目次[隠す][見せる]
- 1. データ集約型アプリケーションの設計
- 2. 最新のシステム設計と分析
- 3. Scott Tileyによるシステム分析と設計
- 4. ヘッドファーストデザインパターン
- 5. クリーンなアーキテクチャ
- 6. Dennis、Wixom、Roth によるシステム分析と設計
- 7. Alex Xu によるシステム設計インタビュー
- 8. アプリケーション アーキテクチャのエンタープライズのパターン
- 9. マイクロサービスの構築
- 10. 実践的なシステム設計
- 11. 組み込みシステムの設計
- 12. システム設計インタビュー: 完全ガイド
- 13. 分散システムの設計
- 14. 機械学習システムの設計
- 15. 安全なシステムの設計
- 16. システムの分析、設計、およびテスト
- 17. サーバーレス システムのソフトウェア アーキテクチャ パターン
- 18. クラウド ネイティブ アーキテクチャ
- 19. マイクロプロセッサベースのシステム設計の紹介
- 20. クラッキングシステム設計インタビュー
- まとめ
テクニカルプレースメントを目指す学生にとって、システムデザインは必須のトピックです。 今日の雇用主は、優れた問題解決能力と確かなコンピューター サイエンスの基礎を備えた大学生を探しています。
多くの FAANG のインタビューでは、システム設計に関する質問が日常的になっています。 システムデザイン 技術組織での立候補を決定する重要な要素の XNUMX つです。
したがって、資料をしっかりと把握し、できる限り理解することが重要になります。 本は最も信頼できる知識の源です。
著者は、あなたの人生のすべての教えの扱いやすいパッケージである、あなたが持ち運びしやすいものにしたいと考えています. システム設計を学ぶとき、著名な著者が執筆した最も重要な本を読むよりも良い方法はありません。
この投稿では、システム設計に関する特別に選ばれた 20 冊の本を紹介します。
システム分析と設計のアイデアを完全に理解するのに役立ち、システム設計の面接の前に自信を高めたり、それに関する知識を向上させたりすることができます。
1. データ集約型アプリケーションの設計
今日のシステム設計におけるデータ関連の問題には、スケーラビリティ、一貫性、信頼性、効率、および保守性に関連するものがあります。
さらに、使用可能な多数のツール (バッチ プロセッサ、メッセージ ブローカーなど) の中からアプリケーションに最適なツールを選択するのは難しい場合があります。
ここでの用語の意味は何ですか?
データを処理および保存するためのさまざまなテクノロジの長所と短所については、著者 Martin Kleppmann によるこの本で説明されています。
基本的なアイデアやアルゴリズムから、実際の使用方法やさまざまなテクノロジの詳細まで、この本はデータ ストレージ システムの徹底的なレビューを提供します。 この本は、経験豊富なシステム アーキテクトの経験を組み込むことで、初心者が学習プロセスを加速するのに役立ちます。
著者は、理論的な概念と実際のアプリケーションを作品に巧みに組み合わせています。 ラージ データ、分散システム、またはデータベースの内部に関心のある人は、このドキュメントを読む必要があります。
この本は、あなたが予想できる以上のものです。 マイクロサービス、リアクティブ アーキテクチャ、DevOps、ストリーム処理などの新しいアプローチは、サービス指向アーキテクチャやイベント駆動型アーキテクチャなどの実証済みの方法を組み合わせています。
これらのパターンの多くは、単独で使用すると効果的ですが、この便利な電子ブックが示すように、組み合わせると、より包括的で説得力のある戦略を提供します。
2. 最新のシステム設計と分析
に関連する概念、能力、および方法を研究するための実践的なアプローチが必要であると考えてください。 システム分析と設計. そのような状況であなたに最適なシステム設計の本はこれです。
この本は、アジャイル アプローチに関するセクションも含まれているため、学生の学習システム全体を開発するのにより適しています。 システム アナリストが情報システムを作成するために必要な概念、能力、アプローチ、戦略、ツール、および視点は、最新のシステム分析と設計で提示されます。これは、理論よりも実践に重点を置いています。
著者は、学生はコンピュータ システムの入門コースに参加し、少なくとも XNUMX つのコースでプログラムを書いた経験があることを前提としています。 プログラミング言語.
ライターは、システム開発のライフ サイクルを参照して問題を論理的に進めながら、概念的かつ系統的なフレームワークを提供します。
3. Scott Tileyによるシステム分析と設計
現在アクセス可能な最も重要なシステム設計の教科書の XNUMX つは、Scott Tiley によるシステム設計に関する本として広く認識されています。 より優れたシステムを構築するために、システム設計者は従来の方法と最先端の方法を使用し、比較しています。
この本は、何が変更されたのか、なぜ変更が必要だったのか、そもそもなぜ変更が必要だったのかを理解するのに役立ちます。
システムの仕組みを学ぶだけでなく、クラウド コンピューティングについても学びます。 モバイルアプリ、とりわけ、著者によると、この本には、今日のビジネスで最も頻繁に使用される XNUMX つの方法論であるオブジェクト指向コーディングとアジャイル方法論に関するセクションが含まれていると主張しています。
この本には課題や演習がぎっしり詰まっており、思考力を身につけ、新たに得た情報をすぐに使用することを強いられます。
4. ヘッドファーストのデザインパターン
ソフトウェアをゼロから作るのが苦手なので、先人に習いたい。 自分と同じようなシステム設計の課題に直面した他の人の経験から学ぶために、設計パターンに注目します。
デザイン パターンを使用することで、他の人の知識を利用して、より難しい作業や楽しい作業に集中できます。
Eric Freeman と Elisabeth Robson によって書かれたこの本は、パターンとは何か、いつ、なぜ、どのようにパターンを自分の作品に使用するかを教えています。 また、設計を支えるオブジェクト指向のアイデアも探ります。
これは、ソフトウェア開発について学び、理解を深めるための楽しい方法です。 ソフトウェア設計の課題を解決し、パターン言語でチームとコミュニケーションできるように、基本的な設計のアイデアとパターンを学習します。
最初は「真剣」に見えないかもしれませんが、時間が経つにつれて物事が脳に定着し、パターンを発見するのが好きになります。 この本は、パターンを効果的に単純化し、明確にします。
5. クリーンなアーキテクチャ
Robert は、アジャイル開発とクリーン コードに関する書籍を多数執筆している著名な作家です。
言うまでもなく、Robert C. Martin の本を読めば、システム設計のアイデアを理解できるだけでなく、コードの流れを改善し、設計ソリューションにアジャイル手法を組み込むことができるようになります。
それにもかかわらず、この本は、システムの分析と設計の基礎だけでなく、システム設計者が実際のソリューションを作成する際に直面する多くの困難にも焦点を当てています。
また、この本では、テスト駆動開発手法と、単体テストを実行してシステムの有効性を高める方法についても説明します。 システム設計の学生や、最近ソフトウェアの標準を上げようとしている人にとって、この本は入手しやすい最高の本です。
クリーン アーキテクチャは、単にさまざまな可能性を提示して「最善の判断を下してください」と言うのではなく、下す必要がある決定と、それらが成功に不可欠な理由を説明します。
6. Dennis、Wixom、Roth によるシステム分析と設計
この本は、実際の状況に適用できるプロジェクトの詳細な説明を提供し、システムの分析と設計をよりよく理解するのに役立ちます。 この本には、いくつかのケーススタディと例も含まれており、そのすべてが非常に詳細に説明されています。
この本は、ネットワーク設計の研究を強化し、システム分析と設計概念をしっかりと理解するのに役立ちます。
したがって、見方によっては、この本は初心者向けのシステム設計書と中級以上のコンピューター サイエンスの学生向けのシステム設計書の両方に分類できます。
実行中のインスタンスと例を使用して重要なアイデアを説明し、詳細な説明と、重要な詳細を強調し、「学習」に加えて「行う」という行為に重点を置いたその他の機能でサポートします。
自分の仕事を実際の場面に当てはめながら、プロのアナリストとして必要な基本的な知識と能力、アプローチ、ツール、テクニックに対する直感を身につけます。
7. Alex Xu によるシステム設計インタビュー
多くの場合、開発者は次のことに対する答えを持っています。 システム設計に関するインタビューの質問 彼らは膨大な数の潜在的な選択肢に怯えているからです。 しかし、明確な回答がない場合、面接でどのように効果的に答えることができるでしょうか?
現在市場に出回っている最高の本であり、システム設計の面接の準備をしているすべての人にお勧めです。 本書には、実際のアンケート項目に見立てて実際の方法を理解するのに役立つイラストやグラフィックがたくさん含まれています。
さらに、この本は、採用担当者があなたのソリューションに何を求めているかを理解するのに役立ち、その後のシステム設計試験に簡単に合格できるようにします。 この重要な面接を通して、自信を深めることができます。
システム設計の課題に取り組む方法は、この本で詳しく説明されています。 また、体系的なアプローチがどのように機能するかを示すために、実際の世界からいくつかの例を示し、従うべき明確な指示も示します。
8. アプリケーション アーキテクチャのエンタープライズのパターン
いくつかの新しい実現技術の導入は、企業アプリケーション開発の専門職に利益をもたらしました。 Java や .NET など、多層オブジェクト指向開発を可能にするプラットフォームは、すでに広く普及しています。
これらの新しいツールとテクノロジを使用して強力なアプリケーションを作成できますが、実践するのは困難です。 開発者は、ベテランのオブジェクト開発者が学んだアーキテクチャの原則を理解していないため、ビジネス アプリは定期的に失敗することがよくあります。
エンタープライズ アプリケーションの開発者はいくつかの困難に直面しており、それが『エンタープライズ アプリケーション アーキテクチャのパターン』の著者に本を書くきっかけを与えました。
有名なオブジェクト指向デザイナーである著者のマーティン ファウラーは、Smalltalk から CORBA、Java、.NET に至るまで、テクノロジの変化に関係なく、共通の問題に対処するために、同じ基本的な設計原則を変更および適用できることを観察しました。
Martin は、知識豊富なボランティア グループの助けを借りて、XNUMX を超える繰り返しのソリューションをパターンに分解します。 最終製品は、あらゆる企業アプリケーション プラットフォームで使用できる貴重な修正マニュアルです。
9. マイクロサービスの構築
過去 XNUMX 年間で、分散システムは大規模でコード集約型のモノリシック アプリから、よりコンパクトで独立したマイクロサービスへと進化しました。 ただし、これらのシステムの作成には、独自の一連の課題があります。
この本は、システム アーキテクトと管理者がマイクロサービス アーキテクチャを作成、管理、およびアップグレードする際に考慮しなければならない問題に対する包括的なアプローチを、多くの例と役立つガイダンスとともに示しています。
マイクロサービスの技術は急速に発展しています。 独自の自律型サービスを設計、統合、テスト、展開、および監視するための最新のアプローチを掘り下げながら、著者の Sam Newman は原則の強固な基盤を提供します。
この本全体を通して、架空の企業をたどって、マイクロサービス アーキテクチャの作成が特定のドメインにどのように影響するかを確認します。
10. 実践的なシステム設計
この本は、ソフトウェア アプリケーションのスケーリングに重点を置いており、読者を詳細な旅に連れて行きます。 この記事を読むと、スケーラブルなエンタープライズ レベルのアプリケーションを構築する方法をよりよく理解できるようになります。
この本は、システム設計の概念、 コンピューターネットワーク、主要なネットワーク プロトコル、スケーラブルなデータ アクセス メカニズム、およびシステムを構築するための代替アーキテクチャ スタイル。
キャッシュ メモリ、CDN、 ロードバランサー、およびメッセージング キュー。
この本では、さまざまなテクノロジの組み合わせを使用して、スケーラブルなエンタープライズ レベルのソリューションを構築する方法についても説明しています。 システム アーキテクチャの最適なパスを決定するには、いくつかのアーキテクチャ設計の分析が役立ちます。
この本はまた、デザインパターンと オブジェクト指向プログラミング 明確で保守可能なコードを書くのに役立つテクニック。 複数の実世界のシステム設計例を使用することにより、読者は、スケーラブルなシステムを作成するためのさまざまなツールと方法を直感的に理解できます。
11. 組み込みシステム設計
組み込みシステムの基本的な概念を、サイバーフィジカル システムとモノのインターネットでのアプリケーションとともに徹底的に紹介することは、このオープン アクセスの教科書の特別な機能です。
組み込みおよびサイバーフィジカル システムの仕様モデルと言語の研究は、この分野の紹介に先行します。
リアルタイム オペレーティング システムを含む組み込みシステム用のシステム ソフトウェアの基礎を説明し、そのようなシステムで使用されるハードウェア コンポーネントの基本的な紹介を行います。
さらに、著者は、プログラムを実行プラットフォーム (マルチコア プラットフォームを含む) にマッピングする方法の概要を提示し、組み込みシステムの評価と検証のアプローチについて話します。
組み込みシステムは厳密なパラメーターの下で動作する必要があるため、この本には、ソフトウェア最適化手法などの最適化アプローチの厳選されたコレクションも含まれています。 この本の結論では、テストについて簡単に説明しています。
12. システム設計インタビュー: 完全ガイド
技術職の面接で最も嫌われ、困難な部分の XNUMX つは、システム設計の面接です。 不確実性は恐ろしいものです。
しかし、本誌で詳しく説明されている分析と手順を注意深く検討すれば、評価にデータ エンジニアリング手法を採用する際に遭遇するあらゆる障害を克服することができます。
エンジニア向けのさまざまな面接方法を発見できます。 このガイドブックを読めば、データ集約型アプリを使用するために必要な手順を完全に理解できます。
これを読めば、実践者であろうとバックエンド エンジニアではないことであろうと、RDBMS、NoSQL、IMS など、ネットワーク全体にデータ システムを実装する方法について多くのことを学ぶことができます。
13. 分散システムの設計
大企業は、今日の急速に変化する市場で競争するために、新しい商品、手順、およびビジネス モデルを開発するための新しいテクノロジの実装に懸命に取り組んでいます。
ただし、テクノロジーを重視しすぎて、テクノロジーが可能にするプロセスの種類を十分に重視しないことは、デジタル トランスフォーメーションの障壁の XNUMX つです。
さまざまな企業セクターが独自のサービスやアプリを作成することを許可され、意思決定が集中型ではなく分散型になったらどうなるでしょうか? さまざまなビジネス セクターがリアルタイムでデータに対応できるようにするために、この調査ではデジタル ビジネス プラットフォームのアイデアを調査します。
デジタル企業では、IoT デバイスやビジネス ユーザー (マーケティング担当者からデータ サイエンティストまで) が含まれるかどうかに関係なく、多くのイノベーションがエッジでますます発生するようになります。
コア IT スタッフは、プロセスを合理化するために、これらの業界が迅速に開発するために必要なデジタル リソースを提供できます。 この本は次のことを調査します。クロスファンクショナルな製品チームを通じてビジネス能力を確立するには、重要な組織的および文化的変化が必要です。 プログラム、データベース、クライアント、パートナー、 ソーシャルネットワーク、モノのインターネット デバイス。
ローコードまたはノーコード設定で最先端のサービスを開発する目的で、内部 API プログラミング サービスとしてのアプリケーション プラットフォーム、サービスとしての統合プラットフォーム、およびサービスとしての統合ソフトウェアは、ツールの例です。
14. 機械学習システムの設計
機械学習のシステムは複雑で特殊です。 さまざまな構成要素と利害関係者が存在するため、複雑です。
それらは、ユースケースごとに大きく異なるデータに依存するため、特別です。
この本では、信頼性、拡張性、保守性、変化する環境やビジネス要件に適応可能な ML システムを作成するための包括的な方法を発見できます。
Claypot AI の共同創設者である著者の Chip Huyen は、各設計の選択がシステム全体として目標を達成するのにどのように役立つかを考慮しています。
例としては、トレーニング データの処理方法と生成方法、利用する機能、モデルを再トレーニングする頻度、監視対象などがあります。 この本の反復的な方法論は、豊富な情報源に裏打ちされた実際のケーススタディを採用しています。
15. 安全なシステムの設計
最新のシステムでは、テクノロジー、物理的なセキュリティ、および人間のプロセスがすべてリンクされています。 攻撃者はこれを認識しており、XNUMX つのタイプの保護の欠陥を利用して、安全なアクティビティを乗っ取ることがよくあります。
これらの欠陥を明らかにするためには、システムのすべてのコンポーネントを平等に説明するために適用できる、単一の包括的なモデルが必要です。
南京錠からフィッシング、企業のソフトウェア設計まで、Designing Secure Systems は、あらゆるタイプのシステムの根底にある問題に対する理論ベースのアプローチを提示し、システムの XNUMX つの領域の弱点が他の領域の脆弱性につながる方法を説明し、システムで使用されるフレームワークと標準を実装します。サイバーセキュリティ業界。
人、手順、技術を含むシステム全体のセキュリティは、単一のモデルを使用して分析されます。
16. システムの分析、設計、およびテスト
目標は、A レベルの学生がシステム分析、システム設計、テスト、および MIS の概念を理解できるように、簡単な言葉を使用することです。
この本は、システム分析、設計の側面、およびソフトウェア開発におけるテストの機能を理解するために必要な知識を読者に提供することを目的としています。
理論的根拠に加えて、ケーススタディを通じて深い理解が得られます。 単純な言語で書かれた多数のグラフィックスの助けを借りて、フォームのデザイン、レポートのデザイン、GUI のデザインなどの標準とガイドラインが検討されています。
CASE ツールの利点と欠点についても簡単に説明します。 シンプルで効果的な例は、最新の UML ダイアグラム標準を示しています。 この本では、構造化およびオブジェクト指向のソフトウェア分析と設計方法論について説明しています。
多数の例と図解を使用して、事実収集戦略、共同アプリケーション開発 (JAD)、ビジネス プロセス リエンジニアリング、フローチャート技法、データ フロー ダイアグラム、デシジョン ツリー、デシジョン テーブル、構造化チャート、およびデータ ディクショナリを簡単に説明します。英語。
ソフトウェアを理解し、分析し、構築したい学生、プログラマー、研究者、およびソフトウェア開発者は、この本を読むべきです。
17. サーバーレス システムのソフトウェア アーキテクチャ パターン
この本では、壊れにくいシステムを構築して実行する方法を示し、イベント、自律型サービスなどの変更を可能にする基本的なアーキテクチャ コンポーネントについて説明します。 マイクロフロントエンド、エンタープライズ グレードのソフトウェア システムを強化します。
システムをセグメント化し、パラメーターを設定して、チームが独立して動作し、発明のスピードを速めることができるようにします。 多くの自律型サービスの設計パターンに加えて、この本は、アーキテクチャ全体をサポートする低レベルのイベントとデータ パターンもカバーしています。
セキュリティ、信頼性、テスト容易性、可観測性、およびパフォーマンスのベスト プラクティスに集中して取り組みます。
この本では、継続的な実験、展開、および配信のプロセスを説明することで、学習したすべてのことをまとめてから、前進を開始する方法に関するいくつかの最後のヒントを提供します。
この本を読み終える頃には、企業が必要とする速度で価値を生み出すのに十分な柔軟性を備えた独自のイベント駆動型サーバーレス システムを設計できるようになります。
18. クラウド ネイティブ アーキテクチャ
仮想化以来、情報技術における最大の画期的な進歩は、 クラウドコンピューティング. 従来のシステムと比較して、クラウド ネイティブな設計により柔軟性があります。
組織がクラウドに移行できないことに気付いた場合、これを利用するために開発モデルとアーキテクチャを更新する必要があります。
組織のモダナイゼーション、デプロイのモダナイゼーション、およびクラウドネイティブ アーキテクチャ パターンは、現代のクラウドネイティブ アーキテクチャを提供する際にクラウドネイティブ アーキテクチャが示す XNUMX つの重要な要素です。
クラウド ネイティブ アーキテクチャとは何かを説明し、明確にするために、この本ではクラウド ネイティブ アーキテクチャの簡単な紹介から始めます。
クラウド導入フレームワークを理解し、マイクロサービスとサーバーレス コンピューティングのアーキテクチャの概念を利用してクラウドネイティブ アーキテクチャを作成する方法を学びます。
スケーラビリティ、コスト削減、セキュリティ、オペレーショナル エクセレンスを達成するための方法など、クラウド ネイティブ設計の主要コンポーネントについて次に説明します。 また、最終章では、AWS や Azure から Google Cloud Platform まで、さまざまなパブリック クラウドの設計について説明します。
19. マイクロプロセッサ ベースのシステム設計の概要
マイクロプロセッサ ベースのシステム設計の最初の学期を目指す工学およびコンピュータ サイエンスの学生には、この本をお勧めします。
基本的なアイデアの要約から始めて、問題解決への系統的で段階的なアプローチを使用して、簡単なマイクロプロセッサの例を構築する方法を読者に説明します。
次に、XNUMX 番目のマイクロプロセッサを中心に構築されたマイクロコンピュータ システムのインストールとプログラミングが読者に示されます。 多数の解決されたインスタンスと演習により、理解と学習効果が向上します。
さらに、本書の最後のセクションでは、特に教育目的で構築されたマイクロプロセッサ ベースのシステムの多くが、FPGA ベースのプラットフォームで徹底的に開発、シミュレーション、および実装されています。
この教科書の著者は、学部および大学院の工学コース用の学習リソースを作成する際に、豊富な知識を利用しました。
20. クラッキングシステム設計インタビュー
ソフトウェア工学の分野に進むには、システム設計に関する知識が必要です。 コーディングを始めたばかりの場合でも、システム アーキテクチャを理解することから始めることをお勧めします。
キャリアの早い段階では、コーディング能力が主にパフォーマンスの良し悪しを決定します。 一方、よりレベルの高い面接では、アプリケーション設計に関する知識と専門知識が重視されることがよくあります。
システム設計の面接はより自由で、適切な回答が XNUMX つもないという事実が、エンジニアにとって面接を完了するのを最も困難なものにしています。
この本で、著者は、この種のインタビューをナビゲートするためのロード マップを提供したいと考えています。
まとめ
結論として、上に挙げた 20 冊の本は、オンラインで最も優れたシステム設計の本です。 圧倒されないように注意して、すべて購入してください。
あなたが本当に楽しめる本を選び、必ず最初から最後まで読んでください。 数冊の本をざっと目を通すよりも、XNUMX 冊の本を辛抱強く読む方が望ましいです。
これらの本を参考にして知識を増やし、システム設計の面接に合格することもできます。
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