Kiến trúc phần mềm (Software Architecture) là gì?

Kiến trúc phần mềm là nền tảng cho sự thành công của bất kỳ ứng dụng phần mềm nào. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về kiến trúc phần mềm, tầm quan trọng của nó và cách nó ảnh hưởng đến các quyết định thiết kế.

Kiến trúc phần mềm là gì?

Kiến trúc phần mềm là bản thiết kế của hệ thống phần mềm, định nghĩa cấu trúc, hành vi và các nguyên tắc thiết kế của hệ thống. Nó mô tả cách các thành phần phần mềm tương tác với nhau, môi trường hoạt động và các yếu tố phi chức năng như hiệu suất, khả năng mở rộng, bảo mật.

Tầm quan trọng của kiến trúc phần mềm

• Giao tiếp: Là cơ sở cho việc giao tiếp giữa các thành viên trong nhóm phát triển.
• Quyết định thiết kế: Kiến trúc phần mềm thể hiện các quyết định thiết kế ban đầu, ảnh hưởng đến các quyết định về code và triển khai sau này.
• Linh hoạt: Kiến trúc tốt cho phép hệ thống thích ứng với các thay đổi yêu cầu.
• Tuổi thọ: Kiến trúc được tổ chức tốt giúp tăng tuổi thọ của hệ thống phần mềm.
• Lựa chọn công nghệ: Ảnh hưởng đến việc lựa chọn công nghệ (tech stack) và môi trường production.

Ảnh hưởng đến quyết định thiết kế

• Tech stack: Kiến trúc phần mềm giúp lựa chọn tech stack phù hợp để đáp ứng các yêu cầu phi chức năng.
• Môi trường production: Kiến trúc phần mềm ảnh hưởng đến quyết định về môi trường triển khai ứng dụng, bao gồm máy chủ, cơ sở dữ liệu, bộ cân bằng tải.

Các tạo tác của kiến trúc phần mềm

• Tài liệu thiết kế phần mềm (SDD): Tập hợp các thông số kỹ thuật, mô tả chức năng, các ràng buộc, yêu cầu, mục tiêu và phương pháp thiết kế.
• Sơ đồ kiến trúc: Hiển thị các thành phần, tương tác, ràng buộc.
• Sơ đồ UML: Biểu diễn cấu trúc và hành vi của hệ thống bằng ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (UML).

Thiết kế và Mô hình hóa Phần mềm

Thiết kế cấu trúc (Structured design)

• Chia nhỏ bài toán thành các module nhỏ hơn, có tính kết nối (cohesive) và liên kết lỏng lẻo (loosely coupled).

Mô hình hành vi (Behavioral models)

• Mô tả hành vi của hệ thống mà không giải thích cách thức thực hiện.
• Ví dụ:
  • Sơ đồ trạng thái (State transition diagram): Mô tả các trạng thái của hệ thống và các sự kiện gây ra sự thay đổi trạng thái.
  • Sơ đồ tương tác (Interaction diagram): Mô tả cách các đối tượng tương tác với nhau.

Ngôn ngữ Mô hình hóa Thống nhất (UML)

• UML (Unified Modeling Language): Ngôn ngữ mô hình hóa tiêu chuẩn, dùng để biểu diễn kiến trúc, thiết kế và triển khai hệ thống phần mềm.
• Phân loại: Sơ đồ cấu trúc và sơ đồ hành vi.
• Lợi ích:
  • Lập kế hoạch trước khi viết code.
  • Giúp thành viên mới nhanh chóng nắm bắt dự án.
  • Hỗ trợ giao tiếp giữa các nhóm kỹ thuật và phi kỹ thuật.
  • Giúp điều hướng mã nguồn.

Kiến trúc phần mềm là yếu tố quan trọng trong phát triển phần mềm, ảnh hưởng đến chất lượng, hiệu quả và khả năng bảo trì của hệ thống. Hiểu rõ về kiến trúc phần mềm và các phương pháp thiết kế sẽ giúp bạn tạo ra những ứng dụng phần mềm tốt hơn.