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1、软件架构软件架构Software Architecture中国人民大学中国人民大学信息学院计算机系，信息学院计算机系，数据工程与知识工程数据工程与知识工程教育部重点实验室教育部重点实验室 朱青朱青第第 2 章章 软件架构师软件架构师1.企业中架构师企业中架构师 1.架构师的定义和职责架构师的定义和职责2.架构师的素质架构师的素质2.工作中架构师工作中架构师1.解决商业问题解决商业问题2.架构师架构师软件的核心人物软件的核心人物软件架构师软件架构师l一个软件架构师需要有广泛的软件理论知识和相应的经验来事实和管理软件产品的高级设计。l软件架构师:l定义和设计软件的模块化，模块之间的交互，l用户界面
2、风格，对外接口方法，l创新的设计特性，以及高层事物的对象操作、逻辑和流程。软件架构师软件架构师系统的核心系统的核心l软件架构师与客户商谈概念上的事情，l与经理商谈广泛的设计问题，l与软件工程师商谈创新的结构特性，l与程序员商谈实现技巧，外观和风格。l软件架构师企业的高级人才需求与培养l引用：网络ppt：l软件企业的人才需求主讲人：邱嘉文人才在软件企业价值链中的地位人才在软件企业价值链中的地位客户的业客户的业务问题或务问题或机遇。机遇。帮助客户帮助客户 实现业务价实现业务价值的软件工值的软件工具。具。软件过程软件过程软件企业软件企业人才培养基地人才培养基地帮助软件企业实施软件帮助软件企业实施软件
3、工程的人才。工程的人才。软件过程是知识密集型过程软件过程是知识密集型过程软件过程业务领域业务领域知识知识软件工程软件工程知识知识软件企业软件企业知识知识解决方案解决方案知识知识软件企业人才软件企业人才/知识结构知识结构需求开发需求开发人员人员产品服务产品服务人员人员软件客户软件客户软件研发软件研发人员人员企业管理企业管理人员人员软件企业软件企业业务领业务领域知识域知识解决方解决方案知识案知识企业运企业运营知识营知识软件工软件工程知识程知识软件企业的组成软件企业的组成需求开发人员需求开发人员产品服务人员产品服务人员软件研发人员软件研发人员企业管理人员企业管理人员软件企业软件企业软件工软件工程知识
4、程知识业务领业务领域知识域知识企业运企业运营知识营知识解决方解决方案知识案知识软件过程软件过程产产品品交交接接产品经理产品经理技术支持技术支持专家顾问专家顾问1.1.需求调查需求调查10.10.产品使用产品使用用户用户TOONE软件过程（软件过程（1999-2000）产品定义产品定义产品推行产品推行产产品品开开发发市市场场营营销销市场经理市场经理产品经理产品经理2.2.产品策划产品策划开发经理开发经理产品经理产品经理3.3.需求分析需求分析开发经理开发经理4.4.系统分析系统分析9.9.产品营销产品营销市场经理市场经理客户经理客户经理8.8.软件包装软件包装客户经理客户经理产品经理产品经理7.
5、7.系统测试系统测试测试员测试员产品经理产品经理营营销销部部开开发发部部产品部产品部6.6.模块开发模块开发开发经理开发经理开发员开发员5.5.系统设计系统设计开发经理开发经理软件企业的组成软件企业的组成企业管理人员企业管理人员需求开发人员需求开发人员企业管理人员企业管理人员产品服务人员产品服务人员软件研发人员软件研发人员软件企业软件企业软件工软件工程知识程知识业务领业务领域知识域知识企业运企业运营知识营知识解决方解决方案知识案知识软件过程企业管理人员举例企业管理人员举例人资管理人员人资管理人员企业管理人员企业管理人员行政管理人员行政管理人员投资管理人员投资管理人员运营监管人员运营监管人员财务
6、管理人员财务管理人员产品服务人员产品服务人员需求开发人员需求开发人员产品服务人员产品服务人员软件企业的组成软件企业的组成软件研发人员软件研发人员企业管理人员企业管理人员软件企业软件企业软件工软件工程知识程知识业务领业务领域知识域知识企业运企业运营知识营知识解决方解决方案知识案知识软件过程软件产品服务人员举例软件产品服务人员举例市场人员市场人员产品服务人员产品服务人员销售人员销售人员技术支持人员技术支持人员培训咨询人员培训咨询人员营销管理人员营销管理人员需求开发人员需求开发人员需求开发人员需求开发人员软件企业的组成软件企业的组成产品服务人员产品服务人员软件研发人员软件研发人员企业管理人员企业管理
7、人员软件企业软件企业软件工软件工程知识程知识业务领业务领域知识域知识企业运企业运营知识营知识解决方解决方案知识案知识软件过程需求开发人员举例需求开发人员举例客户代表客户代表产品代表产品代表需求开发人员需求开发人员业务分析员业务分析员业务设计员业务设计员产品经理产品经理需求复审员需求复审员系统分析员系统分析员软件研发人员软件研发人员软件研发人员软件研发人员需求开发人员需求开发人员软件企业的组成软件企业的组成产品服务人员产品服务人员企业管理人员企业管理人员软件企业软件企业软件工软件工程知识程知识业务领业务领域知识域知识企业运企业运营知识营知识解决方解决方案知识案知识软件过程软件研发人员举例软件研发
8、人员举例配置管理员配置管理员质保员质保员项目经理项目经理设计员设计员软件研发人员软件研发人员架构师架构师分析员分析员设计复审员设计复审员测试员测试员程序员程序员国内软件企业面临的普遍问题国内软件企业面临的普遍问题普通开发员好找，软件工程师难寻处于作坊式向工程化进化的艰难过渡期软件过程失衡，脱节，过程成熟度低陷于规范管理和僵化管理相混淆的境地外功易修，内功难练市场的要求高和企业研发能力不足矛盾突出普通开发员和软件工程师之一普通开发员和软件工程师之一l普通开发员l掌握了计算机基础知识；掌握了计算机基础知识；l熟悉计算机资源，学会了熟悉计算机资源，学会了编程语言，喜欢卖弄技巧，编程语言，喜欢卖弄技巧
9、，喜欢比较编程语言的优劣；喜欢比较编程语言的优劣；l以能编出某种特殊功能的以能编出某种特殊功能的程序为荣，不懂原理，不程序为荣，不懂原理，不求甚解；求甚解；l喜欢个人开发，不重视文喜欢个人开发，不重视文档编写；档编写；n软件工程师n计算机基础知识扎实；计算机基础知识扎实；n掌握两门以上编程语掌握两门以上编程语言，很少停留在表面言，很少停留在表面比较编程语言的优劣；比较编程语言的优劣；n以编写出用户满意的以编写出用户满意的高质量软件为荣。高质量软件为荣。n懂得个人开发和团队懂得个人开发和团队开发的利弊，文档规开发的利弊，文档规范，齐全。范，齐全。普通开发员和软件工程师之二普通开发员和软件工程师之
10、二l普通开发员l只重视功能的实现，不重只重视功能的实现，不重进度和质量的把握。进度和质量的把握。l怕被怕被“管管”得太死，动不得太死，动不动就说限制了思路，没有动就说限制了思路，没有发挥空间。发挥空间。l不喜欢做测试工作，认为不喜欢做测试工作，认为测试低人一等，从来没有测试低人一等，从来没有做过测试工作。做过测试工作。l只根据自己的爱好学习技只根据自己的爱好学习技术；术；n软件工程师 n懂得在进度、质量（功能）懂得在进度、质量（功能）和成本之间平衡。和成本之间平衡。n懂得规范的目的在于重用，懂得规范的目的在于重用，重用有利于提高效率和集重用有利于提高效率和集中精力创新。中精力创新。n认为测试工
11、作比编码更具认为测试工作比编码更具挑战性，自己经常为同伴挑战性，自己经常为同伴的代码做白盒测试。的代码做白盒测试。n根据企业项目的需求和自根据企业项目的需求和自己发展目标的共同点选择己发展目标的共同点选择学习内容和方向；学习内容和方向；普通开发员和软件工程师之三普通开发员和软件工程师之三l普通程序员l认为别人程序很差，认为别人程序很差，不喜欢看别人的代码；不喜欢看别人的代码；l总认为自己比业务专总认为自己比业务专家还更理解需求。家还更理解需求。l项目开始喜欢说项目开始喜欢说:“:“没没问题，问题，SO EASY”SO EASY”。l项目大大延期时喜欢项目大大延期时喜欢说：说：“设计太烂，没设计
12、太烂，没法编程法编程”。n软件工程师n喜欢为同事走查代码，喜欢为同事走查代码，并以此获得学习他人并以此获得学习他人有点的机会；有点的机会；n懂得自己只是可能比懂得自己只是可能比业务专家更懂编程。业务专家更懂编程。n项目开始喜欢问项目开始喜欢问:“:“那是什么？这是为什那是什么？这是为什么？么？”。n项目大大延期时喜欢项目大大延期时喜欢说：说：“我为什么就没我为什么就没想到想到”。企业的人才类型和素质结构关系企业的人才类型和素质结构关系技术素质管理素质时间管理缺陷管理计划管理成本管理风险管理知识管理分析技术架构技术编程技术测试技术设计技术初级工作者初级工作者高级综合高级综合人才人才高级管理人才高
13、级管理人才高级技术高级技术人才人才企业人才价值等高线企业人才价值等高线高级技术人才理想成长路径高级技术人才理想成长路径时间管理缺陷管理计划管理成本管理风险管理知识管理分析技术架构技术编程技术测试技术设计技术初级工作者初级工作者高级综合高级综合人才人才高级管理人才高级管理人才高级技术高级技术人才人才164523预备程序员中级程序员高级程序员设计员分析员架构师架构师管理素质技术素质高级管理人才理想成长路径高级管理人才理想成长路径时间管理缺陷管理计划管理成本管理风险管理知识管理分析技术架构技术编程技术测试技术设计技术初级工作者初级工作者高级综合高级综合人才人才高级管理人才高级管理人才高级技术高级技术
14、人才人才1A798配置经理SQA经理产品经理研发部经理64523预备程序员技术素质管理素质高级综合人才实际想成长路径高级综合人才实际想成长路径时间管理缺陷管理计划管理成本管理风险管理知识管理分析技术架构技术编程技术测试技术设计技术初级工作者初级工作者高级综合高级综合人才人才高级管理人才高级管理人才高级技术高级技术人才人才1A79864523预备程序员B项目组长C项目负责人D项目经理E项目总监F技术总监管理素质技术素质软件企业人才成长实际路径软件企业人才成长实际路径时间管理缺陷管理计划管理成本管理风险管理知识管理分析技术架构技术编程技术测试技术设计技术初级工作者初级工作者高级综合高级综合人才人才
15、高级管理人才高级管理人才高级技术高级技术人才人才1A79864523BCDEF技术素质管理素质企业人才类型理想分布状况企业人才类型理想分布状况时间管理缺陷管理计划管理成本管理风险管理知识管理分析技术架构技术编程技术测试技术设计技术初级工作者初级工作者高级综合高级综合人才人才高级管理人才高级管理人才高级技术高级技术人才人才1A79864523BCDEF管理素质技术素质企业实际人才类型分布状况企业实际人才类型分布状况分析技术架构技术编程技术测试技术设计技术高级综合高级综合人才人才高级管理人才高级管理人才高级技术高级技术人才人才1A79864523BCDEF技术素质管理素质缺陷管理计划管理成本管理风
16、险管理知识管理初级工作者初级工作者时间管理软件架构师工作软件架构师工作lSoftware Architecture:A previewlThe importance of SAlArchitecture vs.DesignlThe State of the practicelThe State of ResearchlThe issuesReq.analysis&specificationSoftware Architecture&designCoding&unit testingIntegration&system testingmaintenanceLogical ViewPhysical
17、 viewProcess ViewDevelopment System topology,delivery,installation.Project management Development teamSystem IntegratorsDynamic properties:performance,scalability,availability.End user functionalitylLogical view(or CC-View)lDescribe the architecturally significant elements of the architecture such a
18、s components(classes)and their communicationlCan be specifiedlUsing UML(class diagram)lUsing ADL lRepresents how the major processes and components are mapped on to application hardwarelE.g.how the database and web servers working with database are distributed across a number of servers machineslRep
19、resents the internal organization of the software componentslE.g.,the depiction of a nested package and class hierarchy for a java application would constitute the development view of an architecturelDescribes the concurrency and coordination elements of an architecturelE.g.,lin IT application,the m
20、ain concerns are describing multi-threaded or replicated components,and the synchronous or asynchronous communication mechanism usedlUsed tie all these viewslThey capture the requirements for the architecturelCan be related to one or more viewslCan be used to test/validate the architecturelDocuments
21、 an architecture usinglModule viewlDescribe a structural view of the architecturelCode modules,classes,packages,and subsystems in the designlComponent-and-Connector view(uses ADL)lThis view describe the behavioral aspects of the architecture using component(e.g.,objects)and the connectors(e.g.,proce
22、dure call,CORBA)lAllocation viewlShows the mapping between the processes and their hardware;How they talk to each other using NTW or DBASElSoftwarelHigh level design(Architecture)lLow level design(algorithms&Data Structure)l Code levellExecutablelHardwarelProgramminglLogic designlCircuitlExplicit us
23、e of architectural design can be seenlStandardized components:lcommon set of components forms the basis for a set of related operationslSpecific systems can be realized by just adding the specialized componentslProduct family:lcommon set of components that form the basis to produce a family of close
24、ly related producer;lFrameworks(platform):lA generic set of components that forms the basis of a variety of related products;need to be tailored for specific systemlDomain-specific architectures:larchitectural abstractions designed for specific class of systems(e.g.,DoD and avionic systems)Software
25、ArchitectEnd-users:how dependable is the system?Acquirers:Neat features,low cost,short time to market,parity with competing products!Maintainers:how to change?Management:how to keep track of milestones,budget,etcDevelopers:Low cost,timely delivery,not change very often!observable at Runtime Performa
26、nce Security Availability ReliabilityUsability Scalability Not observable at Runtime Modifiability Portability Reusability Integrability TestabilityBusiness Qualities Time to market Cost Projected lifetime of the system Targeted market Rollout schedule Extensive use of legacy systemsQualities of the
27、 Architecture Conceptual integrity Correctness and completeness软件架构师工作软件架构师工作l软件架构师案例分析软件架构师案例分析lTrustie课题，协同开发平台团队课题，协同开发平台团队可信 共享 协同流程制导、支持异构集成的软件生产线流程制导、支持异构集成的软件生产线介绍介绍Trustie课题课题协同开发平台团队协同开发平台团队2009.06.01 北京北京内容内容 o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控身份验证服务海岛游服
28、务登山游服务酒店预订服务机票预订服务支付服务开始结束orand一个旅行定制系统，用户通过浏览一个旅行定制系统，用户通过浏览器定制旅行计划，主要包括以下四器定制旅行计划，主要包括以下四大功能需求：大功能需求：电子商务门户电子商务门户 订单处理订单处理 供应商供应商 银行支付银行支付TravelPlanTravelPlan背景介绍背景介绍-需求需求o应用复杂化、平台复杂化n流程驱动、服务集成n个性定制、信息集成n多层架构、平台异构ProcessEngineServiceEngineServiceEngineServiceEngineServiceEngineServiceEngineService
29、EngineAS支付服务机票服务酒店服务海岛游服务登山游服务身份验证服务PortalServerTravelPlan门户AS背景介绍背景介绍-需求需求o生产线特征n支持基于多中间件平台的复杂分布式软件系统的生产n支持模型驱动的开发方法,支持可信保障背景介绍背景介绍-流程制导、支持异构集成的软件生产线流程制导、支持异构集成的软件生产线背景介绍背景介绍-流程制导、支持异构集成的软件生产线流程制导、支持异构集成的软件生产线o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控生产线设计人员定义生产线加工工序项目开
30、发团队下载、装配个人工作平台内容内容 o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控应用项目中制品的组织和管理内容内容 o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控项目管理人员分配软件制品加工任务内容内容 o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控业务流程设计人员进行业务流程的设计和开发内容内容 o背景介
31、绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控Java&J2EE开发人员进行业务构件和门户构件的开发内容内容 o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控部署人员进行统一进行流程、应用、构件的部署内容内容 o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、多粒度主动监控业务分析人员和平台管理人员进行业务流程监控和平台性能监控内容
32、内容 o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控生产线设计人员定义生产线加工工序项目开发团队下载、装配个人工作平台内容内容 o构造软件品加工工序，形成以制品为核心的“生产线数据流”生产线建模工具生产线演示生产线演示-构造软件制品加工工序构造软件制品加工工序BPMN建模Web服务开发流程部署流程测试BPMN建模文件Web服务可运行系统个人工作平台任务管理制品管理生产线生命周期管理软件生产线o构造软件品加工工序，形成以制品为核心的“生产线数据流”生产线建模工具生产线演示生产线演示-构造软件制品加工工
33、序构造软件制品加工工序BPMN建模Web服务开发流程部署流程测试BPMN建模文件Web服务可运行系统个人工作平台任务管理制品管理生产线生命周期管理软件生产线o构造软件品加工工序，形成以制品为核心的“生产线数据流”生产线建模工具生产线演示生产线演示-构造软件制品加工工序构造软件制品加工工序BPMN建模Web服务开发流程部署流程测试BPMN建模文件Web服务可运行系统 数据流生产线演示生产线演示-构造软件制品加工工序构造软件制品加工工序生产线演示生产线演示-生产线配置文件生产线配置文件个人工作平台o生产线使用人员根据所属角色，下载工具，装配形成个人工作平台生产线演示生产线演示-装配个人工作平台装配
34、个人工作平台个人工作平台任务管理制品管理生产线生命周期管理BPMN建模Web服务开发流程部署流程测试BPMN建模文件Web服务可运行系统软件生产线个人工作平台个人工作平台软件工具库软件工具库InternetInternet生产线演示生产线演示-装配个人工作平台装配个人工作平台软件工具库软件工具库InternetInternet选配生产线演示生产线演示-装配个人工作平台装配个人工作平台业务流程配置工具业务流程部署工具J2EE应用配置工具J2EE应用部署工具部署部署&配置工具集配置工具集业务流程设计工具集业务流程设计工具集BPMN建模工具BPMN2BPEL转换工具BPEL2BPMN转换工具Web服
35、务搜索工具监控工具集监控工具集业务流程监控配置工具业务流程监控工具构件监控配置工具统一监控视图Web服务开发工具Web服务客户端开发工具J2EE构件开发工具J2EE构件模型导航器原子服务构件开发工具集原子服务构件开发工具集门户开发工具集门户开发工具集Portal组装工具Portlet开发工具Portlet调试工具Portal Server软件工具库软件工具库InternetInternet选配生产线演示生产线演示-装配个人工作平台装配个人工作平台业务流程配置工具业务流程部署工具J2EE应用配置工具J2EE应用部署工具部署部署&配置工具集配置工具集业务流程设计工具集业务流程设计工具集BPMN建模
36、工具BPMN2BPEL转换工具BPEL2BPMN转换工具Web服务搜索工具监控工具集监控工具集业务流程监控配置工具业务流程监控工具构件监控配置工具统一监控视图Web服务开发工具Web服务客户端开发工具J2EE构件开发工具J2EE构件模型导航器原子服务构件开发工具集原子服务构件开发工具集门户开发工具集门户开发工具集Portal组装工具Portlet开发工具Portlet调试工具Portal Server软件工具库软件工具库InternetInternet选配生产线演示生产线演示-装配个人工作平台装配个人工作平台下载业务流程配置工具业务流程部署工具J2EE应用配置工具J2EE应用部署工具部署部署&
37、配置工具集配置工具集业务流程设计工具集业务流程设计工具集BPMN建模工具BPMN2BPEL转换工具BPEL2BPMN转换工具Web服务搜索工具监控工具集监控工具集业务流程监控配置工具业务流程监控工具构件监控配置工具统一监控视图Web服务开发工具Web服务客户端开发工具J2EE构件开发工具J2EE构件模型导航器原子服务构件开发工具集原子服务构件开发工具集门户开发工具集门户开发工具集Portal组装工具Portlet开发工具Portlet调试工具Portal Server软件工具库软件工具库InternetInternet选配下载生产线演示生产线演示-装配个人工作平台装配个人工作平台安装装配形成个
38、人工作平台o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控应用项目中制品的组织和管理内容内容 业务流程工程基础软件平台业务构件工程门户及界面工程BPMNWebWSEJBPortal生产线演示生产线演示-应用工程及制品管理应用工程及制品管理业务流程工程基础软件平台业务构件工程门户及界面工程BPMNWebWSEJBPortal生产线演示生产线演示-应用工程及制品管理应用工程及制品管理生产线演示生产线演示-应用工程及制品管理应用工程及制品管理o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任
39、务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控项目管理人员分配软件制品加工任务内容内容 o以任务驱动生产线进行软件生产活动，形成“生产线控制流”生产线演示生产线演示-生产线任务管理生产线任务管理个人工作平台任务管理制品管理生产线生命周期管理BPMN建模Web服务开发流程部署流程测试BPMN建模文件Web服务可运行系统软件生产线 控制流任务管理系统客户端o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控业务流程设计人员进行业务流程的设计和开发内容内容 生产线演示生产线演示-模
40、型驱动的业务流程开发模型驱动的业务流程开发o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控Java&J2EE开发人员进行业务构件和门户构件的开发内容内容 业务流程基础软件平台业务构件门户BPMNBPELServletWSWSEJB生产线演示生产线演示-异构构件的开发异构构件的开发生产线演示生产线演示-基于基于WorkManage的航班查询服务的航班查询服务TravelPlan航班查询酷讯查询携程查询同步查询航班信息 顺序序执行行生产线演示生产线演示-基于基于WorkManage的航班查询服务的航班查询
41、服务TravelPlan航班查询酷讯查询携程查询基于WorkManager的异步查询航班信息 并并发执行行生产线演示生产线演示-协作门户构件的开发协作门户构件的开发旅游目的地、天气、地图等Portlet之间的协作生产线演示生产线演示-协作门户构件的开发协作门户构件的开发旅游目的地、天气、地图等Portlet之间的协作o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、主动监控部署人员进行统一进行流程、应用、构件的部署内容内容 生产线演示生产线演示-统一部署统一部署o背景介绍o生产线演示n生产线构造与装配n生产线制品管理n生产线任务管理n模型驱动的业务流程开发n异构构件的开发n统一部署 n多层次、多粒度主动监控业务分析人员和平台管理人员进行业务流程监控和平台性能监控内容内容 生产线演示生产线演示-多层次、多粒度的主动监控多层次、多粒度的主动监控