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Systemdesign kann entmutigend sein. Zumindest ging es mir so, als ich als Anfänger Systemdesign lernen wollte. Die neuesten Developments und Schlagworte machen es schwieriger zu wissen, was man lernen und wo man anfangen soll. Aber keine Sorge! In diesem Artikel schlage ich einen guten Ausgangspunkt für Anfänger vor und erkläre, warum es so wichtig ist, Systemdesign zu lernen.
Das Systemdesign ist ein integraler Bestandteil der Entwicklung groß angelegter Anwendungen und bildet das Rückgrat von Anwendungen wie Twitter, Fb, Instagram und unzähligen anderen. Es ist wichtig, Anwendungen zu entwickeln, die einen zuverlässigen Betrieb gewährleisten, bei steigender Nachfrage effektiv skalierbar sind und für die am System arbeitenden Programmierer wartbar bleiben.
Um die grundlegenden Konzepte des Systemdesigns zu verstehen und qualitativ hochwertigen Code zu schreiben, empfehle ich Ihnen, sich diese Bücher anzusehen. Sie sind auch eine nützliche Ressource zur Vorbereitung auf technische Vorstellungsgespräche bei Prime-Unternehmen weltweit. Diese Liste kombiniert persönliche Empfehlungen mit allgemeiner Beliebtheit unter Programmierern. Dann legen wir los!
1. Von Kopf bis Fuß durchdachte Designmuster
Autor: Eric Freeman, Elisabeth Robson, Bert Bates, Kathy Sierra
Verknüpfung: Von Kopf bis Fuß: Designmuster
Eine persönliche Empfehlung! Ein anfängerfreundlicher Leitfaden für Systemdesignmuster und Architekturmuster. Dieser Leitfaden verwendet visuelle Hilfsmittel, Flussdiagramme und UML-Diagramme, um einfache Beispiele von Grund auf zu erstellen. Mithilfe der objektorientierten Prinzipien von Java erleichtert das Buch das Erlernen gängiger Designmuster wie Iterator, Observer, Strategie und Singleton, die häufig in Produktionscode verwendet werden.
Behandelten Themen:
- Erzeugungsmuster (Singleton, Manufacturing unit-Methode und abstrakte Manufacturing unit-Methode)
- Strukturmuster (Adapter, Fassade, Proxy, Dekorator)
- Verhaltensmuster (Strategie, Beobachter, Iterator, Standing, Vorlagenmethode)
- Verbundmuster
- Anwendungsarchitekturen und MVC-Muster
2. Muster der Enterprise-Anwendungsarchitektur
Autor: Martin Fowler
Verknüpfung: Muster der Enterprise-Anwendungsarchitektur
Für alle, die tiefer in Designmuster eintauchen möchten, ist dieses Buch eine großartige Ressource. Es behandelt komplexe Designmusterkonzepte auf theoretische Weise und ist daher ein wertvolles Nachschlagewerk, wenn Sie bei einer Designentscheidung nicht weiterkommen. Es behandelt ähnliche Themen wie das Buch „Head First“, geht aber tiefer in die Tiefe (ausführliche Erklärungen und UML-Diagramme), was es zu einer großartigen Ressource für Softwareentwickler macht, die ein umfassendes Verständnis von Designmustern anstreben.
Behandelten Themen:
- Mehrschichtige Architekturen
- Parallelität
- Domänenlogik und relationale Datenbanken
- Webpräsentation
- Distributive Systeme
- Designmuster
3. Saubere Architektur
Autor: Robert C. Martin
Verknüpfung: Saubere Architektur
Dieses Buch des renommierten Uncle Bob ist Teil seiner hochgelobten Serie über Clear Code. Er schreibt aus der Perspektive eines Softwarearchitekten und teilt seine Erkenntnisse über die Entscheidungen, die er beim Entwurf eines zuverlässigen und skalierbaren Methods trifft. Er betont die Bedeutung von Unabhängigkeit und entkoppelt Programmierentscheidungen von bestimmten Datenbanken, Instruments und Sprachen. Damit ist das Buch eine Pflichtlektüre für jeden Softwareentwickler, der seine Fähigkeiten verbessern möchte.
Behandelten Themen:
- Programmierparadigmen (strukturiert, OOP, funktional)
- SOLID-Designprinzipien
- Komponentenprinzipien (Kohäsion, Kopplung, Wiederverwendung, Schließung)
- Architekturprinzipien
4. Entwerfen datenintensiver Anwendungen
Autor: Martin Kleppmann
Verknüpfung: Entwerfen datenintensiver Anwendungen
Eine weitere persönliche Empfehlung und eines der ausführlichsten Bücher über Systemdesign. Es behandelt ausführlich die wichtigsten Prinzipien des Systemdesigns und erklärt, warum die Dinge so funktionieren, wie sie es tun. Das Buch ist in drei Hauptteile gegliedert: Grundlagen von Datensystemen, Verteilte Daten und Abgeleitete Daten. Der erste Teil untersucht die grundlegenden Grundlagen von Datenspeichersystemen, Abfragesprachen und Abrufmethoden für große Systeme. Der zweite Teil konzentriert sich auf die Entwicklung verteilter Systeme und betont die Bedeutung konsistenter Systeme. Der letzte Teil konzentriert sich auf die Stapelverarbeitung und Streamverarbeitung großer Datensysteme.
Behandelten Themen:
- Datenmodelle und Abfragesprachen
- Ein- und Auslagerung
- Replikations- und Transaktionssysteme
- Verteilte Systeme
- Konsistenz
- Stapelverarbeitung
- Stream-Verarbeitung
5. Systemdesign-Interview
Autor: Alex Xu
Verknüpfung: Systemdesign-Vorstellungsgespräch
Schließlich ist das Systemdesign ein wichtiger Bestandteil von Vorstellungsgesprächen bei den führenden Technologieunternehmen, darunter MAANG. Dieses Buch des Google-Ingenieurs Alex Xu ist ein beliebtes Vorbereitungsmaterial für Vorstellungsgespräche, das ein breites Themenspektrum abdeckt. Es bietet einen 4-stufigen Rahmen für die Bewältigung von Fragen zum Systemdesign im Vorstellungsgespräch und enthält detaillierte Lösungen für 16 reale Anwendungen, begleitet von Diagrammen. Darüber hinaus erklärt es die Designentscheidungen hinter großen Systemen wie Twitter, Google und YouTube.
Behandelten Themen:
- Überblick zum Interviewprozess
- Rahmen für den Interviewprozess
- Grundlagen des Systemdesigns (Caching, Datenbanken, Partitionierung, Lastenausgleich)
- Architekturtechniken (monolithisch, Microservices, serverlos)
- Fallstudien (Entwurf von Webcrawlern, Chatsystemen, YouTube, Google Drive usw.)
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Wenn Sie Anfänger sind und nicht wissen, wo Sie anfangen sollen, sind diese Bücher die beste Ressource für Sie, um sich auf Ihr nächstes Vorstellungsgespräch zum Thema Systemdesign vorzubereiten. Von den grundlegenden Konzepten hinter Datensystemen bis hin zu den hochdetaillierten Entscheidungen hinter beliebten Softwaresystemen decken diese Bücher alles ab. Wenn Sie sich von dem Hype um das Systemdesign überfordert fühlen, wird es Ihnen weniger Angst machen, hier anzufangen.
Kanwal Mehreen Kanwal ist Ingenieurin für maschinelles Lernen und technische Autorin mit einer großen Leidenschaft für Datenwissenschaft und die Schnittstelle zwischen KI und Medizin. Sie ist Mitautorin des E-Books „Maximizing Productiveness with ChatGPT“. Als Google Technology Scholar 2022 für APAC setzt sie sich für Vielfalt und akademische Exzellenz ein. Sie ist außerdem als Teradata Variety in Tech Scholar, Mitacs Globalink Analysis Scholar und Harvard WeCode Scholar anerkannt. Kanwal ist eine leidenschaftliche Verfechterin des Wandels und hat FEMCodes gegründet, um Frauen in MINT-Fächern zu stärken.