ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ

Современные информационные системы требуют масштабируемых архитектур для обработки больших данных и обеспечения доступности. Микросервисная архитектура, разделяющая приложения на автономные сервисы по бизнес-функциям, решает эти задачи. Однако оптимальная гранулярность микросервисов влияет на производительность, масштабируемость и управляемость. Неоптимальная декомпозиция приводит к антипаттернам, таким как избыточная мелкость или косметическая микросервисность, усложняя сопровождение. Цель исследования - сравнительный анализ методов определения гранулярности микросервисов для выявления подходов, обеспечивающих баланс производительности, гибкости и управляемости в высоконагруженных системах. Объект исследования - микросервисная архитектура высоконагруженных информационных систем, включая их структурные и функциональные характеристики, определяемые методами декомпозиции на автономные сервисы. Предмет исследования - методы определения гранулярности микросервисов (монолитная архитектура, Domain-Driven Design, Data-Driven Approach, Monolith to Microservices Approach). Применён экспериментальный подход, включающий реализацию приложения Task Manager в четырёх архитектурных конфигурациях. Нагрузочное тестирование проводилось с использованием Apache JMeter при нагрузке 1000 пользователей. Метрики производительности (время отклика, пропускная способность, CPU), доступности, масштабируемости, безопасности и согласованности собраны через Prometheus и обработаны с вычислением средних значений и стандартного отклонения. Научная новизна исследования заключается в разработке унифицированной методологии количественного анализа методов гранулярности микросервисов (монолит, DDD, Data-Driven, Monolith to Microservices), основанной на метриках (время отклика, пропускная способность, CPU, доступность, запуск, безопасность, ошибки), адаптированных для высоконагруженных систем. В отличие от качественных исследований, работа предлагает комплексный подход, включая реализацию приложения Task Manager и нагрузочное тестирование (Apache JMeter, Prometheus), решая проблему выбора оптимальной декомпозиции для повышения производительности и масштабируемости. Методология применима для автоматизации оценки архитектур в CI/CD. Монолит показал минимальное время отклика (0.76 с) и пропускную способность (282.5 запросов/с), но ограничен масштабируемостью. Data-Driven обеспечивает согласованность, DDD эффективен для сложных доменов, Monolith to Microservices имеет низкую производительность (15.99 с) из-за перегрузки авторизации. Ограничение - хост-система (8 ГБ RAM), снижающая масштабируемость. Рекомендации: оптимизировать сетевые вызовы в DDD, доступ к данным в Data-Driven, декомпозицию в Monolith to Microservices.

Современные среды исполнения, такие как браузеры, Node. js и пр. предоставляют разработчикам инструменты, позволяющие выходить за рамки традиционного JavaScript. Объектом данного исследования выступает современный подход к созданию веб-приложений, в которых возможно выполнение и совместное использование компонентов, написанных на разных языках программирования, в результате применения WebAssembly. Предметом исследования является тестирование и анализ результатов тестов, направленных на измерение производительности JavaScript и WebAssembly-модулей в среде выполнения Node. js, с акцентом на сравнение эффективности выполнения вычислительных задач, взаимодействия с памятью, обработки данных и межъязыкового взаимодействия. Автор подробно рассматривает такие аспекты темы, как интеграция WebAssembly в приложения, оценка его преимуществ при решении ресурсоёмких задач, таких как обработка изображений, объективность, репрезентативность и воспроизводимость тестирования В работе используется прикладной, экспериментальный подход. Было произведено сравнение скорости выполнения операций при использовании чистого JavaScript и WebAssembly-модулей. Для оценки эффективности были использованы данные о времени ответа на запрос, о потреблении ресурсов системы приложением. Научная новизна данной работы заключается в разработке и теоретическом обосновании подходов к тестированию веб-приложений с использованием технологии WebAssembly. В отличие от большинства существующих исследований, сосредоточенных на производительности и безопасности WebAssembly в браузерной среде, в данной работе внимание акцентировано на автоматизированном тестировании WebAssembly-модулей вне браузера, что до настоящего времени оставалось слабо проработанным направлением. Предложен методологический подход к организации тестирования WebAssembly-модулей в среде выполнения Node. js, включая принципы структурирования тестов, интеграции с JavaScript-компонентами и анализ результатов выполнения. Такой подход позволяет учитывать специфику серверного окружения, где WebAssembly всё активнее применяется - в частности, при разработке высоконагруженных вычислительных модулей, кросс-языковой логики и безопасного изолированного исполнения. Научная новизна также заключается в выведении критериев, позволяющих оценивать пригодность тех или иных компонентов приложения для переноса в WebAssembly с точки зрения тестируемости, что даёт разработчикам дополнительный инструмент принятия архитектурных решений. Предложенные идеи подтверждены экспериментальной частью, включающей примеры реализации тестирования сценариев взаимодействия между WebAssembly и JavaScript.