Sistēmu projektēšana ir process, kurā tiek definēta sistēma arhitektūra, komponenti, moduļi, saskarnes un dati, lai tā atbilstu noteiktām prasībām. Tas ietver lietotāja prasību pārveidošanu detalizētā projektā, kas vada ieviešanas posmu. Mērķis ir izveidot labi organizētu un efektīvu struktūru, kas atbilst paredzētajam mērķim, vienlaikus ņemot vērā tādus faktorus kā mērogojamība, apkope un veiktspēja.
Sistēmu dizaina apgūšana ir ļoti svarīga ikvienam, kas vēlas izveidot stabilas un mērogojamas sistēmas. Mūsu visaptveroša Sistēmu dizaina kurss sniedz jums zināšanas un prasmes, lai izceltos šajā jomā. Izmantojot praktiskus piemērus un ekspertu ieskatus, jūs uzzināsit, kā efektīvi pārvērst lietotāju prasības detalizētos projektos, kurus var veiksmīgi īstenot.
Svarīgas tēmas sistēmas projektēšanai
- Kāpēc mācīties sistēmas dizainu?
- Sistēmas projektēšanas mērķi
- Sistēmas dizaina sastāvdaļas
- Sistēmas projektēšanas dzīves cikls (SDLC)
- Sistēmas arhitektūra
- Modularitāte un saskarnes sistēmas projektēšanā
- Esošās sistēmas attīstība/jaunināšana/mērogs
- Sistēmas dizaina piemērs: Aviokompāniju rezervēšanas sistēma
- Sistēmas dizaina priekšrocības
Kāpēc mācīties sistēmas dizainu?
Jebkurā izstrādes procesā, neatkarīgi no tā, vai tā ir programmatūra vai jebkura cita tehnoloģija, vissvarīgākais posms ir Dizains . Bez projektēšanas fāzes jūs nevarat pāriet uz ieviešanas vai testēšanas daļu. Tas pats attiecas uz sistēmu.
Sistēmu dizains ir ne tikai būtisks solis sistēmas attīstībā, bet arī nodrošina mugurkaulu ārkārtas scenāriju risināšanai, jo tas atspoguļo programmatūras biznesa loģiku.
Sistēmas projektēšanas fāzes nozīme SDLC
mylivecricket.in
No iepriekšminētajiem SDLC soļiem ir skaidrs, ka sistēmas dizains darbojas kā mugurkauls, jo neatkarīgi no tā, cik labi tiek izpildīta kodēšanas daļa, tas vēlāk kļūst nenozīmīgs, ja atbilstošais dizains nav labs. Tātad šeit mēs iegūstam būtisku informāciju par to, kāpēc tas tiek jautāts katrā produktu uzņēmumā.
Sistēmu projektēšanas mērķi
- Praktiskums : mums ir vajadzīga sistēma, kas būtu jāmērķē uz to auditoriju (lietotāju) kopu, kurai tie atbilst.
- Precizitāte : Iepriekš minētās sistēmas konstrukcijai jābūt izstrādātai tā, lai tā atbilstu gandrīz visām prasībām, saskaņā ar kurām tā ir izstrādāta, neatkarīgi no tā, vai tās ir funkcionālas vai nefunkcionālas prasības.
- Pilnīgums : Sistēmas dizainam jāatbilst visām lietotāja prasībām
- Efektīvs : Sistēmas konstrukcijai ir jābūt tādai, lai tā netiktu izmantota pārmērīgi, pārsniedzot resursu izmaksas vai nepietiekami izmantota, jo mēs zinām, ka tas radīs zemu rūpīgu ievietošanu (izeju) un mazāku reakcijas laiku (latenci).
- Uzticamība : Izstrādātajai sistēmai noteiktu laika periodu jāatrodas tuvu videi bez atteicēm.
- Optimizācija : Laiks un telpa, visticamāk, ir tas, ko mēs darām, lai sistēmā darbotos atsevišķu komponentu koda gabali.
- Mērogojams (elastība) : Sistēmas dizainam jābūt pielāgojamam laika gaitā atbilstoši dažādām klientu lietotāju vajadzībām, kuras, kā mēs zinām, arī turpmāk mainīsies laikā. Labākais piemērs šeit ir labi pazīstamais uzņēmums: Nokia. Tas ir vissvarīgākais aspekts, izstrādājot sistēmas, un tas ir rezultāts tam, kāpēc 1 no 100 jaunuzņēmumiem ilgtermiņā gūst panākumus. Labākais piemērs šeit ir techcodeview.com.
Sistēmas projektēšanas mērķi
vilks pret lapsu
Piezīme: Sistēmas dizains palīdz mums arī sasniegt kļūdu toleranci, kas ir programmatūras spēja turpināt darbu, ja pat tās 1 vai 2 komponents neizdodas.
Tagad pēc iepriekšminēto mērķu apskatīšanas un izpētīšanas pārrunāsim sistēmas dizaina priekšrocības, lai to labāk izprastu, jo tālāk minētās priekšrocības padara mūsu izpratni vēl tuvāk reālajai dzīvei.
Sistēmu dizaina sastāvdaļas
Tālāk ir norādītas dažas no galvenajām sistēmas dizaina sastāvdaļām. īsumā apspriests. Šī detalizētā versija tiks apspriesta dažādos ierakstos:
- Slodzes balansētāji: Vissvarīgākais sistēmu mērogojamības, pieejamības un veiktspējas pasākumu komponents.
- Galveno vērtību veikali: Tā ir glabāšanas sistēma, kas ir līdzīga hashtables, kur atslēgu vērtību krātuvēs tiek izplatītas hash tabulas.
- Blob krātuve: Blob apzīmē binārus lielus objektus, kā norāda nosaukums, tā ir nestrukturētu datu, piemēram, YouTube un Netflix, krātuve.
- Datu bāzes: Tā ir sakārtota datu kolekcija, lai tiem varētu viegli piekļūt un tos mainīt.
- Likmes ierobežotāji: Tie nosaka maksimālo pieprasījumu skaitu, ko pakalpojums var izpildīt.
- Uzraudzības sistēma: Tās pamatā ir programmatūra, kurā sistēmas administrators uzrauga tādas infrastruktūras kā joslas platums, centrālais procesors, maršrutētāji, slēdži utt.
- Sadalītās sistēmas ziņojumapmaiņas rinda: Darījumu līdzeklis starp ražotājiem un patērētājiem.
- Izplatīts unikālo ID ģenerators: Lielu sadalīto sistēmu gadījumā katru brīdi notiek vairāki uzdevumi, tāpēc, lai to atšķirtu, katram notikumam tiek piešķirts tags.
- Izkliedētā meklēšana: Katrā tīmekļa vietnē svarīga informācija, ko apmeklētāji meklēs, tiek ievietota meklēšanas joslā.
- Sadalītie mežizstrādes pakalpojumi: Notikumu secību izsekošana no beigām līdz beigām.
- Izplatītais uzdevumu plānotājs: Aprēķinu resursi, piemēram, centrālais procesors, atmiņa, krātuve utt.
Sistēmas dizaina sastāvdaļas
Sistēmas projektēšanas dzīves cikls (SDLC)
Sistēmas projektēšanas dzīves cikls (SDLC) ir visaptverošs process, kurā izklāstīti soļi, kas saistīti ar sistēmas projektēšanu un izstrādi, neatkarīgi no tā, vai tā ir programmatūras lietojumprogramma, aparatūras risinājums vai integrēta sistēma, kas apvieno abus. Tas ietver virkni posmu, kas palīdz inženieriem izveidot sistēmu, kas atbilst lietotāja vajadzībām un organizācijas mērķiem. SDLC mērķis ir nodrošināt, ka galaprodukts ir uzticams, mērogojams un apkopjams.
Sistēmas projektēšanas dzīves cikla fāzes (posmi) ir:
- Plānošana
- Priekšizpēte
- Sistēmas dizains
- Īstenošana
- Testēšana
- Izvietošana
- Apkope un atbalsts
Sistēmas arhitektūra
Programmatūras arhitektūra ir veids, kā mēs definējam kā tiek attēlotas dizaina sastāvdaļas, programmatūras projektēšana un izvietošana .
Būtībā tas ir programmatūras sistēmas skeleta dizains, kas attēlo komponentus, abstrakcijas līmeņus un citus programmatūras sistēmas aspektus. Lai to saprastu nespeciālista valodā, uzņēmuma mērķim vai loģikai jābūt kristālskaidrai un izkārtotai uz vienas papīra lapas. Šeit ir norādīti lielo projektu mērķi un papildu ceļveži, lai palielinātu esošo sistēmu un gaidāmās sistēmas.
Sistēmas arhitektūras modeļi
Ir dažādi veidi, kā organizēt komponentus programmatūras arhitektūrā. Un dažādas iepriekš definētas komponentu organizācijas programmatūras arhitektūrās ir pazīstamas kā programmatūras arhitektūras modeļi. Tika izmēģināti un pārbaudīti daudzi modeļi. Lielākā daļa no viņiem ir veiksmīgi atrisinājuši dažādas problēmas. Katrā modelī komponenti ir sakārtoti atšķirīgi, lai atrisinātu konkrētu problēmu programmatūras arhitektūrā.
Dažādi programmatūras arhitektūras modeļu veidi ietver:
- Slāņains raksts
- Klienta-servera modelis
- Notikumu vadīts modelis
- Mikrokodola modelis
- Mikropakalpojumu modelis
Sistēmas arhitektūras modeļi
Modularitāte un saskarnes sistēmu projektēšanā
- Moduļu dizains attiecas uz produkta projektēšanas metodi/procedūru, kas ietver mazāku, neatkarīgu elementu integrēšanu vai apvienošanu, lai izveidotu gatavu produktu. Lielu produktu (piemēram, automašīnu) var sadalīt mazākos, vienkāršākos komponentos, kas tiek izstrādāti un ražoti atsevišķi, izmantojot modulārās konstrukcijas pieeju. Galīgais produkts tiek izveidots, integrējot (vai saliekot) katru no šīm sastāvdaļām.
- Saskarnes sistēmas dizainā ir vieta, kur lietotāji mijiedarbojas. Tas sastāv no ekrāna displejiem, kas atvieglo sistēmas navigāciju, ekrāniem un veidlapām, kas apkopo datus, un sistēmas pārskatiem.
Esošās sistēmas attīstība/jaunināšana/mērogs
Pieaugot tehnoloģiju lietojumam neatkarīgi no tā, vai tas ir bezsaistē vai tiešsaistē, katram izstrādātājam tagad ir jāizstrādā un jāizveido mērogojama sistēma . Ja sistēma nav mērogojama, pieaugot lietotāju skaitam, ļoti iespējams, ka sistēma avarēsies. Tādējādi tiek izmantota mērogošanas koncepcija.
xd nozīme
Pieņemsim, ka ir sistēma ar noteikta diska un RAM konfigurācijām, kas apstrādāja uzdevumus. Tagad, ja mums ir jāattīsta sistēma vai jāpalielina mērogs, mums ir divas iespējas.
- Esošās sistēmas jaunināšanas specifikācijas: Mēs vienkārši uzlabojam procesoru, jauninot RAM un diska izmēru un daudzas citas sastāvdaļas. Ņemiet vērā, ka šeit mēs nerūpējamies par tīkla joslas platuma mērogojamību un pieejamību. Šeit saskaņā ar evolūciju mēs strādājam pie pieejamības faktora, tikai ņemot vērā, ka tiks saglabāta mērogojamība. To sauc par vertikālo mērogošanu.
- Izveidojiet sadalīto sistēmu, savienojot vairākas sistēmas: Iepriekš redzams, ka, ja mērogojamība nav atbilstoša, šim pasākumam ir vajadzīgas vairākas sistēmas, jo pieejamības pasākumiem ir ierobežojumi. Lai palielinātu mērogošanu, mums ir nepieciešams vairāk sistēmu (vairāk bloku gabalu), un to sauc par horizontālo mērogošanu.
Esošās sistēmas attīstība/jaunināšana/mērogs
Datu plūsma starp sistēmām caur Datu plūsmas diagrammas vai DFD .
Python ir skaitlisks
Datu plūsmas diagrammas vai DFD ir definēts kā informācijas plūsmas grafisks attēlojums. DFD ir paredzēts, lai parādītu, kā sistēma tiek sadalīta mazākās daļās, un izceltu datu plūsmu starp šīm daļām.
Tālāk ir sniegts piemērs, lai parādītu datu plūsmas diagrammas pamatstruktūru:
Datu plūsmas diagrammas pamatstruktūra
DFD sastāvdaļas:
| Pārstāvība | Veikta darbība |
|---|---|
| Kvadrāts | Definē datu galamērķa avotu |
| Bultiņa | Identificē datu plūsmu un darbojas kā cauruļvads, pa kuru plūst informācija |
| Aplis/burbulis | Apzīmē procesu, kas pārveido ienākošo datu plūsmu izejošajos datos |
| Atveriet taisnstūri | Tā ir datu krātuve vai miera stāvoklī esošie dati/pagaidu datu krātuve |
Piezīme: Sūtītājs un saņēmējs vienmēr jāraksta ar lielajiem burtiem. Drīzāk laba prakse ir izmantot lielos un lielos burtus, kas ir ievietoti kvadrātveida lodziņā saskaņā ar DFD konvencijām.
Sistēmas dizaina piemērs: Aviokompāniju rezervēšanas sistēma
Tā kā mēs līdz šim esam apsprieduši sistēmas projektēšanas pamatus, tagad sapratīsim sistēmas dizainu, izmantojot pamata piemēru – aviokompāniju rezervēšanas sistēmu.
Lai labāk izprastu aviokompāniju rezervēšanas sistēmas komponentus un dizainu, vispirms pārskatīsim tās konteksta līmeņa plūsmas diagrammu:
Sistēmas dizaina piemērs: Aviokompāniju rezervēšanas sistēma
Tagad sapratīsim aviokompāniju rezervēšanas sistēmas DFD:
- Iepriekš redzamajā plūsmas diagrammā Pasažieris , Ceļojumu aģents , Aviokompānija ir avoti, pa kuriem tiek migrēti dati.
- Šeit dati tiek pārsūtīti no Pasažieris, lai rezervētu aviobiļeti kā parādīts ar DFD bultiņas zīmi, kur ir ievietots ceļošanas pieprasījums.
- Tagad šie dati tiek pārsūtīti no diviem avotiem, kā parādīts iepriekš, proti, ' Ceļojumu aģents ' un ' Aviokompānija “kur, ja vieta ir pieejama Preferences un Gaisa lidojums pieprasījums tiek nosūtīts avotam.
- Ceļojumu aģents un atbilstošā biļete tiek ievietota pēc pieprasījuma.
- Ja biļete nav pieejama, Pasažieru rezervācijas pieprasījums tiek nosūtīts avotam – aviokompānijai.
Sistēmas dizaina priekšrocības
Pēc detalizētas diskusijas par ievadu sistēmas projektēšanā, tagad ir jāapspriež tās priekšrocības un trūkumi.
aktieris Zeenat Aman
Sistēmas dizaina lielākā priekšrocība ir izpratnes un radošuma ieaudzināšana pilnas kaudzes izstrādātājos, sinerģiski savienojot API protokolu vārtejas, tīklus un datu bāzes.
Dažas no galvenajām sistēmas dizaina priekšrocībām ir:
- Samazina produkta dizaina izmaksas.
- Ātrs programmatūras izstrādes process
- Ietaupa kopējo laiku SDLC
- Palielina programmētāja efektivitāti un konsekvenci.
- Ietaupa resursus
Uzziniet sistēmas dizainu: Sistēmas projektēšanas apmācība