ソフトウェア アーキテクチャとはツール、設計、および例

ソフトウェア アーキテクチャは私たちの日常生活の一部です。 携帯電話の使用、電子メールの送信など、私たちが日常的に行うほとんどすべてのことは、使用されているデバイスのソフトウェア アーキテクチャを利用しています。 ソフトウェア アーキテクチャは、それが何であるか、またはどのように使用するかを正確に知っている人が多くないため、バックグラウンドで隠されています。

この記事では、ソフトウェア アーキテクチャを詳しく見て、組織内でイノベーションと技術革新を可能にするフレームワークを理解します。

ソフトウェア アーキテクチャとは

ソフトウェア アーキテクチャは、一言で言えば、ソフトウェア システムのアセンブリとして説明できます。 このアセンブリには、すべてのコンポーネント、コンポーネント間の相互作用、コンポーネントが機能する環境、およびソフトウェア設計で使用される原則が含まれます。 場合によっては、ソフトウェアの将来の進化も含まれます。

ソフトウェア アーキテクチャは、1 つまたは複数の目標を持って設計されています。 他のツールやデバイスのパフォーマンスを中断することなく、目標を達成する必要があります。 ソフトウェアの構造と動作は重要な決定に影響を与えるため、アーキテクチャは最良の結果を提供する必要があります。

ソフトウェア アーキテクチャはソフトウェア エンジニアリングでどのように使用されますか?

ソフトウェア エンジニアリングでは、ソフトウェア アーキテクチャは、システムの構造のみを表示し、実装の詳細を隠すのに役立ちます。 ソフトウェア エンジニアリングとソフトウェア アーキテクチャは、要素とコンポーネント間の相互作用に焦点を当てるなど、多くの共通点があるため、重複することがよくあります。 共通のルールがそれらを管理するため、重複が発生します。

ソフトウェア アーキテクチャの原則

ソフトウェア アーキテクチャの原則は、ソフトウェアの構築と変更のプロセスを管理します。 この原則は、スケーラビリティ、柔軟性、セキュリティ、および再利用性の向上に役立ちます。 ソフトウェア アーキテクチャの原則の主な目的は、ソリューションがビジネス要件を満たし、技術的に保護されていることを確認することです。 これらの原則の要点を次に示します。

• 重大な単一障害点を防ぐ
• SOA ストアハウスは幅広いテクノロジーに基づいて構築されています
• 開発者とアーキテクトに実用的なサポートを提供する
• サービスの再利用を実現可能にする
• ガイドラインの適用を自動化する堅牢な展開システムの作成

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ソフトウェアのアーキテクチャと設計

ソフトウェア アーキテクチャと設計は 2 つの異なるエンティティですが、両者の間には細い線しかありません。

ソフトウェア アーキテクチャは、システムの仕組みとそれに伴う複雑さを定義するシステムの青写真です。 アーキテクチャの主な役割は、コンポーネント間の良好な関係を確立して維持することです。

システムのパフォーマンスとセキュリティを同時に処理しながら、すべての技術的および機能的要件に対応する構造化されたソリューションを提供することを目的としています。

また、最終製品の品質、メンテナンス、パフォーマンス、および成功を決定するソフトウェア開発に関するいくつかの決定にも影響を与えます。

これらの決定には以下が含まれます。

• システムを形成する構造要素とそのインターフェースの完成
• コラボレーション中の要素の動作
• 巨大なサブシステムを作成する行動要素と構造要素の構成
• アーキテクチャとビジネス上の意思決定の整合

ソフトウェア設計

ソフトウェア設計は、要素を記述し、それらをシステムに適合させる方法を説明し、要件を満たすためにそれらを連携させる設計計画を提供します。

設計計画の主な目的は次のとおりです。

• システム要件を満たすために、顧客、管理者、およびマーケティングの専門家の期待に適合する
• 開発の過程で設計図として機能するため
• 詳細な設計、統合、コーディング、およびテストを含む実装のプロセスを支援する

ソフトウェア アーキテクチャとソフトウェア設計の役割は似ていますが、ソフトウェア アーキテクチャはシステム全体により大きな影響を与えます。

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ソフトウェア アーキテクチャ ツール

ソフトウェア アーキテクチャ ツールは、アプリケーションおよびソフトウェア開発者が基本的なソフトウェア構造を設計および作成し、システムのソフトウェア アーキテクチャに関する情報と洞察を提供するために不可欠です。

これらは、システムが既存のコンポーネント、新しいソフトウェア、ユーザー、データ ソースなどとどのように相互作用するかを表すのに役立ちます。

リファクタリングは、機能を変更せずに既存のコードを改造するプロセスです。 この手法は、アプリケーションのモダナイゼーションとクラウドへの移行中に適用されます。

CAST イメージングを使用すると、リファクタリング プロセスの長さを短縮できます。 すべてのデータベース構造、コード要素、および複雑なソフトウェア システムの相互作用を細部に至るまで変更し、アーキテクチャの正確でインタラクティブな青写真を生成します。

優れたソフトウェア設計ツールを使用してソフトウェア アーキテクチャの障害を防止し、それによって組織の安全性と評判を守ることが不可欠です。

一般的に使用されるソフトウェア アーキテクチャの視覚化ツールの一部を次に示します。

• エンタープライズ アーキテクト:アーキテクチャの仕様、コードの詳細、およびメタデータに関する一元化された共通の情報源を提供します。 モデリング、モデル変換、リバース エンジニアリング、ドキュメンテーション、コード生成などの開発プロセスに固有の機能を提供します。

Enterprise Architect の機能は、Unified Modeling 言語に拡張でき、UML に基づく視覚化と設計のためのプラットフォームを提供します。

• Microsoft Visio: Office 365 と組み合わせたり、Web プラットフォームからアクセスしたりすることで、ユーザーはフローチャート、図、組織図などを簡単に作成できます。 Visio を使用すると、ユーザーはグラフ化されたフローと図を他のプログラマーと共有し、正確なデータ フローのドキュメントを作成できます。
• Lucid chart: Lucid chart は、開発プロセスのフローチャートと図を生成するための Web インターフェイスとさまざまなテンプレートを提供します。 また、ユーザーは他のユーザーとオンラインで共同作業を行い、アーキテクチャー設計やプロセス フローチャートを作成することもできます。

Lucidchart の人気の主な理由は、そのシンプルさと直感的な機能にあります。 さらに、幅広いプラットフォームに接続できるため、複雑なソフトウェア環境で作業するプログラマーの作業が容易になります。

• ビジュアル パラダイム:ビジュアル パラダイムは、DevOps チームとプログラマーが開発プロセス全体を効率的にモデル化するのに役立ちます。 コア エンジニアリング機能を提供し、サービス指向アーキテクチャ モデリング言語やビジネス プロセス モデリング言語などの最新のモデリング言語と標準をサポートできます。 開発者はテンプレートを使用して、システム ドキュメントまたはクラス ダイアグラムを生成できます。 ビジュアル パラダイムは、データベースの設計とプロセス分析もサポートします。
• Draw.io:インタラクティブなインターフェースと、建築レイアウトや図のためのスペースを備えた Web アクセス可能なツールです。 ユーザーが Google などのツールを使用して共同作業できるようにすることで、複数の開発者が同時に作業できるようにします。 Draw.io の作図機能は使いやすいです。

ソフトウェア アーキテクチャの例

ソフトウェア アーキテクチャ パターンの最も一般的な例は、メッセージ サービス、マイクロサービス、サービス リクエスター、MVC パターン、マイクロカーネル、n 層、ドメインベースの設計要素、および抽象化/プレゼンテーション制御です。