Überblick
Architekturen sind unverzichtbar
Eine qualitativ hochwertige und nachhaltige technische Lösung setzt eine durchdachte Architektur voraus. Damit Softwareprodukte und IT-Systeme langfristig erweiterbar, wartbar und sicher bleiben, müssen ihre Strukturen, Komponenten und Abhängigkeiten jederzeit nachvollziehbar sein. Daher ist es entscheidend, Architekturen von Beginn an systematisch zu konzipieren und kontinuierlich weiterzuentwickeln.
Grundkonzept
Softwarearchitektur
Die Softwarearchitektur definiert die grundlegende Struktur eines Systems und beschreibt das Zusammenspiel seiner Komponenten, Schnittstellen und deren Verteilung. Diese zentralen Elemente bilden die Basis jeder Anwendung, unabhängig davon, ob sie lokal betrieben oder als Webanwendung in einer verteilten Serverumgebung bereitgestellt wird.
Komponenten
Die grundlegenden Einheiten (auch Bausteine, Module, Services, Subsysteme genannt), in die das System zerlegt wird. Jede Komponente hat eine klare Verantwortung und kapselt interne Details.
Schnittstellen
Schnittstellen legen fest, wie Komponenten miteinander kommunizieren und Daten austauschen. Dazu zählen Programmierschnittstellen, verbindliche Spezifikationen und Kommunikationsprotokolle.
Verteilung
Die Verteilung beschreibt, wie die Komponenten eines Systems angeordnet und miteinander verbunden sind. Dabei wird sowohl die logische Aufteilung in Architekturschichten, als auch die physische Verteilung auf Geräten oder Cloud-Umgebungen betrachtet.
Gestaltungsmöglichkeiten
Softwarearchitektur-Modellierung
Für die Gestaltung von Softwarearchitekturen können strukturierende und verhaltensbeschreibende Diagrammtypen eingesetzt werden.
Die UML-Spezifikation beschreibt hierzu einen standardisierten Katalog an Diagrammen.
Ein Klassendiagramm stellt die Klassen eines Softwaresystems mit ihren Eigenschaften, Methoden und Beziehungen dar. Es wird genutzt, um die statische Struktur eines Systems zu entwerfen und fachliche sowie technische Datenmodelle zu dokumentieren.
Ein Komponentendiagramm zeigt die größeren Softwarebausteine eines Systems, ihre Schnittstellen, Abhängigkeiten und Verbindungen. Es wird genutzt, um die Aufteilung eines Systems in Module oder Services und deren Zusammenspiel zu beschreiben.
Ein Use Case Diagramm stellt dar, welche Funktionen ein System seinen Benutzern oder anderen externen Akteuren bereitstellt. Es wird genutzt, um Anforderungen, Systemgrenzen und die wichtigsten Interaktionen aus Sicht der Anwender zu erfassen.
Ein Aktivitätsdiagramm bildet den Ablauf von Prozessen oder Vorgängen mit einzelnen Aktivitäten, Entscheidungen und parallelen Abläufen ab. Es wird genutzt, um Geschäftsprozesse, Anwendungslogik und komplexe Arbeitsabläufe verständlich zu beschreiben.
Ein Zustandsdiagramm zeigt die möglichen Zustände eines Objekts oder Systems sowie die Ereignisse, durch die Zustandswechsel ausgelöst werden. Es wird genutzt, um das Verhalten zustandsabhängiger Komponenten oder Prozesse zu modellieren.
Ein Sequenzdiagramm stellt den zeitlichen Ablauf der Kommunikation zwischen Objekten, Komponenten oder Systemen dar. Es wird genutzt, um konkrete Abläufe, Methodenaufrufe und den Austausch von Nachrichten innerhalb eines Anwendungsfalls zu analysieren und zu dokumentieren.
Server-Umgebung
Architektur IT-Systeme
Die IT-Infrastruktur- und Softwarearchitektur sollten gemeinsam geplant und frühzeitig aufeinander abgestimmt werden. Technische Rahmenbedingungen der Infrastruktur können die Anforderungen an die Software und damit zentrale Architekturentscheidungen beeinflussen.
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