ARC-008 Проектирование высокопроизводительных приложений

В курсе рассматриваются различия между высоконагруженными, высоконадежными и высокопроизводительными системами.

Основная задача курса - дать представление об основных понятиях, принципах и подходах, используемых при проектировании высокопроизводительных систем.

Курс будет полезен не только архитекторам, но и руководителям проектов разработки, ведущим разработчикам.

Модуль 1

• High-Performance application, High-Load application, High-Availability application.
• Управление производительностью приложения.
• Зависимость цены исправления ошибок от стадии обнаружения и стадии внесения.
• Основные характеристики, описывающие производительность системы.
• Модель нагрузки на систему.
  

Модуль 2

• Формирование нефункциональных требований для высокопроизводительных систем.
• Работа с противоречиями при формировании требований к производительности.
• Полнота требований.

Практикум (1 ч):

• Анализ требований на противоречивость и полноту.
  

Модуль 3

• Особенности формирования требования к системам массового обслуживания (СМО).
  

Модуль 4

• Атрибуты качества системы. 
• Компромиссы при одновременной работе над несколькими атрибутами качества на примере CAP и PACELC.
  

Практикум: Разбор принципа балансировки атрибутов качества на примере Amazon Dynamo DB (1 ч):

• Рассмотрение подходов к гибкому масштабированию системы на примере Amazon Dynamo DB с сохранением контроля над отказоустойчивостью и сохранением константной производительности.

Модуль 5

• Основные причины потери производительности системы (1 ч).
• Основные методы повышения производительности системы (1 ч).
• Принципы горизонтального и вертикального масштабирования систем (0,5 ч).

Практикум (2 ч):

• Разбор примера масштабирования системы.
  
• Преобразование монолитной системы в Map-Reduce.
• Обзор Map-Reduce. 
• Преобразование Map-Reduce в Lambda-архитектуру для снижения проблем чистой Map-Reduce практики.
  

Модуль 6

• Основные классы шаблонов, используемые при построении высокопроизводительных систем: GRASP, Architecture patterns, Application Integration patterns.
• Примеры практической реализации шаблонов в современных стандартах.
• Примеры практической реализации шаблонов в современных системах интеграции frameworks разработки.
  

Модуль 7

• Основные вопросы кодирования высокопроизводительных систем.
• Методы оптимизации современных компиляторов и сред выполнения.
  

Модуль 8

• Виды тестов, используемые при доказательствах производительности системы.
• Подготовка к тестированию (составление сценариев и формирование модели нагрузки).
• Анализ результатов тестирования.
  

Модуль 9

• Введение в методологию SPE. История, границы использования.
• Методика анализа систем с использованием SPE.

Практикум (1 ч):

Рассмотрение на практическом примере применения SPE методологии для:

• Оценки пределов производительности системы, исходя из текущих характеристик аппаратно-программной части;
• Оценки влияния принимаемых архитектурных решений на производительность системы;
• Оценки требований к аппаратной части, исходя из поставленных требований по производительности, базируясь на масштабировании текущих процессов системы.