比皆是，大量來(lái)之不易的資金被無(wú)聲無(wú)息地吞沒(méi)，整個(gè)社會(huì)的資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

為何不將復(fù)雜的技術(shù)高度抽象呢?如果實(shí)現(xiàn)就能做到讓專業(yè)的人做專業(yè)的事，AWorks就是在這樣的背景下誕生的。由于其中融入了更多的軟件工程技術(shù)方法，因此就能做到將程序員徹底從非核心域中釋放出來(lái)聚焦于核心競(jìng)爭(zhēng)力。

無(wú)論你選擇什么芯片和任何 OS，比如，Linux 和其它任何 RTOS，只要 AWorks 支持它，就可以在目標(biāo)板上實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行。因?yàn)闊o(wú)論什么 OS，它只是 AWorks 的一個(gè)組件，針對(duì)不同的 OS，AWorks 都會(huì)提供相應(yīng)的適配器，那么所有的組件都可以根據(jù)需要更換。

由于 AWorks 制定了統(tǒng)一的接口規(guī)范，并對(duì)各種微處理器內(nèi)置的功能部件與外圍器件進(jìn)行了高度的抽象，因此無(wú)論你選用的是 ARM 還是 DSP，通過(guò)“按需定制”的外設(shè)驅(qū)動(dòng)軟件和相關(guān)組件，以高度復(fù)用的軟件設(shè)計(jì)原則和只針對(duì)接口編程的思想為前提，則應(yīng)用軟件均可實(shí)現(xiàn)“一次編程、終生使用和跨平臺(tái)”?；诖?，進(jìn)一步擴(kuò)大了 AWorks 使用范圍，又發(fā)展出了代碼更小的 AMetal，AWorks 能給你帶來(lái)的最大價(jià)值就是不需要重新發(fā)明輪子。

5、叢書簡(jiǎn)介

《面向AMetal框架與接口的編程(上)》是《嵌入式軟件工程方法與實(shí)踐叢書》中的第一套第二本書，叢書共含四套：

第一套

《程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

《面向 AMetal 框架與接口的編程》(上)

《面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)》

第二套

《面向 AWorks 框架與接口的編程》(適用于各種 MCU)

《面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)》

第三套

《面向 AWorks 框架與接口的編程——基于 Linux》(適用于 ARM9 以上內(nèi)核)

《面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)》

第四套

《C++現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)》

《面向 AWorks 框架與接口的編程——基于 C++》(適用于 ARM9 以上內(nèi)核)

《面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)》

還在寫作中的內(nèi)容包括測(cè)試與持續(xù)集成，書籍均由周立功團(tuán)隊(duì)從理論知識(shí)到實(shí)踐應(yīng)用的精華匯編，將來(lái)會(huì)陸續(xù)與大家見(jiàn)面，共同學(xué)習(xí)與探討。