СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОННОЙ КОММЕРЦИИ

THE SYSTEM APPROACH TO DESIGNING A MODULAR USER INTERFACE ARCHITECTURE FOR HIGH-LOAD E-COMMERCE SYSTEMS

Labashinskiy Alexey Vladimirovich

 Master’s student, Department of Modern Programming Technologies, Yanka Kupala State University of Grodno,

 Belarus, Grodno

Statkevich Svyatoslav Eduardovich

Scientific supervisor, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Yanka Kupala State University of Grodno,

Belarus, Grodno

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена системному подходу к проектированию модульной архитектуры пользовательского интерфейса для высоконагруженных систем электронной коммерции. Рассматриваются современные архитектурные методы, направленные на обеспечение масштабируемости, отказоустойчивости и изоляции функциональных модулей интерфейса. Представлены характеристики клиентской, серверной и гибридной композиции интерфейса, а также методы инженерной оптимизации взаимодействия между модулями. Предложены критерии оценки эффективности архитектуры в условиях роста нагрузки и динамических изменений функциональности.

ABSTRACT

The article is devoted to a system approach to designing a modular user interface architecture for high-load e-commerce systems. The paper examines modern architectural methods aimed at ensuring scalability, fault tolerance and functional module isolation. Client-side, server-side and hybrid interface composition approaches are compared. Methods of engineering optimization of module interaction are presented. Evaluation criteria for interface architectures under increasing load and dynamic functional changes are outlined.

Ключевые слова: модульная архитектура, пользовательский интерфейс, электронная коммерция, высокие нагрузки, микрофронтенды, композиция интерфейса.

Keywords: modular architecture, user interface, e-commerce, high load, microfrontends, interface composition.

ВВЕДЕНИЕ

Современные системы электронной коммерции характеризуются высокой интенсивностью пользовательских операций, широким ассортиментом товаров и необходимостью быстрой адаптации интерфейса под новые бизнес-процессы. Пользовательский интерфейс в таких условиях становится важным структурным элементом архитектуры, влияющим не только на удобство взаимодействия, но и на общую производительность платформы. При монолитном подходе к построению интерфейса каждое изменение функциональности приводит к переработке значительной части кода, увеличивает время разработки и повышает риск возникновения регрессионных ошибок. Как отмечается в работе Баланова [3], использование модульной архитектуры повышает устойчивость высоконагруженных приложений.

Модульная архитектура пользовательского интерфейса направлена на устранение этих недостатков и основана на принципах слабой связанности, независимого развертывания и изоляции функциональных элементов. Системный подход предполагает комплексное определение границ модулей, способов их взаимодействия, стратегий композиции и методов оптимизации рендеринга интерфейса при высоких нагрузках. В условиях электронной коммерции данные требования особенно значимы из-за сезонных пиков посещаемости, расширения каталога, увеличения количества онлайн-платежей и высокой критичности отказов.

Целью работы является представление системного подхода к проектированию модульной архитектуры пользовательского интерфейса для высоконагруженных e-commerce систем, включающего анализ существующих архитектур, методов оптимизации и критериев оценки эффективности.

АРХИТЕКТУРНЫЕ ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ МОДУЛЬНОГО UI

КЛИЕНТСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА

Клиентская композиция предполагает загрузку функциональных модулей напрямую в браузер пользователя. Каждый модуль является самостоятельной компонентой, обладающей собственным жизненным циклом, зависимостями и стилями. Данный подход обеспечивает независимость разработки, возможность гибкой замены модулей и динамическую подгрузку функциональности. Однако он увеличивает количество сетевых обращений и может приводить к замедлению начальной загрузки приложения при большом количестве модулей. Особенности клиентской композиции и проблемы увеличения объёма клиентского кода описаны в учебном пособии Кулакова и Димитрова [1]

СЕРВЕРНАЯ И EDGE-КОМПОЗИЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА

Серверная композиция основывается на формировании интерфейса на backend-стороне или на edge-узлах. Такой подход обеспечивает предсказуемость времени отклика, снижает нагрузку на браузер и позволяет использовать единое кэширование. Он особенно эффективен для высоконагруженных платформ, где важна стабильность рендеринга при увеличении трафика. Однако серверная композиция требует развитой инфраструктуры и строгой стандартизации интерфейсных контрактов между модулями.

ГИБРИДНАЯ АРХИТЕКТУРА

Гибридная модель объединяет преимущества обоих подходов. Модули интерфейса могут рендериться как на клиенте, так и на сервере, в зависимости от сценария использования и уровня нагрузки. Дополнительно используется оркестратор интерфейса, который управляет связями между модулями, их инициализацией и передачей данных. Гибридный подход наиболее универсален и подходит для крупных e-commerce платформ, где часто меняются требования к отдельным функциональным зонам интерфейса. Применимость гибридных архитектур и необходимость оркестрации модулей также отмечается в материале Кулакова и Димитрова [1]

МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ

Эффективная модульная архитектура предполагает не только корректную сегментацию интерфейса, но и оптимизацию взаимодействия между модулями. На практике применяются следующие методы:

1. Определение оптимальных границ модулей.

Граница модуля должна отражать логическую бизнес-функцию и при этом минимизировать объём межмодульной коммуникации.

2. Минимизация API-взаимодействий.

Сокращение числа запросов достигается путём локального кэширования, использования событийной модели и передачи состояний без обращения к серверу.

3. Оптимизация загрузки ресурсов.

Ключевую роль играют предварительная подгрузка, разделение кода, ленивый рендеринг и динамическая загрузка зависимостей.

4. Стандартизация интерфейсных контрактов.

Общие принципы обработки данных, унифицированные дизайн-токены и согласованный жизненный цикл модулей повышают совместимость и снижают стоимость сопровождения.

ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ В E-COMMERCE СИСТЕМЕ

Для демонстрации влияния модульной архитектуры на производительность рассмотрим типовой сценарий электронной коммерции - страницу каталога с большим количеством динамических элементов (фильтры, карточки товаров, рекомендации, блоки персонализации).

В монолитной реализации весь интерфейс загружается как единое приложение. При увеличении количества компонентов растёт объём JavaScript-бандла, что приводит к повышению времени начальной загрузки. По данным исследования архитектур веб-приложений, увеличение размера клиентского бандла на каждые дополнительные 100–150 КБ приводит к росту метрики Time To Interactive (TTI) на 5–12 % при среднестатистической скорости сети.

В модульной архитектуре каждая функциональная часть вынесена в отдельный изолированный модуль (каталог, фильтр, рекомендации). В результате:

• уменьшается объём первоначально загружаемых ресурсов;
• модули с высокой нагрузкой могут масштабироваться независимо;
• ошибки в одном модуле не приводят к отказу всей страницы.

Практическое тестирование, описанное в пособии Баланова, показывает снижение времени отклика интерфейса на 18–25 % при использовании серверной композиции модулей благодаря уменьшению количества запросов и упрощению маршрутов данных. Таким образом, применение модульной архитектуры приводит не только к улучшению масштабируемости, но и к реальному измеримому росту производительности интерфейса.

Таблица 1.

Сравнение подходов к композиции интерфейса

ОБОСНОВАНИЕ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Характеристики, приведённые в таблице 1, основаны на результатах анализа архитектур веб-приложений, описанных в учебном пособии Кулакова и Димитрова [1], а также на данных исследований по микросервисным и модульным архитектурам, приведённых Балановым [3].

Клиентская композиция показывает высокую масштабируемость за счёт независимой загрузки модулей, но страдает от увеличения размера клиентского кода. Серверная композиция характеризуется высокой производительностью благодаря серверному рендерингу, что подробно рассмотрено в. Гибридные модели объединяют преимущества обеих архитектур, однако требуют сложной инфраструктуры координации и более развитых механизмов маршрутизации данных.

Таким образом, выводы в таблице основаны на сопоставлении описанных в литературе архитектурных стратегий, их преимуществ и недостатков, а также данных нагрузочного анализа, представленных в вышеуказанных источниках.

ПРАКТИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ АРХИТЕКТУРЫ

Оценка эффективности модульной архитектуры проводится на основе набора метрик, учитывающих производительность, устойчивость к нагрузкам и удобство сопровождения. Критерии оценки качества пользовательских интерфейсов, включая метрики удобства использования и стабильности интерфейсных компонентов, рассматриваются в работе Батенькиной [2]. К ключевым критериям относятся:

– время рендеринга критических интерфейсных элементов;

– предсказуемость поведения интерфейса при увеличении количества пользователей;

– задержки при межмодульных взаимодействиях;

– устойчивость интерфейса к частичным отказам;

– скорость интеграции новых функциональных блоков.

При анализе высоконагруженных систем также учитывается влияние сетевых задержек, количество динамически подключаемых модулей и распределение нагрузки между клиентом и сервером. Использование модульной архитектуры позволяет локализовать ошибки и предотвратить их каскадное распространение, что является важным преимуществом по сравнению с монолитными интерфейсами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Системный подход к проектированию модульного пользовательского интерфейса является эффективным инструментом для повышения масштабируемости и устойчивости высоконагруженных e-commerce систем. Модульная архитектура позволяет ускорить развитие функциональности, улучшить управляемость крупными проектами и обеспечить стабильную работу интерфейса при росте нагрузки. Анализ архитектурных подходов показывает, что гибридные модели обладают наибольшей гибкостью, хотя и требуют более сложной инфраструктуры. Перспективными направлениями развития являются внедрение адаптивных алгоритмов композиции интерфейса, автоматизация оптимизации загрузки модулей и создание единых стандартов взаимодействия между компонентами UI.

Список литературы:

1. Построение микросервисной архитектуры и разработка высоконагруженных приложений - А. Н. Баланов, 2025 - 244 с.
2. Дизайн пользовательского интерфейса информационных систем : учебное пособие - О. В. Батенькина - ОмГТУ, 2014. - 112 с.
3. Архитектура и фреймворки веб-приложений - К. А. Кулаков, В. М. Димитров - ПетрГУ 2020. - 61 с.