系统设计中的高级设计

高层设计是指在系统或软件开发生命周期的初始阶段，开发人员、工程师和利益相关者构建系统设计、组件和交互的广泛概述和图表。它侧重于描述系统的架构、主要模块或组件及其关系或相互作用，而不深入具体的实现细节。

"勾勒和定义构建系统或软件应用程序所需的架构、主要组件、模块、数据流、接口、技术和总体策略的过程。" 它提供了指导后续具体设计和开发阶段的高层次视角和蓝图。

高层设计的组成部分

1. 架构包含设计，这涉及到描述系统的总体结构，包括其主要部分、它们之间的关系以及它们的协同工作方式。这可能涉及选择诸如客户端-服务器、微服务、单体等架构风格。
2. 模块或组件：识别系统内部的主要功能组件或模块。这需要根据功能或特性将系统分解为可管理的部门。每个模块执行特定的功能，并在需要时与其他模块进行交互。
3. 数据流和接口：确定数据如何在系统内流动，并设计不同模块或组件之间的接口或交互。这包括识别 API、通信协议、数据格式等。
4. 技术和工具：选择将用于实现各种系统组件的框架、数据库、编程语言、技术和工具。

目的

1. 清晰度和理解：它帮助利益相关者、架构师、设计者和工程师获得对系统架构、组件和交互的清晰理解，而无需深入了解技术细节。
2. 协作和沟通：它充当不同利益相关者之间的技术工具，允许技术和非技术团队成员之间进行有效沟通，并确保每个人都对系统的结构和功能达成共识。
3. 开发蓝图：它作为后续设计、开发和实施阶段的指南或蓝图。它为开发团队提供指导，引导他们高效、可靠地构建系统。
4. 风险规避和规划：在设计阶段，它有助于团队及早识别潜在的风险、瓶颈和障碍，从而能够规划如何规避这些风险并克服障碍，防止其成为重大的开发问题。
5. 决策制定：它有助于就安全协议、可伸缩性、架构模式和其他重要的系统组成部分做出明智的决策。

范围

I) 系统架构：确定系统的整体架构和结构，包括组件的位置、它们的连接方式以及将使用的架构模式（如客户端-服务器、微服务和单体）。

ii) 模块分解：确定系统的主要功能单元或模块，并描述它们的作用、能力和关系。将系统分解为逻辑组件可简化系统开发和维护。

iii) 数据流和接口：描述数据如何在整个系统中共享和移动，以及各种模块或外部系统之间的接口和交互。

iv) 技术考虑：选择将用于实现系统组件的技术、框架、编程语言、数据库、工具和平台是技术考虑之一。

特征

i) 抽象：高层设计侧重于突出系统的整体结构、交互和功能，同时避免陷入实现的细节。

ii) 模块化：它强调将系统分解为独立的组件或模块，每个组件负责特定的功能或职责。这种模块化提高了开发和可维护性。

iii) 清晰度和简洁性：为了实现有效的沟通和理解，高层设计应该是易于理解和直接的，适用于所有各方。

iv) 高层次视角：它从顶向下呈现系统，提供了主要组件、它们之间的交互、数据流和接口的高层次概述，而无需深入细节。

v) 技术无关性：它侧重于概念元素，并且通常保持技术无关性，尽管它可能在某个时间点推荐特定的技术或框架。

它是如何工作的？

高层设计 (HLD) 可作为系统或软件应用程序开发过程中的指南或蓝图。它充当路线图，描述系统的架构、组件和主要功能，而无需深入研究细微的技术细节。这就是 HLD 的工作原理。

1. 定义系统结构

- HLD 指定了系统的整体架构，包括其主要部分、模块以及它们之间的关系。它指出了构成系统的基本组件。

2. 接口和交互的含义

- 它描述了各个部分/模块如何相互通信。HLD 定义了系统组件之间的接口、数据流和通信通道。

3. 技术无关的概述

- HLD 在不强制规定具体实现的情况下，提供了必须使用的技术、框架和工具的高层次概述。它根据规范和架构因素为潜在的技术栈提出建议。

4. 解决非功能性需求

- HLD 考虑了非功能性方面，包括性能、可伸缩性、安全性、可靠性和可维护性。它描述了满足这些需求的策略和高级方法。

5. 用户体验指南

- HLD 可能包含用户界面和用户体验的高级建议，概述了用户交互的总体流程和关键界面组件。

6. 规划和决策的基础

- 它通过开发团队和利益相关者支持有关技术、架构和开发策略的决策。它为资源分配和项目规划奠定了基础。

7. 促进协作和沟通

- 为了确保开发人员、架构师、利益相关者和其他团队成员对系统的架构和功能有共同的理解，HLD 可作为沟通工具。

8. 待检查和改进

- 在开发过程中，反馈、审查和调整可能会导致 HLD 发生变化。由于其灵活性，它可以根据在测试或部署过程中发现的新信息进行调整。

9. 指导详细设计和开发阶段

- 后续的详细设计、开发和实施阶段使用 HLD 作为指导。它为开发团队提供了方向和结构。

高层设计文档模板设计

创建高层设计 (HLD) 文档的模板包括组织文本以包含系统架构的主要功能、组件、交互和重要特征。这是一个简单的 HLD 模板大纲

[系统或项目名称] 高层设计文档

1. 概述

-项目或系统的目标和范围概述

- 修订历史

2. 系统架构

- 系统架构概述（文字描述）

- 架构图（组件图、部署图或其他相关图）

3. 组件和部分

组件 1：功能描述 接口/依赖关系

功能描述 接口/依赖关系

组件 2：概述 功能 接口/依赖关系（对主要模块/组件重复）

4. 接口和数据流

- 数据流概述

- 模块和组件之间的接口描述

- 数据转换过程

5. 技术栈

- 后端：使用的数据库 语言/框架

- 其他相关的工具和服务

- 前端：使用的语言或框架

- 库/工具（包含每个主要组件的技术栈信息）

6. 非功能性需求

- 可伸缩性因素

- 安全措施

- 性能改进

- 可靠性和可维护性策略

7. 用户体验指南

- 用户界面注意事项

- 模型或线框图（如果可用）

8. 集成和相互依赖性

- 外部依赖（服务、API）

- 集成点和策略

9. 部署方法

- 部署环境概述

- 基础设施需求

- 部署模式（开发、测试和生产）

10. 图示

- 流程图、序列图、架构图

11. 文档标准

- 使用的标准、格式和约定

12. 审查和批准 -

- 利益相关者和审查流程

- 收到的批准

13. 附录和参考

- 其他材料列表

- 完整的技术规范或相关文档

此模板提供了 HLD 文档的基础框架。

结论

在系统开发方面，高层设计 (HLD) 起到了全面的蓝图作用，提供了系统架构、组成部分和主要功能的概述，而无需深入研究细微的技术细节。它阐明了系统的架构、接口、技术选择和非功能性需求，同时协助利益相关者沟通，指导开发团队，并将开发活动与业务目标协调起来。在整个系统开发生命周期中，HLD 作为路线图，指导详细设计、开发和部署的后续阶段，确保效率、一致性和清晰度。