ప్రపంచ ప్రేక్షకుల కోసం స్కేలబుల్, విశ్వసనీయమైన మరియు నిర్వహించదగిన సిస్టమ్‌లను రూపొందించడానికి ప్రాథమిక సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలు, ఉత్తమ పద్ధతులు మరియు వాస్తవ-ప్రపంచ ఉదాహరణలను అన్వేషించండి.
సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలలో నైపుణ్యం: గ్లోబల్ ఆర్కిటెక్ట్‌ల కోసం ఒక సమగ్ర మార్గదర్శిని
నేటి అనుసంధానిత ప్రపంచంలో, గ్లోబల్ ఉనికి ఉన్న ఏ సంస్థకైనా పటిష్టమైన మరియు స్కేలబుల్ సిస్టమ్‌లను నిర్మించడం చాలా ముఖ్యం. సిస్టమ్ డిజైన్ అనేది నిర్దిష్ట అవసరాలను తీర్చడానికి ఒక సిస్టమ్ కోసం ఆర్కిటెక్చర్, మాడ్యూల్స్, ఇంటర్‌ఫేస్‌లు మరియు డేటాను నిర్వచించే ప్రక్రియ. సాఫ్ట్‌వేర్ ఆర్కిటెక్ట్‌లు, డెవలపర్‌లు మరియు సంక్లిష్ట సాఫ్ట్‌వేర్ సిస్టమ్‌లను సృష్టించడం మరియు నిర్వహించడంలో పాలుపంచుకున్న ఎవరికైనా సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలపై గట్టి అవగాహన అవసరం. ఈ గైడ్ స్కేలబుల్, విశ్వసనీయమైన మరియు నిర్వహించదగిన సిస్టమ్‌లను రూపొందించడంలో మీకు సహాయపడటానికి కీలక సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలు, ఉత్తమ పద్ధతులు మరియు వాస్తవ-ప్రపంచ ఉదాహరణల యొక్క సమగ్ర అవలోకనాన్ని అందిస్తుంది.
సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలు ఎందుకు ముఖ్యమైనవి
సరైన సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలను వర్తింపజేయడం వల్ల అనేక ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి, వాటిలో:
- మెరుగైన స్కేలబిలిటీ: సిస్టమ్‌లు పనితీరు క్షీణత లేకుండా పెరుగుతున్న పనిభారాలు మరియు వినియోగదారు ట్రాఫిక్‌ను నిర్వహించగలవు.
- మెరుగైన విశ్వసనీయత: సిస్టమ్‌లు వైఫల్యాలకు మరింత స్థితిస్థాపకంగా ఉంటాయి మరియు లోపాల నుండి త్వరగా కోలుకోగలవు.
- తగ్గిన సంక్లిష్టత: సిస్టమ్‌లను కాలక్రమేణా అర్థం చేసుకోవడం, నిర్వహించడం మరియు అభివృద్ధి చేయడం సులభం.
- పెరిగిన సామర్థ్యం: సిస్టమ్‌లు వనరులను సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకుంటాయి, ఖర్చులను తగ్గించి, పనితీరును పెంచుతాయి.
- మెరుగైన సహకారం: చక్కగా నిర్వచించబడిన ఆర్కిటెక్చర్‌లు డెవలప్‌మెంట్ బృందాల మధ్య కమ్యూనికేషన్ మరియు సహకారాన్ని సులభతరం చేస్తాయి.
- తగ్గిన డెవలప్‌మెంట్ సమయం: నమూనాలు మరియు సూత్రాలు బాగా అర్థం చేసుకున్నప్పుడు, డెవలప్‌మెంట్ సమయాన్ని గణనీయంగా తగ్గించవచ్చు.
కీలక సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలు
మీ సిస్టమ్‌లను డిజైన్ చేసేటప్పుడు మీరు పరిగణించవలసిన కొన్ని ప్రాథమిక సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:
1. సెపరేషన్ ఆఫ్ కన్సర్న్స్ (SoC)
భావన: సిస్టమ్‌ను విభిన్న మాడ్యూల్స్ లేదా కాంపోనెంట్‌లుగా విభజించండి, ప్రతి ఒక్కటి సిస్టమ్ యొక్క నిర్దిష్ట కార్యాచరణ లేదా అంశానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. మాడ్యులారిటీ మరియు నిర్వహణ సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి ఈ సూత్రం ప్రాథమికమైనది. ప్రతి మాడ్యూల్ స్పష్టంగా నిర్వచించబడిన ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉండాలి మరియు ఇతర మాడ్యూల్స్‌పై దాని ఆధారపడటాన్ని తగ్గించాలి. ఇది మెరుగైన పరీక్ష, పునర్వినియోగం మరియు మొత్తం సిస్టమ్ స్పష్టతకు దారితీస్తుంది.
ప్రయోజనాలు:
- మెరుగైన మాడ్యులారిటీ: ప్రతి మాడ్యూల్ స్వతంత్రంగా మరియు స్వీయ-నియంత్రణతో ఉంటుంది.
- మెరుగైన నిర్వహణ: ఒక మాడ్యూల్‌లోని మార్పులు ఇతర మాడ్యూల్స్‌పై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.
- పెరిగిన పునర్వినియోగం: మాడ్యూల్స్‌ను సిస్టమ్‌లోని వివిధ భాగాలలో లేదా ఇతర సిస్టమ్‌లలో తిరిగి ఉపయోగించుకోవచ్చు.
- సులభమైన పరీక్ష: మాడ్యూల్స్‌ను స్వతంత్రంగా పరీక్షించవచ్చు.
ఉదాహరణ: ఒక ఇ-కామర్స్ అప్లికేషన్‌లో, యూజర్ అథెంటికేషన్, ప్రొడక్ట్ కేటలాగ్ మేనేజ్‌మెంట్, ఆర్డర్ ప్రాసెసింగ్ మరియు పేమెంట్ గేట్‌వే ఇంటిగ్రేషన్ కోసం విభిన్న మాడ్యూల్స్‌ను సృష్టించడం ద్వారా కన్సర్న్స్‌ను వేరు చేయండి. యూజర్ అథెంటికేషన్ మాడ్యూల్ యూజర్ లాగిన్ మరియు ఆథరైజేషన్‌ను నిర్వహిస్తుంది, ప్రొడక్ట్ కేటలాగ్ మాడ్యూల్ ప్రొడక్ట్ సమాచారాన్ని నిర్వహిస్తుంది, ఆర్డర్ ప్రాసెసింగ్ మాడ్యూల్ ఆర్డర్ సృష్టి మరియు నెరవేర్పును నిర్వహిస్తుంది, మరియు పేమెంట్ గేట్‌వే ఇంటిగ్రేషన్ మాడ్యూల్ పేమెంట్ ప్రాసెసింగ్‌ను నిర్వహిస్తుంది.
2. సింగిల్ రెస్పాన్సిబిలిటీ ప్రిన్సిపల్ (SRP)
భావన: ఒక మాడ్యూల్ లేదా క్లాస్‌కు మార్చడానికి ఒకే ఒక కారణం ఉండాలి. ఈ సూత్రం SoC కి దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు ప్రతి మాడ్యూల్ లేదా క్లాస్‌కు ఒకే, చక్కగా నిర్వచించబడిన ప్రయోజనం ఉండేలా చూసుకోవడంపై దృష్టి పెడుతుంది. ఒక మాడ్యూల్‌కు బహుళ బాధ్యతలు ఉంటే, దానిని నిర్వహించడం కష్టతరం అవుతుంది మరియు సిస్టమ్‌లోని ఇతర భాగాలలో మార్పుల ద్వారా ప్రభావితమయ్యే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది. బాధ్యతను అతి చిన్న ఫంక్షనల్ యూనిట్‌లో ఉండేలా మీ మాడ్యూల్స్‌ను మెరుగుపరచడం ముఖ్యం.
ప్రయోజనాలు:
- తగ్గిన సంక్లిష్టత: మాడ్యూల్స్‌ను అర్థం చేసుకోవడం మరియు నిర్వహించడం సులభం.
- మెరుగైన కోహెషన్: మాడ్యూల్స్ ఒకే ప్రయోజనంపై దృష్టి పెడతాయి.
- పెరిగిన పరీక్ష సామర్థ్యం: మాడ్యూల్స్‌ను పరీక్షించడం సులభం.
ఉదాహరణ: రిపోర్టింగ్ సిస్టమ్‌లో, రిపోర్టులను రూపొందించడం మరియు వాటిని ఇమెయిల్ ద్వారా పంపడం రెండింటికీ ఒకే క్లాస్ బాధ్యత వహించకూడదు. బదులుగా, రిపోర్ట్ జనరేషన్ మరియు ఇమెయిల్ పంపడం కోసం వేర్వేరు క్లాసులను సృష్టించండి. ఇది ఇమెయిల్ పంపే కార్యాచరణను ప్రభావితం చేయకుండా రిపోర్ట్ జనరేషన్ లాజిక్‌ను మార్చడానికి మరియు దీనికి విరుద్ధంగా అనుమతిస్తుంది. ఇది రిపోర్టింగ్ మాడ్యూల్ యొక్క మొత్తం నిర్వహణ మరియు చురుకుదనానికి మద్దతు ఇస్తుంది.
3. డోంట్ రిపీట్ యువర్సెల్ఫ్ (DRY)
భావన: కోడ్ లేదా లాజిక్‌ను నకిలీ చేయవద్దు. బదులుగా, సాధారణ కార్యాచరణను పునర్వినియోగపరచదగిన కాంపోనెంట్స్ లేదా ఫంక్షన్లలోకి పొందుపరచండి. నకిలీ చేయడం వల్ల నిర్వహణ ఖర్చులు పెరుగుతాయి, ఎందుకంటే మార్పులు బహుళ ప్రదేశాలలో చేయాల్సి ఉంటుంది. DRY కోడ్ పునర్వినియోగం, స్థిరత్వం మరియు నిర్వహణను ప్రోత్సహిస్తుంది. ఒక సాధారణ రొటీన్ లేదా కాంపోనెంట్‌కు ఏదైనా నవీకరణ లేదా మార్పు అప్లికేషన్ అంతటా స్వయంచాలకంగా వర్తించబడుతుంది.
ప్రయోజనాలు:
- తగ్గిన కోడ్ పరిమాణం: నిర్వహించడానికి తక్కువ కోడ్.
- మెరుగైన స్థిరత్వం: మార్పులు సిస్టమ్ అంతటా స్థిరంగా వర్తించబడతాయి.
- తగ్గిన నిర్వహణ ఖర్చులు: సిస్టమ్‌ను నిర్వహించడం మరియు నవీకరించడం సులభం.
ఉదాహరణ: మీకు డేటాబేస్‌ను యాక్సెస్ చేయాల్సిన బహుళ మాడ్యూల్స్ ఉంటే, డేటాబేస్ కనెక్షన్ లాజిక్‌ను పొందుపరిచే ఒక సాధారణ డేటాబేస్ యాక్సెస్ లేయర్ లేదా యుటిలిటీ క్లాస్‌ను సృష్టించండి. ఇది ప్రతి మాడ్యూల్‌లో డేటాబేస్ కనెక్షన్ కోడ్‌ను నకిలీ చేయకుండా నివారిస్తుంది మరియు అన్ని మాడ్యూల్స్ ఒకే కనెక్షన్ పారామితులను మరియు ఎర్రర్ హ్యాండ్లింగ్ మెకానిజంలను ఉపయోగించేలా చేస్తుంది. ఎంటిటీ ఫ్రేమ్‌వర్క్ లేదా హైబర్నేట్ వంటి ORM (ఆబ్జెక్ట్-రిలేషనల్ మ్యాపర్) ను ఉపయోగించడం ఒక ప్రత్యామ్నాయ విధానం.
4. కీప్ ఇట్ సింపుల్, స్టుపిడ్ (KISS)
భావన: సిస్టమ్‌లను వీలైనంత సరళంగా డిజైన్ చేయండి. అనవసరమైన సంక్లిష్టతను నివారించండి మరియు సరళత మరియు స్పష్టత కోసం ప్రయత్నించండి. సంక్లిష్టమైన సిస్టమ్‌లను అర్థం చేసుకోవడం, నిర్వహించడం మరియు డీబగ్ చేయడం కష్టం. KISS అవసరాలను తీర్చే సరళమైన పరిష్కారాన్ని ఎంచుకోవడానికి మిమ్మల్ని ప్రోత్సహిస్తుంది, అతిగా ఇంజనీరింగ్ చేయడం లేదా అనవసరమైన అబ్స్ట్రాక్షన్‌లను ప్రవేశపెట్టడం కంటే. ప్రతి లైన్ కోడ్ బగ్ సంభవించడానికి ఒక అవకాశం. అందువల్ల, సంక్లిష్టమైన, అర్థం చేసుకోవడానికి కష్టమైన కోడ్ కంటే సరళమైన, ప్రత్యక్ష కోడ్ చాలా మంచిది.
ప్రయోజనాలు:
- తగ్గిన సంక్లిష్టత: సిస్టమ్‌లను అర్థం చేసుకోవడం మరియు నిర్వహించడం సులభం.
- మెరుగైన విశ్వసనీయత: సరళమైన సిస్టమ్‌లు లోపాలకు తక్కువ అవకాశం కలిగి ఉంటాయి.
- వేగవంతమైన డెవలప్‌మెంట్: సరళమైన సిస్టమ్‌లను వేగంగా డెవలప్ చేయవచ్చు.
ఉదాహరణ: ఒక API ని డిజైన్ చేసేటప్పుడు, JSON మీ అవసరాలను తీర్చినట్లయితే XML వంటి మరింత సంక్లిష్టమైన ఫార్మాట్‌ల కంటే JSON వంటి సరళమైన మరియు సూటిగా ఉండే డేటా ఫార్మాట్‌ను ఎంచుకోండి. అదేవిధంగా, ఒక సరళమైన విధానం సరిపోతుంటే, అతిగా సంక్లిష్టమైన డిజైన్ నమూనాలు లేదా ఆర్కిటెక్చరల్ శైలులను ఉపయోగించడం మానుకోండి. ప్రొడక్షన్ సమస్యను డీబగ్ చేసేటప్పుడు, ఇది మరింత సంక్లిష్టమైన సమస్య అని భావించే ముందు, మొదట ప్రత్యక్ష కోడ్ మార్గాలను చూడండి.
5. యూ ఏన్ట్ గొన్నా నీడ్ ఇట్ (YAGNI)
భావన: నిజంగా అవసరమయ్యే వరకు కార్యాచరణను జోడించవద్దు. అకాల ఆప్టిమైజేషన్‌ను నివారించండి మరియు భవిష్యత్తులో ఉపయోగపడతాయని మీరు భావించే కానీ ఈ రోజు అవసరం లేని ఫీచర్లను జోడించే ప్రలోభానికి లొంగకండి. YAGNI డెవలప్‌మెంట్‌కు లీన్ మరియు చురుకైన విధానాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది, విలువను క్రమంగా అందించడం మరియు అనవసరమైన సంక్లిష్టతను నివారించడంపై దృష్టి పెడుతుంది. ఇది ఊహాత్మక భవిష్యత్తు సమస్యలకు బదులుగా నిజమైన సమస్యలతో వ్యవహరించమని మిమ్మల్ని బలవంతం చేస్తుంది. భవిష్యత్తును అంచనా వేయడం కంటే వర్తమానాన్ని అంచనా వేయడం తరచుగా సులభం.
ప్రయోజనాలు:
- తగ్గిన సంక్లిష్టత: సిస్టమ్‌లు సరళంగా మరియు నిర్వహించడం సులభం.
- వేగవంతమైన డెవలప్‌మెంట్: విలువను త్వరగా అందించడంపై దృష్టి పెట్టండి.
- తగ్గిన రిస్క్: ఎప్పటికీ ఉపయోగించబడని ఫీచర్లపై సమయం వృధా చేయడాన్ని నివారించండి.
ఉదాహరణ: మీ ఇ-కామర్స్ అప్లికేషన్‌కు కొత్త పేమెంట్ గేట్‌వే కోసం మద్దతును, ఆ పేమెంట్ గేట్‌వేని ఉపయోగించాలనుకునే నిజమైన కస్టమర్లు మీకు ఉన్నంత వరకు జోడించవద్దు. అదేవిధంగా, మీ వెబ్‌సైట్‌కు కొత్త భాష కోసం మద్దతును, ఆ భాష మాట్లాడే గణనీయమైన సంఖ్యలో వినియోగదారులు మీకు ఉన్నంత వరకు జోడించవద్దు. నిజమైన వినియోగదారు అవసరాలు మరియు వ్యాపార అవసరాల ఆధారంగా ఫీచర్లు మరియు కార్యాచరణలకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వండి.
6. లా ఆఫ్ డెమెటర్ (LoD)
భావన: ఒక మాడ్యూల్ దాని తక్షణ సహకారులతో మాత్రమే సంకర్షణ చెందాలి. మెథడ్ కాల్స్ గొలుసు ద్వారా ఆబ్జెక్ట్‌లను యాక్సెస్ చేయవద్దు. LoD లూస్ కప్లింగ్‌ను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు మాడ్యూల్స్ మధ్య ఆధారపడటాన్ని తగ్గిస్తుంది. ఇది మీ ప్రత్యక్ష సహకారులకు బాధ్యతలను అప్పగించమని మిమ్మల్ని ప్రోత్సహిస్తుంది, వారి అంతర్గత స్థితిలోకి ప్రవేశించడం కంటే. దీని అర్థం ఒక మాడ్యూల్ కేవలం వీటి యొక్క పద్ధతులను మాత్రమే ప్రారంభించాలి:
- దానిదే
- దాని పారామీటర్ ఆబ్జెక్ట్స్
- అది సృష్టించే ఏవైనా ఆబ్జెక్ట్స్
- దాని ప్రత్యక్ష కాంపోనెంట్ ఆబ్జెక్ట్స్
ప్రయోజనాలు:
- తగ్గిన కప్లింగ్: మాడ్యూల్స్ ఒకదానిపై ఒకటి తక్కువగా ఆధారపడతాయి.
- మెరుగైన నిర్వహణ: ఒక మాడ్యూల్‌లోని మార్పులు ఇతర మాడ్యూల్స్‌పై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.
- పెరిగిన పునర్వినియోగం: మాడ్యూల్స్‌ను విభిన్న సందర్భాలలో మరింత సులభంగా పునర్వినియోగించుకోవచ్చు.
ఉదాహరణ: `Customer` ఆబ్జెక్ట్ నేరుగా `Order` ఆబ్జెక్ట్ యొక్క చిరునామాను యాక్సెస్ చేయడానికి బదులుగా, ఆ బాధ్యతను `Order` ఆబ్జెక్ట్‌కే అప్పగించండి. `Customer` ఆబ్జెక్ట్ కేవలం `Order` ఆబ్జెక్ట్ యొక్క పబ్లిక్ ఇంటర్‌ఫేస్‌తో మాత్రమే సంకర్షణ చెందాలి, దాని అంతర్గత స్థితినతో కాదు. దీనిని కొన్నిసార్లు "టెల్, డోంట్ ఆస్క్" అని అంటారు.
7. లిస్కోవ్ సబ్‌స్టిట్యూషన్ ప్రిన్సిపల్ (LSP)
భావన: సబ్‌టైప్‌లు ప్రోగ్రామ్ యొక్క సరిగ్గా ఉండటాన్ని మార్చకుండా వాటి బేస్ టైప్‌ల కోసం ప్రత్యామ్నాయంగా ఉండాలి. ఈ సూత్రం ఇన్‌హెరిటెన్స్ సరిగ్గా ఉపయోగించబడిందని మరియు సబ్‌టైప్‌లు ఊహించదగిన పద్ధతిలో ప్రవర్తిస్తాయని నిర్ధారిస్తుంది. ఒక సబ్‌టైప్ LSP ని ఉల్లంఘిస్తే, అది అనూహ్య ప్రవర్తన మరియు లోపాలకు దారితీస్తుంది. కోడ్ పునర్వినియోగం, విస్తరణ మరియు నిర్వహణను ప్రోత్సహించడానికి LSP ఒక ముఖ్యమైన సూత్రం. ఇది డెవలపర్‌లకు అనూహ్య సైడ్ ఎఫెక్ట్‌లను ప్రవేశపెట్టకుండా సిస్టమ్‌ను విశ్వాసంతో విస్తరించడానికి మరియు సవరించడానికి అనుమతిస్తుంది.
ప్రయోజనాలు:
- మెరుగైన పునర్వినియోగం: సబ్‌టైప్‌లను వాటి బేస్ టైప్‌లతో పరస్పరం మార్చుకోవచ్చు.
- మెరుగైన విస్తరణ: ఇప్పటికే ఉన్న కోడ్‌ను ప్రభావితం చేయకుండా కొత్త సబ్‌టైప్‌లను జోడించవచ్చు.
- తగ్గిన రిస్క్: సబ్‌టైప్‌లు ఊహించదగిన పద్ధతిలో ప్రవర్తిస్తాయని హామీ ఇవ్వబడింది.
ఉదాహరణ: మీకు `Rectangle` అనే బేస్ క్లాస్ ఉంటే, వెడల్పు మరియు ఎత్తును సెట్ చేయడానికి పద్ధతులతో, `Square` అనే సబ్‌టైప్ `Rectangle` కాంట్రాక్ట్‌ను ఉల్లంఘించే విధంగా ఈ పద్ధతులను ఓవర్‌రైడ్ చేయకూడదు. ఉదాహరణకు, `Square` యొక్క వెడల్పును సెట్ చేయడం వల్ల ఎత్తు కూడా అదే విలువకు సెట్ చేయబడాలి, అది చదరంగా ఉండేలా చూసుకోవాలి. అలా చేయకపోతే, అది LSP ని ఉల్లంఘిస్తుంది.
8. ఇంటర్‌ఫేస్ సెగ్రిగేషన్ ప్రిన్సిపల్ (ISP)
భావన: క్లయింట్లు వారు ఉపయోగించని పద్ధతులపై ఆధారపడవలసిన అవసరం లేదు. ఈ సూత్రం పెద్ద, మోనోలిథిక్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లకు బదులుగా చిన్న, మరింత కేంద్రీకృత ఇంటర్‌ఫేస్‌లను సృష్టించమని మిమ్మల్ని ప్రోత్సహిస్తుంది. ఇది సాఫ్ట్‌వేర్ సిస్టమ్‌ల యొక్క వశ్యత మరియు పునర్వినియోగాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. ISP క్లయింట్‌లకు తమకు సంబంధించిన పద్ధతులపై మాత్రమే ఆధారపడటానికి అనుమతిస్తుంది, ఇంటర్‌ఫేస్ యొక్క ఇతర భాగాలకు మార్పుల ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది. ఇది లూస్ కప్లింగ్‌ను కూడా ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు సిస్టమ్‌ను నిర్వహించడం మరియు అభివృద్ధి చేయడం సులభం చేస్తుంది.
ప్రయోజనాలు:
ఉదాహరణ: మీకు `Worker` అనే ఇంటర్‌ఫేస్ ఉంటే, పని చేయడం, తినడం మరియు నిద్రపోవడం కోసం పద్ధతులతో, కేవలం పని చేయాల్సిన క్లాసులు తినడం మరియు నిద్రపోవడం పద్ధతులను అమలు చేయవలసిన అవసరం లేదు. బదులుగా, `Workable`, `Eatable`, మరియు `Sleepable` కోసం వేర్వేరు ఇంటర్‌ఫేస్‌లను సృష్టించండి, మరియు క్లాసులు తమకు సంబంధించిన ఇంటర్‌ఫేస్‌లను మాత్రమే అమలు చేసేలా చేయండి.
9. కంపోజిషన్ ఓవర్ ఇన్‌హెరిటెన్స్
భావన: కోడ్ పునర్వినియోగం మరియు వశ్యతను సాధించడానికి ఇన్‌హెరిటెన్స్ కంటే కంపోజిషన్‌కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వండి. కంపోజిషన్ అనేది మరింత సంక్లిష్టమైన ఆబ్జెక్ట్‌లను సృష్టించడానికి సరళమైన ఆబ్జెక్ట్‌లను కలపడం, అయితే ఇన్‌హెరిటెన్స్ అనేది ఇప్పటికే ఉన్న క్లాసుల ఆధారంగా కొత్త క్లాసులను సృష్టించడం. కంపోజిషన్ ఇన్‌హెరిటెన్స్ కంటే అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది, వీటిలో పెరిగిన వశ్యత, తగ్గిన కప్లింగ్ మరియు మెరుగైన పరీక్ష సామర్థ్యం ఉన్నాయి. ఇది కేవలం దాని కాంపోనెంట్లను మార్చడం ద్వారా రన్‌టైమ్‌లో ఒక ఆబ్జెక్ట్ యొక్క ప్రవర్తనను మార్చడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
ప్రయోజనాలు:
- పెరిగిన వశ్యత: విభిన్న ప్రవర్తనలను సాధించడానికి ఆబ్జెక్ట్‌లను విభిన్న మార్గాల్లో కంపోజ్ చేయవచ్చు.
- తగ్గిన కప్లింగ్: ఆబ్జెక్ట్‌లు ఒకదానిపై ఒకటి తక్కువగా ఆధారపడతాయి.
- మెరుగైన పరీక్ష సామర్థ్యం: ఆబ్జెక్ట్‌లను స్వతంత్రంగా పరీక్షించవచ్చు.
ఉదాహరణ: `Dog`, `Cat`, మరియు `Bird` కోసం సబ్‌క్లాసులతో `Animal` క్లాసుల యొక్క క్రమానుగతాన్ని సృష్టించడానికి బదులుగా, `Barking`, `Meowing`, మరియు `Flying` కోసం వేర్వేరు క్లాసులను సృష్టించండి, మరియు విభిన్న రకాల జంతువులను సృష్టించడానికి ఈ క్లాసులను `Animal` క్లాస్‌తో కంపోజ్ చేయండి. ఇది ఇప్పటికే ఉన్న క్లాస్ క్రమానుగతాన్ని సవరించకుండా జంతువులకు కొత్త ప్రవర్తనలను సులభంగా జోడించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
10. హై కోహెషన్ అండ్ లో కప్లింగ్
భావన: మాడ్యూల్స్ లోపల హై కోహెషన్ మరియు మాడ్యూల్స్ మధ్య లో కప్లింగ్ కోసం ప్రయత్నించండి. కోహెషన్ అనేది ఒక మాడ్యూల్ లోపల అంశాలు ఒకదానికొకటి ఎంత సంబంధం కలిగి ఉన్నాయో సూచిస్తుంది. హై కోహెషన్ అంటే ఒక మాడ్యూల్ లోపల అంశాలు దగ్గరగా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి మరియు ఒకే, చక్కగా నిర్వచించబడిన ప్రయోజనాన్ని సాధించడానికి కలిసి పనిచేస్తాయి. కప్లింగ్ అనేది మాడ్యూల్స్ ఒకదానిపై ఒకటి ఎంతగా ఆధారపడి ఉన్నాయో సూచిస్తుంది. లో కప్లింగ్ అంటే మాడ్యూల్స్ వదులుగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు ఇతర మాడ్యూల్స్‌ను ప్రభావితం చేయకుండా స్వతంత్రంగా సవరించవచ్చు. నిర్వహించదగిన, పునర్వినియోగపరచదగిన మరియు పరీక్షించదగిన సిస్టమ్‌లను సృష్టించడానికి హై కోహెషన్ మరియు లో కప్లింగ్ చాలా అవసరం.
ప్రయోజనాలు:
- మెరుగైన నిర్వహణ: ఒక మాడ్యూల్‌లోని మార్పులు ఇతర మాడ్యూల్స్‌పై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.
- పెరిగిన పునర్వినియోగం: మాడ్యూల్స్‌ను విభిన్న సందర్భాలలో పునర్వినియోగించుకోవచ్చు.
- సులభమైన పరీక్ష: మాడ్యూల్స్‌ను స్వతంత్రంగా పరీక్షించవచ్చు.
ఉదాహరణ: మీ మాడ్యూల్స్‌కు ఒకే, చక్కగా నిర్వచించబడిన ప్రయోజనం ఉండేలా మరియు ఇతర మాడ్యూల్స్‌పై వాటి ఆధారపడటాన్ని తగ్గించేలా డిజైన్ చేయండి. మాడ్యూల్స్‌ను వేరు చేయడానికి మరియు వాటి మధ్య స్పష్టమైన సరిహద్దులను నిర్వచించడానికి ఇంటర్‌ఫేస్‌లను ఉపయోగించండి.
11. స్కేలబిలిటీ
భావన: గణనీయమైన పనితీరు క్షీణత లేకుండా పెరిగిన లోడ్ మరియు ట్రాఫిక్‌ను నిర్వహించడానికి సిస్టమ్‌ను డిజైన్ చేయండి. కాలక్రమేణా పెరుగుతుందని ఆశించే సిస్టమ్‌లకు స్కేలబిలిటీ ఒక కీలకమైన అంశం. రెండు ప్రధాన రకాల స్కేలబిలిటీ ఉన్నాయి: నిలువు స్కేలబిలిటీ (స్కేలింగ్ అప్) మరియు క్షితిజ సమాంతర స్కేలబిలిటీ (స్కేలింగ్ అవుట్). నిలువు స్కేలబిలిటీ అనేది ఒకే సర్వర్ యొక్క వనరులను పెంచడం, ఉదాహరణకు ఎక్కువ CPU, మెమరీ లేదా నిల్వను జోడించడం. క్షితిజ సమాంతర స్కేలబిలిటీ అనేది సిస్టమ్‌కు మరిన్ని సర్వర్‌లను జోడించడం. పెద్ద-స్థాయి సిస్టమ్‌లకు క్షితిజ సమాంతర స్కేలబిలిటీ సాధారణంగా ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది, ఎందుకంటే ఇది మెరుగైన ఫాల్ట్ టాలరెన్స్ మరియు ఎలాస్టిసిటీని అందిస్తుంది.
ప్రయోజనాలు:
- మెరుగైన పనితీరు: సిస్టమ్‌లు పనితీరు క్షీణత లేకుండా పెరిగిన లోడ్‌ను నిర్వహించగలవు.
- పెరిగిన లభ్యత: కొన్ని సర్వర్‌లు విఫలమైనప్పుడు కూడా సిస్టమ్‌లు పనిచేయడం కొనసాగించగలవు.
- తగ్గిన ఖర్చులు: మారుతున్న డిమాండ్లను తీర్చడానికి సిస్టమ్‌లను అవసరమైన విధంగా పెంచవచ్చు లేదా తగ్గించవచ్చు.
ఉదాహరణ: బహుళ సర్వర్‌లలో ట్రాఫిక్‌ను పంపిణీ చేయడానికి లోడ్ బ్యాలెన్సింగ్‌ను ఉపయోగించండి. డేటాబేస్‌పై లోడ్‌ను తగ్గించడానికి కాషింగ్‌ను ఉపయోగించండి. దీర్ఘకాలిక పనులను నిర్వహించడానికి అసమకాలిక ప్రాసెసింగ్‌ను ఉపయోగించండి. డేటా నిల్వను స్కేల్ చేయడానికి డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ డేటాబేస్‌ను ఉపయోగించడాన్ని పరిగణించండి.
12. విశ్వసనీయత
భావన: సిస్టమ్‌ను ఫాల్ట్-టాలరెంట్‌గా మరియు లోపాల నుండి త్వరగా కోలుకునేలా డిజైన్ చేయండి. మిషన్-క్రిటికల్ అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించే సిస్టమ్‌లకు విశ్వసనీయత ఒక కీలకమైన అంశం. విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి, వాటిలో రిడెండెన్సీ, రెప్లికేషన్ మరియు ఫాల్ట్ డిటెక్షన్ ఉన్నాయి. రిడెండెన్సీ అనేది క్లిష్టమైన కాంపోనెంట్ల బహుళ కాపీలను కలిగి ఉండటం. రెప్లికేషన్ అనేది డేటా యొక్క బహుళ కాపీలను సృష్టించడం. ఫాల్ట్ డిటెక్షన్ అనేది లోపాల కోసం సిస్టమ్‌ను పర్యవేక్షించడం మరియు స్వయంచాలకంగా దిద్దుబాటు చర్య తీసుకోవడం.
ప్రయోజనాలు:
- తగ్గిన డౌన్‌టైమ్: కొన్ని కాంపోనెంట్లు విఫలమైనప్పుడు కూడా సిస్టమ్‌లు పనిచేయడం కొనసాగించగలవు.
- మెరుగైన డేటా సమగ్రత: డేటా అవినీతి మరియు నష్టం నుండి రక్షించబడుతుంది.
- పెరిగిన వినియోగదారు సంతృప్తి: వినియోగదారులు లోపాలు లేదా అంతరాయాలను అనుభవించే అవకాశం తక్కువ.
ఉదాహరణ: బహుళ సర్వర్‌లలో ట్రాఫిక్‌ను పంపిణీ చేయడానికి బహుళ లోడ్ బ్యాలెన్సర్‌లను ఉపయోగించండి. బహుళ సర్వర్‌లలో డేటాను ప్రతిబింబించడానికి డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ డేటాబేస్‌ను ఉపయోగించండి. సిస్టమ్ ఆరోగ్యాన్ని పర్యవేక్షించడానికి మరియు విఫలమైన కాంపోనెంట్లను స్వయంచాలకంగా పునఃప్రారంభించడానికి హెల్త్ చెక్‌లను అమలు చేయండి. క్యాస్కేడింగ్ వైఫల్యాలను నివారించడానికి సర్క్యూట్ బ్రేకర్లను ఉపయోగించండి.
13. లభ్యత
భావన: సిస్టమ్‌ను అన్ని సమయాలలో వినియోగదారులకు అందుబాటులో ఉండేలా డిజైన్ చేయండి. విభిన్న సమయ మండలాల్లోని గ్లోబల్ వినియోగదారులు ఉపయోగించే సిస్టమ్‌లకు లభ్యత ఒక కీలకమైన అంశం. లభ్యతను మెరుగుపరచడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి, వాటిలో రిడెండెన్సీ, ఫెయిలోవర్ మరియు లోడ్ బ్యాలెన్సింగ్ ఉన్నాయి. రిడెండెన్సీ అనేది క్లిష్టమైన కాంపోనెంట్ల బహుళ కాపీలను కలిగి ఉండటం. ఫెయిలోవర్ అనేది ప్రాథమిక కాంపోనెంట్ విఫలమైనప్పుడు స్వయంచాలకంగా బ్యాకప్ కాంపోనెంట్‌కు మారడం. లోడ్ బ్యాలెన్సింగ్ అనేది బహుళ సర్వర్‌లలో ట్రాఫిక్‌ను పంపిణీ చేయడం.
ప్రయోజనాలు:
- పెరిగిన వినియోగదారు సంతృప్తి: వినియోగదారులు అవసరమైనప్పుడు సిస్టమ్‌ను యాక్సెస్ చేయవచ్చు.
- మెరుగైన వ్యాపార కొనసాగింపు: అంతరాయాల సమయంలో కూడా సిస్టమ్ పనిచేయడం కొనసాగించగలదు.
- తగ్గిన ఆదాయ నష్టం: అంతరాయాల సమయంలో కూడా సిస్టమ్ ఆదాయాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం కొనసాగించగలదు.
ఉదాహరణ: ప్రపంచంలోని బహుళ ప్రాంతాలకు సిస్టమ్‌ను విస్తరించండి. వినియోగదారులకు దగ్గరగా స్టాటిక్ కంటెంట్‌ను కాష్ చేయడానికి కంటెంట్ డెలివరీ నెట్‌వర్క్ (CDN) ను ఉపయోగించండి. బహుళ ప్రాంతాలలో డేటాను ప్రతిబింబించడానికి డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ డేటాబేస్‌ను ఉపయోగించండి. అంతరాయాలను గుర్తించి, త్వరగా స్పందించడానికి పర్యవేక్షణ మరియు హెచ్చరికలను అమలు చేయండి.
14. స్థిరత్వం
భావన: సిస్టమ్‌లోని అన్ని భాగాలలో డేటా స్థిరంగా ఉందని నిర్ధారించుకోండి. బహుళ డేటా మూలాలు లేదా డేటా యొక్క బహుళ రెప్లికాలను కలిగి ఉన్న సిస్టమ్‌లకు స్థిరత్వం ఒక కీలకమైన అంశం. స్ట్రాంగ్ కన్సిస్టెన్సీ, ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీ మరియు కాజల్ కన్సిస్టెన్సీతో సహా అనేక విభిన్న స్థాయిల స్థిరత్వం ఉన్నాయి. స్ట్రాంగ్ కన్సిస్టెన్సీ అన్ని రీడ్‌లు అత్యంత ఇటీవలి రైట్‌ను తిరిగి ఇస్తాయని హామీ ఇస్తుంది. ఎవెంచువల్ కన్సిస్టెన్సీ అన్ని రీడ్‌లు చివరికి అత్యంత ఇటీవలి రైట్‌ను తిరిగి ఇస్తాయని హామీ ఇస్తుంది, కానీ தாமதம் ఉండవచ్చు. కాజల్ కన్సిస్టెన్సీ రీడ్‌లు రీడ్‌కు కారణమైన రైట్‌లను తిరిగి ఇస్తాయని హామీ ఇస్తుంది.
ప్రయోజనాలు:
- మెరుగైన డేటా సమగ్రత: డేటా అవినీతి మరియు నష్టం నుండి రక్షించబడుతుంది.
- పెరిగిన వినియోగదారు సంతృప్తి: వినియోగదారులు సిస్టమ్‌లోని అన్ని భాగాలలో స్థిరమైన డేటాను చూస్తారు.
- తగ్గిన లోపాలు: సిస్టమ్ తప్పు ఫలితాలను ఉత్పత్తి చేసే అవకాశం తక్కువ.
ఉదాహరణ: బహుళ ఆపరేషన్లు అణుపరంగా నిర్వహించబడతాయని నిర్ధారించుకోవడానికి లావాదేవీలను ఉపయోగించండి. బహుళ డేటా మూలాలలో లావాదేవీలను సమన్వయం చేయడానికి టూ-ఫేజ్ కమిట్‌ను ఉపయోగించండి. ఏకకాల నవీకరణల మధ్య విభేదాలను నిర్వహించడానికి కాన్‌ఫ్లిక్ట్ రిజల్యూషన్ మెకానిజంలను ఉపయోగించండి.
15. పనితీరు
భావన: సిస్టమ్‌ను వేగంగా మరియు ప్రతిస్పందించే విధంగా డిజైన్ చేయండి. పెద్ద సంఖ్యలో వినియోగదారులు ఉపయోగించే లేదా పెద్ద మొత్తంలో డేటాను నిర్వహించే సిస్టమ్‌లకు పనితీరు ఒక కీలకమైన అంశం. పనితీరును మెరుగుపరచడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి, వాటిలో కాషింగ్, లోడ్ బ్యాలెన్సింగ్ మరియు ఆప్టిమైజేషన్ ఉన్నాయి. కాషింగ్ అనేది తరచుగా యాక్సెస్ చేయబడిన డేటాను మెమరీలో నిల్వ చేయడం. లోడ్ బ్యాలెన్సింగ్ అనేది బహుళ సర్వర్‌లలో ట్రాఫిక్‌ను పంపిణీ చేయడం. ఆప్టిమైజేషన్ అనేది కోడ్ మరియు అల్గారిథమ్‌ల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం.
ప్రయోజనాలు:
- మెరుగైన వినియోగదారు అనుభవం: వినియోగదారులు వేగంగా మరియు ప్రతిస్పందించే సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది.
- తగ్గిన ఖర్చులు: మరింత సమర్థవంతమైన సిస్టమ్ హార్డ్‌వేర్ మరియు ఆపరేటింగ్ ఖర్చులను తగ్గించగలదు.
- పెరిగిన పోటీతత్వం: వేగవంతమైన సిస్టమ్ మీకు పోటీ ప్రయోజనాన్ని ఇస్తుంది.
ఉదాహరణ: డేటాబేస్‌పై లోడ్‌ను తగ్గించడానికి కాషింగ్‌ను ఉపయోగించండి. బహుళ సర్వర్‌లలో ట్రాఫిక్‌ను పంపిణీ చేయడానికి లోడ్ బ్యాలెన్సింగ్‌ను ఉపయోగించండి. పనితీరును మెరుగుపరచడానికి కోడ్ మరియు అల్గారిథమ్‌లను ఆప్టిమైజ్ చేయండి. పనితీరు అడ్డంకులను గుర్తించడానికి ప్రొఫైలింగ్ సాధనాలను ఉపయోగించండి.
ఆచరణలో సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలను వర్తింపజేయడం
మీ ప్రాజెక్ట్‌లలో సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలను వర్తింపజేయడానికి ఇక్కడ కొన్ని ఆచరణాత్మక చిట్కాలు ఉన్నాయి:
- అవసరాలతో ప్రారంభించండి: సిస్టమ్‌ను డిజైన్ చేయడం ప్రారంభించే ముందు దాని అవసరాలను అర్థం చేసుకోండి. ఇందులో ఫంక్షనల్ అవసరాలు, నాన్-ఫంక్షనల్ అవసరాలు మరియు పరిమితులు ఉంటాయి.
- మాడ్యులర్ విధానాన్ని ఉపయోగించండి: సిస్టమ్‌ను చిన్న, మరింత నిర్వహించదగిన మాడ్యూల్స్‌గా విభజించండి. ఇది సిస్టమ్‌ను అర్థం చేసుకోవడం, నిర్వహించడం మరియు పరీక్షించడం సులభం చేస్తుంది.
- డిజైన్ నమూనాలను వర్తించండి: సాధారణ డిజైన్ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి స్థాపించబడిన డిజైన్ నమూనాలను ఉపయోగించండి. డిజైన్ నమూనాలు పునరావృతమయ్యే సమస్యలకు పునర్వినియోగపరచదగిన పరిష్కారాలను అందిస్తాయి మరియు మరింత పటిష్టమైన మరియు నిర్వహించదగిన సిస్టమ్‌లను సృష్టించడంలో మీకు సహాయపడతాయి.
- స్కేలబిలిటీ మరియు విశ్వసనీయతను పరిగణించండి: సిస్టమ్‌ను ప్రారంభం నుండి స్కేలబుల్ మరియు విశ్వసనీయంగా ఉండేలా డిజైన్ చేయండి. ఇది దీర్ఘకాలంలో మీకు సమయం మరియు డబ్బును ఆదా చేస్తుంది.
- ముందే మరియు తరచుగా పరీక్షించండి: సమస్యలను పరిష్కరించడానికి చాలా ఖర్చు అయ్యే ముందు వాటిని గుర్తించి పరిష్కరించడానికి సిస్టమ్‌ను ముందే మరియు తరచుగా పరీక్షించండి.
- డిజైన్‌ను డాక్యుమెంట్ చేయండి: సిస్టమ్ యొక్క డిజైన్‌ను డాక్యుమెంట్ చేయండి, తద్వారా ఇతరులు దానిని అర్థం చేసుకోగలరు మరియు నిర్వహించగలరు.
- ఎజైల్ సూత్రాలను స్వీకరించండి: ఎజైల్ డెవలప్‌మెంట్ పునరావృత అభివృద్ధి, సహకారం మరియు నిరంతర అభివృద్ధికి ప్రాధాన్యత ఇస్తుంది. సిస్టమ్ దాని వినియోగదారుల అవసరాలను తీరుస్తుందని నిర్ధారించుకోవడానికి మీ సిస్టమ్ డిజైన్ ప్రక్రియకు ఎజైల్ సూత్రాలను వర్తించండి.
ముగింపు
స్కేలబుల్, విశ్వసనీయమైన మరియు నిర్వహించదగిన సిస్టమ్‌లను నిర్మించడానికి సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలలో నైపుణ్యం సాధించడం చాలా అవసరం. ఈ సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవడం మరియు వర్తింపజేయడం ద్వారా, మీరు మీ వినియోగదారులు మరియు మీ సంస్థ యొక్క అవసరాలను తీర్చే సిస్టమ్‌లను సృష్టించవచ్చు. సరళత, మాడ్యులారిటీ మరియు స్కేలబిలిటీపై దృష్టి పెట్టాలని మరియు ముందే మరియు తరచుగా పరీక్షించాలని గుర్తుంచుకోండి. కొత్త టెక్నాలజీలు మరియు ఉత్తమ పద్ధతులకు నిరంతరం నేర్చుకోండి మరియు అలవాటు చేసుకోండి, వక్రరేఖకు ముందు ఉండటానికి మరియు వినూత్నమైన మరియు ప్రభావవంతమైన సిస్టమ్‌లను నిర్మించడానికి.
ఈ గైడ్ సిస్టమ్ డిజైన్ సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు వర్తింపజేయడానికి ఒక పటిష్టమైన పునాదిని అందిస్తుంది. సిస్టమ్ డిజైన్ ఒక పునరావృత ప్రక్రియ అని గుర్తుంచుకోండి, మరియు మీరు సిస్టమ్ మరియు దాని అవసరాల గురించి మరింత తెలుసుకున్నప్పుడు మీ డిజైన్‌లను నిరంతరం మెరుగుపరచుకోవాలి. మీ తదుపరి గొప్ప సిస్టమ్‌ను నిర్మించడానికి శుభాకాంక్షలు!