22. Software-Architektur

Themen: Motivation und Begriffsklärung; Aspekte von Software-Architektur; Symptome schlechter und Prinzipien guter Software-Architektur; Im Zentrum: ein Modell der komplexen Realität
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Webcast

Hinweis: Der Webcast wurde mit Tiny Webcasts for Lecture(r)s erstellt.

Zentrale Aspekte

Software ist mehr als die Summe der Einzelteile.
Ihr wechselweises Zusammenspiel ist entscheidend.
Softwarearchitektur schlägt die Brücke vom sauberen Code
einzelner Module zur eigentlichen Anwendung.
Intuitive Lösungen widersprechen oft dem großen Ziel
flexibler, erweiterbarer und wiederverwendbarer Software.
Gute Architektur fokussiert auf die Funktionalität,
nicht auf konkrete Umsetzungen.
Ein gutes (abstraktes) Modell des Problemraums
bildet den Kern einer guten Softwarearchitektur.

Fragen zur Vertiefung und Wiederholung

Diese Fragen dienen der persönlichen Beschäftigung mit der Thematik, werden aber nicht separat in der Vorlesung besprochen.

Welche Ziele verfolgt Softwarearchitektur, wie die gesamte Software-Entwicklung?
Warum ist gute Softwarearchitektur auch (und gerade) im naturwissenschaftlichen Kontext wichtig?
Welches Grundprinzip ermöglicht in seinen verschiedenen Ausprägungen flexible, wiederverwendbare und wartbare Software?
Nennen Sie Vorteil einer Unterteilung des Gesamtprogramms in (möglichst unabhängige) Schichten.
Welche gängigen Symptome deuten auf eine nicht ausreichende Qualität der Softwarearchitektur hin?
Was ist der Kerngedanke des Domain-Driven Design?
Welche Fähigkeiten benötigen Sie, um ein gutes (tragfähiges) Modell für eine Anwendung zu entwickeln?

Links zum Thema

Zum Domain Driven Design gibt es drei Episoden im SoftwareArchitekTOUR-Podcast auf heise.de:

Außerdem gibt es ein Interview mit Alberto Brandolini, dem Erfinder des EventStorming, das den Prozess der Entwicklung eines gemeinsamen Verständnisses der Fragestellung erleichtert.

Weitere Artikel zum Thema Domain Driven Design:

Weiterführende Literatur

Eine kommentierte und handverlesene Liste mit weiterführender Literatur zum Thema. Die Auswahl ist zwangsläufig subjektiv.

Eine gute Einführung in die grundlegende Architektur von Unternehmensanwendungen (Enterprise Applications) und vor allem die diversen Entscheidungen, die anstehen, liefert der erste Teil (Kapitel 1–8) von {[fowler-m-2003]}. Der Rest des Buches ist eine Beschreibung der zugehörigen Muster. Fowler hat einen deutlich nüchterneren Schreibstil als Robert C. Martin (alias „Uncle Bob“), verweist dafür aber deutlich mehr auf die Literatur.

Recht neu und eine Zusammenfassung von vorher in diversen anderen Büchern und Blog-Einträgen verstreuten Informationen ist {[martin-rc-2018]}. Ähnlich schon wie sein Buch „Clean Code“ {[martin-rc-2008]} gibt Robert C. Martin hier viele allgemeine Hinweise, wie man gute Software schreibt. Einige Inhalte sind aber auch nur mit minimalen Änderungen aus vorangegangenen Büchern von ihm, u.a. {[martin-rc-2003,martin-rc-2008]}, übernommen.

Der Schwerpunkt der Softwareentwicklung liegt auf der Lösung eines konkreten, komplexen Problems. Entsprechend sollte ein gutes Modell der Problemdomäne den Kern der entwickelten Software bilden. Das ist die Kernaussage des Buches „Domain-Driven Design“ von Eric Evans {[evans-e-2004]}. Die Betonung auf der Bedeutung der Modell-Schicht in einer geschichteten Architektur und ihrer Unabhängigkeit von allen anderen Schichten hat er mit anderen Autoren, allen voran Robert C. Martin {[martin-rc-2018]}, gemeinsam. Allerdings liefert er als einer der wenigen sehr detaillierte Hinweise, wie sich ein solches Modell der Problemdomäne entwickeln lässt und worauf man dabei unbedingt achten sollte.

Ein Klassiker, der die Entwicklung objektorientierter Software beschreibt, allerdings (leider) nur noch antiquarisch erhältlich ist, ist Bertrand Meyers „Object-oriented Software Construction“ {[meyer-b-1997]}. Das Buch beschreibt dabei alle Ebenen der Softwareentwicklung von den Details des Entwurfs einzelner Klassen bis hin zum abstrakten Zusammenspiel von Komponenten.

Eine gute Zusammenfassung der wesentlichen Kriterien für den Entwurf objektorientierter Software liefern die einführenden Kapitel im Buch der „Viererbande“ {[gamma-e-1995]}, wenngleich in sehr kondensierter Form.

Weitere gute Hinweise zu Softwarearchitektur finden sich auch in Kapitel 3.5 in {[mcconnell-s-2004]}, Kapitel 5 in {[hunt-a-1999]} und Kapitel 7–12 in {[martin-rc-2003]}.