O mundo digital já faz parte do cotidiano de muitas pessoas e empresas por aí. Ano após ano, são desenvolvidos novos softwares e ferramentas com o objetivo de otimizar as diversas tarefas do dia-a-dia. Além da funcionalidade e adaptabilidade, a organização é um ponto-chave para atender às demandas do usuário de maneira satisfatória: é aí que entra a Arquitetura de Software.
No centro desse contexto estrutural está a arquitetura de software, a área responsável pela definição das características, interações e funções dos elementos que farão parte de um sistema. Apesar de ser um conceito pouco conhecido, ela é fundamental para a performance e a qualidade de projetos de software.
Quer entender de vez a área da arquitetura de software, sua importância, modelos, casos de sucesso e oportunidades de carreira? Então, fique neste artigo!
O que é arquitetura de software? Qual é a sua função?
Já que estamos falando de arquitetura de software, podemos fazer uma analogia à arquitetura tradicional da construção civil para uma melhor compreensão.
Pense na construção de uma casa, por exemplo. Não é viável colocar tijolos, cimento e outros materiais aleatoriamente num terreno sem ter um plano, certo? Antes de começar a construir, é necessário ter um esquema que define a disposição dos cômodos, onde ficarão as portas e janelas, como o encanamento e a fiação elétrica serão instalados, entre outros. Ou seja, é essencial ter um plano arquitetônico que irá definir a estrutura daquela casa, para garantir que ela seja funcional e confortável para os moradores.
O mesmo vale para arquitetura de software – só que, em vez de construir uma casa, está desenvolvendo um sistema. Um plano estrutural é tão vital para um projeto de software quanto uma planta é para uma casa, pois é assim que será definida a organização dos componentes, como eles irão funcionar juntos e comunicar-se entre si para atender à demanda do usuário.
Assim como uma casa tem cômodos com diferentes finalidades, um software tem componentes com propriedades específicas, que irão auxiliar tanto na organização dos dados como na execução das atividades.
Então, resumidamente, a arquitetura de software é a área da TI que faz a análise e o planejamento estratégico dos elementos operacionais de um sistema, de forma que eles tenham um bom desempenho, escalabilidade, compatibilidade e performance.
A importância de um software bem arquitetado
A arquitetura de um software é quem dita como ele vai executar as suas operações. De nada adianta ter boas ideias de elementos se eles não estiverem bem estruturados, conectados e distribuídos, pois eles não terão o comportamento esperado. Sendo assim, ela é quem engloba grande parte das tomadas de decisão que irão impactar o sucesso do produto e a satisfação dos clientes.
Voltando à analogia com a arquitetura tradicional, basta pensar numa casa em que os cômodos estão dispostos de uma maneira estranha ou que os componentes estejam em lugares absurdos, como uma privada ao lado do fogão. Pense: os dois sozinhos podem até cumprir com seus papéis iniciais. Mas, com o tempo e o desconforto, deixarão de operar de forma satisfatória e, assim, a sua funcionalidade.
Outra importância da arquitetura de software para o desenvolvimento de sistemas está relacionada à escalabilidade. Ao longo do processo, a complexidade e o tamanho de um programa tendem a ficar cada vez maiores.
Com isso, as estruturas de dados e algoritmos precisam se adaptar para comportar o aumento na carga de trabalho, seja em termos de número de usuário, volumes de dados ou transições. Uma boa arquitetura de software não só ajuda a otimizar a adaptação e flexibilidade do sistema, mas também a facilitar a sua manutenção quando for preciso.
Principais vantagens da arquitetura de software para o seu sistema
A implementação da arquitetura de software para os mais diversos tipos de sistemas traz muitos benefícios. Entre os principais deles, podemos citar:
Melhor desempenho
Não adianta: qualquer coisa mal estruturada tende a falhar em algum momento. E é claro que os softwares não fogem à regra! Pense num sistema que pare de funcionar ao enfrentar um número maior do que o esperado de acessos, como uma rede social que, pelo volume de dados, comece a apresentar erros frequentes.
Além de prejudicar a experiência dos usuários, o sistema passa a precisar de mais manutenções para funcionar devidamente.
Ao estruturar e otimizar os recursos de um sistema, a arquitetura de software auxilia diretamente na melhoria do seu desempenho. Além de facilitar a identificação de problemas, ela também permite a implementação de estratégias de distribuição das operações, levando ao funcionamento mais rápido e eficiente do programa.
Escalabilidade
Nós já falamos da importância da arquitetura de software para garantir a escalabilidade e adaptabilidade de um sistema ao aumento de demanda. Mas não é só isso: com o crescimento de dados e das exigências dos usuários, as empresas também implementam a arquitetura de software para ampliar o alcance de seus serviços.
Um exemplo de escalabilidade é a Amazon, que faz uso da arquitetura de microsserviços. Ela divide um sistema grande em partes menores e com responsabilidades específicas. Dessa forma, cada operação pode ser atualizada ou conectada de forma independente, sem que todo o sistema precise parar para isso.
Se o componente responsável por mostrar produtos de determinada categoria apresenta uma falha, todos os outros processos do site – como pagamento, busca, entre outros – não são afetados por ela e continuam funcionando.
Flexibilidade e personalização
Assim como existem diferentes projetos e plantas de casas, existem também diversos modelos de arquitetura de software, pensados para atender às preferências dos usuários e clientes. E isso vai desde a criação de um sistema do zero, sendo totalmente moldado às particularidades de uma empresa, até a personalização de funcionalidades quando o software já está no ar há muitos anos.
Um exemplo é o Mix do Spotify que, a partir da arquitetura de software, oferece uma experiência personalizada aos usuários com base nas suas preferências musicais. A arquitetura do streaming é projetada para realizar a coleta e análise de dados sobre o comportamento dos ouvintes e, depois, faz uso deles para alimentar os algoritmos que criam as coletâneas personalizadas.
Redução de riscos e segurança de dados
É também na arquitetura de software que ocorre a instalação de processos para o isolamento de componentes críticos, a implementação de camadas de segurança e validação de dados, a testagem de possibilidades de riscos, entre muitos outros fatores indispensáveis para a segurança das informações e das operações que acontecem em um sistema.
Essas e outras práticas auxiliam na redução de vulnerabilidades e atividades maliciosas, contribuindo diretamente para a proteção do software.
Melhor manutenibilidade
Com um projeto bem definido e organizado, fica muito mais fácil, rápido e eficiente realizar as manutenções e mudanças necessárias. Além de otimizar o tempo na identificação de gargalos, há também uma redução significativa nos riscos de introduzir novos erros ou problemas para o sistema.
9 exemplos de modelos de arquitetura de software
Assim como existem milhares de plantas de casas e apartamentos pensados especialmente para determinados perfis de moradores, há também vários modelos de arquitetura de sistemas. A maioria deles pode ser adaptado para as demandas dos usuários, o que torna a sua aplicação ainda mais interessante e dinâmica. Entre os principais deles, podemos citar:
1. Arquitetura em camadas (layered architecture)
Esse modelo divide e organiza os componentes do sistema em camadas horizontais, onde cada uma delas tem uma responsabilidade específica para o funcionamento da aplicação. Apesar de interconectados, os componentes são independentes entre si e só interagem com as camadas adjacentes.
2. Arquitetura monolítica
Uma aplicação desenvolvida em arquitetura monolítica é aquela em que as camadas do software são dependentes umas das outras, formando um único bloco que pode ser executado em um único processo. Da interface do usuário até o banco de dados, tudo é criado de uma forma vertical. Com isso, se uma camada falha, a aplicação toda falha.
3. MVC (Model-view-controller)
Um dos modelos mais conhecidos e aplicados em projetos de software, o padrão MVC auxilia na divisão de projetos em três componentes bem definidos: o Model (modelo), o Controller (controle) e a View (visão).
O modelo é a parte responsável pela representação da lógica de dados da aplicação, a visão é referente à interface do usuário e o controller, a camada que gerencia os fluxos da aplicação, atuando como um intermediário entre os outros dois componentes.
4. Microsserviços
Nesse modelo, uma aplicação grande é dividida em partes menores e independentes, cada uma com suas responsabilidades específicas. Dessa forma, se há algum embargo em uma dessas partes, os serviços proporcionados pelas outras continuam funcionando sem intercorrências.
Um exemplo de sucesso que utiliza esse padrão é a Netflix, um dos maiores serviços de streaming da atualidade. Sua arquitetura de software capacita todas as APIs necessárias para aplicações e aplicativos da web. Quando a solicitação chega ao destino final, ela aciona outros microsserviços para obter os dados necessários. A partir desse ponto, uma resposta completa para o pedido da API é encaminhada novamente para o terminal.
5. Pipe-and-Filter
O sistema é dividido em uma cadeia linear de componentes que atuam como dutas e filtros independentes para criar um fluxo de dados eficiente, controlando a entrada e saída de informações. O Sheel do Linux é um dos exemplos mais conhecidos desse padrão de arquitetura de software.
6. Client-server pattern
É um padrão em que os sistemas se dividem em duas partes: clientes e servidores. Os clientes são os requerentes do serviço, que pode ser a execução de uma tarefa ou uma informação, enquanto os servidores o fornecem. Geralmente, a comunicação entre eles é feita por meio de uma rede de computadores.
7. Publish-Subscribe
Padrão que permite a comunicação e troca de informações entre diferentes componentes de um sistema de maneira assíncrona, sem que haja a necessidade de acoplar os remetentes aos destinatários. Os aplicativos de notícia em tempo real são um ótimo exemplo deste modelo: as agências de notícia atuam como publicadores, enquanto os assinantes são os destinatários.
8. Peer-to-Peer (P2P)
Conhecida também como P2P, é um padrão em que a troca de dados acontece entre os computadores sem a intermediação de um servidor central, como os Torrents, por exemplo.
9. Service-Oriented Architecture (SOA)
O padrão Service-Oriented Architecture (arquitetura orientada a serviços, em inglês) é considerado de baixo acoplamento. Nele, os componentes de uma aplicação são reutilizáveis e funcionam de maneira independente, oferecendo serviços e informações aos seus usuários.
Como trabalhar com arquitetura de software?
Para ingressar no mercado da arquitetura de software, é preciso se capacitar na área da T.I., ou seja, em cursos como Ciência da Computação, Engenharia da Computação, Sistemas da Informação, Análise e Desenvolvimento de Sistemas ou outras graduações correlatas.
Esses primeiros anos de estudo são essenciais para adquirir conhecimentos básicos da tecnologia e seus sistemas. Mas, como vimos, a arquitetura de softwares vai muito além de apenas implementar as ideias de um projeto: ela está diretamente relacionada ao planejamento dele.
Então, é por isso que a especialização na área é extremamente importante, não só pelo aprofundamento nos modelos e operações em si, mas também para criar noções de design, negócios, liderança e até mesmo gestão de pessoas! Até porque o desenvolvimento e a organização de todo o projeto também vão depender de outras equipes para serem concluídas de maneira satisfatória, sem mencionar o contato direto com outros desenvolvedores e parceiros dos clientes.
O arquiteto de software, além de desenvolver a estrutura do sistema, também deve ter uma visão estratégica para as demandas que tendem a surgir tanto da parte dos clientes quanto do mercado. Então, fica nas mãos desse profissional a idealização, qualidade, funcionalidade, desempenho, performance e escalabilidade daquilo que está sendo desenvolvido.
O mercado de sistemas no Brasil está em constante crescimento, sendo o maior da América Latina e o 9º maior do mundo. É por isso que as perspectivas, no momento, são bem favoráveis.
