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Systemdesign-Tutorial

System-Design ist definiert als ein Prozess der Erstellung einer Architektur für verschiedene Komponenten, Schnittstellen und Module des Systems und der Bereitstellung entsprechender Daten, die bei der Implementierung solcher Elemente in Systemen hilfreich sind.

Systemdesign ist der Prozess des Entwurfs der Architektur, Komponenten und Schnittstellen für ein System, damit es den Anforderungen des Endbenutzers entspricht. Systemdesign für technische Interviews ist etwas, das nicht ignoriert werden kann! Fast jeder IT-Gigant Facebook , Amazonas , Google , Apfel oder jeder andere stellt im Interview verschiedene Fragen basierend auf Systemdesignkonzepten wie Skalierbarkeit, Lastausgleich, Caching usw. Dieses speziell entwickelte Systemdesign-Tutorial hilft Ihnen, Systemdesignkonzepte auf effizienteste Weise zu erlernen und zu beherrschen, von den Grundlagen bis zum fortgeschrittenen Niveau.



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Schritte zur Annäherung an dieses Systemdesign-Tutorial

  1. Verstehen Sie die Anforderungen: Bevor Sie mit dem Designprozess beginnen, ist es wichtig, die Anforderungen und Einschränkungen des Systems zu verstehen. Dazu gehört das Sammeln von Informationen über den Problembereich, Leistungsanforderungen, Skalierbarkeitsanforderungen und Sicherheitsbedenken.
  2. Identifizieren Sie die Hauptkomponenten: Identifizieren Sie die Hauptkomponenten des Systems und wie sie miteinander interagieren. Dazu gehört die Bestimmung der Beziehungen zwischen verschiedenen Komponenten und ihres Beitrags zur Gesamtfunktionalität des Systems.
  3. Wählen Sie die passende Technologie: Wählen Sie basierend auf den Anforderungen und Komponenten die geeignete Technologie zur Implementierung des Systems aus. Dies kann die Auswahl von Hardware- und Softwareplattformen, Datenbanken, Programmiersprachen und Tools umfassen.
  4. Definieren Sie die Schnittstelle: Definieren Sie die Schnittstelle zwischen verschiedenen Komponenten des Systems, einschließlich APIs, Protokollen und Datenformaten.
  5. Entwerfen Sie das Datenmodell: Entwerfen Sie das Datenmodell für das System, einschließlich des Schemas für die Datenbank, der Struktur der Datendateien und des Datenflusses zwischen Komponenten.
  6. Berücksichtigen Sie Skalierbarkeit und Leistung: Berücksichtigen Sie die Auswirkungen des Entwurfs auf Skalierbarkeit und Leistung, einschließlich Faktoren wie Lastausgleich, Caching und Datenbankoptimierung.
  7. Testen und validieren Sie das Design: Validieren Sie den Entwurf, indem Sie das System mit realistischen Daten und Anwendungsfällen testen, und nehmen Sie bei Bedarf Änderungen vor, um auftretende Probleme zu beheben.
  8. Stellen Sie das System bereit und warten Sie es: Schließlich stellen Sie das System bereit und warten es im Laufe der Zeit, einschließlich der Behebung von Fehlern, der Aktualisierung von Komponenten und dem Hinzufügen neuer Funktionen nach Bedarf.

Indem Sie diese Schritte befolgen und Ihren Ansatz kontinuierlich verfeinern, können Sie robuste und effiziente Systemdesigns entwickeln, die sowohl den technischen Anforderungen als auch den Erwartungen der Benutzer gerecht werden. Für diejenigen, die tiefer in die Materie eintauchen und sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen möchten, ist unser Kurs Systemdesign bietet einen strukturierten Weg zur Beherrschung dieser wesentlichen Fähigkeiten.

Es ist wichtig zu bedenken, dass das Systemdesign ein iterativer Prozess ist und sich das Design ändern kann, wenn neue Informationen gesammelt werden und sich Anforderungen ändern. Darüber hinaus ist es wichtig, den Entwurf allen Beteiligten, einschließlich Entwicklern, Benutzern und Stakeholdern, effektiv zu kommunizieren, um sicherzustellen, dass das System ihren Bedürfnissen und Erwartungen entspricht.



Grundlagen des Systemdesigns

  • Was ist Systemdesign?
  • Funktionale vs. nichtfunktionale Anforderungen
  • Was sind die Komponenten des Systemdesigns?
  • Systemdesign-Lebenszyklus | SDLC (Design)
  • Strukturierte Analyse und strukturiertes Design (SA/SD)
  • Systemdesign-Strategie
  • Datenbank-Sharding – Systemdesign-Interviewkonzept
  • Systemdesign – Horizontale und vertikale Skalierung
  • Load Balancer im Systemdesign
  • Weiterleitung von Anfragen über Load Balancer
  • Latenz und Durchsatz im Systemdesign
  • Objektorientierte Analyse und Design
  • Unterschied zwischen strukturierter und objektorientierter Analyse

Skalierbarkeit im Systemdesign

  • Was ist Skalierbarkeit und wie erreicht man sie – Lernen Sie Systemdesign
  • Welcher Skalierbarkeitsansatz ist für unsere Anwendung der richtige? | System-Design
  • Primäre Engpässe, die die Skalierbarkeit einer Anwendung beeinträchtigen | System-Design

Datenbanken beim Entwerfen von Systemen

  • Welche Datenbank Sie beim Entwerfen eines Systems wählen sollten – SQL oder NoSQL
  • Datei- und Datenbankspeichersysteme im Systemdesign
  • Datenbankreplikation im Systemdesign
  • Block-, Objekt- und Dateispeicher
  • Normalisierungsprozess im DBMS
  • Denormalisierung in Datenbanken

High-Level-Design (HLD)

  • Was ist High-Level-Design – Lernen Sie Systemdesign
  • Verfügbarkeit im Systemdesign
  • Konsistenz im Systemdesign
  • Zuverlässigkeit im Systemdesign
  • CAP-Theorem
  • Unterschied zwischen Prozess und Thread
  • Unterschied zwischen Parallelität und Parallelität
  • Lastenausgleicher
  • Konsistentes Hashing
  • Content Delivery Network (CDN) im Systemdesign
  • Caching im Systemdesign
  • Richtlinien zur Cache-Räumung
  • Nachrichtenwarteschlangen
  • Kommunikationsprotokolle im Systemdesign
  • Netzwerkprotokolle und Proxys im Systemdesign
  • Einheitliche Modellierungssprache (UML)

Low-Level-Design (LLD)

  • Was ist Low Level Design oder LLD?
  • Datenstrukturen und Algorithmen für das Systemdesign
  • Ereignisgesteuerte Architektur
  • Unterschied zwischen Authentifizierung und Autorisierung
  • Was ist API Gateway?
  • Was ist Datenverschlüsselung?
  • Designmuster
  • Code-Optimierungstechniken
  • Unit-Tests
  • Integrationstests
  • CI/CD: Kontinuierliche Integration und kontinuierliche Lieferung
  • Einführung in Modularität und Schnittstellen im Systemdesign
  • Datenpartitionierungstechniken im Systemdesign
  • Klassendiagramme | UML

Tests und Qualitätssicherung im Systemdesign

Interviewfragen und Antworten zum Systemdesign

  • Die 10 wichtigsten Fragen und Antworten zum Systemdesign-Interview
  • Die am häufigsten gestellten Probleme/Fragen im Systemdesign-Interview
  • Systemdesign – URL-Verkürzungsdienst
  • Design Dropbox – Eine Frage im Vorstellungsgespräch zum Systemdesign
  • Design Twitter – Eine Frage im Vorstellungsgespräch zum Systemdesign
  • Systemdesign Netflix – Eine vollständige Architektur
  • Systemdesign der Uber-App – Uber-Systemarchitektur
  • Design BookMyShow – Eine Frage im Vorstellungsgespräch zum Systemdesign
  • Entwerfen von Facebook Messenger | Systemdesign-Interview
  • Entwerfen von WhatsApp Messenger | System-Design
  • Instagram gestalten | System-Design

Tipps

  • Wie knackt man die Systemdesign-Runde in Vorstellungsgesprächen?
  • 5 Tipps zum Knacken von Low-Level-Systemdesign-Interviews
  • 5 gängige Systemdesignkonzepte für die Interviewvorbereitung
  • 6 Schritte zur Lösung objektorientierter Designfragen im Vorstellungsgespräch

Vorteile des Systemdesigns

  1. Besseres Verständnis der Anforderungen: Systemdesign hilft dabei, die Anforderungen und Einschränkungen eines Systems zu klären, was zu einem besseren Verständnis des Problemraums führen kann.
  2. Verbesserte Effizienz: Durch den Entwurf eines Systems mit geeigneter Technologie und optimierten Datenstrukturen kann der Systementwurf die Effizienz und Leistung eines Systems verbessern.
  3. Bessere Skalierbarkeit: Durch das Systemdesign kann sichergestellt werden, dass ein System skalierbar ist und zukünftigem Wachstum und sich ändernden Anforderungen gerecht wird.
  4. Verbesserte Wartbarkeit: Durch die Definition klarer Schnittstellen und Datenmodelle kann das Systemdesign die Wartbarkeit eines Systems verbessern und dessen Aktualisierung und Änderung im Laufe der Zeit erleichtern.
  5. Bessere Kommunikation: Systemdesign hilft dabei, den Stakeholdern, einschließlich Entwicklern und Benutzern, das Design eines Systems zu vermitteln, wodurch sichergestellt werden kann, dass das System ihren Bedürfnissen und Erwartungen entspricht.

Nachteile des Systemdesigns

  1. Zeitaufwendig: Der Prozess des Systemdesigns kann zeitaufwändig sein, insbesondere bei großen und komplexen Systemen.
  2. Kosten: Systemdesign kann teuer sein, insbesondere wenn es umfangreiche Forschung, Prototyping und Tests erfordert.
  3. Erfordert Fachwissen: Das Systemdesign erfordert ein erhebliches Maß an technischem Fachwissen, einschließlich Kenntnissen über Hardware, Software, Datenbanken und Datenstrukturen.
  4. Eingeschränkte Flexibilität: Sobald ein Systementwurf abgeschlossen ist, kann es schwierig sein, Änderungen am Entwurf vorzunehmen, insbesondere wenn der Entwurf bereits implementiert und bereitgestellt wurde.

Nachschlagewerke

  • Entwurfsmuster: Elemente wiederverwendbarer objektorientierter Software von Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson und John Vlissides
  • Das Design alltäglicher Dinge von Don Norman
  • Systemanalyse und Design von Alan Dennis und Barbara Haley Wixom
  • Saubere Architektur: Ein Leitfaden für Handwerker zur Softwarestruktur und zum Design von Robert C. Martin
  • Softwarearchitektur in der Praxis von Len Bass, Paul Clements und Rick Kazman

Einige andere wichtige Tutorials:

  • DSA-Tutorial
  • Roadmap für die Softwareentwicklung
  • Roadmap zum Produktmanager
  • Lernen Sie SAP
  • Lernen Sie SEO