Con los requisitos bien definidos, se inicia la fase de diseño. En esta etapa se crea la arquitectura del sistema; se decide cómo estará estructurado y cómo interactuarán sus diferentes componentes. Se diseñan las interfaces de usuario, la base de datos, los flujos de información, los algoritmos y los protocolos de comunicación. También se consideran aspectos como la seguridad, la accesibilidad y la compatibilidad con otros sistemas. El diseño puede dividirse en diseño lógico, es decir, cómo funcionará el sistema) y diseño físico (cómo se implementará técnicamente). Toda esta información se documenta cuidadosamente para guiar a los desarrolladores en la siguiente fase.
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