La conception de systèmes est le processus de définition de l'architecture, des composants, des modules, des interfaces et des données d'un système afin de satisfaire aux exigences spécifiées. Cela implique de traduire les exigences des utilisateurs en un plan détaillé qui guide la phase de mise en œuvre. L'objectif est de créer une structure bien organisée et efficace qui répond à l'objectif visé tout en tenant compte de facteurs tels que l'évolutivité, la maintenabilité et les performances.
La maîtrise de la conception de systèmes est cruciale pour quiconque cherche à construire des systèmes robustes et évolutifs. Notre gamme complète Cours de conception de systèmes vous fournit les connaissances et les compétences nécessaires pour exceller dans ce domaine. Grâce à des exemples pratiques et aux conseils d’experts, vous apprendrez comment traduire efficacement les exigences des utilisateurs en conceptions détaillées pouvant être mises en œuvre avec succès.
Sujets importants pour la conception de systèmes
- Pourquoi apprendre la conception de systèmes ?
- Objectifs de la conception du système
- Composants de la conception du système
- Cycle de vie de conception du système (SDLC)
- Architecture du système
- Modularité et interfaces dans la conception de systèmes
- Evolution/Mise à niveau/Echelle d'un système existant
- Exemple de conception de système : système de réservation de compagnies aériennes
- Avantages de la conception du système
Pourquoi apprendre la conception de systèmes ?
Dans tout processus de développement, qu'il s'agisse de logiciels ou de toute autre technologie, l'étape la plus importante est Conception . Sans la phase de conception, vous ne pouvez pas passer à la partie implémentation ou test. Il en va de même pour le système.
La conception de systèmes est non seulement une étape vitale dans le développement du système, mais fournit également l'épine dorsale pour gérer des scénarios exceptionnels car elle représente la logique métier du logiciel.
L'importance de la phase de conception du système dans SDLC
commande supérieure Unix
D’après les étapes SDLC ci-dessus, il est clair que la conception du système agit comme une épine dorsale car, quelle que soit la qualité de l’exécution de la partie codage, elle devient par la suite inutile si la conception correspondante n’est pas bonne. Nous obtenons donc ici des informations vitales cruciales sur les raisons pour lesquelles elles sont demandées dans chaque entreprise basée sur les produits.
Objectifs de la conception de systèmes
- Praticité : Nous avons besoin d'un système qui devrait cibler l'ensemble de publics (utilisateurs) correspondant auquel ils conçoivent.
- Précision : La conception du système ci-dessus doit être conçue de manière à répondre à presque toutes les exigences autour desquelles il est conçu, qu'il s'agisse d'exigences fonctionnelles ou non fonctionnelles.
- exhaustivité : La conception du système doit répondre à toutes les exigences des utilisateurs
- Efficace : La conception du système doit être telle qu'il ne doit pas être surutilisé au-delà du coût des ressources ni sous-utilisé, car nous le savons maintenant, cela entraînera une faible mise en œuvre (sortie) et un temps de réponse (latence) moindre.
- Fiabilité : Le système conçu doit être à proximité d'un environnement sans panne pendant une certaine période de temps.
- Optimisation : Le temps et l'espace sont probablement ce que nous faisons pour que les morceaux de code permettant aux composants individuels de fonctionner dans un système.
- Évolutif (flexibilité) : La conception du système doit être adaptable dans le temps en fonction des différents besoins des utilisateurs des clients qui, nous le savons, continueront à changer avec le temps. Le meilleur exemple ici est la société bien connue : Nokia. C'est l'aspect le plus important lors de la conception de systèmes et c'est la raison pour laquelle 1 startup sur 100 réussit à long terme, le meilleur exemple ici est techcodeview.com.
Objectifs de la conception du système
Remarque : La conception du système nous aide également à atteindre la tolérance aux pannes, c'est-à-dire la capacité d'un logiciel à continuer à fonctionner là où même son 1 ou 2 composant échoue.
Maintenant, après avoir jeté un coup d'œil et parcouru les objectifs ci-dessus, discutons maintenant des avantages de la conception du système pour mieux le comprendre, car les avantages ci-dessous rapprochent encore plus notre compréhension de la vie réelle.
Edith Mack Hirsch
Composants de la conception de systèmes
Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des principaux composants de la conception du système. discuté en bref. La version détaillée de ceci sera discutée dans différents articles :
- Équilibreurs de charge : Composant le plus crucial pour les mesures d’évolutivité, de disponibilité et de performances des systèmes.
- Magasins de valeurs clés : Il s'agit d'un système de stockage similaire aux tables de hachage où les magasins clé-valeur sont des tables de hachage distribuées.
- Stockage des objets blob : Blob signifie binaire gros objets, comme son nom l'indique, il s'agit du stockage de données non structurées telles que YouTube et Netflix.
- Bases de données : Il s'agit d'une collection organisée de données afin qu'elles puissent être facilement accessibles et modifiées.
- Limiteurs de débit : Ceux-ci définissent le nombre maximum de requêtes qu’un service peut répondre.
- Système de surveillance: Il s'agit essentiellement de logiciels dans lesquels l'administrateur système surveille les infrastructures telles que la bande passante, le processeur, les routeurs, les commutateurs, etc.
- File d'attente de messagerie du système distribué : Support de transaction entre producteurs et consommateurs.
- Générateur d'ID unique distribué : Dans le cas de grands systèmes distribués, à chaque instant plusieurs tâches se produisent donc afin de les distinguer, attribuez une balise correspondant à chaque événement.
- Recherche distribuée : Sur chaque site Web, les informations cruciales que les visiteurs rechercheront sont placées dans la barre de recherche.
- Services de journalisation distribuée : Retracer des séquences d'événements de bout en bout.
- Planificateur de tâches distribué : Ressources informatiques telles que le processeur, la mémoire, le stockage, etc.
Composants de la conception du système
Cycle de vie de conception du système (SDLC)
Le cycle de vie de conception du système (SDLC) est un processus complet qui décrit les étapes impliquées dans la conception et le développement d'un système, qu'il s'agisse d'une application logicielle, d'une solution matérielle ou d'un système intégré combinant les deux. Il comprend une série de phases qui guident les ingénieurs dans la création d’un système aligné sur les besoins de l’utilisateur et les objectifs organisationnels. Le SDLC vise à garantir que le produit final est fiable, évolutif et maintenable.
Les phases (étapes) du cycle de vie de la conception du système sont :
- Planification
- Étude de faisabilité
- Conception du système
- Mise en œuvre
- Essai
- Déploiement
- Entretien et assistance
Architecture du système
L'architecture logicielle est une façon dont nous définissons comment les composants d'une conception sont représentés conception et déploiement de logiciels .
Il s'agit essentiellement de la conception schématique d'un système logiciel décrivant les composants, les niveaux d'abstraction et d'autres aspects d'un système logiciel. Afin de le comprendre dans un langage profane, le but ou la logique d’une entreprise doit être clair et présenté sur une seule feuille de papier. Ici, les objectifs des grands projets et d'autres guides de mise à l'échelle sont là pour le système existant et les systèmes à venir à mettre à l'échelle.
Modèles d'architecture système
Il existe différentes manières d'organiser les composants dans l'architecture logicielle. Et les différentes organisations prédéfinies des composants dans les architectures logicielles sont appelées modèles d'architecture logicielle. De nombreux modèles ont été essayés et testés. La plupart d’entre eux ont résolu avec succès divers problèmes. Dans chaque modèle, les composants sont organisés différemment pour résoudre un problème spécifique dans les architectures logicielles.
Différents types de modèles d'architecture logicielle incluent :
- Modèle en couches
- Modèle client-serveur
- Modèle piloté par les événements
- Modèle de micronoyau
- Modèle de microservices
Modèles d'architecture système
Modularité et interfaces dans la conception de systèmes
- Conception modulaire fait référence à une méthode/procédure de conception de produits impliquant l'intégration ou la combinaison d'éléments plus petits et indépendants pour créer un produit fini. Un produit volumineux (comme une voiture) peut être divisé en composants plus petits et plus simples qui sont développés et produits séparément en utilisant l'approche de conception modulaire. Le produit final est créé en intégrant (ou en assemblant) chacun de ces composants.
- Interfaces dans la conception de systèmes est la zone dans laquelle les utilisateurs interagissent. Il se compose des écrans qui facilitent la navigation dans le système, des écrans et des formulaires qui collectent des données et des rapports du système.
Evolution/Mise à niveau/Echelle d'un système existant
Avec l'augmentation de l'utilisation de la technologie, que ce soit hors ligne ou en ligne, il est désormais indispensable pour chaque développeur de concevoir et de créer un système évolutif . Si le système n’est pas évolutif, avec l’augmentation du nombre d’utilisateurs, il est très probable que le système tombe en panne. C’est pourquoi la notion de mise à l’échelle entre en jeu.
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Supposons qu'il existe un système avec des configurations de disque et de RAM spécifiques qui géraient des tâches. Désormais, si nous devons faire évoluer notre système ou le mettre à l’échelle, nous avons deux options.
- Spécifications de mise à niveau du système existant : Nous améliorons simplement le processeur en mettant à niveau la RAM, la taille du disque et de nombreux autres composants. Notez qu'ici nous ne nous soucions pas de l'évolutivité et de la disponibilité de la bande passante du réseau. Ici, selon l'évolution, nous travaillons sur le facteur de disponibilité uniquement en considérant que l'évolutivité sera maintenue. C’est ce qu’on appelle la mise à l’échelle verticale.
- Créez un système distribué en connectant plusieurs systèmes ensemble : Nous voyons ci-dessus que si l'évolutivité n'est pas à la hauteur, nous avons besoin de plusieurs systèmes pour cette mesure, car les mesures de disponibilité ont une limitation. Pour évoluer, nous avons besoin de plus de systèmes (plus de morceaux de blocs) et c'est ce qu'on appelle la mise à l'échelle horizontale.
Evolution/Mise à niveau/Echelle d'un système existant
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Les données circulent entre les systèmes via Diagrammes de flux de données ou DFD .
Diagrammes de flux de données ou DFD est défini comme une représentation graphique du flux de données à travers l’information. DFD est conçu pour montrer comment un système est divisé en parties plus petites et pour mettre en évidence le flux de données entre ces parties.
Voici un exemple pour démontrer la structure de base du diagramme de flux de données :
Structure de base du diagramme de flux de données
Composants d'un DFD :
| Représentation | Action effectuée |
|---|---|
| Carré | Définit la source de destination des données |
| Flèche | Identifie le flux de données et agit comme un pipeline à travers lequel les informations circulent |
| Cercle/Bulle | Représente un processus qui transforme le flux de données entrant en données sortantes |
| Rectangle ouvert | Il s'agit d'un magasin de données ou de données au repos/référentiel temporaire de données |
Note: L’expéditeur et le destinataire doivent toujours être écrits en majuscules. Il est plutôt recommandé d'utiliser des lettres majuscules pour tout ce qui est placé dans une boîte carrée conformément aux conventions DFD.
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Exemple de conception de système : système de réservation de compagnies aériennes
Maintenant que nous avons discuté jusqu'à présent des bases de la conception de systèmes, comprenons maintenant la conception de systèmes à travers un exemple de base : le système de réservation de compagnie aérienne.
Pour mieux comprendre les composants et la conception du système de réservation des compagnies aériennes, examinons d'abord son organigramme au niveau du contexte :
Exemple de conception de système : système de réservation de compagnies aériennes
Comprenons maintenant le DFD du système de réservation des compagnies aériennes :
- Dans l'organigramme ci-dessus, Passager , Agent de voyage , Compagnie aérienne sont les sources à travers lesquelles les données migrent.
- Ici, les données sont transmises depuis Passager pour réserver un billet d'avion comme indiqué avec la flèche DFD où la demande de voyage est placée.
- Désormais, ces données sont transmises à travers deux sources, comme indiqué ci-dessus, à savoir « Agent de voyage ' et ' Compagnie aérienne ‘ où si le siège est disponible Préférences et Un vol la demande est adressée à la source.
- L'agent de voyages et les billets correspondants sont placés comme demandé.
- Si aucun billet n'est disponible, une demande de réservation de passager est alors adressée à la source – la compagnie aérienne.
Avantages de la conception du système
Après une discussion détaillée de l’introduction à la conception du système, il est désormais indispensable de discuter de ses avantages et de ses inconvénients.
Le plus grand avantage de la conception de systèmes est d’inculquer la conscience et la créativité aux développeurs full-stack via la liaison synergique des passerelles de protocoles API, des réseaux et des bases de données.
Certains des principaux avantages de la conception de systèmes incluent :
- Réduit le coût de conception d’un produit.
- Processus de développement logiciel rapide
- Gain de temps global dans SDLC
- Augmente l’efficacité et la cohérence d’un programmeur.
- Économise des ressources
Apprendre la conception de systèmes : Tutoriel de conception de système