Времена доступа к памяти и хранилищам

• Обращение к кэшу L1: 0.5 нс
• Обращение к кэшу L2: 7 нс
• Обращение к основной памяти: 100 нс
• Чтение 1 МБ последовательно из основной памяти: 250,000 нс
• Произвольный доступ к жесткому диску: 10,000,000 нс
• Чтение 1 МБ последовательно с жесткого диска: 20,000,000 нс[3]

Эти цифры показывают, насколько критична оптимизация работы с памятью и дисками для производительности программ.

Сетевые задержки

• Пересылка 2 КБ по сети со скоростью 1 Гбит/с: 20,000 нс
• Передача сообщения туда/обратно в одном дата-центре: 500,000 нс
• Передача пакета из Калифорнии в Нидерланды и обратно: 150,000,000 нс[3]

Понимание сетевых задержек важно при разработке распределенных систем.

Другие важные числа

• Ошибка при предсказании условного перехода: 5 нс
• Открытие/закрытие мьютекса: 25 нс
• Сжатие 1 КБ быстрым алгоритмом: 3,000 нс[3]

Эти цифры помогают оценивать эффективность различных операций в коде.

Степени двойки

Разработчикам также полезно помнить степени двойки: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024[31]. Они часто встречаются при работе с памятью, файловыми системами и другими аспектами разработки.

Коды ошибок HTTP

• 403: доступ запрещен
• 404: страница не найдена
• 500: внутренняя ошибка сервера
• 503: сервис недоступен[31]

Перевод и адаптация этого репозитория https://github.com/jguamie/system-design/blob/master/notes/system-design-outline.md

Это рекомендуемый подход к решению задач проектирования систем. Не все эти темы будут актуальны для конкретной задачи.

1. Функциональные требования / Уточнения / Предположения (Functional Requirements / Clarifications / Assumptions)
2. Нефункциональные требования (Non-Functional Requirements)
   1. Согласованность vs Доступность (Consistency vs Availability)
   2. Задержка (Latency)
      1. Насколько быстрой должна быть эта система?
      2. Задержка, воспринимаемая пользователем (User-perceived latency)
      3. Задержка обработки данных (Data processing latency)
   3. Безопасность (Security)
      1. Потенциальные атаки? Как их следует смягчать?
   4. Конфиденциальность (Privacy)
      1. PII (Personally Identifiable Information — Персональные данные, позволяющие идентифицировать личность), PCI (Payment Card Industry — Индустрия платежных карт) или другие пользовательские данные
   5. Целостность данных (Data Integrity)
      1. Как восстановиться после повреждения или потери данных?
   6. Соотношение чтения:записи (Read:Write Ratio)
3. API (Application Programming Interface — Интерфейс программирования приложений)
   1. Публичные и/или внутренние API?
   2. Просты ли API для понимания?
   3. Как идентифицируются сущности?
4. Схемы хранения (Storage Schemas)
   1. SQL (Structured Query Language — Язык структурированных запросов) vs NoSQL (Not Only SQL — Не только SQL, обозначает нереляционные базы данных)
   2. Очереди сообщений (Message Queues)
5. Проектирование системы (System Design)
6. Масштабируемость (Scalability)
   1. Как масштабируется система? Учитывайте увеличение как объема данных, так и трафика.
   2. Каковы узкие места? Как их следует устранять?
   3. Каковы граничные случаи? Что может пойти не так? Предполагая, что они произойдут, как их следует решать?
   4. Как мы будем проводить стресс-тестирование этой системы?
   5. Балансировка нагрузки (Load Balancing)
   6. Автомасштабирование / Репликация (Auto-scaling / Replication)
   7. Кэширование (Caching)
   8. Партиционирование (Partitioning)
   9. Репликация (Replication)
   10. Непрерывность бизнеса и аварийное восстановление (BCDR — Business Continuity and Disaster Recovery)
   11. Интернационализация / Локализация (Internationalization / Localization)
       1. Как масштабироваться на несколько стран и языков? Не предполагайте, что в США используется только английский язык.