วิธีการสร้างแบบฝึกหัดการออกแบบระบบ (System Design Katas) เพื่อฝึกฝนวิศวกรให้สามารถประเมินข้อดีข้อเสียของการออกแบบสถาปัตยกรรมระบบได้

ทีมงานออกแบบระบบจองตั๋วสำหรับเทศกาลระดับภูมิภาคแห่งหนึ่ง ระบบรองรับปริมาณการใช้งานที่คาดการณ์ไว้ได้อย่างสบาย และการตรวจสอบการออกแบบก็จบลงด้วยความเห็นชอบ แต่แล้วข้อกำหนดก็เปลี่ยนไป: ผู้จัดงานสัญญาว่าการขายตั๋วจะต้องยังคงใช้งานได้แม้ว่าศูนย์ข้อมูลแห่งใดแห่งหนึ่งจะหยุดทำงานในช่วงเวลาเปิดขาย การออกแบบเดิมจึงมีจุดอ่อนเพียงจุดเดียว และวิศวกรที่ออกแบบระบบนั้นต้องตัดสินใจว่าจะเปลี่ยนแปลงอะไร จะตัดอะไรออกไป และจะอธิบายการตัดสินใจนั้นอย่างไร

นี่เป็นเพียงสถานการณ์จำลอง ไม่ใช่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจริง เป็นสถานการณ์ที่ใช้ฝึกฝนในกระบวนการออกแบบระบบ (System Design Kata) กล่าวคือ การออกแบบที่ใช้ได้ดีภายใต้ข้อจำกัดชุดหนึ่ง กลับต้องเผชิญกับข้อจำกัดใหม่ และวิศวกรต้องชี้แจงหรือแก้ไขการออกแบบนั้นพร้อมเหตุผล คู่มือนี้จัดทำขึ้นสำหรับหัวหน้าฝ่ายส่งเสริมศักยภาพวิศวกรและผู้จัดการฝ่ายวิศวกรรม ครอบคลุมถึงการออกแบบระบบคืออะไร วิธีการสร้าง วิธีการดำเนินการและประเมินผล และจุดที่การฝึกอบรมไม่สามารถให้คำตอบได้อีกต่อไป ทุกกรณีและเกณฑ์ควรได้รับการตรวจสอบโดยวิศวกรอาวุโสก่อนนำไปใช้

System Design Kata คืออะไร?

การออกแบบระบบแบบ Kata คือแบบฝึกหัดการออกแบบขนาดสั้นที่มีเวลาจำกัด ทีมขนาดเล็กจะได้รับโจทย์ปัญหาทางธุรกิจหนึ่งย่อหน้า ร่างโครงสร้างระบบ นำเสนอต่อเพื่อนร่วมทีม และตอบคำถามที่ยาก นักวิจัยบางคนเรียกมันว่า Architecture Kata หรือ Architectural Kata รูปแบบนี้เริ่มต้นโดย Ted Neward ในฐานะเวิร์กช็อป และมีการบันทึกกฎเกณฑ์และบทบาทของผู้ดำเนินรายการไว้ในหน้าเว็บ Architectural Katas ของ Neal Fordคำถามที่กระตุ้นให้เกิดความคิดของ Neward ซึ่งยกมาไว้ในนั้นคือ องค์กรจะสร้างสถาปนิกที่ยอดเยี่ยมได้อย่างไร ในเมื่อวิศวกรมีโอกาสได้ออกแบบระบบน้อยกว่าครึ่งโหลครั้งในอาชีพการงาน Kata ช่วยให้พวกเขาได้ฝึกฝนเพิ่มเติมโดยไม่มีความเสี่ยงต่อการผลิต

ข้อเท็จจริงด่วน

1. อธิบายปัญหาด้านประสิทธิภาพ

เริ่มต้นด้วยงานที่ต้องทำ ไม่ใช่หัวข้อ งานที่ต้องทำคือการปกป้องสถาปัตยกรรมภายใต้ข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไป ในการทำงานจริง สิ่งนี้เกิดขึ้นในการตรวจสอบการออกแบบ การติดตามเหตุการณ์ และการประชุมวางแผน ซึ่งข้อกำหนดต่างๆ เปลี่ยนแปลงไป เช่น ปริมาณการใช้งานที่เพิ่มขึ้น คำมั่นสัญญาด้านความพร้อมใช้งานที่เข้มงวดขึ้น กฎการจัดเก็บข้อมูลใหม่ หรืองบประมาณที่จำกัดลง

วิศวกรหลายคนสามารถวาดแบบสถาปัตยกรรมที่สมเหตุสมผลได้ แต่มีน้อยคนที่จะบอกได้ว่าพวกเขาจะยอมแลกอะไรไปเมื่อเป้าหมายสองอย่างขัดแย้งกัน และหลักฐานใดที่จะเปลี่ยนใจพวกเขาได้ ทักษะข้อที่สองนี้เองที่เป็นสิ่งที่การฝึกฝนแบบคาตะมุ่งเน้น

เขียนคำอธิบายประสิทธิภาพการทำงานเป็นประโยคเดียว แล้วให้ผู้จัดการฝ่ายวิศวกรรมตรวจสอบ: "เมื่อกำหนดสถาปัตยกรรมและข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไป วิศวกรจะระบุสิ่งที่เสียหาย เสนอแนวทางการเปลี่ยนแปลง ระบุข้อแลกเปลี่ยน และบอกสิ่งที่พวกเขายังไม่ทราบ"

2. วิเคราะห์ช่องว่างด้านการเรียนรู้และบริบท

ก่อนที่จะสร้างอะไรก็ตาม ให้เปรียบเทียบงานนั้นกับสิ่งที่โปรแกรมของคุณปฏิบัติและประเมินอยู่ในปัจจุบัน

1. การฝึกฝนใช้โจทย์งานจริงหรือไม่? หากการฝึกอบรมสอนรูปแบบต่างๆ อย่างโดดเดี่ยว และการประเมินผลเป็นการทดสอบแบบเลือกตอบ ก็จะไม่มีใครได้ฝึกฝนการอธิบายเหตุผลในการเลือกของตนเองเลย
2. ความต้องการด้านการรับรู้คืออะไร? ในระบบการจำแนกประเภทที่ปรับปรุงใหม่ของบลูม การเปรียบเทียบตัวเลือกกับข้อจำกัดอยู่ในระดับการวิเคราะห์และประเมินผล และการเสนอการออกแบบใหม่จะอยู่ในระดับการสร้างสรรค์ คู่มือของเราสำหรับ การจับคู่กิจกรรมการเรียนรู้กับอนุกรมวิธานของบลูม แสดงวิธีการจับคู่กิจกรรมให้เข้ากับระดับนั้น
3. มีปัจจัยอื่นนอกเหนือจากทักษะที่เป็นอุปสรรคหรือไม่? ตรวจสอบว่าวิศวกรมีเวลาออกแบบหรือไม่ มีใครรับผิดชอบการตัดสินใจด้านสถาปัตยกรรมหรือไม่ และมีการเขียนข้อกำหนดไว้หรือไม่ หากการตัดสินใจเกิดขึ้นโดยบุคคลภายนอกทีม แบบฝึกหัดใดๆ ก็ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงสิ่งที่ทีมสามารถทำได้ ส่งต่อปัญหาเหล่านั้นไปยังผู้ที่สามารถแก้ไขได้

3. การเตรียมการออกแบบและการฝึกปฏิบัติ

มอบหมายงานที่ชัดเจนให้แต่ละขั้นตอน

การเตรียมการ ตรวจสอบข้อกำหนดเบื้องต้นด้วยการวิเคราะห์สั้นๆ เช่น คำศัพท์ที่ทีมของคุณใช้ (ความพร้อมใช้งาน ความสม่ำเสมอ ความหน่วง ต้นทุน) ส่วนประกอบพื้นฐานที่ทีมควรทราบ และเทมเพลตการตรวจสอบการออกแบบของคุณเอง การศึกษาด้วยตนเองเหมาะสมกับขั้นตอนนี้ และการตรวจสอบความจำจะช่วยยืนยันข้อกำหนดเบื้องต้นเท่านั้น

ฝึกฝน.ลองทำแบบฝึกหัดนั้นดู ในรูปแบบที่อธิบายไว้ในเว็บไซต์ของ Neal Ford หลังจากที่ทีมจัดตั้งแล้ว แบบฝึกหัดจะดำเนินไปในสามขั้นตอน: ขั้นตอนการอภิปรายที่ทีมจะร่วมกันคิดว่าจะสร้างอะไร ขั้นตอนการตรวจสอบโดยเพื่อนร่วมทีมที่แต่ละทีมนำเสนอและตอบคำถาม และขั้นตอนการลงคะแนนที่เพื่อนร่วมทีมจะให้คะแนน "เยี่ยม" ("ทำได้ดี") "เฉยๆ" ("พลาดไปบ้าง") หรือ "แย่มาก") มีกฎบางข้อที่ควรนำมาใช้โดยตรง: ทีมอาจตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่ไม่คุ้นเคยได้ แต่ต้องระบุสมมติฐานเหล่านั้น และห้ามคิดว่าตนเองสามารถจ้างทีมที่ประกอบด้วยผู้เชี่ยวชาญระดับสุดยอดได้

เพิ่มข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไปแบบฝึกหัดมาตรฐานจะกำหนดปัญหาที่ตายตัว เพื่อฝึกฝนทักษะในคู่มือนี้ ให้เพิ่มการ์ดใบที่สองในช่วงกลางของแบบฝึกหัด: ข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไปซึ่งทีมต้องรับมือ นี่เป็นทางเลือกในการออกแบบของเรา ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของกฎดั้งเดิม ดังนั้นลองทดสอบดูก่อน

คำติชมควรเชื่อมโยงคำติชมกับการตัดสินใจ ไม่ใช่กับคะแนนรวม ตัวอย่างเช่น "คุณย้ายไปสองภูมิภาค แต่ไม่ได้บอกว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับคำสั่งซื้อที่สั่งไปในระหว่างการเปลี่ยนภูมิภาค" จะมีประโยชน์มากกว่า "3 จาก 5"

การป้อนข้อมูลแบบเรียลไทม์หรือการตรวจสอบแบบไม่พร้อมกัน?การอำนวยความสะดวกแบบเรียลไทม์จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อตัวเลือกไม่ชัดเจน และวิศวกรจะได้เรียนรู้จากเพื่อนร่วมงานอาวุโสที่อธิบายว่าทำไมพวกเขาถึงควรยึดแนวทางนั้น การตรวจสอบแบบไม่พร้อมกันนั้นเพียงพอสำหรับการเปรียบเทียบเหตุผลที่เขียนไว้กับตัวอย่างที่มีคำอธิบายประกอบ

4. ลองทำตัวอย่างที่สมจริงดู

เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น วิศวกรอาวุโสควรตรวจสอบความถูกต้องของกรณีศึกษาและเกณฑ์คำตอบก่อนนำไปใช้

กรณีศึกษา:เทศกาลระดับภูมิภาคแห่งหนึ่งขายตั๋วได้ 20,000 ใบในช่วงสุดสัปดาห์ โดยส่วนใหญ่ขายได้ในช่วงสิบนาทีแรก ข้อกำหนดเบื้องต้นต้องการระบบจองตั๋วที่สามารถรองรับช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงนั้นได้ การออกแบบ: เว็บเซิร์ฟเวอร์หนึ่งชั้น, ฐานข้อมูลเดียว, และการเรียกใช้บริการชำระเงินเมื่อชำระเงิน

ข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไปผู้จัดงานกล่าวเพิ่มเติมในช่วงกลางงานว่า การขายจะต้องดำเนินต่อไปหากศูนย์ข้อมูลแห่งใดแห่งหนึ่งหยุดทำงาน และห้ามขายตั๋วซ้ำสองครั้ง

ความพยายามครั้งแรก "เพิ่มศูนย์ข้อมูลแห่งที่สองและจำลองฐานข้อมูล" ทีมงานเลือกใช้ส่วนประกอบที่คุ้นเคย แต่ยังไม่ได้บอกว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับกฎห้ามขายซ้ำซ้อนเมื่อทั้งสองไซต์ไม่สามารถสื่อสารกันได้

การให้ข้อเสนอแนะและการลองใหม่ผู้ดำเนินกระบวนการขอให้ทีมระบุเป้าหมายสองข้อที่ขัดแย้งกัน และเป้าหมายใดที่พวกเขาจะปกป้องในกรณีที่เครือข่ายแยกออก การลองใหม่ขอให้พวกเขาเลือกและบอกว่าลูกค้าได้รับประสบการณ์อย่างไร

ความพยายามที่หนักแน่นกว่าเดิม “เราจะปกป้องกฎห้ามขายซ้ำซ้อน ในช่วงที่มีการแบ่งช่วงเวลาจำหน่ายตั๋ว เฉพาะเว็บไซต์หลักเท่านั้นที่จะขายตั๋วได้ ส่วนอีกเว็บไซต์จะแสดงหน้ารอคิว เรายอมรับจำนวนที่นั่งที่ลดลงในช่วงเวลาสั้นๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการขายที่นั่งเดียวกันสองครั้ง เราสันนิษฐานว่าการแบ่งช่วงเวลาจำหน่ายตั๋วเกิดขึ้นไม่บ่อยและใช้เวลาสั้น และเราต้องการให้ผู้จัดงานยืนยันว่าหน้ารอคิวเป็นสิ่งที่ยอมรับได้ หากพวกเขาต้องการให้ทั้งสองเว็บไซต์ขายตั๋ว เราจะจัดสรรบล็อกที่นั่งแยกต่างหากให้กับแต่ละเว็บไซต์ล่วงหน้า โดยแลกกับการเสียที่นั่งบางส่วนที่ขายไม่ออก” โปรดสังเกตว่าคำตอบนี้ระบุถึงความขัดแย้ง เลือกข้าง ระบุต้นทุน และชี้ให้เห็นถึงสิ่งที่ไม่ทราบ

เหตุใดคำตอบแต่ละข้อจึงสมเหตุสมผลหรือไม่สมบูรณ์พิจารณาแต่ละข้อตามเกณฑ์ที่ได้รับการอนุมัติ ไม่ใช่ตามสถาปัตยกรรมที่ผู้ตรวจสอบชื่นชอบ คำตอบแรกระบุชื่อส่วนประกอบแต่ไม่มีข้อแลกเปลี่ยน คำตอบที่แข็งแกร่งกว่านั้นมีความเฉพาะเจาะจง ระบุข้อสมมติฐาน และเสนอทางเลือกอื่นพร้อมราคา

5. ประเมินศักยภาพและวางแผนการถ่ายโอน

หลักฐานแสดงถึงความสามารถคือผลการปฏิบัติงานในกรณีใหม่ที่วิศวกรยังไม่เคยพบมาก่อน ให้คะแนนจากการพิจารณาตัดสินใจและการตอบสนองต่อข้อจำกัดใหม่ เกณฑ์การประเมินอย่างง่ายใช้มาตราส่วน 0 ถึง 2 ต่อเกณฑ์:

เกณฑ์การให้คะแนน: 0 คือ ขาดหายไปหรือไม่ได้รับการสนับสนุน 1 คือ ครบถ้วนบางส่วนแต่มีการละเว้นที่สำคัญ และ 2 คือ ครบถ้วนและมีเหตุผลรองรับตามเกณฑ์ที่ตกลงกันไว้ กำหนดข้อผิดพลาดที่สำคัญแยกต่างหาก เช่น การละเลยข้อกำหนดด้านความปลอดภัยหรือการปกป้องข้อมูลที่ระบุไว้ เพื่อให้คะแนนโดยรวมไม่สามารถปกปิดข้อผิดพลาดนั้นได้ เกณฑ์การให้คะแนนนี้เป็นเพียงข้อเสนอแนะ ไม่ใช่มาตรฐานความพร้อมที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว: ควรปรับปรุงร่วมกับผู้จัดการฝ่ายวิศวกรรมและทดลองใช้ คู่มือของเราเกี่ยวกับการออกแบบการฝึกปฏิบัติแบบโต้ตอบพร้อมข้อเสนอแนะที่เป็นประโยชน์ครอบคลุมถึงวิธีการเขียนข้อเสนอแนะที่เชื่อมโยงกับการตัดสินใจ

วางแผนการถ่ายโอนงานอย่างรอบคอบ หลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนคาตะแล้ว ขอให้วิศวกรแต่ละคนนำการตัดสินใจด้านการออกแบบจริงหนึ่งเรื่องมาเสนอต่อที่ประชุม และใช้คำถามเดียวกัน การทบทวนเหตุการณ์ในอดีตโดยปราศจากการกล่าวโทษเป็นอีกวิธีที่ดีในการเชื่อมโยงไปสู่การทำงานจริง ดูคู่มือของเราเกี่ยวกับ การดำเนินการทบทวนเหตุการณ์ โดยปราศจากการกล่าวโทษ

ในกรณีที่การนำเสนอแบบโต้ตอบมีประโยชน์

รูปแบบการเรียนรู้แบบโต้ตอบช่วยให้ทุกคนควรตัดสินใจก่อนที่จะเห็นภาพรวม ในเซสชัน Kata สด ผู้ดำเนินรายการสามารถแสดงข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไป ขอให้สมาชิกในทีมแต่ละคนพิมพ์ข้อแลกเปลี่ยนที่พวกเขาจะเลือกและเหตุผล จากนั้นจึงเปิดเผยผลลัพธ์ก่อนเริ่มการอภิปราย การลงคะแนนเสียงของเพื่อนร่วมงานในตอนท้ายของรูปแบบดั้งเดิมก็สามารถทำได้ง่ายๆ ในลักษณะเดียวกัน กรณีเดียวกันนี้สามารถดำเนินการแบบเรียนรู้ด้วยตนเองเพื่อการเตรียมตัวหรือสำหรับวิศวกรที่พลาดเซสชัน AhaSlides รองรับการเรียนรู้แบบโต้ตอบและการสลับระหว่างการนำเสนอแบบสดและแบบเรียนรู้ด้วยตนเอง เป็นเครื่องมือสำหรับการนำเสนอและการเรียนรู้ ไม่ใช่สถานที่สำหรับวาดหรือดำเนินการด้านสถาปัตยกรรม ดังนั้นควรเก็บไดอะแกรมไว้บนไวท์บอร์ดหรือในเครื่องมือออกแบบของคุณ ตรวจสอบฟังก์ชันการเขียน การให้ข้อเสนอแนะ หรือการรายงานเฉพาะใดๆ ที่คุณวางแผนจะใช้กับเวิร์กโฟลว์ของคุณเอง สำหรับคำแนะนำในการเลือกรูปแบบ โปรดดูบทความของเราเกี่ยวกับเวลาที่ควรใช้การเรียนรู้แบบปรับเปลี่ยนได้ แบบโต้ตอบ และแบบสด

วัดสิ่งที่เปลี่ยนแปลงไป

กำหนดล่วงหน้าว่าอะไรที่จะแสดงให้เห็นว่าวิศวกรสามารถปกป้องสถาปัตยกรรมภายใต้ข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไปได้ เปรียบเทียบเหตุผลในการตัดสินใจในกรณีที่ไม่เคยพบมาก่อนกับข้อมูลพื้นฐานที่บันทึกไว้ก่อนเริ่มโครงการ กำหนดผู้ที่เกี่ยวข้อง ตัวหาร และช่วงเวลา หากผลลัพธ์ดีขึ้น ให้พิจารณาว่ามีอะไรเปลี่ยนแปลงไปบ้างในช่วงเวลาเดียวกัน เช่น แม่แบบการตรวจสอบการออกแบบใหม่ การเปลี่ยนแปลงบุคลากร หรือเหตุการณ์ที่ได้รับความสนใจ ก่อนที่จะให้เครดิตการฝึกอบรม

ข้อจำกัดที่อาจยังคงอยู่

• ผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบ หากทีมไม่ตัดสินใจ การฝึกซ้อมก็จะมีผลจำกัด
• เวลา. แบบฝึกหัดคาตะใช้เวลาหลายชั่วโมง แต่การออกแบบจริงใช้เวลาหลายสัปดาห์และต้องใช้ข้อมูลที่แบบฝึกหัดคาตะไม่สามารถให้ได้
• ความคุ้มครองตามคดี กรณีหนึ่งแสดงให้เห็นถึงข้อแลกเปลี่ยนบางประการ คะแนนเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบ่งบอกถึงวิจารณญาณของวิศวกรโดยทั่วไปได้
• ความซับซ้อน. ความซับซ้อนที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าสถาปัตยกรรมจะดีกว่าเสมอไป ดังนั้นอย่าให้รางวัลกับส่วนประกอบที่มีมากที่สุด
• โอน การทำได้ดีในเวิร์คช็อปไม่เหมือนกับการทำได้ดีในการประเมินผลที่ตึงเครียด ดังนั้นควรตรวจสอบผลการปฏิบัติงานหลังจากการฝึกคาตะ ในสถานการณ์จริง

แจ้งปัญหาเหล่านี้ให้ผู้สนับสนุนทราบตั้งแต่เนิ่นๆ และวางแผนแก้ไขแยกต่างหาก แบบฝึกหัดคาตะช่วยพัฒนาทักษะการอธิบายและปกป้องความรู้ของวิศวกร แต่ไม่ได้สร้างอำนาจหรือเวลาให้กับแบบฝึกหัดเหล่านั้น

คำถามที่พบบ่อย

System Design Kata คืออะไร?

เป็นแบบฝึกหัดการออกแบบระยะสั้นที่มีเวลาจำกัด โดยทีมเล็กๆ จะร่างโครงสร้างเพื่อแก้ปัญหาทางธุรกิจ นำเสนอต่อเพื่อนร่วมงาน และตอบคำถามที่ท้าทาย เรียกอีกอย่างว่า สถาปัตยกรรมคาตะ (Architecture Kata)

ทีมหนึ่งควรมีสมาชิกกี่คน?

รูปแบบดั้งเดิมใช้กลุ่มเล็กๆ 3-5 คน โดยปกติจะเป็นหนึ่งใน 4-10 กลุ่มในห้องเดียวกัน ควรใช้กลุ่มที่มีขนาดเล็กพอที่ทุกคนจะได้มีโอกาสพูดคุย

คุณประเมิน System Design Kata อย่างไร?

เสนอกรณีศึกษาใหม่และให้คะแนนเหตุผลในการพิจารณาข้อดีข้อเสีย รวมถึงการตอบสนองต่อข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไปโดยเทียบกับเกณฑ์ที่ตกลงกันไว้ การลงคะแนนจากเพื่อนร่วมงานเป็นข้อเสนอแนะที่มีประโยชน์ แต่ไม่ใช่คะแนนเพียงอย่างเดียว

จะเริ่มที่ไหนดี

เลือกการตัดสินใจด้านการออกแบบที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในองค์กรของคุณมาหนึ่งอย่าง แล้วเขียนกรณีศึกษาสั้นๆ หนึ่งย่อหน้า เพิ่มข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงไป ให้ผู้จัดการฝ่ายวิศวกรรมตรวจสอบความถูกต้องของกรณีศึกษาและเกณฑ์การตอบ และร่างเกณฑ์การประเมินสามข้อพร้อมรายการข้อผิดพลาดที่สำคัญ ทดลองใช้กับทีมหนึ่งทีมก่อนที่จะนำไปใช้จริง

หากต้องการเรียนรู้วิธีการฝึกทักษะ (kata) แบบสดๆ กับทีมของคุณเอง และนำไปใช้ซ้ำได้ตามจังหวะของตนเองในภายหลัง ลองศึกษา AhaSlides ดู