معماری نرم‌افزار، بخش اول؛ بایدها

5 دقیقه زمان مطالعه
1403/02/12
1 نظر

معماری نرم‌افزار، یک جنبه مهم در توسعه نرم‌افزار است و به عنوان طرح اصلی سیستم و نقشه راه پروژه شناخته می‌شود. معماری، وظایفی را که باید توسط تیم‌های طراحی و توسعه انجام شود، مشخص می‌کند. این مفهوم، حامل ویژگی‌های اصلی سیستم از جمله عملکرد، قابلیت تغییر و امنیت است که هیچ‌کدام بدون داشتن یک رویکرد معماری واحد، قابل دستیابی نیستند.

در دنیای نرم‌افزار با پیچیدگی‌های فراوانی که دارد، استفاده از معماری نرم‌افزار یک ضرورت برای مدیریت پیچیدگی سیستم و ایجاد یک مکانیسم ارتباط و هماهنگی بین اجزا است. در این مقاله از بلاگ آسا، می‌خواهیم درباره بایدها در معماری نرم‌افزار صحبت کنیم. این مقاله بخش اول از بایدها و نبایدها در معماری نرم‌افزار است. با ما همراه باشید.

در ادامه بایدها و تاثیر مثبت آن‌ها روی معماری سیستم را بررسی می‌کنیم.

۱. ماژولار بودن

ماژولاریتی (modularity) یا تفکیک‌پذیری، اولین باید و مفهومی در طراحی سیستم است که به شکستن سیستم به بخش‌های کوچک‌تر، مستقل و قابل تغییر اشاره دارد. هر کدام از این بخش‌ها مجموعه‌ای از عملکردهای منحصر‌به‌فرد دارند که به بهبود عملکرد کل سیستم کمک می‌کند. ماژولاریتی مزایایی دارد که در ادامه بررسی می‌کنیم.

ماژولاریتی در معماری نرم‌افزار

درک و یادگیری آسان

درک سیستم‌های ماژولار آسان‌تر است، زیرا هر ماژول عملکرد خاص خود را دارد. توسعه‌دهندگان می‌توانند به جای تلاش برای درک کل سیستم به طور همزمان، در هر برهه زمانی، روی یک بخش از سیستم تمرکز کنند.

قابلیت استفاده مجدد

ماژول‌های طراحی شده برای انجام کارهای خاص، معمولا می‌توانند در قسمت‌های مختلف سیستم یا حتی در پروژه‌های مختلف، دوباره مورد استفاده قرار بگیرند. این قابلیت استفاده مجدد نه تنها باعث صرفه جویی در زمان توسعه می‌شود، بلکه ثبات سیستم را هم ارتقا می‌دهد.

قابلیت نگهداری

در یک سیستم ماژولار، تغییرات، به‌روزرسانی‌ها یا اصلاحات می‌توانند فقط برای ماژول‌های خاص انجام شوند؛ نه کل سیستم. این موضوع احتمال ایجاد باگ‌های جدید را کاهش می‌دهد و نگهداری سیستم را ساده‌تر می‌کند.

توسعه موازی

ماژولار بودن امکان توسعه موازی را فراهم می‌کند. تیم‌های مختلف می‌توانند به طور همزمان روی ماژول‌های مختلف کار کنند و این موضوع به طور قابل توجهی روند توسعه را سریع خواهد کرد.

تست و اشکال زدایی

فرایند تست در یک سیستم ماژولار ساده‌تر است. به دلیل مجزا بودن ماژول‌ها، هر ماژول را می‌توانیم به صورت جداگانه و به کمک تست واحد (Unit test) بسنجیم. به دلیل ایزوله بودن، می‌توانیم هر اشکالی که پیدا شد را به طور مستقیم به ماژول مورد نظر نسبت بدهیم.

انعطاف‌پذیری

سیستم‌های ماژولار انعطاف‌پذیرتر هستند و می‌توانیم آن‌ها را با اضافه کردن، حذف یا جایگزینی ماژول‌های دیگر، به راحتی با نیازهای در حال تغییر سازگار کنیم.

در نتیجه، ماژولار بودن یک اصل اساسی در معماری نرم‌افزار است که به ایجاد سیستم‌های قوی، قابل نگهداری و سازگار کمک می‌کند. ماژولاریتی یا تفکیک‌پذیری، زیربنای بسیاری از بهترین متدهای توسعه نرم‌افزار مدرن، از جمله برنامه نویسی شیءگرا و معماری میکروسرویس است. بنابراین، درک و به کارگیری موثر ماژولاریتی، برای هر معمار نرم‌افزاری بسیار مهم است.

۲. مقیاس‌پذیری

مقیاس‌پذیری در زمینه معماری نرم‌افزار، به معنای توانایی یک سیستم برای مدیریت و رسیدگی به حجم فزاینده‌ای از کار، با اضافه کردن منابع مختلف به سیستم است. در واقع یک سیستم مقیاس‌پذیر، سیستمی است که می‌تواند بدون آسیب به تجربه کاربری، به هر تعداد کاربر خدمات بدهد.

مقیاس‌پذیری در معماری نرم‌افزار

دلایل مختلفی وجود دارد که نشان می‌دهد باید از ابتدای فرایند توسعه نرم‌افزار، به مقیاس‌پذیری توجه کنید:

رشد کاربر

اگر محصول نرم‌افزاری شما موفق باشد، تعداد کاربران در طول زمان افزایش خواهد یافت. سیستم باید بتواند این بار افزایش‌یافته را تحمل کند؛ در غیر این صورت، می‌تواند باعث افزایش زمان پاسخ یا حتی خرابی سیستم شود.

رشد داده‌ها

به ازای هر تعامل یا تراکنشی که کاربران با سیستم شما دارند، داده تولید می‌شود. با گذشت زمان، این داده‌ها انباشته می‌شوند و سیستم باید بتواند به طور موثر این داده‌ها را ذخیره، پردازش و بازیابی کند.

بهبود و افزایش امکانات

همانطور که محصول شما کامل می‌شود، احتمالا ویژگی‌ها و امکانات جدیدی هم به آن اضافه خواهد شد. این ویژگی‌ها ممکن است به منابع بیشتری نیاز داشته باشند و سیستم شما باید بتواند آن را با نیازهای جدید تطبیق دهد.

مقرون به صرفه

بهتر و مقرون به صرفه‌تر است که از همان اول و زمان توسعه، مقیاس‌پذیری را در سیستم خود ایجاد کنید تا اینکه بعدا آن را به روز کنید. تغییر و به‌روزرسانی یک سیستم برای افزودن مقیاس‌پذیری، می‌تواند یک فرایند پیچیده و پرهزینه باشد.

عملکرد

سیستم‌های مقیاس‌پذیر معمولا عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهند. با طراحی برای مقیاس‌پذیری، احتمالا عملکرد سیستم خود را هم بهبود می‌دهید.

در دسترس بودن

از آن‌جایی که سیستم‌های مقیاس‌پذیر برای مدیریت اشکالات و باگ‌ها طراحی شده‌اند، به طور معمول در دسترس‌تر از سیستم‌های دیگرند. به عنوان مثال در یک سیستم مقیاس‌پذیر، اگر یک سرور از کار بیفتد می‌توانیم بار آن را به سرورهای دیگر منتقل کنیم.

به طور خلاصه، در نظر گرفتن مقیاس‌پذیری از ابتدای توسعه نرم‌افزار بسیار مهم است. این ویژگی تضمین می‌کند که سیستم می‌تواند رشد کاربران، داده‌ها و امکانات را مدیریت کند و خروجی مقرون به صرفه، با کارایی بالا و در دسترس را ارائه دهد. طراحی یک سیستم به شکلی که از ابتدا مقیاس‌پذیر باشد بسیار ساده‌تر و کارآمدتر از تلاش برای اضافه کردن آن در آینده است. بنابراین، مقیاس‌پذیری یک عامل کلیدی در موفقیت هر سیستم نرم‌افزاری است.

۳. امنیت

از آنجایی که معماری نرم‌افزار طرح اولیه سیستم و نحوه تعامل اجزای مختلف آن با یکدیگر را مشخص می‌کند، نقش مهمی در امنیت نرم‌افزار دارد.

امنیت در معماری نرم‌افزار

از تاثیرهای معماری روی امنیت سیستم می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

امنیت از طریق طراحی

از همان مراحل اولیه طراحی نرم‌افزار باید به امنیت سیستم توجه کنید که معمولا به عنوان «امنیت با طراحی» شناخته می‌شود. با در نظر گرفتن امنیت در سطح معماری، می‌توانید خطرات امنیتی بالقوه را شناسایی کرده و قبل از اینکه به سیستم شما آسیب وارد کنند، آن‌ها را برطرف کنید.

اصل حداقل منابع

معماری باید به گونه‌ای باشد که هر جزء از سیستم دارای کم‌ترین امتیاز و منابع لازم برای اجرای عملکرد خود باشد. این موضوع آسیب احتمالی که در صورت آسیب دیدن یک جزء ایجاد می‌شود را محدود می‌کند.

تعاملات امن

معماری نحوه تعامل اجزا با یکدیگر را تعریف می‌کند. این تعاملات باید به گونه‌ای طراحی شوند که ایمن باشند. برای مثال، زمانی که داده‌ها بین اجزا (کامپوننت‌ها) منتقل می‌شوند، باید رمزگذاری شوند.

جداسازی

معماری می‌تواند به جداسازی اجزای سیستم کمک کند. اگر یک جزء به خطر بیفتد، تاثیر آن بر بقیه سیستم می‌تواند محدود شود.

ترکیب اجزای امنیتی

معماری می‌تواند شامل اجزای خاصی برای مدیریت امنیت، مثل احراز هویت و مجوز باشد. این بخش‌ها می‌توانند خدمات امنیتی را به بقیه سیستم هم ارائه دهند.

الگوهای ‌‌‌امنیتی

الگوهای امنیتی شناخته شده و مختلفی وجود دارد که می‌توانید از آن‌ها در معماری استفاده کنید. این الگوها برای مدیریت و رسیدگی به نگرانی‌های امنیتی خاص، موثر هستند.

به طور خلاصه، معماری یک سیستم نرم‌افزاری نقش مهمی در امنیت سیستم ایفا می‌کند. با در نظر گرفتن امنیت در سطح معماری، می‌توانید سیستمی طراحی کنید که ذاتا امنیت بیشتری نسبت به سایر سیستم‌ها دارد. ایجاد امنیت از همان ابتدا بسیار ساده‌تر و موثرتر از تلاش برای افزودن آن به یک سیستم موجود است.

عمل به بایدهای معماری نرم‌افزار

توجه به این اصول که مواردی مثل مقیاس‌پذیری، قابلیت نگهداری، و ادغام الزامات غیرعملکردی را در بر می‌گیرند، در ایجاد سیستم‌های نرم‌افزاری قوی و کارآمد بسیار مهم هستند. با این حال آن‌ها قوانین سفت و سختی نیستند؛ بلکه دستورالعمل‌هایی هستند که باید با زمینه و الزامات خاص هر پروژه تطبیق داده شوند.

با رعایت این دستورالعمل‌ها، طراحان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که معماری نرم‌افزار آن‌ها نه تنها از نظر عملکردی سالم است، که می‌تواند کامل‌تر شده و با نیازها و چالش‌های آینده هم منطبق شود. در نهایت، موفقیت هر سیستم نرم‌افزاری به کاربرد درست این اصول معماری بستگی دارد.

منابع:

www.martinfowler.com | www.code-maze.com

۵/۵ - (۳ امتیاز)

مطالب مرتبط