화이트보드 설계

화이트보드 설계(Whiteboard Design)는 개발자, 엔지니어, 디자이너 등이 문제 해결 방법 또는 시스템 구조를 구상하고 시각적으로 표현하는 과정으로, 종종 인터뷰나 협업 상황에서 사용됨. 이 과정은 주로 간단한 도구(화이트보드, 종이, 디지털 도구 등)를 활용하여 아이디어를 시각적으로 표현하며, 코딩보다는 논리적 사고와 설계 능력을 평가하거나 강조하는 데 초점이 맞춰져 있음.

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화이트보드 설계의 목적

 

1. 문제 해결 능력 평가

• 시스템이나 알고리즘을 설계할 때 문제를 정의하고 해결책을 구상하는 과정을 보여줌.

• 설계 능력뿐만 아니라 커뮤니케이션 능력과 사고 과정을 파악할 수 있음.

 

2. 시스템 설계 시 협업 도구

• 팀 내에서 시스템 아키텍처, 데이터 흐름, 기능 설계를 시각적으로 공유하고 논의하기 위한 도구로 사용됨.

 

3. 추상적인 개념을 구체화

• 복잡한 개념을 더 쉽게 설명하고 이해하기 위해 시각화.

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화이트보드 설계가 사용되는 상황

 

1. 기술 면접

• 대규모 시스템 설계(System Design Interview): 예를 들어, “트위터와 같은 메시징 시스템을 설계하세요.”

• 알고리즘 설계: 문제를 해결하는 과정을 시각적으로 설명.

 

2. 시스템 설계

• 팀에서 새로운 기능, 시스템, 데이터베이스 구조를 설계할 때.

 

3. 프로세스 시각화

• 데이터 흐름, 사용자 경험(UX) 설계, API 인터페이스 정의 등.

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화이트보드 설계의 주요 단계

 

1. 문제를 이해하기

• 문제를 명확히 이해했는지 확인하고, 요구 사항을 파악함.

• 예시 질문:

• 시스템의 주요 목표는 무엇인가요?

• 트래픽 규모는 얼마나 되나요? (예: 초당 요청 수)

• 데이터 저장소, 읽기/쓰기 비율 등 성능 고려 사항은 무엇인가요?

 

2. 범위 정의

• 설계할 시스템의 범위를 제한하여 구체적인 부분에 집중.

• 지나치게 복잡한 세부사항보다는 중요한 기능에 집중해야 함.

 

3. 상위 수준 설계 (High-Level Design)

• 시스템의 큰 그림을 그리고 구성 요소를 나눔.

• 보통 다이어그램을 활용하여 다음을 표현:

• 클라이언트, 서버, 데이터베이스

• 주요 기능 모듈 간의 관계

 

4. 세부 설계 (Detailed Design)

• 각 구성 요소의 내부 동작을 설계.

• 주요 세부사항:

• 데이터베이스 구조

• API 설계 (REST/GraphQL 엔드포인트)

• 알고리즘 및 데이터 흐름

 

5. 데이터 흐름 및 통신

• 데이터가 시스템 내에서 어떻게 흐르는지, 그리고 각 구성 요소가 어떻게 상호작용하는지 설명.

 

6. 확장성과 성능 고려

• 시스템이 성장할 때 성능이 유지되도록 설계.

• 주요 고려사항:

• 데이터베이스 샤딩, 캐싱 전략

• 로드 밸런싱

• 비동기 처리

 

7. 트레이드오프 분석

• 설계에서 선택한 방법론의 장단점을 설명.

• “왜 이 방법을 선택했는가?“에 대한 명확한 이유를 제공해야 함.

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화이트보드 설계 시 사용하는 다이어그램

 

1. 시스템 구성도 (System Architecture Diagram)

• 클라이언트, 서버, 데이터베이스, 캐시 등 주요 구성 요소와 연결 관계를 그림.

 

2. 데이터 흐름 다이어그램 (Data Flow Diagram)

• 데이터가 어떻게 시스템 내부에서 이동하는지 보여줌.

 

3. ERD (Entity-Relationship Diagram)

• 데이터베이스 설계에 사용됨. 테이블 간의 관계를 시각화.

 

4. 시퀀스 다이어그램 (Sequence Diagram)

• 사용자가 시스템과 상호작용할 때의 순서와 흐름을 표현.

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화이트보드 설계 예제

문제: “URL 단축 서비스 설계”

 

1. 문제 이해

• URL을 짧게 줄이는 서비스.

• 주요 요구 사항:

• 긴 URL → 짧은 URL 매핑

• 짧은 URL → 긴 URL 리다이렉션

• 높은 트래픽(초당 수천 건의 요청)

 

2. 상위 수준 설계

• 구성 요소:

• 사용자: URL을 입력하고 단축 URL을 요청.

• API 서버: URL 단축 및 리다이렉션 처리.

• 데이터베이스: URL 매핑 저장.

• 캐싱: 자주 요청되는 URL의 성능 최적화.

 

3. 세부 설계

• 데이터베이스 설계:

Table: URL_Mapping
- short_url: string (Primary Key)
- long_url: string
- created_at: timestamp

 

• API 설계:

• POST /shorten: 긴 URL을 단축.

• GET /{short_url}: 단축 URL을 원래 URL로 리다이렉션.

 

4. 확장성 고려

• 캐싱: 자주 요청되는 URL은 Redis 같은 인메모리 캐시에 저장.

• 로드 밸런싱: 다수의 API 서버로 요청 분산.

• 데이터베이스 샤딩: 데이터를 여러 데이터베이스에 나눠 저장.

 

5. 트레이드오프 분석

• 짧은 URL 충돌 방지를 위해 고유 ID 생성 전략 선택 (예: Base62 인코딩).

• 캐시 업데이트 지연 가능성.

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화이트보드 설계에서 주의할 점

1. 명확한 커뮤니케이션

설계를 말로 설명하면서 논리를 전달해야 함.

 

2. 단순함 유지

불필요한 세부사항을 줄이고, 문제 해결에 집중.

 

3. 요구 사항 재확인

설계 시작 전에 요구 사항을 명확히 하고, 설계 도중에도 목표에 부합하는지 점검.

 

4. 유연한 사고

피드백에 따라 설계를 수정하고 발전시킬 수 있어야 함.

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요약

화이트보드 설계는 시스템 설계나 문제 해결을 시각적으로 표현하는 기술임. 문제를 이해하고, 시스템의 구성 요소를 나누고, 데이터 흐름과 동작을 설명하면서 설계를 발전시키는 과정이 중요함. 이를 통해 문제 해결 능력, 의사소통 능력, 그리고 기술적 사고를 평가하거나 협업을 원활히 할 수 있음.

 

 

 

 

출처 : ChatGPT