Wstęp teoretyczny

Czym jest architektura?

Architektura oprogramowania jest ogólnym opisem organizacji aplikacji (High level design HLD).

Obejmuje ona takie aspekty jak:

Charakterystyki architektoniczne - opisują jakie cechy systemu muszą być brane pod uwagę, takie jak testowalność, rozszerzalność, niezawodność
Decyzje architektoniczne
Komponenty logiczne
Styl architektoniczny - opisuje w jaki sposób dany system powinien być zbudowany/działać. Najczęściej polega na określeniu danego typu takiego jak np: monolit, mikroserwisy, system zdarzeniowy etc.

Architektura (HLD) a Design (LLD)

W przykładowej aplikacji bankowej architektura wysokopoziomowa obejmuje takie tematy jak to, w jaki sposób klient wymienia się danymi z serwerem, jak bazy danych wymieniają się i zapisują dane etc. Są to aspekty wysokopoziomowe na ogół nie związane nawet z wybranymi językami.

Nie obejmuje zaś ona takich tematów jak projekt interfejsu, wykorzystywane wzorce projektowe, czy też styl pisania kodu. (te aspekty to Low Level Design LLD). link LLD vs HLD.

Różnice te można porównać do takich rzeczy jak strategia vs taktyka, czy też struktura budynku vs wygląd, ogół i szczegół.

Przykładowym narzędziem używanym przy LLD są diagramy klas UML, zaś przy HLD są to diagramy architektoniczne (pokazujące jakie serwisy mają gadać ze sobą i które są spięte z jakimi bazami danych).

Często zagadnienia architektoniczne nie mogą być łatwo przypisane do jednej z tych klas, ponieważ zazębiają się z wieloma poziomami. Mówimy tutaj o takich decyzjach jak:

wybór framweorka dla interfejsu (wpływa na organizację kodu, ale też może zmieniać sposób komunikacji z innymi elementami)
rozdzielanie modułów na mniejsze części (może wynikać z nadmiernego rozrostu, co zarówno wpływa na codebase jak i na to jakie są zadania danej części)

Charakterystyki architektoniczne

Czyli w skrócie co twój system musi umieć i czego od niego wymagamy. Ich określenie jest jednym z pierwszych kroków pracy nad przygotowywaniem systemu. (proces ich zbierania jest opisany tutaj)

Charakterystyki te można także określać mianem wymagań niefunkcjonalnych, bądź wymagań jakościowych. Do charakterystyk można zaliczyć takie chechy jak testowalność, skalowalność, wydajność, modularność etc. (jest tego dość dużo).

Ze względu na mnogość opcji warto podzielić je na kategorie. (jest to dość luźny podział)

Charakterystyki procesowe

Są to cechy będące często na styku HLD i LLD. WIążą się one często z tym, jak budowane jest dane oprogramowanie.

Mamy tutaj:

Modularność/Modułowość (modularity) - jak bardzo oprogramowanie jest podzielone na mniejsze fragmenty. Wpływa ona na organizację kodu, często tekże na jego reużywalność.
Testowalność (testability) - jak łatwo jest testować system oraz uruchamiać na nim różne rodzaje testów (jednostkowych, integracyjnych, akceptacyjnych etc.).
Rozszerzalność - jak łatwo jest deweloperom dodawać nowe funkcjonalności i rozszerzać system. Obejmuje to bardzo wiele aspektów takich jak standardy pisania, podział na moduły, testowalność, sposób zarządzania kodem etc.
Deployowalność/Wdrażalność - jak łatwo jest wdrożyć dany system
Zwinność (agility) - możliwość szybkiego reagowania i wprowadzania zmian w systemie (wynika to z architektury (testowalność, wdrażalność, utrzymywalności), ale także z procedur, sposobu zarządzania zespołem etc.)

Charakterystyki strukturalne

Opisują one wewnętrzną strukturę systemu

Bezpieczeństwo systemu
utrzymywalność (maintainability) - jak łatwo jest deweloperom i architektom wprowadzać zmiany i naprawiać błędy
przenośność (portability) - jak łatwo jest wrzucić/używać systemu na wielu platformach (windows, Linux, MacOS, Android, Embedded...)
lokalizowalność - jak łatwo jest dodać i utrzymać wsparcie dla wielu jezyków

Wymagania operacyjne

Charakterystyki opisujące jak współpracuje się z działającym systemem.

dostępność (availability) - jaka jest procentowa czasowa dostęþność systemu (np. 99,99% czasu)
recoverability - jak szybko system jest w stanie wrócić do stanu używalności po awarii
niezawodność (robustness) - jak dobrze system radzi sobie z warunkami brzegowymi, obsługą błędów, problemami ze przętem, połączeniem sieciowym etc.
wydajność - jest to dość ogólne określenie poże ono łączyć się z takimi pojęciami jak opóźnienia, płynność, czy też wykorzytanie dostęþnych zasobów sprzętowych.
skalowalność - Jak sprawnie jesteśmy w stanie skalować nasz system wraz z rozrostem bazy uzytkowników
elastyczność - (podobnie do skalowalności) obejmuje mozliwość dynamicznej adaptacji do nagle zmieniającego się natężenia ruchu w serwisie. (Na przykład zapisy na lektoraty na uczelni) (tzw. traffic spike)

Inne

bezpieczeństwo danych - jak zabezpiecznone są dane przechowywane w systemie, czy są zaszyfrowane, czy używane End2End encryption etc.
zgodność z przepisami - zgodność z RODO, z ustawami dotyczącymi przepływu danych pomiędzy EU, a innymi krajami, przestrzeganie licencji oprogramowania etc.
prywatność - co się może dziać z danymi użytkowników
accessibility - czy aplikacja jest dostępna/czytelna dla osób z niepełnosprawnościami
autentykacja autoryzacja - jak zamierzamy obsługiwać logowanie do systemu, jak sprawdzamy kto jest kim etc.