Systems Design on prosessi, jossa määritetään järjestelmän arkkitehtuuri, komponentit, moduulit, rajapinnat ja tiedot, jotta ne täyttävät tietyt vaatimukset. Se sisältää käyttäjien vaatimusten kääntämisen yksityiskohtaiseksi suunnitelmaksi, joka ohjaa toteutusvaihetta. Tavoitteena on luoda hyvin organisoitu ja tehokas rakenne, joka täyttää aiotun tarkoituksen ottaen huomioon sellaiset tekijät kuin skaalautuvuus, ylläpidettävyys ja suorituskyky.
Mastering Systems Design on erittäin tärkeää kaikille, jotka haluavat rakentaa kestäviä ja skaalautuvia järjestelmiä. Meidän kattava Järjestelmäsuunnittelun kurssi tarjoaa sinulle tiedot ja taidot menestyä tällä alalla. Käytännön esimerkkien ja asiantuntijanäkemysten avulla opit muuttamaan käyttäjien vaatimukset tehokkaasti yksityiskohtaisiksi suunnitelmiksi, jotka voidaan toteuttaa onnistuneesti.
Tärkeitä aiheita järjestelmäsuunnittelulle
- Miksi oppia järjestelmäsuunnittelua?
- Järjestelmäsuunnittelun tavoitteet
- Järjestelmäsuunnittelun komponentit
- Järjestelmän suunnittelun elinkaari (SDLC)
- Järjestelmäarkkitehtuuri
- Modulaarisuus ja rajapinnat järjestelmäsuunnittelussa
- Olemassa olevan järjestelmän kehitys/päivitys/skaala
- Järjestelmäsuunnitteluesimerkki: Lentoyhtiön varausjärjestelmä
- Järjestelmäsuunnittelun edut
Miksi oppia järjestelmäsuunnittelua?
Missä tahansa kehitysprosessissa, oli se sitten ohjelmisto tai mikä tahansa muu tekniikka, tärkein vaihe on Design . Ilman suunnitteluvaihetta et voi siirtyä toteutukseen tai testausosaan. Sama pätee myös Järjestelmään.
Systems Design ei ole vain tärkeä askel järjestelmän kehittämisessä, vaan se tarjoaa myös selkärangan poikkeuksellisten skenaarioiden käsittelyyn, koska se edustaa ohjelmistojen liiketoimintalogiikkaa.
Järjestelmän suunnitteluvaiheen merkitys SDLC:ssä
java kuinka muuntaa merkkijono int
Yllä olevista SDLC-vaiheista on selvää, että järjestelmän suunnittelu toimii selkärankana, koska riippumatta siitä, kuinka hyvin koodausosa suoritetaan, siitä tulee myöhemmin merkityksetöntä, jos vastaava suunnittelu ei ole hyvä. Joten täältä saamme ratkaisevan tärkeää tietoa siitä, miksi sitä kysytään jokaisessa tuotepohjaisessa yrityksessä.
Järjestelmäsuunnittelun tavoitteet
- Käytännöllisyys : Tarvitsemme järjestelmän, jonka pitäisi kohdistaa joukkoon yleisöjä (käyttäjiä), joita he suunnittelevat.
- Tarkkuus : Yllä oleva järjestelmän suunnittelu tulee suunnitella siten, että se täyttää lähes kaikki vaatimukset, joiden ympärille se on suunniteltu, olivatpa ne sitten toiminnallisia tai ei-toiminnallisia.
- Täydellisyys : Järjestelmän suunnittelun tulee täyttää kaikki käyttäjien vaatimukset
- Tehokas : Järjestelmän suunnittelun tulee olla sellainen, ettei se saisi ylittää resurssien kustannuksia eikä alikäyttöä, koska se johtaa tähän mennessä alhaiseen perusteelliseen käyttöön (lähtöön) ja lyhyempään vasteaikaan (latenssiin).
- Luotettavuus : Suunnitellun järjestelmän tulee olla viattoman ympäristön lähellä tietyn ajan.
- Optimointi : Aika ja tila ovat vain todennäköisiä, mitä teemme, jotta yksittäisten komponenttien koodipalat toimisivat järjestelmässä.
- Skaalautuva (joustavuus) : Järjestelmäsuunnittelun tulee olla mukautuva ajan myötä asiakkaiden erilaisiin käyttäjien tarpeisiin, joiden tiedämme muuttuvan ajallaan. Paras esimerkki tästä on tunnettu yritys: Nokia. Se on tärkein näkökohta järjestelmiä suunniteltaessa ja on seurausta siitä, miksi yksi 100 startupista menestyy pitkällä aikavälillä. Paras esimerkki tästä on techcodeview.com.
Järjestelmäsuunnittelun tavoitteet
java logo
Huomaa: Järjestelmäsuunnittelu auttaa meitä saavuttamaan myös vikasietoisuuden, joka tarkoittaa ohjelmiston kykyä jatkaa toimintaansa, jos jopa sen 1 tai 2 komponentti epäonnistuu.
Nyt kun on katsottu ja käyty läpi yllä olevat tavoitteet, keskustelkaamme nyt järjestelmäsuunnittelun eduista ymmärtääksemme sitä paremmin, sillä alla olevat edut tuovat ymmärryksemme entistä lähemmäksi todellista elämää.
Järjestelmäsuunnittelun komponentit
Alla on joitain järjestelmän suunnittelun pääkomponentteja. keskusteltu lyhyesti. Tämän yksityiskohtaista versiota käsitellään eri postauksissa:
- Kuormantasaajat: Keskeisin komponentti järjestelmien skaalautuvuuden, käytettävyyden ja suorituskykymittareiden kannalta.
- Avainarvokaupat: Se on samanlainen tallennusjärjestelmä kuin hashtables, jossa avainarvovarastot ovat hajautettuja hash-taulukoita.
- Blob-varasto: Blob tarkoittaa binaarisia suuria objekteja, kuten nimestä voi päätellä, se on tallentamatonta dataa, kuten YouTube ja Netflix.
- Tietokannat: Se on järjestetty kokoelma tietoja, jotta niitä voidaan helposti käyttää ja muokata.
- Hintarajoittimet: Nämä määrittävät pyyntöjen enimmäismäärän, jonka palvelu voi täyttää.
- Valvontajärjestelmä: Nämä ovat periaatteessa ohjelmistoja, joissa järjestelmänvalvoja valvoo infrastruktuureja, kuten kaistanleveyttä, prosessoria, reitittimiä, kytkimiä jne.
- Hajautetun järjestelmän viestijono: Tuottajien ja kuluttajien välinen kaupankäyntiväline.
- Jaettu yksilöllisen tunnuksen luonti: Suurien hajautettujen järjestelmien tapauksessa joka hetki tapahtuu useita tehtäviä, joten sen erottamiseksi määritä jokaista tapahtumaa vastaava tagi.
- Hajautettu haku: Jokaisen verkkosivuston hakupalkkiin laitetaan tärkeitä tietoja, joita vierailijat etsivät.
- Hajautetut hakkuupalvelut: Tapahtumien sekvenssien jäljittäminen päästä loppuun.
- Hajautettu tehtävien ajoitus: Laskennalliset resurssit, kuten CPU, muisti, tallennus jne.
Järjestelmäsuunnittelun komponentit
Järjestelmän suunnittelun elinkaari (SDLC)
System Design Life Cycle (SDLC) on kattava prosessi, joka hahmottelee järjestelmän suunnittelun ja kehittämisen vaiheet, olipa kyseessä sitten ohjelmistosovellus, laitteistoratkaisu tai integroitu järjestelmä, joka yhdistää molemmat. Se sisältää sarjan vaiheita, jotka ohjaavat insinöörejä luomaan järjestelmän, joka vastaa käyttäjän tarpeita ja organisaation tavoitteita. SDLC pyrkii varmistamaan, että lopputuote on luotettava, skaalautuva ja ylläpidettävä.
Järjestelmän suunnittelun elinkaaren vaiheet (vaiheet) ovat:
- Suunnittelu
- Toteutettavuustutkimus
- Järjestelmäsuunnittelu
- Toteutus
- Testaus
- Käyttöönotto
- Huolto ja tuki
Järjestelmäarkkitehtuuri
Ohjelmistoarkkitehtuuri on tapa, jolla määrittelemme miten suunnittelun komponentit on kuvattu ohjelmiston suunnittelu ja käyttöönotto .
Se on pohjimmiltaan ohjelmistojärjestelmän runkorakenne, joka kuvaa komponentteja, abstraktiotasoja ja muita ohjelmistojärjestelmän näkökohtia. Ymmärtääkseen sen maallikon kielellä, yrityksen päämäärän tai logiikan tulee olla kristallinkirkas ja yhdelle paperiarkille laadittu. Tässä on suurten projektien tavoitteet ja lisäohjeita olemassa olevan järjestelmän ja tulevien järjestelmien laajentamista varten.
Järjestelmäarkkitehtuurimallit
Ohjelmistoarkkitehtuurissa komponentteja voidaan järjestää useilla eri tavoilla. Ja ohjelmistoarkkitehtuurien komponenttien erilaiset ennalta määrätyt organisaatiot tunnetaan ohjelmistoarkkitehtuurimalleina. Monia malleja on kokeiltu ja testattu. Suurin osa niistä on ratkaissut onnistuneesti erilaisia ongelmia. Kussakin mallissa komponentit on järjestetty eri tavalla ohjelmistoarkkitehtuurien tietyn ongelman ratkaisemiseksi.
Erityyppisiä ohjelmistoarkkitehtuurimalleja ovat:
- Kerroksellinen kuvio
- Asiakas-palvelin -malli
- Tapahtumalähtöinen malli
- Mikroytimen kuvio
- Mikropalvelumalli
Järjestelmäarkkitehtuurimallit
Modulaarisuus ja rajapinnat järjestelmäsuunnittelussa
- Modulaarinen muotoilu viittaa menetelmään/menettelyyn tuotesuunnittelussa, jossa integroidaan tai yhdistetään pienempiä itsenäisiä elementtejä valmiin tuotteen luomiseksi. Suuri tuote (kuten auto) voidaan jakaa pienempiin, yksinkertaisempiin komponentteihin, jotka kehitetään ja valmistetaan erikseen modulaarisella suunnittelulla. Lopullinen tuote luodaan integroimalla (tai kokoamalla) jokainen näistä komponenteista.
- Liitännät järjestelmäsuunnittelussa on alue, jossa käyttäjät ovat vuorovaikutuksessa. Se koostuu näyttöruuduista, jotka helpottavat järjestelmän navigointia, tietoja keräävistä näytöistä ja lomakkeista sekä järjestelmän raporteista.
Olemassa olevan järjestelmän kehitys/päivitys/skaala
Tekniikan käytön lisääntyessä, olipa se sitten offline-tilassa tai verkossa, jokaisen kehittäjän on nyt pakko suunnitella ja luoda skaalautuva järjestelmä . Jos järjestelmä ei ole skaalautuva, käyttäjien lisääntyessä on erittäin todennäköistä, että järjestelmä kaatuu. Siksi skaalauksen käsite tulee peliin.
java päämenetelmä
Oletetaan, että on järjestelmä, jossa on tietyn levyn ja RAM-muistin kokoonpanot ja joka hoitaa tehtäviä. Jos meidän on nyt kehitettävä järjestelmäämme tai laajennettava sitä, meillä on kaksi vaihtoehtoa.
- Nykyisen järjestelmän päivitystiedot: Parannamme vain prosessoria päivittämällä RAM-muistia ja levyn kokoa sekä monia muita komponentteja. Huomaa, että tässä emme välitä verkon kaistanleveyden skaalautumisesta ja saatavuudesta. Tässä evoluution mukaisesti työskentelemme käytettävyystekijän suhteen vain ottaen huomioon, että skaalautuvuus säilyy. Tätä kutsutaan pystyskaalaukseksi.
- Luo hajautettu järjestelmä yhdistämällä useita järjestelmiä yhteen: Yllä näemme, että jos skaalautuvuus ei ole kohdallaan, tarvitsemme useita järjestelmiä tälle toimenpiteelle, koska saatavuusmittauksilla on rajoituksia. Skaalaamista varten tarvitsemme lisää järjestelmiä (enemmän lohkoja), ja tämä tunnetaan horisontaalisena skaalautumisena.
Olemassa olevan järjestelmän kehitys/päivitys/skaala
Tietovirta kulkee järjestelmien välillä Tietovirtakaaviot tai DFD:t .
hei maailma javalla
Tietovirtakaaviot tai DFD:t määritellään graafisena esityksenä tiedon läpi kulkevasta datavirrasta. DFD on suunniteltu näyttämään, kuinka järjestelmä jaetaan pienempiin osiin, ja tuomaan esiin tiedonkulku näiden osien välillä.
Tässä on esimerkki tietovirtakaavion perusrakenteen havainnollistamiseksi:
Tietovirtakaavion perusrakenne
DFD:n osat:
| Edustus | Toiminto suoritettu |
|---|---|
| Neliö | Määrittää tietojen määränpään lähteen |
| Nuoli | Tunnistaa tietovirran ja toimii putkilinjana, jonka läpi tieto virtaa |
| Ympyrä/kupla | Edustaa prosessia, joka muuntaa saapuvan tietovirran lähteväksi dataksi |
| Avaa suorakulmio | Se on tietovarasto tai data lepotilassa / väliaikainen tietojen arkisto |
Huomautus: Lähettäjä ja vastaanottaja tulee kirjoittaa aina isoilla kirjaimilla. Pikemminkin on hyvä käytäntö käyttää isoja kirjaimia, mikä sijoitetaan neliöruutuun DFD-käytäntöjen mukaisesti.
Järjestelmäsuunnitteluesimerkki: Lentoyhtiön varausjärjestelmä
Nyt kun olemme keskustelleet System Designin perusteista tähän asti, ymmärrämme nyt System Designia perusesimerkin – lentoyhtiövarausjärjestelmän – kautta.
Ymmärtääksemme paremmin lentoyhtiöiden varausjärjestelmän komponentteja ja suunnittelua, katsokaamme ensin sen kontekstitason vuokaavio:
Järjestelmäsuunnitteluesimerkki: Lentoyhtiön varausjärjestelmä
Ymmärrämme nyt lentoyhtiöiden varausjärjestelmän DFD:n:
- Yllä olevassa vuokaaviossa Matkustaja , Matkatoimisto , Lentoyhtiö ovat lähteitä, joiden kautta tietoja siirretään.
- Täältä tiedot lähetetään Matkustaja varaamaan lentolipun kuten näkyy DFD-nuolikyltissä, johon matkapyyntö on sijoitettu.
- Nyt nämä tiedot välitetään kahdesta lähteestä, kuten yllä näkyy, nimittäin ' Matkatoimisto 'ja' Lentoyhtiö 'jos paikka on vapaana Asetukset ja Lentolento pyyntö lähetetään lähteelle.
- Matkatoimisto ja vastaavat liput sijoitetaan pyynnöstä.
- Jos lippua ei ole saatavilla, matkustajavarauspyyntö lähetetään lähteelle – lentoyhtiölle.
Järjestelmäsuunnittelun edut
Järjestelmäsuunnittelun johdannon yksityiskohtaisen keskustelun jälkeen on nyt välttämätöntä keskustella sen eduista ja haitoista.
ota käyttöön java-poikkeuskäsittely
Järjestelmäsuunnittelun suurin etu on tietoisuuden ja luovuuden juurruttaminen täyden pinon kehittäjiin API-protokollien yhdyskäytävien, verkottumisen ja tietokantojen synergisen yhdistämisen kautta.
Jotkut järjestelmäsuunnittelun tärkeimmistä eduista ovat:
- Vähentää tuotteen suunnittelukustannuksia.
- Nopea ohjelmistokehitysprosessi
- Säästää kokonaisaikaa SDLC:ssä
- Lisää ohjelmoijan tehokkuutta ja johdonmukaisuutta.
- Säästää resursseja
Opi järjestelmän suunnittelu: Järjestelmäsuunnittelun opetusohjelma