Arquitetura de software: quais são os tipos e qual o melhor padrão para seu projeto

Por trás de todo aplicativo, ferramenta ou sistema, há uma estrutura desenvolvida pela arquitetura de software.

Arquitetura de software: quais são os tipos e qual o melhor padrão para seu projeto

Todos os dias, usamos diferentes aplicativos, ferramentas e sistemas online, tanto no computador quanto no smartphone. Mas você sabia que por trás desses programas há uma grande estrutura organizacional, desenvolvida pela arquitetura de software?

Esta área da Tecnologia da Informação (TI) é responsável pela análise estratégica dos componentes operacionais antes de criar soluções viáveis para uma tecnologia, considerando o desempenho, escalabilidade, interoperabilidade, compatibilidade e performance.

Quer entender melhor o assunto? Então, acompanhe este artigo e conheça o conceito e os principais tipos de arquitetura de software adotados em sites, redes sociais, programas e sistemas operacionais. Boa leitura!

O que é arquitetura de software?

A arquitetura de software possibilita entender as diferenças entre as linguagens, sistemas operacionais e ambientes da computação, ou seja, qualquer componente tecnológico pode ser usado para integrar uma solução arquitetural. Ela é essencial pois otimiza o trabalho dos designers e desenvolvedores, permitindo que uma aplicação esteja dentro dos padrões básicos necessários para funcionar de forma assertiva.

A área é importante para automatizar novos processos ou melhorar os já existentes. Assim, os projetos desenvolvidos pelo(a) arquiteto(a) de software acabam diminuindo os riscos associados ao sistema. Resumidamente, as tecnologias concretizam um software de modo funcional e adequado para resolver a solução de um negócio.

Além da escolha dos algoritmos e estruturas de dados, a arquitetura envolve:

  • Decisões sobre as estruturas que formarão o sistema;
  • Controle;
  • Protocolos de comunicação, sincronização e acesso a dados;
  • Atribuição de funcionalidade a elementos do sistema;
  • Distribuição física dos elementos de escalabilidade;
  • Desempenho e outros atributos de qualidade.

A arquitetura de software de um sistema abrange a forma como suas partes são organizadas, incluindo questões como o comportamento dessa estrutura e componentes responsáveis por realizar um conjunto específico de funções. Em outras palavras: é um modelo repetível sob o qual um sistema pode ser desenvolvido.

A escolha de uma arquitetura influencia aspectos como a performance, qualidade, facilidade de manutenção e escalabilidade, assim, essa decisão tem grande impacto no sucesso do projeto, principalmente a longo prazo.

Atualmente, existem diversos princípios e padrões que são utilizados nos sistemas e normalmente os projetos desenvolvidos não se limitam a um único estilo ou arquitetura. Em vez disso, são uma combinação de padrões que, juntos, formam o sistema completo.

Por que fazer um projeto de arquitetura de software?

Projetar uma arquitetura que facilite a compreensão de componentes é imprescindível pois, conforme um software é desenvolvido, seu tamanho e complexidade crescem, aumentando também o problema de projeto e excedendo as estruturas de dados e algoritmos.

Entre os aspectos que precisam ser observados nesse processo, é preciso atenção a questões como: protocolos de comunicação, atribuição de funcionalidades a determinadas partes e a estrutura de controle.

Essa estruturação busca facilitar a organização dos componentes e melhorar a flexibilidade e portabilidade do sistema, gerando muito mais facilidade de manutenção. Até por que, um código bem estruturado e organizado facilita a criação de interfaces bem definidas com componentes e funcionalidades já testados, permitindo o reuso de códigos e melhorando a assistência.

Implementar uma arquitetura de software traz diversos benefícios para o sistema. Entre eles, os três principais são:

Performance: sistemas mal-estruturados podem se tornar um grande problema quando o assunto é desempenho. Caso haja uma demanda imprevista por mais capacidade, ela se torna um problema, tanto por conta da manutenção trabalhosa, quanto pelo atraso que causa. Mas, ao contar com uma arquitetura bem definida, será possível atender as demandas de maneira prática, tendo capacidade de expandir e lidar com um volume maior de dados.

Escalabilidade: contar com um software mal-arquitetado pode ser um grande transtorno, principalmente por conta da alta dependência dos recursos digitais. Por isso, é essencial ter uma arquitetura que permita a escalada rápida do sistema seja escalado rapidamente, facilitando processos e evitando atrasos em cronogramas e bugs posteriores.

Flexibilidade: outra vantagem da arquitetura de software é a flexibilidade que ela traz ao sistema. Esse é um aspecto muito importante, visto que toda empresa tem suas particularidades e precisa de sistemas que se adaptem às suas necessidades.

Padrões de arquitetura de software

Um padrão arquitetural é uma solução já estudada, testada e documentada de um problema recorrente. Ajudando na tomada de decisões do projeto de software, como qual será sua utilidade e as funções e relacionamento de cada subsistema, é esse modelo que define a estrutura fundamental do programa. Os principais tipos de arquitetura de software são:

Layers (camadas)

Mais utilizado em programas de e-commerce, os módulos e componentes do software são organizados em camadas de funcionalidades, que podem ser desconstruídas em diferentes serviços.

Client-server (cliente-servidor)

Usado em aplicativos de bancos e e-mail, neste padrão o processamento da informação se divide em módulos e processos distintos, sendo um deles responsável pela manutenção da informação e o outro pela obtenção de dados.

Model-view-controller (MVC)

O padrão MVC separa o projeto do software em três camadas independentes: o modelo (manipulação da lógica de dados), a visão (a interface do usuário) e o controlador (fluxo de aplicação), facilitando a manutenção do código, que pode ser reutilizado em outros projetos.

Microservices (microsserviços)

O modelo se baseia em múltiplos serviços e componentes para desenvolver uma estrutura modular. É o padrão mais utilizado por devs e arquitetos(as) de software, por permitir escalabilidade e independência dos módulos, que podem usar diferentes linguagens.

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Pipes-and-filters (PF)

Empregado no Sheel do Linux e nos reprodutores de vídeo em diferentes formatos, esse tipo é baseado em uma arquitetura linear, usando os componentes computacionais como filtros, que recebem uma entrada, transformando-a a partir de um ou mais algoritmos e gerando uma saída para um canal de comunicação.

Peer-to-Peer (P2P)

No Peer-to-Peer, todos os pares são clientes e servidores, ou seja, cada computador é um provedor de serviços independente de um servidor central.

Service-Oriented Architecture (SOA)

O SOA auxilia na criação do processo de encontrar, definir e gerenciar os serviços disponibilizados, facilitando a operação de grandes empresas, como Nubank e Amazon, que utilizam este modelo arquitetural.

Publish-Subscribe (Pub/Sub)

Principal padrão arquitetural de redes sociais como Instagram e Spotify, o modelo Publish-Subscribe conecta publicadores (publishers) e assinantes (subscribers). Os publishers enviam mensagens aos subscribers, que são notificados sempre que um novo conteúdo é disponibilizado.

O mercado de arquitetura de software

Para as empresas, a arquitetura de software tem o objetivo de atender uma visão orientada aos negócios, principalmente àquelas que têm a tecnologia como premissa no modelo de negócio, como Nubank, Facebook, Uber, entre outras.

Entre os benefícios que a arquitetura de software traz ao mundo corporativo, podemos destacar: a redução de riscos ao negócio; o alinhamento de expectativas entre os diferentes setores da empresa; a construção de aplicações flexíveis e de qualidade; a integração com diferentes linguagens e sistemas e a segurança das aplicações.

Para atender esse mercado, o(a) arquiteto(a) deve ter o senso crítico de avaliar novas formas de aplicar tecnologias ou até de sugerir algo novo, além de definir a estrutura de sistema que uma equipe implementa na aplicação. Além disso, para se tornar esse profissional é preciso ter experiência em diversas áreas como design, domínios, tecnologia, além de conhecimentos metodológicos.

E se você se interessou pela arquitetura de software e quer seguir carreira, saiba que, para se tornar um(a) arquiteto(a) de software, é importante estudar ciência da computação, para que obtenha o domínio necessário sobre os padrões e tecnologias atuais.
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