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Alexandra Mendes

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30 janvier 2025

Architecture logicielle et design: ce que vous devez savoir

Quelle est la différence entre l'architecture logicielle et la conception logicielle ? L'architecture logicielle définit la structure de haut niveau d'un système, garantissant l'évolutivité, la sécurité et les performances. La conception logicielle, quant à elle, se concentre sur la manière dont les composants, les modules et les fonctionnalités individuels sont mis en œuvre. Alors que l'architecture constitue la base du système, le design en affine le fonctionnement interne.

Cet article analysera les principales différences entre l'architecture et la conception logicielles, explorera comment elles se complètent et expliquera pourquoi la compréhension de ces concepts est vitale pour toutes les personnes impliquées dans le développement de logiciels.

Qu'est-ce que l'architecture logicielle et pourquoi est-ce important ?

Architecture logicielle fait référence à la structure de haut niveau d'un système logiciel, décrivant ses principaux composants, leurs relations et la manière dont ils interagissent. Il s'agit d'un plan qui guide la conception et le développement globaux du système, garantissant l'évolutivité, la fiabilité et la maintenabilité. Ce niveau d'abstraction met l'accent sur la « vue d'ensemble », établissant les bases sur lesquelles tout développement ultérieur est construit.

Quelles sont les principales caractéristiques de l'architecture logicielle ?

Une architecture logicielle bien conçue possède plusieurs caractéristiques déterminantes qui garantissent qu'un système est évolutif, maintenable et adaptable :

  • Modularité — Décomposer un système en composants indépendants et réutilisables.
  • Évolutivité — Veiller à ce que le système puisse gérer la croissance sans avoir à procéder à des remaniements majeurs.
  • Sécurité — Mettre en œuvre les meilleures pratiques pour protéger les données et prévenir les violations.
  • Rendement — Optimisation de la vitesse et de l'utilisation des ressources pour plus d'efficacité.
  • Fiabilité — Garantir un minimum de temps d'arrêt et de tolérance aux pannes.
  • Flexibilité — Faciliter les modifications ou les intégrations avec les nouvelles technologies.

Les architectes créent des systèmes capables de s'adapter et de s'adapter à l'évolution des besoins des entreprises et des utilisateurs en se concentrant sur ces caractéristiques.

Que fait un architecte logiciel ?

Les architectes logiciels jouent un rôle central dans la définition de la structure d'un système. Leurs responsabilités incluent :

  • Définition de l'architecture globale du système, y compris l'organisation des composants et les modèles d'interaction.
  • Prendre des décisions stratégiques concernant les technologies, les cadres et les outils.
  • Veiller à ce que l'architecture soit conforme aux objectifs commerciaux tels que l'évolutivité, la sécurité et les performances.
  • Faciliter la communication entre les parties prenantes, y compris les développeurs, les chefs de projet et les décideurs.

Quels sont les modèles d'architecture logicielle les plus courants ?

L'architecture logicielle suit des modèles établis pour résoudre les problèmes courants de conception des systèmes. Certains sont largement utilisés modèles d'architecture logicielle inclure :

  • Architecture en couches (niveau N) — Répartit les préoccupations en couches logiques (par exemple, présentation, logique métier, données). Fréquent dans les applications d'entreprise.
  • Architecture client-serveur — Divise le système en clients (qui demandent des services) et en serveurs (qui répondent). Utilisé dans les applications Web.
  • Architecture de microservices — Décompose une application en services indépendants qui communiquent via des API. Idéal pour les applications évolutives natives du cloud.
  • Architecture pilotée par les événements — Les composants réagissent aux événements (changements d'état) plutôt qu'aux appels directs. Utile dans les systèmes en temps réel tels que l'IoT et les applications financières.
  • Architecture sans serveur — Exécute du code en réponse à des événements sans gérer l'infrastructure. Idéal pour les applications où le trafic est imprévisible.

Qu'est-ce que la conception logicielle et en quoi diffère-t-elle de l'architecture ?

La conception logicielle se concentre sur la planification détaillée et la mise en œuvre des composants individuels plus petits d'un système logiciel. Il définit la façon dont chaque module, classe ou fonction fonctionne en interne et interagit les uns avec les autres.

Contrairement à l'architecture logicielle, qui adopte une vision structurelle de haut niveau, la conception logicielle explore les spécificités, garantissant que chaque élément du système est fonctionnel, efficace et aligné sur le plan architectural global.

Importance de la conception détaillée des modules ou des composants

La conception logicielle détaillée est essentielle car elle a un impact direct sur le processus de développement et la qualité du produit final. Un design bien pensé :

  • Prévient les erreurs: Cela réduit l'ambiguïté et permet aux développeurs de comprendre comment chaque partie du système doit se comporter.
  • Améliore la maintenabilité: une conception claire facilite la mise à jour ou la modification des composants sans conséquences inattendues.
  • Améliore les performances: Une conception appropriée optimise le fonctionnement interne des composants, ce qui permet de rendre les systèmes plus rapides et plus efficaces.

Quels sont les modèles de conception de logiciels les plus courants ?

Modèles de conception de logiciels sont des solutions réutilisables permettant de relever les défis de développement les plus courants. Certains modèles largement utilisés incluent :

  • Motif Singleton — Garantit l'existence d'une seule instance d'une classe (par exemple, les connexions à la base de données).
  • Modèle d'usine — Crée des objets sans spécifier la classe exacte à instancier.
  • Modèle d'observateur — Permet aux composants de réagir aux modifications d'un autre composant (par exemple, les auditeurs d'événements).
  • Contrôleur de visualisation du modèle (MVC) — Sépare les problèmes dans les applications (couramment utilisés dans les frameworks Web tels que Django et Spring).
  • Motif de décorateur — Ajoute des fonctionnalités aux objets de manière dynamique sans modifier leur code.

Qu'est-ce que le principe SOLID dans la conception de logiciels ?

Le Des principes SOLID sont cinq principes de conception clés qui améliorent la qualité et la maintenabilité des logiciels orientés objet :

  1. S — Principe de responsabilité unique (SRP): Une classe ne doit avoir qu'une seule raison de changer.
  2. O — Principe ouvert/fermé (OCP): les entités logicielles doivent être ouvertes à l'extension mais fermées à la modification.
  3. L — Principe de substitution de Liskov (LSP): Les objets d'une superclasse doivent être remplaçables par des objets d'une sous-classe.
  4. I — Principe de ségrégation des interfaces (ISP): Une classe ne doit pas être obligée de dépendre d'interfaces qu'elle n'utilise pas.
  5. D — Principe d'inversion des dépendances (DIP): Cela dépend d'abstractions et non d'implémentations concrètes.

Le respect des principes SOLID permet de créer des bases de code flexibles, évolutives et maintenables, réduisant ainsi la dette technique au fil du temps.

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Principales différences entre l'architecture logicielle et la conception logicielle

Bien que l'architecture logicielle et la conception de logiciels soient étroitement liées, elles diffèrent en termes de portée, d'objectif et de parties prenantes impliquées. Vous trouverez ci-dessous une ventilation de leurs principales différences afin de clarifier leurs rôles dans le développement de logiciels.

Software Architecture and Software Design Differences table

Exemple pour mettre en évidence les différences

Imaginez que vous êtes en train de créer une plateforme de commerce électronique :

  • Architecture logicielle: Décide que la plateforme utilisera une architecture de microservices, avec des services distincts pour la gestion des utilisateurs, les catalogues de produits et le traitement des paiements. Il spécifie également les protocoles de communication tels que les API REST ou les files d'attente de messagerie.
  • Conception de logiciels: se concentre sur les aspects internes du service de « gestion des utilisateurs ». Cela inclut la définition du schéma de la base de données, la manière dont les mots de passe sont hachés et la manière dont les points de terminaison de l'API gèrent l'authentification.

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Comment l'architecture logicielle et la conception fonctionnent-elles ensemble ?

L'architecture logicielle et la conception sont les deux faces d'une même médaille. Ils travaillent ensemble pour assurer le développement d'un système logiciel fonctionnel, évolutif et maintenable.

Alors que l'architecture fournit la structure globale, la conception complète les détails les plus fins, comblant le fossé entre la vision de haut niveau et la mise en œuvre pratique. Sans architecture, le design peut manquer de direction, et sans design, l'architecture reste abstraite et irréalisable.

Comment l'architecture logicielle orient-elle la conception logicielle ?

L'architecture définit contraintes et directives ce design doit suivre. Il dicte des décisions de haut niveau telles que :

  • Structure du système — Définition des composants significatifs et de leurs interactions.
  • Pile technologique — Choix des frameworks, des bases de données et des outils.
  • Stratégie d'évolutivité — Choisir entre les modèles monolithiques et les modèles de microservices.

Par exemple, si un système est construit à l'aide de architecture de microservices, la phase de conception déterminera :

  • Comment chaque microservice est structuré en interne.
  • Le Contrats d'API définir la communication entre les services.
  • Comment cohérence des données est maintenu sur l'ensemble des composants distribués.

Comment la conception logicielle influence-t-elle l'architecture logicielle ?

Bien que l'architecture constitue la base, les décisions de conception peuvent révéler des limites pratiques nécessitant des ajustements architecturaux. Les exemples incluent :

  • La complexité d'un module met en évidence la nécessité de un modèle de communication différent (par exemple, passer de REST à gRPC pour de meilleures performances).
  • Les problèmes de sécurité entraînent ajustements des mécanismes d'authentification (par exemple, en incorporant OAuth ou JWT).
  • Des goulots d'étranglement en matière de performances sont à l'origine révisions de l'architecture de base de données (par exemple, introduction de couches de mise en cache ou de solutions NoSQL).

Le design et l'architecture évoluent ensemble à mesure que de nouvelles connaissances apparaissent au cours du développement.

Comment l'architecture logicielle et la conception de logiciels collaborent-elles ?

Une collaboration efficace entre les architectes et les développeurs est essentielle à la réussite :

  • Architectes Définissez le cadre de haut niveau, y compris la pile technologique, les composants du système et les méthodes de communication. Ils communiquent pourquoi l'architecture et que aux développeurs.
  • Développeurs: grâce à des conceptions détaillées, les développeurs traduisent l'architecture en code fonctionnel et proposent des commentaires aux architectes sur les défis potentiels ou les améliorations sur la base de la mise en œuvre dans le monde réel.

Des réunions régulières, une documentation partagée et des canaux de communication ouverts garantissent que les architectes et les développeurs sont alignés tout au long du cycle de vie du projet.

Exemple : conception d'une application évolutive basée sur le cloud

Imaginez que vous êtes chargé de construire un plateforme de streaming vidéo basée sur le cloud. Voici comment l'architecture et le design interagiraient :

  1. Décisions d'architecture:
    • L'architecte utilise une architecture de microservices pour gérer différentes fonctionnalités telles que la gestion des utilisateurs, le streaming vidéo et les analyses.
    • Le système sera hébergé sur une plateforme cloud telle qu'AWS, avec une évolutivité rendue possible via Kubernetes.
    • La communication entre les services sera gérée à l'aide d'API REST et d'un courtier de messages tel que RabbitMQ.

  2. Mise en œuvre du design:
    • Les développeurs conçoivent le service de gestion des utilisateurs en détaillant la manière dont les utilisateurs s'enregistrent et s'authentifient. Ils décident des hiérarchies de classes, telles que la séparation des Utilisateur entité de Administrateur privilèges et implémentation d'OAuth pour une connexion sécurisée.
    • Pour le service de streaming vidéo, ils conçoivent des API permettant de récupérer du contenu vidéo, de mettre en mémoire tampon la lecture et de gérer la bande passante en fonction des appareils des utilisateurs.


  3. La collaboration en action:
    • Au cours de la phase de conception, les développeurs constatent que la mise en œuvre d'un algorithme de codage spécifique pour la lecture vidéo peut entraîner des retards. Ces commentaires incitent l'architecte à revoir l'architecture afin d'inclure un réseau de diffusion de contenu (CDN) pour une diffusion vidéo plus rapide.
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Idées fausses courantes sur l'architecture et la conception logicielles

Les malentendus concernant l'architecture et la conception des logiciels peuvent entraîner de la confusion et des erreurs dans la planification et l'exécution des projets. Voici quelques-unes des idées fausses les plus courantes, ainsi que les raisons pour lesquelles elles sont inexactes :

« L'architecture n'est qu'un design à plus grande échelle. »

Bien que l'architecture et le design soient interconnectés, ils ne sont pas simplement différents en termes de taille ou de portée.

  • Pourquoi c'est un mythe: L'architecture se concentre sur les décisions de haut niveau concernant la structure du système, telles que ses composants, ses technologies et ses protocoles de communication, tandis que la conception traite de la mise en œuvre détaillée, telle que la logique des modules individuels.
  • La vérité: L'architecture définit que le système est et pourquoi il est structuré de cette façon, tandis que le design détermine comment les composants individuels sont construits et interagissent.

« Seuls les grands systèmes ont besoin d'une architecture logicielle. »

Il est communément admis que les petits projets ne nécessitent pas de planification architecturale, mais le fait de sauter cette étape peut créer des défis importants par la suite.

  • Pourquoi c'est un mythe: Même les petits systèmes bénéficient d'une structure claire. De mauvaises décisions architecturales prises à un stade initial peuvent entraîner une dette technique, ce qui compliquera et coûtera cher à l'avenir en termes de dimensionnement, de maintenance ou d'ajout de fonctionnalités.
  • La vérité: Chaque projet, quelle que soit sa taille, nécessite un niveau approprié de planification architecturale. L'architecture est peut-être plus simple pour les petits systèmes, mais elle reste essentielle pour garantir l'évolutivité et la maintenabilité.

« Les décisions relatives à l'architecture sont finales et immuables. »

Certains pensent qu'une architecture ne peut pas être modifiée une fois qu'elle est définie. Cette rigidité peut décourager les équipes de faire évoluer leurs systèmes pour répondre aux nouvelles exigences.

  • Pourquoi c'est un mythe: Bien que les décisions en matière d'architecture soient fondamentales, elles ne sont pas gravées dans le marbre. Les systèmes évoluent en fonction de l'évolution des besoins commerciaux, des demandes des utilisateurs ou des avancées technologiques.
  • La vérité: Une bonne architecture est conçue pour être flexible et adaptable. Par exemple, un système monolithique initial peut passer à une architecture de microservices si le besoin d'évolutivité s'en fait sentir.
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Réflexions finales : quelle est la meilleure façon d'appliquer l'architecture logicielle et les principes de conception ?

L'architecture logicielle et la conception sont les deux faces d'une même médaille. Ils travaillent ensemble pour créer des systèmes évolutifs, efficaces et maintenables. L'architecture fournit le cadre général, tandis que le design gère les détails, garantissant ainsi un fonctionnement fluide. En comprenant et en hiérarchisant les deux, les équipes peuvent créer des logiciels robustes qui répondent aux besoins actuels et évoluent en fonction des demandes futures.

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Alexandra Mendes
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Rédacteur de contenu curieux de l'impact de la technologie sur la société. Toujours entouré de livres et de musique.

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