01
Определять характеристики производительности системы.
02
Анализировать требования к системе, связанные с нагрузкой.
03
Планировать процесс разработки высокопроизводительных систем.
04
Проектировать системы с использованием оптимальных приемов для обеспечения производительности.
05
Взаимодействовать с командой тестирования при выполнении нагрузочных тестов.
06
Оптимизировать системы с повышенными требованиями к производительности.
07
ИИ для архитектора
01
Понятие высокопроизводительной системы
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.
02
Анализ требований для высокопроизводительных систем
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.
03
Архитектурные тактики. Тактики производительности
Атрибуты качества архитектуры: производительность, масштабируемость, эластичность, безопасность, модифицируемость.
Компромиссы между атрибутами качества: теоремы CAP и PACELC.
Принципы проектирования производительности (Centering Principle, Locality Principle, Processing vs Frequency Principle).
Архитектурные тактики производительности.
Паттерны для реализации высокопроизводительных систем (Fast Path, Batching, Alternate Routes, Flex Time) с примерами практической реализации.
Антипаттерны производительности (Excessive Dynamic Allocation, Circuitous Treasure Hunt, Traffic Jam).
Основные причины потери производительности системы.
Технологические приёмы и средства контроля производительности и масштабирования (измерения, инструментирование, мониторинг).
Неблокирующая синхронизация:
* Lock‑free структуры данных (стеки, очереди, хеш-таблицы).
* Атомарные операции (CAS, FAA) и их аппаратная поддержка.
* Memory barriers (барьеры памяти) и модели согласованности.
* Проблема ABA и способы её решения.
* Сравнение производительности блокирующих и неблокирующих механизмов.
* Практические примеры применения в многопоточных системах.
04
Проектирование высокопроизводительных систем
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.
05
Классические подходы производительности
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.
06
Шаблоны для реализации высокопроизводительных систем
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.
07
Кодирование высокопроизводительных систем
Основные вопросы кодирования высокопроизводительных систем.
Методы оптимизации современных компиляторов и сред выполнения.
08
Тестирование высокопроизводительных систем
Виды тестов, используемые при доказательствах производительности системы.
Подготовка к тестированию (составление сценариев и формирование модели нагрузки).
Анализ результатов тестирования.
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.
10
ВСЕГО: теория 20ч (80%), практика 5ч (20%)