如果您想在軟件工程師的職業中進一步發展,您必須掌握系統設計。 即使您剛剛開始編碼,開始學習系統設計也是一個好主意。
在您職業生涯的早期,您將在很大程度上測試您的編碼能力。 我們將在這篇文章中了解系統設計的概念、為什麼要研究它、在整個系統設計過程中執行的主要職責、什麼是系統設計策略等等。
讓我們開始。
什麼是系統設計?
定義系統各個方面的過程,例如其體系結構、模塊和組件,以及它們的各種接口和流經它的數據,稱為系統設計。
它旨在通過創建一個合乎邏輯的高效系統來滿足公司或組織的特定目標和要求。 正確的設計理念和方法為應對程序複雜性和可擴展性提供了路線圖。
系統設計策略師和經驗豐富的軟件工程師的任務是創建這個 plan 在適當的指導下。
它更多的是關於系統分析、架構模式、API、設計模式以及將它們粘合在一起,而不是關於編碼。 由於您的應用程序可以承受架構負載,因此根據應用程序的要求充分設計您的系統可以消除不必要的費用和維護工作,並為您的最終用戶提供更好的體驗。
系統設計的兩個基本策略是什麼?
最好的系統設計策略總是由系統的要求決定的。 好的系統策略會根據您是使用現有系統還是從頭開始而改變。
除了基本上融合了這兩種策略的混合方法之外,還有兩種主要的系統設計策略。 讓我們來看看這兩種系統設計方法。
1. 自下而上的策略
在這種系統設計技術中,首先設計子系統和最低級別的組件(甚至是子組件)。 如果事先設計好這些組件,就可以更容易、更有效地開發更高級別的子系統和更大的組件。 這節省了偵察和故障排除的時間。
重複將較低級別的組件組合成更大集合的過程,直到整個系統由單個組件組成。 這種方法還使通用解決方案和低級實現更具可重用性。 當抽象級別期望很高時,這種方法是理想的。
但是,由於這種方法沒有與問題的結構相結合,因此很難用它開發出高質量的解決方案。 由於高度抽象,也可以使用最有效的多餘函數。
2. 自上而下的策略
這種設計風格優先將系統分解為子系統和組件。 自下而上的策略不是像自下而上的技術那樣自下而上地構建,而是首先將整個系統概念化,然後再將其分解為子系統。
然後創建這些子系統並將其分成更小的子系統和滿足更大系統需求的組件集。 這種方法不是將這些子系統視為單獨的事物,而是將整個系統視為一個對象。
當系統最終根據其特徵進行構想和分離時,子系統被視為獨立的實體。 然後將組件組織在分層框架中,直到設計出系統的最低級別。 此方法定義明確,不鼓勵抽象。
自上而下的技術是高質量的典型,因為設計過程不斷定義子系統和組件,因為它們適合系統,從而產生一個高效、響應和有效的系統。
另一方面,這些解決方案不是通用的,不能被廣泛使用。 這些系統還具有更複雜的設計並且更難以維護。
另一方面,混合設計技術將自頂向下方法的高質量特徵與自底向上方法的可重用性和組織良好的結構相結合。 因此,大多數係統都是最成功的系統設計技術。
系統設計的各種子集是什麼?
系統設計的子集如下:
1. 邏輯設計
它是系統數據流、輸入和輸出的抽象。 它以滿足用戶要求的方式描述源、目標、數據存儲庫和數據流。 系統的邏輯設計在創建時考慮了一定程度的細節,這實際上解釋了信息如何流入和流出系統。 使用了 ER 和數據流程圖。
2. 物理設計
物理設計與系統的實際輸入和輸出過程相關聯。 物理設計的主要目標是控制如何檢查、處理和顯示數據。 它主要側重於用戶的界面設計、流程設計和數據設計。
3.建築設計
它也被稱為高級設計,因為它強調系統架構設計。 它討論了系統的性質和起源。
4. 詳細設計
它以建築設計為基礎,強調每個學科的成長。
在系統設計過程中執行的主要任務是什麼?
1. 創建設計定義
- 計劃並確定將用於構建和實施系統組件和物理接口的技術。
- 確定在整個系統運行階段哪些技術和系統組件有過時或演變的危險。 為最終的更換做好準備。
- 記錄設計定義方法,包括完成設計所需的任何支持系統、商品或服務。
2.確定設計屬性
- 定義與架構特性相關的設計標準,並確保它們可以被實施。
- 定義在系統架構階段未建立的任何接口,或者隨著設計細節變得更加詳細而需要定義的接口。
- 定義並記錄每個系統元素的設計屬性。
3. 考慮獲取組件的選項
- 檢查您的設計備選方案。
- 選擇最佳選項。
- 如果決定開發系統元素,則將採用其餘的設計定義和實施過程。 如果要購買或重複使用一個系統元素,可以採用獲取方法來獲取它。
4.組織設計
- 捕獲並跟踪每個設計和架構決策背後的原因。
- 評估並保持對設計屬性進展的控制。
為什麼要學習系統設計?
已在大範圍內取得多項突破 網絡應用 在過去的二十年中。 這些創新改變了我們對軟件開發的看法。
Facebook、Instagram 和 Twitter 以及我們日常使用的其他應用程序和服務都是可擴展的系統。 由於全球數十億人同時使用這些系統,因此必須構建它們以管理大量流量和數據。 系統設計在這裡發揮作用。
您將需要理解系統設計思想以及如何將它們作為軟件工程師應用。 在職業生涯早期學習系統設計可以幫助您更加自信地面對軟件設計困難,並將設計理念應用到您的日常工作中。
隨著您在職業生涯中的進步並開始為更高級別的角色進行面試,系統設計將成為您面試過程中更重要的元素。 因此,無論您的技能水平如何,系統設計都很重要。
系統設計的好處
- 它加快了程序。
- 它降低了設計的價格。
- 不一致性被消除。
- 它有幾個資源。
- 它使客戶的生活更輕鬆、更簡單。
結論
這具有提高公司質量的優勢,同時也提高了盈利能力。
由於產品和數據處理,功能係統提供最佳的質量控制以及較低的製造成本。 這是任何行業或領域的要求。
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