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10 modelli di architettura software da conoscere

Miglioramento del software

Tendenze

L'idea di utilizzare modelli di architettura software deriva dall'aspirazione di realizzare una soluzione scalabile con la priorità di soddisfare le richieste degli utenti. Inoltre, questo concetto include aspetti importanti come la sicurezza, la gestibilità e le prestazioni. Una scelta sbagliata del design dell'architettura software può invece portare a conseguenze negative. Per questo motivo, gli sviluppatori dovrebbero imparare quelle più diffuse ed essere consapevoli della loro utilità in ogni caso specifico.

Che cos'è il modello di architettura del software?

Un modello architettonico è una rappresentazione pittorica dell'intero sistema e dei suoi sottosistemi, nonché dei ruoli e delle responsabilità, delle regole e persino di una tabella di marcia per stabilire le relazioni tra tutte queste parti. In parole povere, si tratta di una sorta di "progetto" del futuro sito web, applicazione o microservizio che verrà utilizzato durante il processo di sviluppo.

Quanto sono importanti i modelli di architettura del software?

I modelli di architettura del software sono di grande importanza perché possono fornire soluzioni a vari problemi in diversi ambiti. Grazie a questo concetto, i team possono semplificare le procedure di test dividendole, ad esempio, in segmenti più piccoli. Utilizzando i modelli di architettura del software, gli sviluppatori possono segmentare le richieste degli utenti in porzioni di dati più piccole, per evitare di affidarsi a un singolo server.

Di seguito sono riportati alcuni motivi per applicare questo approccio durante la fase di sviluppo dell'applicazione.

Identificare le caratteristiche di base di un'applicazione

I modelli di architettura software svolgono un ruolo significativo nella definizione delle caratteristiche di base di qualsiasi applicazione. Questo aiuta, a sua volta, a definire quali pattern possono essere utilizzati per applicazioni agili e quali dovrebbero essere sfruttati per applicazioni altamente scalabili.

Garantire qualità ed efficienza

Selezionando correttamente i modelli di architettura del software, i team possono ridurre al minimo i problemi di qualità che possono sorgere durante il periodo di sviluppo e di post-sviluppo.

Garantire l'agilità

La creazione di un "blueprint" della futura applicazione le conferisce un necessario livello di agilità che, a sua volta, consente agli sviluppatori di applicare numerose modifiche e iterazioni in futuro.

Risoluzione dei problemi

La comprensione dell'architettura del software consente agli sviluppatori di avere un'immagine chiara del futuro funzionamento dei componenti dell'applicazione. Questo approccio consente agli sviluppatori di sfruttare le tecniche migliori per affrontare tutti i possibili problemi nel tempo.

Aumentare la produttività

I principi standardizzati utilizzati nei modelli di architettura del software consentono ai team di vedere rapidamente lo stato attuale del progetto. Con questa metodologia, i team hanno l'opportunità di aumentare la produttività.

La differenza tra un modello di architettura del software e un modello di progettazione

Può sembrare difficile distinguere tra pattern di architettura del software e pattern di progettazione, ma diventa più che trasparente se consideriamo entrambi separatamente. I pattern di architettura vengono utilizzati per creare la logica di business, le interfacce utente e altri aspetti, mentre il design viene utilizzato per implementare la logica di business.

Modelli di architettura del software

Esistono diversi modelli di architettura software attualmente utilizzati dai team. Di seguito sono riportati quelli più diffusi.

Stratificato

Applicando questo particolare modello, ogni livello ha il proprio ruolo distintivo nell'applicazione. Inoltre, questo approccio consente di modificare diversi componenti dell'applicazione senza influenzare gli altri livelli. I pattern di progettazione dell'architettura software a strati possono essere utilizzati da team con sviluppatori inesperti o per realizzare applicazioni in tempi limitati.

Cliente-server

In pratica, un'architettura software di questo tipo rappresenta una struttura distribuita in cui sono presenti due componenti principali: il client e il server. Implementando questa tecnica, i team possono facilitare l'interoperabilità tra i due componenti, che possono essere o meno situati nella stessa rete.

Padrone-schiavo

Si tratta di un altro approccio distribuito, in cui il componente master ha il pieno controllo su quelli slave. Mentre quest'ultimo è responsabile della gestione di compiti separati, il primo compila i risultati per visualizzarli. Lo schema Master-Slave viene utilizzato anche per le interfacce utente e i server. In entrambi i casi, il master ascolta i comandi provenienti dall'utente o dai client. Quando riceve un comando, viene lanciato uno slave per eseguirlo mentre il master riprende l'ascolto di altri comandi (come il comando "sospendi l'ultimo comando").

Filtro per tubi

In questa struttura, i diversi componenti sono rappresentati come filtri utilizzati per ordinare i dati, che scorrono attraverso speciali tubi di dati. I filtri, a loro volta, rappresentano una catena, il che significa che i dati in uscita da un filtro passano attraverso gli altri. L'idea alla base di questo approccio è quella di suddividere i processi e i componenti più grandi in altri più piccoli.

Broker

Il pattern broker comprende tre componenti principali: broker, client e server. Questo approccio può essere utilizzato per strutturare sistemi distribuiti con componenti disaccoppiati. Il broker funge da coordinatore, stabilendo le comunicazioni tra i vari componenti dell'applicazione.

Peer-to-peer

Tutti i singoli componenti di questa struttura sono chiamati peer. Possono agire come client, server o anche entrambi. I peer client richiedono servizi, mentre i peer server forniscono servizi agli altri. Questo approccio è ampiamente utilizzato in diverse reti di condivisione di file. Nelle reti peer-to-peer, le risorse come la potenza di elaborazione, lo storage o la larghezza di banda sono rese disponibili direttamente ai partecipanti alla rete, senza richiedere un coordinamento centrale. A differenza del modello tradizionale client-server, i peer sono sia fornitori che consumatori di risorse. Il sistema P2P collaborativo emergente va oltre il semplice servizio peer-to-peer. Le comunità virtuali stanno diventando più potenti con i peer che apportano risorse e capacità uniche, fornendo servizi che vanno al di là di ciò che i singoli peer possono fornire, ma che sono vantaggiosi per tutti.

Bus degli eventi

Si tratta di un modello architettonico guidato dagli eventi con un design asincrono distribuito. Consente agli sviluppatori di creare soluzioni scalabili. Il pattern può essere utilizzato per tutti i tipi di applicazioni, da quelle più piccole a quelle più complesse.

Modello-vista-controllore

Il pattern model-view-controller o MVC consente ai team di suddividere le parti di codice front-end e back-end e di inserirle in componenti diversi. Semplifica la gestione dell'intero codice e rende più facile regolare ogni parte della soluzione (back-end e front-end) separatamente.

Modello: Un modello contiene le funzionalità e i dati fondamentali.

Visualizzazione: Visualizza: visualizza le informazioni all'utente.

Controllore: I controllori gestiscono gli input dell'utente.

Lavagna

Implementando questo modello, i team possono utilizzare l'idea della lavagna per memorizzare i dati globali. La lavagna può essere aggiornata dalla fonte di conoscenza. L'idea alla base di questa architettura è che il controllo con più fonti interagisce con la lavagna. Il controllo passa in rassegna le varie fonti e, una volta trovata una soluzione, la pubblica.

In generale, il modello Blackboard prevede tre componenti:

Uno spazio condiviso per la memorizzazione di dati sul mondo (Blackboard).
Un insieme di algoritmi (ML o altro) che leggono i dati dal mondo e pubblicano i risultati su Blackboard.
Una serie di moduli che leggono i risultati di Blackboard e apportano modifiche al robot di conseguenza.

Interprete

In parole povere, questo modello di architettura definisce la grammatica di un linguaggio che verrà poi valutata dall'interprete. Utilizzando questo design, gli sviluppatori possono tecnicamente utilizzare un'espressione regolare, o anche analizzare qualsiasi linguaggio umano ed eseguire l'interpretazione. Come parte di questo modello, viene implementata un'interfaccia di espressione che indica all'interprete di interpretare un particolare contesto.

Questo modello è utilizzato nel parsing SQL, nel motore di elaborazione dei simboli, ecc.
Per eseguire questo schema si utilizza una gerarchia di espressioni. Ci sono due tipi di espressioni: terminali e non terminali.
I modelli di progettazione degli interpreti hanno una struttura ad albero simile al modello di progettazione dei compositi, con le espressioni terminali che rappresentano le foglie e le espressioni non terminali che rappresentano i compositi.
Un parser genera l'albero delle espressioni che devono essere valutate. Il parser non può essere considerato parte dello schema dell'interprete.

In conclusione

Osservando da vicino la tecnologia che può fornire ai team di sviluppo un mezzo per aumentare la produttività, i lead engineer possono essere in grado di identificare i problemi più gravi nella composizione dei team. Di conseguenza, possono creare programmi di formazione adeguati e facilitare la crescita a lungo termine della loro azienda. In Innowise, i nostri ingegneri esperti sono in grado di adottare i migliori approcci architetturali allo sviluppo del software.

Non esitate a contattarci per qualsiasi domanda e saremo lieti di assistervi nel vostro progetto da sogno.

FAQ

Come scegliere il modello software giusto per il mio progetto?

La scelta del pattern software giusto dipende da diversi fattori, tra cui la complessità del progetto, i requisiti di scalabilità e la familiarità del team con il pattern. Prima di prendere una decisione, è necessario condurre un'analisi approfondita.

Qual è il ruolo dell'architettura nella sicurezza del software?

L'architettura del vostro software può avere un impatto significativo sulla sua sicurezza. Un'architettura ben progettata può aiutare a prevenire le vulnerabilità e a mitigare le potenziali minacce.

Come si differenziano le architetture cloud-native da quelle tradizionali?

Le architetture Cloud-native sono progettate specificamente per sfruttare le capacità delle piattaforme cloud. Danno priorità alla scalabilità, alla flessibilità e alla resilienza, rendendole adatte agli ambienti cloud.

Quali sono le prossime tendenze dell'architettura del software?

Alcune tendenze emergenti includono l'adozione di architetture serverless, l'edge computing e la continua crescita dei microservizi.

Grazie per la valutazione!

Grazie per il commento!

Dmitry Nazarevich CTO

Data: 16 novembre 2022

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