🎨 Документация фазы дизайна

Фаза дизайна представляет собой критически важный этап разработки программного обеспечения, преобразующий одобренные требования в детализированный технический план реализации. Этот документ служит официальным руководством для всей команды, обеспечивая единую точку отсчета для архитекторов, разработчиков, тестировщиков и заинтересованных сторон.

Ключевая ценность фазы дизайна:

• Создает "мост" между бизнес-требованиями и технической реализацией
• Выявляет и решает потенциальные проблемы до начала кодирования
• Обеспечивает прозрачность и согласованность в принятии решений
• Служит основой для оценки трудозатрат и планирования работ
• Уменьшает риски недопонимания и переделок на этапе реализации

Цель и задачи

Создать технически обоснованный, реализуемый и проверяемый дизайн, полностью соответствующий утвержденным требованиям и готовый к разбивке на задачи реализации.

Трансформация требований

• Перевод функциональных требований в архитектурные компоненты
• Преобразование нефункциональных требований (производительность, безопасность) в технические решения

Проведение целевых исследований

• Анализ технологических вариантов для критически важных компонентов
• Изучение лучших практик и шаблонов проектирования
• Оценка рисков и ограничений выбранных решений

Определение структуры системы

• Выделение ключевых модулей и их взаимодействия
• Проектирование интерфейсов между компонентами
• Разработка моделей данных и их трансформаций

Планирование надежности

• Проектирование обработки ошибок и восстановления
• Определение стратегий тестирования на всех уровнях
• Обеспечение соответствия требованиям безопасности

Документирование решений

• Фиксация всех архитектурных решений с обоснованием
• Создание прослеживаемости между требованиями и элементами дизайна
• Подготовка материала для передачи разработчикам

---

Принципы интеграции исследований

Определение области исследований:

• Фокус на критически важных решениях. Исследуйте только те аспекты, которые напрямую влияют на архитектуру или имеют высокий уровень неопределенности. Например, выбор между синхронной и асинхронной обработкой платежей требует глубокого анализа, тогда как выбор цветовой схемы интерфейса может основываться на существующих гайдлайнах.
• Ограниченное время. Устанавливайте четкие временные рамки для исследований.
• Действенные выводы Изучайте и сохраняйте только информацию, которая непосредственно влияет на принятие решений.

Документирование исследований:

• Контекстная связь. Каждый вывод должен явно ссылаться на конкретное требование или проблему.
• Ссылки на источники. Включайте прямые ссылки на документацию, статьи, примеры кода.
• Интеграция в дизайн. Не храните исследования изолированно. Внедряйте ключевые выводы непосредственно в соответствующие разделы архитектурного документа.
• Обоснование решений. Для каждого принятого решения укажите:
  • Рассмотренные альтернативы
  • Критерии оценки
  • Причины выбора текущего варианта
  • Потенциальные компромиссы

---

Пошаговый процесс

Шаг 1: Анализ требований и планирование исследований

Цель: Глубоко понять требования и выявить области, требующие исследований, с четким определением объема и границ.

Данный шаг может быть пропущен, в случае, если не планируется применение новых технологий или архитектурных паттернов.

Процесс:

1. Тщательный обзор требований
2. Выявление областей для исследований
3. Планирование исследовательской деятельности. Для каждой области определите цель исследования и критерии успеха
4. Установление границ исследований

Что документировать:

• Контекст проекта и связь с бизнес-целями
• Перечень исследований с обоснованием приоритетов
• Ожидаемые результаты и их влияние на архитектуру
• Границы исследований и критерии завершения

---

Шаг 2: Проведение исследований и построение контекста

Цель: Собрать достаточную информацию для обоснованных архитектурных решений, избегая избыточного анализа.

Данный шаг может быть пропущен, в случае, если не планируется применение новых технологий или архитектурных паттернов.

Процесс:

1. Сбор информации

   • Изучите официальную документацию, технические блоги, case studies
   • Проведите экспериментальные тесты (proof-of-concept) для критических функций
   • Проконсультируйтесь с экспертами внутри или вне организации

2. Оценка вариантов

   • Для каждого варианта определите:
     • Технические характеристики
     • Требуемые усилия
     • Потенциальные риски
     • Соответствие нефункциональным требованиям

3. Документирование итогов исследований

   • Создайте краткое резюме с фокусом на решениях
   • Укажите источники информации для проверки
   • Отметьте неопределенности и необходимость дополнительных исследований

4. Принятие предварительных решений

   • На основе исследований сформулируйте рекомендации
   • Укажите обоснование выбора и потенциальные компромиссы

Что документировать:

• Ключевые выводы с привязкой к требованиям
• Сравнение альтернатив с оценкой по критериям
• Обоснование выбранных технологий и паттернов
• Ссылки на источники и материалы для проверки
• Неопределенности и рекомендации по их разрешению

---

Шаг 3: Создание системной архитектуры

Цель: Определить высокоуровневую структуру решения, которая полностью удовлетворяет требованиям и готова к детализации.

Компоненты архитектуры:

1. Обзор системы

   • Диаграмма компонентов (рекомендуется использовать C4-модель)
   • Краткое описание основных потоков данных
   • Связь с существующей инфраструктурой

2. Архитектура компонентов

   • Перечень основных модулей с описанием их назначения
   • Границы ответственности каждого компонента
   • Связи между компонентами (синхронные/асинхронные)

3. Поток данных

   • Описание жизненного цикла ключевых сущностей
   • Места хранения данных на каждом этапе
   • Преобразования данных между компонентами

4. Точки интеграции

   • Внешние системы и API с указанием версий
   • Протоколы взаимодействия и форматы данных
   • Стратегии обработки недоступности внешних систем

5. Технологический стек

   • Явное обоснование выбора каждой технологии
   • Версии используемых инструментов
   • План миграции для устаревших компонентов

Что документировать:

• Диаграмму архитектуры с пояснениями
• Обоснование выбора архитектурного стиля (микросервисы, монолит и т.д.)
• Как архитектура удовлетворяет функциональным и нефункциональным требованиям
• Риски архитектурных решений и пути их минимизации

Важно: Описывайте только компоненты, необходимые для решения текущих требований. Избегайте проектирования "на будущее" без явных требований.

---

Шаг 4: Определение компонентов и интерфейсов

Цель: Детализировать внутреннюю структуру системы и способы взаимодействия компонентов, обеспечивая готовность к реализации.

Элементы дизайна компонентов:

1. Обязанности компонентов. Четкое описание того, что делает компонент
2. Определения интерфейсов
3. Отношения зависимостей
4. Конфигурация и настройка

Что документировать:

• Для каждого компонента отдельный подраздел с полным описанием
• Примеры вызовов и ответов для всех интерфейсов
• Диаграммы последовательности для ключевых сценариев
• Правила обработки ошибок на уровне компонента

---

Шаг 5: Дизайн моделей данных

Цель: Определить структуру данных и правила их обработки, обеспечивающие целостность и соответствие бизнес-правилам.

Элементы модели данных:

1. Определения сущностей: данные и обязаности
2. Отношения между сущностями
3. Правила валидации и бизнес-логика сущностей
4. Стратегии хранения

Что документировать:

• ERD-диаграмму с пояснениями
• Для каждой сущности — полное описание полей
• Примеры данных для ключевых сценариев
• Стратегии миграции данных при изменении схемы

---

Шаг 6: Планирование обработки ошибок и граничных случаев

Цель: Обеспечить надежность системы при возникновении проблем, определив четкие стратегии обработки всех возможных сценариев.

Дизайн обработки ошибок:

1. Выделить категории ошибок. Системные ошибки, ошибки валидации данныхи и тд
2. Стратегии ответа на ошибки
3. Пользовательский опыт в ошибочных сценариях
4. Механизмы восстановления
5. Механизмы мониторинга

Что документировать:

• Для каждой ключевой операции — матрицу возможных ошибок и стратегий
• Примеры обработки для критических сценариев
• Форматы логов и метрик для отслеживания ошибок
• Порядок действий при возникновении критических инцидентов

Шаг 7: Определение стратегии тестирования

Цель: Обеспечить качество реализации через продуманную стратегию тестирования, охватывающую все аспекты системы.

Элементы стратегии тестирования:

1. Определить уровни тестирования
2. Покрытие тестами: критерии охвата, приоритеты
3. Тестовые сценарии
4. Инструменты тестирования
5. Контрольные точки качества

Что документировать:

• Для каждого компонента — уровень и тип необходимых тестов
• Метрики качества и их целевые значения
• Примеры тестовых сценариев для ключевых функций
• Интеграцию стратегии тестирования с процессом разработки

---

Шаг 8: Финальная проверка качества дизайна

Цель: Убедиться, что дизайн полный, понятный и готов к реализации, соответствует всем критериям качества.

Чек-лист качества:

Категория	Критерий проверки	Метод проверки
Полнота	Все требования адресованы в дизайне	Сопоставление требований и дизайна
	Основные системные компоненты определены	Проверка диаграмм и описаний
	Модели данных покрывают все необходимые сущности	Анализ ERD и описаний
	Обработка ошибок покрывает ожидаемые режимы сбоев	Проверка матрицы ошибок
Ясность	Решения дизайна четко объяснены	Чтение документа новым разработчиком
	Обязанности компонентов хорошо определены	Проверка описаний компонентов
	Интерфейсы между компонентами специфицированы	Анализ контрактов API
	Технические выборы включают обоснование	Проверка разделов исследований
Осуществимость	Дизайн технически достижим с выбранными технологиями	Консультация с экспертами
	Требования производительности могут быть выполнены	Анализ стратегий оптимизации
	Требования безопасности адресованы	Проверка мер безопасности
	Сложность реализации соответствует оценкам проекта	Оценка разработчиками
Прослеживаемость	Элементы дизайна связаны с конкретными требованиями	Матрица прослеживаемости
	Все требования покрыты компонентами дизайна	Проверка полноты
	Решения дизайна поддерживают выполнение требований	Анализ соответствия
	Стратегия тестирования валидирует удовлетворение требований	Проверка тестовых сценариев

---

Распространенные ошибки дизайна

Ошибка 1: Избыточное проектирование

Проблема: Проектирование для требований, которых не существует, или добавление функциональности "на будущее".

Симптомы:

• Дизайн включает компоненты без прямой связи с текущими требованиями
• Сложные абстракции для сценариев, которые могут никогда не реализоваться
• Увеличение срока проектирования без явной пользы

Решение:

• Фокусируйтесь строго на текущих требованиях
• Используйте принцип YAGNI (You Aren't Gonna Need It)
• Дизайн должен быть расширяемым, но не реализовывать неиспользуемые функции
• Регулярно задавайте вопрос: "Какое конкретное требование обосновывает этот компонент?"

Ошибка 2: Недостаточно специфицированные интерфейсы

Проблема: Расплывчатые границы и взаимодействия компонентов, приводящие к недопониманию при реализации.

Симптомы:

• Неясно, за что отвечает каждый компонент
• Отсутствие четких контрактов API
• Многочисленные уточняющие вопросы во время реализации

Решение:

• Четко определите входы, выходы и ошибки для каждого интерфейса
• Используйте формальные спецификации (OpenAPI, Protobuf)
• Включите примеры вызовов и ответов
• Проведите ревью интерфейсов с разработчиками перед реализацией

Ошибка 3: Игнорирование нефункциональных требований

Проблема: Фокус только на функциональном поведении, игнорирование производительности, безопасности и других нефункциональных аспектов.

Симптомы:

• Отсутствие упоминаний о времени отклика, нагрузке, безопасности
• Нет стратегий масштабирования или резервирования
• Не определены метрики качества

Решение:

• Явно пропишите все нефункциональные требования в отдельном разделе
• Для каждого укажите измеримые метрики (например, "Время отклика < 500ms при 1000 RPS")
• Включите в дизайн элементы, обеспечивающие выполнение NFR
• Проверьте соответствие NFR на этапе финальной проверки

Ошибка 4: Дизайн, ориентированный на технологии

Проблема: Выбор технологий до полного понимания требований, приводящий к неоптимальным решениям.

Симптомы:

• Технологии упоминаются раньше, чем определены требования
• Сравнение технологий без привязки к конкретным задачам
• Избыточное усложнение из-за использования "модных" технологий

Решение:

• Позвольте требованиям направлять выбор технологий, а не наоборот
• Для каждой технологии укажите конкретное требование, которое она удовлетворяет
• Рассмотрите простые решения перед сложными
• Используйте матрицу оценки технологий с критериями, основанными на требованиях

Ошибка 5: Недостаточный дизайн обработки ошибок

Проблема: Проектирование только для счастливого пути, игнорирование сценариев сбоя.

Симптомы:

• Отсутствие раздела об обработке ошибок
• Нет стратегий восстановления после сбоев
• Не определены сообщения об ошибках для пользователей

Решение:

• Явно проектируйте обработку ошибок наравне с основным потоком
• Для каждой операции определите возможные сценарии сбоя
• Включите в дизайн механизмы повторных попыток, fallback-стратегии, мониторинг
• Убедитесь, что пользовательский опыт продуман для всех сценариев

---

Устранение проблем дизайна

Проблема: Дизайн становится слишком сложным

Симптомы:

• Документ дизайна превышает 2500 строк без явной необходимости
• Слишком много компонентов и взаимодействий
• Трудно объяснить архитектуру новому члену команды

Решение:

• Вернитесь к требованиям и удалите элементы без прямой связи
• Рассмотрите поэтапную реализацию (MVP + последующие итерации)
• Проведите рефакторинг архитектуры, объединяя связанные компоненты

Проблема: Требования не отображаются на дизайн

Симптомы:

• Сложность прослеживания требований к элементам дизайна
• Некоторые требования не отражены в дизайне
• Нет явной связи между бизнес-целями и техническими решениями

Решение:

• Создайте матрицу прослеживаемости "требования-дизайн"
• Проведите пошаговую проверку каждого требования
• Добавьте ссылки на требования в соответствующие разделы дизайна

Проблема: Технологические выборы неясны

Симптомы:

• Множество жизнеспособных вариантов без четких критериев выбора
• Отсутствие обоснования для выбранных технологий

Решение:

• Определите критерии решений на основе требований и ограничений
• Создайте матрицу сравнения с оценкой по ключевым критериям
• Проведите proof-of-concept для критически важных решений
• Документируйте обоснование выбора с указанием компромиссов

Проблема: Дизайну не хватает деталей для реализации

Симптомы:

• Много вопросов во время реализации
• Неоднозначность в интерфейсах и контрактах

Решение:

• Добавьте конкретные примеры вызовов и ответов
• Уточните форматы данных и коды ошибок
• Включите диаграммы последовательности для ключевых сценариев

---

Заключение

Дизайн-документ — это не просто формальный артефакт, а живой инструмент, обеспечивающий успешную реализацию проекта. Качественный дизайн:

• Сокращает количество ошибок и переделок
• Ускоряет процесс разработки за счет четких указаний
• Упрощает передачу знаний между членами команды
• Служит основой для оценки качества реализации

Ключевые принципы эффективного дизайна:

1. Минимальная достаточность — проектируйте ровно столько, сколько необходимо для реализации
2. Практическая ориентация — фокус на решениях, готовых к реализации
3. Прозрачность решений — каждое решение должно иметь четкое обоснование
4. Живой документ — регулярно обновляйте дизайн по мере получения новых данных

Шаблон документа

# Дизайн "[Краткое название функциональности]"

[Краткое описание бизнес-целей, связь с корпоративной стратегией, ключевые заинтересованные стороны]

[Четкое определение границ системы: что входит/не входит в решение]

---

## Системная архитектура

[Общее описание флоу работы функции, перечисление компонентов, связей между ними и DF между ними]

---

## Компоненты и интерфейсы

**Для каждого ключевого компонента создать подраздел:**

### [Название компонента]

[Что делает компонент]

[Связи с другими компонентами]

[Ссылка на исходные требования]

**Нефункциональные требования**

[Нефункциональные требования к компоненту]

- Производительность: [Метрики + стратегии]  
- Безопасность: [Механизмы защиты]  
- Надежность: [Стратегии резервирования]

**Стратегия обработки ошибок**

[Стратегия обработки ошибок]

**Стратегия тестирования**

* [Тестовый кейс]
   * Описание кейса
* [Другой тестовый кейс]
   * Описание кейса

---

## Системные сущности

### [Название сущности]

[Описание сущности]

[Ссылка на исходные требования]

**Методы сущности**

* [Метод сущности]
   * Описание метода и его поведения
* [Другой метод сущности]
   * Описание метода и его поведения

**Данные сущности**

* [Поле сущности]
   * Описание поля и его поведения
* [Другое поле сущности]
   * Описание поля и его поведения

**Стратегия тестирования**

* [Тестовый кейс]
   * Описание кейса
* [Другой тестовый кейс]
   * Описание кейса

---

## Чек-лист качества требований

*(Заполняется после завершения документа)*

| Критерий                                                             | Выполнено | Комментарий |
| -------------------------------------------------------------------- | --------- | ----------- |
| Все требования имеют однозначное отражение в дизайне                  | ☐        |             |
| Нефункциональные требования переведены в измеримые технические решения | ☐        |             |
| Продумана обработка ошибок для всех ключевых сценариев               | ☐        |             |
| Модель данных покрывает все бизнес-сущности и правила                 | ☐        |             |
| Определена стратегия тестирования с уровнями и метриками качества      | ☐        |             |
| Дизайн соответствует принципу минимальной достаточности (YAGNI)       | ☐        |             |
| Существует система прослеживаемости требований → элементы дизайна     | ☐        |             |