© (Copyright), International Software Architecture Qualification Board e. V. (iSAQB® e. V.) 2023

Die Nutzung des Lehrplans ist nur unter den nachfolgenden Voraussetzungen erlaubt:

  1. Sie möchten das Zertifikat zum CPSA Certified Professional for Software Architecture Foundation Level® oder CPSA Certified Professional for Software Architecture Advanced Level® erwerben. Für den Erwerb des Zertifikats ist es gestattet, die Text-Dokumente und/oder Lehrpläne zu nutzen, indem eine Arbeitskopie für den eigenen Rechner erstellt wird. Soll eine darüber hinausgehende Nutzung der Dokumente und/oder Lehrpläne erfolgen, zum Beispiel zur Weiterverbreitung an Dritte, Werbung etc., bitte unter info@isaqb.org nachfragen. Es müsste dann ein eigener Lizenzvertrag geschlossen werden.

  2. Sind Sie Trainer oder Trainingsprovider, ist die Nutzung der Dokumente und/oder Lehrpläne nach Erwerb einer Nutzungslizenz möglich. Hierzu bitte unter info@isaqb.org nachfragen. Lizenzverträge, die alles umfassend regeln, sind vorhanden.

  3. Falls Sie weder unter die Kategorie 1. noch unter die Kategorie 2. fallen, aber dennoch die Dokumente und/oder Lehrpläne nutzen möchten, nehmen Sie bitte ebenfalls Kontakt unter info@isaqb.org zum iSAQB e. V. auf. Sie werden dort über die Möglichkeit des Erwerbs entsprechender Lizenzen im Rahmen der vorhandenen Lizenzverträge informiert und können die gewünschten Nutzungsgenehmigungen erhalten.

Wichtiger Hinweis

Grundsätzlich weisen wir darauf hin, dass dieser Lehrplan urheberrechtlich geschützt ist. Alle Rechte an diesen Copyrights stehen ausschließlich dem International Software Architecture Qualification Board e. V. (iSAQB® e. V.) zu.

Die Abkürzung "e. V." ist Teil des offiziellen Namens des iSAQB und steht für "eingetragener Verein", der seinen Status als juristische Person nach deutschem Recht beschreibt. Der Einfachheit halber wird iSAQB e. V. im Folgenden ohne die Verwendung dieser Abkürzung als iSAQB bezeichnet.

Verzeichnis der Lernziele

Einleitung

Was dieser Lehrplan enthält

Dieser Lehrplan für den Certified Professional for Software Architecture - Foundation Level (CPSA-F) beinhaltet die Lernziele, die man beherrschen sollte, um die Rolle Softwarearchitekt:in zu übernehmen.

Seine Struktur orientiert sich an den grundlegenden Aktivitäten und Verantwortlichkeiten der Softwarearchitektur als Rolle:

  • Anforderungen und Randbedingungen klären

  • Entwurf und Entwicklung von Softwarearchitekturen, dabei strukturelle und konzeptionelle Entscheidungen treffen

  • Beschreiben und Kommunizieren von Softwarearchitekturen für verschiedene Stakeholder

  • Analysieren und Bewerten von Softwarearchitekturen

Was vermittelt eine Foundation-Level-Schulung?

Lizenzierte Schulungen zum Certified Professional for Software Architecture – Foundation Level (CPSA-F) vermitteln grundlegende Kenntnisse und Fertigkeiten für den Entwurf einer angemessenen Softwarearchitektur für kleine und mittlere IT-Systeme. Die Teilnehmenden erweitern und vertiefen ihre bestehenden Erfahrungen und Fähigkeiten in der Softwareentwicklung, um relevante Vorgehensweisen, Methoden und Prinzipien für die Entwicklung von Softwarearchitekturen. Durch das Gelernte können sie auf Grundlage angemessen detaillierter Anforderungen und Randbedingungen eine adäquate Softwarearchitektur entwerfen, kommunizieren, analysieren, bewerten und weiterentwickeln. Schulungen zum CPSA-F vermitteln Grundlagenwissen unabhängig von spezifischen Entwurfsmethoden, Vorgehensmodellen, Programmiersprachen oder Werkzeugen. Dadurch können die Teilnehmenden ihre erworbene Fertigkeiten auf ein breites Spektrum von Einsatzfällen anwenden.

Im Mittelpunkt steht der Erwerb folgender Fähigkeiten:

  • mit anderen Beteiligten aus den Bereichen Anforderungsmanagement, Projektmanagement, Entwicklung und Test wesentliche Architekturentscheidungen abzustimmen

  • die wesentlichen Schritte beim Entwurf von Softwarearchitekturen zu verstehen sowie für kleine und mittlere Systeme selbstständig durchzuführen

  • Softwarearchitekturen auf Basis von Sichten, Architekturmustern und technischen Konzepten zu dokumentieren und zu kommunizieren.

Weiterhin behandeln CPSA-F-Schulungen:

  • den Begriff und die Bedeutung von Softwarearchitektur

  • die Aufgaben und Verantwortung von Softwarearchitekten

  • die Rolle von Softwarearchitekt:innen in Entwicklungsvorhaben

  • State-of-the-Art-Methoden und -Praktiken zur Entwicklung von Softwarearchitekturen.

Abgrenzung

Dieser Lehrplan reflektiert den aus heutiger Sicht des iSAQB e.V. notwendigen und sinnvollen Inhalt zur Erreichung der Lernziele des CPSA-F. Er stellt keine vollständige Beschreibung des Wissensgebiets „Softwarearchitektur“ dar.

Folgende Themen oder Konzepte sind nicht Bestandteil des CPSA-F:

  • konkrete Implementierungstechnologien, -frameworks oder -bibliotheken

  • Programmierung oder Programmiersprachen

  • Spezifische Vorgehensmodelle

  • Grundlagen oder Notationen der Modellierung (wie etwa UML)

  • Systemanalyse und Requirements Engineering (siehe dazu das Ausbildungs- und Zertifizierungsprogramm des IREB e. V., https://ireb.org, International Requirements Engineering Board)

  • Test (siehe dazu das Ausbildungs- und Zertifizierungsprogramm des ISTQB e. V., https://istqb.org, International Software Testing Qualification Board)

  • Projekt- oder Produktmanagement

  • Einführung in spezifische Werkzeuge.

Ziel des Trainings ist es, die Grundlagen für den Erwerb der für den jeweiligen Einsatzfall notwendigen weiterführenden Kenntnisse und Fertigkeiten zu vermitteln.

Voraussetzungen

Der iSAQB e. V. kann in Zertifizierungsprüfungen die hier genannten Voraussetzungen durch entsprechende Fragen prüfen.

Teilnehmende sollten die im Nachfolgenden genannten Kenntnisse und/oder Erfahrung mitbringen. Insbesondere bilden substanzielle praktischen Erfahrungen aus der Softwareentwicklung im Team eine wichtige Voraussetzung zum Verständnis des vermittelten Lernstoffes und für eine erfolgreiche Zertifizierung.

  • mehr als 18 Monate praktische Erfahrung in arbeitsteiliger Softwareentwicklung (d.h. in Teams), erworben durch Programmierung unterschiedlicher Systeme außerhalb der Ausbildung

  • Kenntnisse und praktische Erfahrung in mindestens einer höheren Programmiersprache, insbesondere:

    • Konzepte der

      • Modularisierung (Pakete, Namensräume)

      • Parameterübergabe (Call-by-Value, Call-by-Reference)

      • Gültigkeit (scope), beispielsweise von Typ- oder Variablendeklaration und -definition

    • Grundlagen von Typsystemen (statische und dynamische Typisierung, generische Datentypen)

    • Fehler- und Ausnahmebehandlung in Software

    • Mögliche Probleme von globalem Zustand und globalen Variablen

  • Grundlegende Kenntnisse von:

    • Modellierung und Abstraktion

    • Algorithmen und Datenstrukturen (etwa Listen, Bäume, HashTable, Dictionary/Map)

    • UML (Klassen-, Paket-, Komponenten- und Sequenzdiagramme) und deren Bezug zum Quellcode

    • Vorgehen beim Testen von Software (z. B. Unit- und Akzeptanztests)

Hilfreich für das Verständnis einiger Konzepte sind darüber hinaus:

  • Grundbegriffe bzw. Unterschiede von imperativer, deklarativer, objektorientierter und funktionaler Programmierung

  • praktische Erfahrung in

    • einer höheren Programmiersprache

    • Konzeption und Implementierung verteilt ablaufender Anwendungen, wie etwa Client/Server-Systeme oder Web-Anwendungen

    • technischer Dokumentation, insbesondere in der Dokumentation von Quellcode, Systementwürfen oder technischen Konzepten

Struktur, Dauer, Didaktik

Die in den nachfolgenden Kapiteln des Lehrplans genannten Zeiten sind lediglich Empfehlungen. Die Dauer einer Schulung sollte mindestens 3 Tage betragen, kann aber durchaus länger sein. Anbieter können sich durch Dauer, Didaktik, Art und Aufbau der Übungen sowie der detaillierten Kursgliederung voneinander unterscheiden. Insbesondere die Art (fachliche und technische Domänen) der Beispiele und Übungen können die jeweiligen Schulungsanbieter individuell festlegen.

Inhalt Empfohlene Dauer (min)

1. Grundlagen

120

2. Anforderungen und Randbedingungen

60

3. Entwurf und Entwicklung

420

4. Beschreibung und Kommunikation

240

5. Analyse und Bewertung

60

6. Beispiele

90

Summe

990

Lernziele und Prüfungsrelevanz

Die Kapitel des Lehrplans sind anhand von priorisierten Lernzielen gegliedert. Die Prüfungsrelevanz dieser Lernziele beziehungsweise deren Unterpunkte ist beim jeweiligen Lernziel ausdrücklich gekennzeichnet (durch Angabe der Kennzeichen R1, R2 oder R3, siehe nachstehende Tabelle).

Jedes Lernziel beschreibt die zu vermittelnden Inhalte inklusive ihrer Kernbegriffe und -konzepte. Bezüglich der Prüfungsrelevanz verwendet der Lehrplan folgende Kategorien:

ID Lernziel-Kategorie Bedeutung Relevanz für Prüfung

R1

Können

Diese Inhalte sollen die Teilnehmenden nach der Schulung selbstständig anwenden können. Innerhalb der Schulung werden diese Inhalte durch Übungen und Diskussionen abgedeckt.

Inhalte werden geprüft.

R2

Verstehen

Diese Inhalte sollen die Teilnehmenden grundsätzlich verstehen. Sie werden in Schulungen i. d. R. nicht durch Übungen vertieft.

Inhalte können geprüft werden.

R3

Kennen

Diese Inhalte (Begriffe, Konzepte, Methoden, Praktiken oder Ähnliches) können das Verständnis unterstützen oder das Thema motivieren. Sie werden in Schulungen bei Bedarf thematisiert.

Inhalte werden nicht geprüft.

Bei Bedarf enthalten die Lernziele Verweise auf weiterführende Literatur, Standards oder andere Quellen. Die Abschnitte "Begriffe und Konzepte" zu Beginn jedes Kapitels zeigen Worte, die mit dem Inhalt des Kapitels in Verbindung stehen und z. T. auch in den Lernzielen verwendet werden.

Aktuelle Version sowie öffentliches Repository

Den aktuellen Stand dieses Dokumentes finden Sie auf der offiziellen Download-Seite unter https://isaqb-org.github.io/.

Das Dokument wird in einem öffentlichen Repository unter https://github.com/isaqb-org/curriculum-foundation gepflegt, alle Änderungen sind dort sichtbar.

Bitte melden Sie eventuelle Probleme in unserem öffentlichen Issue Tracker bei https://github.com/isaqb-org/curriculum-foundation/issues.

1. Grundbegriffe von Softwarearchitektur

Dauer: 120 Min.

Übungszeit: Keine

Zielsetzung

Ziel dieses Abschnitts ist es, den Teilnehmenden ein grundlegendes Verständnis der wichtigsten Begriffe und Konzepte von Softwarearchitektur zu vermitteln. Sie lernen verschiedene Definitionen und deren Gemeinsamkeiten kennen, verstehen die wesentlichen Ziele und Vorteile von Softwarearchitektur und können diese anderen Stakeholdern vermitteln. Weiterhin können sie die wichtigsten Aufgaben und Verantwortlichkeiten von Softwarearchitektinnen und Softwarearchitekten benennen und erklären. Außerdem wird deren Rolle im organisatorischen Kontext und ihre Interaktion mit anderen Stakeholdern thematisiert, um es den Teilnehmenden zu ermöglichen, einen effektiven Beitrag zu verschiedenartigen Softwareentwicklungsprojekten zu leisten.

Wesentliche Begriffe

Softwarearchitektur; Architekturdomänen; Struktur; Bausteine; Komponenten; Schnittstellen; Beziehungen; Querschnittsthemen; Nutzen von Softwarearchitektur; Softwarearchitekt:innen und deren Verantwortlichkeiten; Rolle; Aufgaben und benötigte Fähigkeiten; Stakeholder und deren Anliegen; Anforderungen; Randbedingungen; Einflussfaktoren; Typen von IT-Systemen (eingebettete Systeme; Echtzeitsysteme; Informationssysteme etc.)

Lernziele

LZ 01-01: Definitionen von Softwarearchitektur diskutieren (R1)

Softwarearchitekt:innen kennen die Gemeinsamkeiten vieler Definitionen von Softwarearchitektur [ISO 42010] [Bass+ 2021] [Kruchten 2004]:

  • Komponenten/Bausteine mit Schnittstellen und Beziehungen

  • Bausteine als allgemeiner Begriff, Komponenten als eine spezielle Ausprägung davon

  • Strukturen, Querschnittsthemen, Prinzipien

  • Architekturentscheidungen und ihre Auswirkungen auf das gesamte System und seinen Lebenszyklus

LZ 01-02: Ziele und Nutzen von Softwarearchitektur verstehen und erläutern (R1)

Softwarearchitekt:innen können die folgenden wesentlichen Ziele und Nutzen der Softwarearchitektur begründen:

  • Entwurf, Implementierung, Pflege und Betrieb von Systemen zu unterstützen

  • funktionale Anforderungen zu erreichen bzw. deren Erfüllbarkeit sicherzustellen

  • Anforderungen wie Zuverlässigkeit, Wartbarkeit, Änderbarkeit, Sicherheit, Energieeffizienz zu erreichen

  • Verständnis für Strukturen und Konzepte des Systems zu vermitteln, bezogen auf sämtliche relevanten Stakeholder

  • Komplexität systematisch zu reduzieren

  • architekturrelevante Richtlinien für Implementierung und Betrieb zu spezifizieren

LZ 01-03 [ehemaliges LZ 1-4]: Aufgaben und Verantwortung von Softwarearchitekt:innen verstehen (R1)

Softwarearchitekt:innen tragen die Verantwortung für die Erreichung der Anforderungen und die Entwicklung der Architektur der Lösung. Sie müssen diese Verantwortung, abhängig vom jeweiligen Prozess- oder Vorgehensmodell, mit der Gesamtverantwortung der Projektleitung oder anderen Rollen koordinieren.

Aufgaben und Verantwortung von Softwarearchitekt:innen:

  • Anforderungen und Randbedingungen klären, hinterfragen und bei Bedarf verfeinern, insbesondere Required Features und Required Constraints

  • Strukturentscheidungen hinsichtlich Systemzerlegung und Bausteinstruktur treffen, dabei Abhängigkeiten und Schnittstellen zwischen den Bausteinen festlegen

  • Querschnittsthemen entscheiden (beispielsweise Persistenz, Kommunikation, GUI)

  • Softwarearchitektur auf Basis von Sichten, Architekturmustern sowie technischen und Querschnittsthemen kommunizieren und dokumentieren

  • Umsetzung und Implementierung der Architektur begleiten, Rückmeldungen der beteiligten Stakeholder bei Bedarf in die Architektur einarbeiten, Konsistenz von Quellcode und Softwarearchitektur prüfen und sicherstellen

  • Softwarearchitektur analysieren und bewerten, insbesondere hinsichtlich Risiken bezüglich der Erreichung von Anforderungen.

  • Die Konsequenzen von Architekturentscheidungen erkennen, aufzeigen und gegenüber anderen Stakeholdern argumentieren

Sie sollen selbstständig die Notwendigkeit von Iterationen bei allen Aufgaben erkennen und Möglichkeiten für entsprechende Rückmeldung aufzeigen.

LZ 01-04 [ehemaliges LZ 1-09]: Abgrenzung zu anderen Architekturdomänen (R3)

Der Fokus des iSAQB CPSA-Foundation Level liegt auf Strukturen und Konzepten einzelner Softwaresysteme.

Darüber hinaus kennen Softwarearchitekt:innen weitere Architekturdomänen, beispielsweise:

  • Unternehmens-IT-Architektur (Enterprise IT Architecture): Struktur von Anwendungslandschaften

  • Geschäfts- bzw. Prozessarchitektur (Business and Process Architecture): Struktur von u.a. Geschäftsprozessen

  • Informationsarchitektur: systemübergreifende Struktur und Nutzung von Information und Daten

  • Datenarchitektur: Semantik und Organization von Daten

  • Infrastruktur- bzw. Technologiearchitektur: Struktur der technischen Infrastruktur, Hardware, Netze etc.

  • Hardware- oder Prozessorarchitektur (für hardwarenahe Systeme)

  • Systemarchitektur (verschiedene Bedeutungen, abhängig von der Definition des Begriffs "System")

Diese Architekturdomänen sind nicht inhaltlicher Fokus vom CPSA-F.

LZ 01-05 [ehemaliges LZ 01-05]: Rolle von Softwarearchitekt:innen mit anderen Stakeholdern in Beziehung setzen (R1)

Softwarearchitekt:innen können ihre Rolle erklären. Sie sollten ihren Beitrag zur Systementwicklung in Verbindung mit anderen Stakeholdern und Organisationseinheiten kontextspezifisch ausgestalten, insbesondere zu:

  • Produktmanagement, Product-Owner

  • Projektleitung und -management

  • Anforderungsanalytiker:innen (System-/Businessanalyse, Anforderungsmanagement, Fachbereich)

  • Entwicklung

  • Qualitätssicherung und Test

  • IT-Betrieb (Produktion, Rechenzentren), zutreffend primär für Informationssysteme

  • Hardwareentwicklung

  • Unternehmensarchitektur, Architekturboard.

LZ 01-06: Bedeutung und Entwurf von Datenmodellen (R2)

Softwarearchitekt:innen verstehen die Bedeutung von Datenmodellen für die Architektur. Sie

  • können Datenmodelle identifizieren, die maßgeblichen Einfluss auf die Architektur haben.

  • können solche Datenmodelle systematisch entwerfen.

  • verstehen den Unterschied zwischen Produkten und Summen in der Datenmodellierung.

  • verstehen die Bedeutung der Entkopplung von Datenmodellen und ihrer Repräsentation in Datenbanken, Dateien und Übertragungsprotokollen.

Referenzen

[Bass+ 2021], [Gharbi+2024], [iSAQB References], [Starke+2021], [Starke 2024], [vanSteen+Tanenbaum], [Felleisen+2014], [Sperber+Klaeren]

2. Anforderungen und Randbedingungen

Dauer: 60 Min.

Übungszeit: 60 Min.

Zielsetzung

Dieser Abschnitt vertieft das Verständnis der Teilnehmenden für Stakeholder-Anliegen, Anforderungen und Qualitäten von Softwaresystemen. Sie lernen, den Einfluss von Stakeholdern auf Architekturentscheidungen zu erkennen sowie Konflikte und Synergien im Kontext von Entwicklungsprojekten einzuschätzen. Durch die Auseinandersetzung mit verschiedenen Anforderungen und Einschränkungen erhalten sie einen Einblick in die effektive Berücksichtigung der Bedürfnisse der Stakeholder und der Projektvorgaben. Weiterhin erkennen sie die Bedeutung von Qualitäten eines Softwaresystems als entscheidende Faktoren für den Architekturentwurf. Sie können solche Anforderungen mit Hilfe von Szenarien formulieren.

Wesentliche Begriffe

Qualität; Qualitätsmerkmale; DIN/ISO 25010; Q42; Qualitätsszenarien; Kompromisse/Wechselwirkungen von Qualitätseigenschaften

Lernziele

LZ 02-01: Stakeholder-Anliegen verstehen

Architekten können Stakeholder und deren Anliegen sowie deren Auswirkungen auf die Softwarearchitektur oder den Entwurfs- und Entwicklungsprozess identifizieren. (R2)

Beispiele für Stakeholder und ihre Anliegen (R3):

Interessengruppe Anliegen der Interessengruppe

Produktmanagement

z. B. benötigte Zeit für die Umsetzung der Anforderungen

Projektmanagement

z. B. benötigte Zeit und Budget für die Umsetzung, verbundene Risiken des gewählten architekturellen Ansatzes

Requirements Engineering, Fachbereiche

z. B. Erfüllung der Anforderungen

Entwicklungsteam

z. B. zu implementierende Komponenten und Schnittstellen, Protokolle, technologische Einschränkungen

Qualitätssicherung und Test

z. B. isoliertes Testen von Komponenten

Betrieb

z. B. Infrastrukturanforderungen im Zusammenhang mit dem Betrieb des Systems

Softwarearchitekt:innen können potenzielle Konflikte zwischen kurz- und langfristigen Zielen erklären, um mögliche Konflikte (z.B., Geschäfts- und Projektziele vs. Architektur- und Wartbarkeitsziele) zu lösen. (R1)

Architekt:innen verstehen, dass nicht alle Anliegen der Stakeholder in Anforderungen umgesetzt werden können oder werden, aber dennoch berücksichtigt werden müssen. (R3)

Architekt:innen können die Anliegen der Stakeholder nutzen, um fehlende oder widersprüchliche Anforderungen zu entdecken und/oder Anforderungen und Einschränkungen an der Architektur zu validieren, z.B. in Stakeholder-Interviews. (R3)

LZ 02-02 [ehemaliges LZ 2-3]: Anforderungen und Randbedingungen klären und berücksichtigen können (R1-R3)

Softwarearchitekt:innen verstehen, dass sowohl Anforderungen als auch Randbedingungen Auswirkungen auf die Architektur und die Architekturarbeit haben können (R2). Sie sind in der Lage, Anforderungen und Randbedingungen zu klären und beim Architekturentwurf und im Entwicklungsprozess zu berücksichtigen. Sie wissen, dass ihre Entscheidungen zu zusätzlichen Anforderungen führen können.

Sie erkennen und berücksichtigen den Einfluss von:

  • produktbezogenen Anforderungen wie (R1)

    • funktionale Anforderungen

    • Qualitätsanforderungen

  • Technologische Randbedingungen wie

    • bestehende oder geplante Hardware- und Software-Infrastruktur (R1)

    • technologische Beschränkungen für Datenstrukturen und Schnittstellen (R2)

    • Referenzarchitekturen, Bibliotheken, Komponenten und Frameworks (R1)

    • Programmiersprachen (R2)

  • Organisatorischen Randbedingungen wie

    • Organisationsstruktur von Entwicklungsteams und Auftraggebenden (R1), insbesondere das Gesetz von Conway (R2)

    • Unternehmens- und Teamkultur (R3)

    • Partnerschaften und Kooperationen (R2)

    • Normen, Richtlinien und Prozessmodelle (z. B. Genehmigungs- und Freigabeprozesse) (R2)

    • Verfügbarkeit von Ressourcen wie Budget, Zeit und Personal (R1)

    • Verfügbarkeit, Qualifikation und Engagement von Mitarbeitenden (R1)

  • Regulatorischen Randbedingungen wie (R2)

    • lokale und internationale rechtliche Einschränkungen

    • Vertrags- und Haftungsfragen

    • Datenschutzgesetze und Gesetze zum Schutz der Privatsphäre

    • Fragen der Einhaltung oder Verpflichtungen zur Beweislast

  • Trends wie (R3)

    • Markttrends

    • Technologietrends (z. B. Blockchain, Microservices)

    • Methodik-Trends (z. B. Agilität)

    • (potenzielle) Auswirkungen weiterer Stakeholderinteressen und vorgegebener oder extern festgelegter Designentscheidungen

LZ 02-03 [ehemaliges LZ 4-1]: Qualitäten eines Softwaresystems verstehen und erklären (R1)

Softwarearchitekt:innen können erklären:

  • dass der Begriff "Qualität" in verschiedenen Kontexten unterschiedlich benutzt wird - im Kontext von Qualitätsmanagement im Sinne von "Güte" und im Sinne spezifischer Eigenschaften (eines Softwaresystems) in anderen (und in diesem Abschnitt)

  • dass es unterschiedliche Taxonomien gibt, die Qualitäten von Softwaresystemen kategorisieren (wie z. B. [ISO 25010], [Bass+ 2021] oder [Q42])

  • dass manche Kategorisierungen zwischen Funktionalität und Qualität unterscheiden

  • dass Softwarearchitekt:innen die Qualitäten eines Softwaresystems beeinflussen können

  • dass die Veränderung einer Qualität andere so beeinflussen kann, dass Abwägungen notwendig werden, wie z. B.

    • Konfigurierbarkeit versus Zuverlässigkeit

    • Speicherbedarf versus Leistungseffizienz

    • Sicherheit versus Benutzbarkeit

    • Laufzeitflexibilität versus Wartbarkeit.

Sie verstehen, dass

  • manche Kategorisierungen zwischen "Qualitätsanforderungen" und funktionalen Anforderungen unterscheiden, wie zum Beispiel IREB [IREB Foundation] (R1).

  • eine einzelne Anforderung sich auf mehrere Qualitäten beziehen kann (R1).

LZ 02-04 [ehemaliges LZ 04-03]: Anforderungen an Qualitäten formulieren (R1-R3)

Softwarearchitekt:innen:

LZ 02-05 [ehemaliges LZ 1-08]: Explizite Aussagen vor impliziten Annahmen bevorzugen (R1)

Softwarearchitekt:innen:

  • können Annahmen oder Voraussetzungen explizit darstellen und dadurch implizite Annahmen vermeiden

  • wissen, dass implizite Annahmen potenzielle Missverständnisse zwischen beteiligten Stakeholdern bewirken

Referenzen

[Bass+ 2021], [Clements+ 2002], [Gharbi+2024], [Starke+2021], [Starke 2024]

3. Entwurf und Entwicklung von Softwarearchitekturen

Dauer: 330 Min.

Übungszeit: 90 Min.

Zielsetzung

Dieser Abschnitt zielt darauf ab, die Teilnehmenden in die Lage zu versetzen, Architekturentscheidungen so zu treffen, dass Anforderungen der Stakeholder unter Berücksichtigung der Randbedingungen erfüllt werden können. Sie lernen, Architekturentwürfe zu entwickeln, fundierte Entscheidungen zur Systemzerlegung zu treffen und Abhängigkeiten zwischen Bausteinen zu gestalten. Zu diesem Zweck lernen sie, grundlegende Ansätze und Heuristiken bei der Architekturentwicklung anzuwenden. Sie erkennen die Bedeutung von Entwurfsprinzipien und Lösungsmustern und können diese anwenden. Darüber hinaus werden in diesem Abschnitt der Umgang mit Querschnittsthemen, die Prinzipien des Software-Deployments und die Herausforderungen verteilter Systeme thematisiert.

Wesentliche Begriffe

Entwurf; Vorgehen beim Entwurf; Entwurfsentscheidung; Sichten; Schnittstellen; technische Konzepte und Querschnittsthemen; Architekturmuster; Entwurfsmuster; Mustersprachen; Entwurfsprinzipien; Abhängigkeit; Kopplung; Kohäsion; Top-down- und Bottom-up-Vorgehen; modellbasierter Entwurf; iterativer/inkrementeller Entwurf; Domain-Driven Design

Lernziele

LZ 03-01 [ehemaliges LZ 2-8, neue Inhalte]: Anforderungen durch Architektur erreichen (R1)

Softwarearchitekt:innen:

  • verstehen, dass architektonische Aktivitäten davon geleitet werden sollten, spezifische Qualitäten zu verbessern

  • können einen Architekturentwurf vorschlagen, der geeignet ist, Anforderungen zu erfüllen

  • können einschätzen, welche Qualitäten sie durch eine bestimmte gegebene Aktivität verbessern

  • können mögliche Abwägungen zwischen Entwürfen sowie den entsprechenden Risiken identifizieren und kommunizieren

LZ 03-02 [ehemaliges LZ 2-02]: Softwarearchitekturen entwerfen (R1)

Softwarearchitekt:innen können:

  • Softwarearchitekturen auf Basis bekannter funktionaler und Qualitätsanforderungen für nicht sicherheits- oder unternehmenskritische Softwaresysteme entwerfen und angemessen kommunizieren und dokumentieren

  • Strukturentscheidungen hinsichtlich Systemzerlegung und Bausteinstruktur treffen, dabei Abhängigkeiten zwischen Bausteinen festlegen

  • gegenseitige Abhängigkeiten und Abwägungen bezüglich Entwurfsentscheidungen erkennen und begründen

  • Begriffe Blackbox und Whitebox erklären und zielgerichtet anwenden

  • schrittweise Verfeinerung und Spezifikation von Bausteinen durchführen

  • Architektursichten entwerfen, insbesondere Baustein-, Laufzeit- und Verteilungssicht

  • die aus diesen Entscheidungen resultierenden Konsequenzen auf den Quellcode erklären

  • domänenspezifische und technische Bestandteile in Architekturen trennen und diese Trennung begründen

  • Risiken von Entwurfsentscheidungen identifizieren.

LZ 03-03 [ehemaliges LZ 2-01]: Vorgehen und Heuristiken zur Architekturentwicklung auswählen und anwenden können (R1,R3)

Softwarearchitekt:innen können grundlegende Vorgehensweisen der Architekturentwicklung benennen, erklären und anwenden, beispielsweise:

LZ 03-04 [ehemaliges LZ 2-06]: Entwurfsprinzipien erläutern und anwenden (R1-R3)

Softwarearchitekt:innen sind in der Lage zu erklären, was Entwurfsprinzipien sind. Sie können deren grundlegende Ziele und deren Anwendung im Hinblick auf Softwarearchitektur skizzieren. (R2)

Softwarearchitekt:innen sind in der Lage:

  • die unten aufgeführten Gestaltungsprinzipien zu erläutern und mit Beispielen zu illustrieren

  • zu erklären, wie diese Prinzipien angewendet werden sollen

  • darzulegen, wie Anforderungen die Anwendung dieser Prinzipien beeinflussen

  • die Auswirkungen der Entwurfsprinzipien auf die Implementierung zu erläutern

  • Quellcode und Architektur zu analysieren, um zu beurteilen, ob diese Entwurfsprinzipien angewendet wurden oder angewendet werden sollten

Abstraktion (R2)

  • im Sinne eines Vorgehens zur Erarbeitung zweckmäßiger Generalisierungen

  • als eine Entwurfstechnik, bei dem die Bausteine von Abstraktionen und nicht von Implementierungen abhängen

  • Schnittstellen als Abstraktionen

Modularisierung (R1)

  • Geheimnisprinzip (Information Hiding) und Kapselung (R1)

  • Trennung von Verantwortlichkeiten (Separation of Concerns - SoC) (R1)

  • Lose, aber funktionell ausreichende Kopplung (R1) von Bausteinen

  • Hohe Kohäsion (R1)

  • Offen/geschlossen-Prinzip (R1)

  • Dependency-Inversion-Prinzip (R1) - Umkehrung von Abhängigkeiten durch Schnittstellen oder ähnlichen Abstraktionen

Konzeptionelle Integrität (R2)

  • bedeutet Einheitlichkeit (Homogenität, Konsistenz) von Lösungen für ähnliche Probleme zu erreichen (R2)

  • als ein Mittel, um das Prinzip der geringsten Überraschung zu erreichen (principle of least surprise) (R3)

Reduktion von Komplexität (R3)

Erwarte Fehler (R2-R3)

  • als Mittel für den Entwurf robuster und widerstandsfähiger Systeme (R3)

  • als eine Verallgemeinerung des Robustheitsgrundsatzes (Postel’s law) (R2)

LZ 03-05 [ehemaliges LZ 1-06]: Zusammenhang zwischen Feedback-Schleifen und Risiko (R1, R2)

Softwarearchitekt:innen verstehen die Notwendigkeit von Iterationen, insbesondere bei unter Unsicherheit getroffenen Entscheidungen. Sie

  • können den Einfluss von iterativem Vorgehen auf Architekturentscheidungen erläutern (hinsichtlich Risiken und Prognostizierbarkeit). (R1)

  • können inkrementell und iterativ arbeiten und entscheiden. (R2)

  • verstehen die Notwendigkeit von Rückmeldungen zu Entwurfsentscheidungen (R1)

  • können von anderen Stakeholdern systematisch Rückmeldung einholen. (R2)

LZ 03-06 [ehemaliges LZ 2-07]: Abhängigkeiten von Bausteinen managen (R1)

Softwarearchitekt:innen verstehen Abhängigkeiten und Kopplung zwischen Bausteinen und können diese gezielt einsetzen. Sie:

  • kennen und verstehen unterschiedliche Arten der Kopplung von Bausteinen (beispielsweise Kopplung über Benutzung/Delegation, Nachrichten/Ereignisse, Komposition, Erzeugung, Vererbung, zeitliche Kopplung, Kopplung über Daten, Datentypen oder Hardware)

  • verstehen, wie Abhängigkeiten die Kopplung vergrößern

  • können mindestens die folgenden Arten von Kopplung unterscheiden:

    • statische und dynamische Kopplung [Ford+2021]

    • efferente und afferente Kopplung [Ford+2021]

    • andere Arten von Kopplung (z.B. Hardware/Infrastruktur, temporal, Daten, Datenstruktur etc.)

  • wissen, dass auf statische Kopplung zu verzichten und stattdessen dynamische Kopplung einzusetzen, die zugrundeliegende Kopplung nicht notwendigerweise reduziert

  • können solche Arten der Kopplung gezielt einsetzen und die Konsequenzen solcher Abhängigkeiten einschätzen

  • kennen Möglichkeiten zur Auflösung bzw. Reduktion von Kopplung und können diese anwenden, beispielsweise:

    • Muster

    • Grundlegende Entwurfsprinzipien

    • Externalisierung von Abhängigkeiten, d.h. konkrete Abhängigkeiten erst zur Installations- oder Laufzeit festlegen, etwa durch Anwendung von Dependency Injection.

LZ 03-07 [ehemaliges LZ 2-09]: Schnittstellen entwerfen und festlegen (R1-R3)

Softwarearchitekt:innen kennen die hohe Bedeutung von Schnittstellen. Sie können Schnittstellen zwischen Architekturbausteinen sowie externe Schnittstellen zwischen dem System und Elementen außerhalb des Systems entwerfen bzw. festlegen.

Sie kennen:

  • wünschenswerte Eigenschaften von Schnittstellen und können diese bei ihrer Entwicklung einsetzen:

    • einfach zu erlernen, einfach zu benutzen, einfach zu erweitern

    • schwer zu missbrauchen

    • funktional vollständig aus Sicht der Nutzer:innen oder nutzender Bausteine.

  • die Notwendigkeit unterschiedlicher Behandlung interner und externer Schnittstellen

  • die Trennung zwischen Schnittstelle und Implementierung:

    • Implementierungen können bei Bedarf ausgetauscht werden.

    • Liskov’sches Substitutionsprinzip [Liskov 1994] als eine Möglichkeit, Konsistenz und konzeptionelle Integrität zu erreichen (R3).

  • unterschiedliche Implementierungsansätze von Schnittstellen (R3):

    • ressourcenorientierter Ansatz (REST, REpresentational State Transfer)

    • serviceorientierter Ansatz (wie bei WS-*/SOAP-basierten Webservices).

LZ 03-08 [ehemaliges LZ 2-05]: Wichtige Architekturmuster beschreiben, erklären und angemessen anwenden (R1, R3)

Softwarearchitekt:innen können die folgenden Architekturmuster erklären und Beispiele dafür liefern (R1):

Softwarearchitekt:innen können einige der folgendene Muster erklären, ihre Relevanz für konkrete Systeme erläutern und Beispiele dafür liefern (R3):

Softwarearchitekt:innen kennen wesentliche Quellen für Architekturmuster, beispielsweise die POSA-Literatur (z. B. [Buschmann+ 1996]) und PoEAA ([Fowler 2002]) (für Informationssysteme). (R3)

LZ 03-09 [ehemaliges LZ 2-05]: Wichtige Entwurfsmuster beschreiben, erklären und angemessen anwenden (R3)

Softwarearchitekt:innen kennen den Unterschied zwischen Architektur- und Entwurfsmustern. Sie können mehrere der folgenden Entwurfsmuster erklären, ihre Relevanz für konkrete Systeme erklären und Beispiele nennen. (R3)

Softwarearchitekt:innen kennen wesentliche Quellen für Entwurfsmuster, wie z.B. GOF und POSA (R3).

Sie wissen (R3):

  • dass Muster ein Weg sind, bestimmte Qualitäten für gegebene Probleme und Anforderungen innerhalb gegebener Kontexte zu erreichen.

  • dass es verschiedene Kategorien von Mustern gibt.

  • zusätzliche Quellen für Muster, die sich auf ihre spezifische technische oder Anwendungsdomäne beziehen.

LZ 03-10 [ehemaliges LZ 2-04]: Querschnittsthemen identifizieren und Querschnittskonzepte entwerfen und umsetzen (R1)

Softwarearchitekt:innen können:

  • die Bedeutung von Querschnittsthemen (synonym: Belange, Anliegen) erklären

  • solche Querschnittsthemen identifizieren

  • Querschnittskonzepte entwerfen, unter anderem Persistenz, Kommunikation, GUI, Fehlerbehandlung, Nebenläufigkeit, Energieeffizienz

  • mögliche wechselseitige Abhängigkeiten erkennen und beurteilen.

Softwarearchitekt:innen wissen, dass solche Querschnittskonzepte systemübergreifend wiederverwendbar sein können.

LZ 03-11 [ehemaliges LZ 2-10]: Grundlegende Prinzipien von Software-Deployments kennen (R3)

Softwarearchitekt:innen:

  • wissen, dass Software-Deployment der Prozess ist, durch den neue oder aktualisierte Software zur Benutzung bereitgestellt wird

  • können grundlegende Konzepte des Deployments von Software benennen und erklären, beispielsweise:

    • Automatisierung von Deployments

    • Wiederholbare Builds

    • Konsistente Umgebungen (z. B. durch Nutzung von unveränderlicher (immutable) Infrastruktur)

    • Alles liegt unter Versionskontrolle

    • Releases sind einfach zurückzunehmen

LZ 03-12 [ehemaliges LZ 1-11]: Herausforderungen verteilter Systeme kennen (R3)

Softwarearchitekt:innen können:

  • die Verteilung in einer gegebenen Software-Architektur identifizieren

  • Konsistenzkriterien für ein gegebenes fachliches Problem analysieren

  • Kausalität von Ereignissen in einem verteilten System erklären

Softwarearchitekt:innen wissen:

  • dass Kommunikation in einem verteilten System fehlschlagen kann

  • dass es bei verteilten Systemen Einschränkungen hinsichtlich der Konsistenz in Datenbanken gibt

  • was das "Split-Brain"-Problem ist und warum es schwierig zu lösen ist

  • dass es unmöglich ist, die exakte zeitliche Reihenfolge der Ereignisse in einem verteilten System zu bestimmen

Referenzen

[Bass+ 2021], [Fowler 2002], [Gharbi+2024], [Gamma+94], [Hohpe+2004], [Buschmann+ 1996], [Buschmann+ 2007], [Starke 2024], [Lilienthal 2024], [Starke+2021]

4. Beschreibung und Kommunikation von Softwarearchitekturen

Dauer: 180 Min.

Übungszeit: 60 Min.

Zielsetzung

Ziel dieses Abschnitts ist es, die Teilnehmer:innen in die Lage zu versetzen, Softwarearchitekturen so zu dokumentieren und zu kommunizieren, dass sie den Bedürfnissen wichtiger Stakeholder gerecht werden und den Entwicklungsprozess unterstützen. Der Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis der grundlegenden Anforderungen an technische Dokumentationen, der Verwendung geeigneter Modelle und Notationen zur Beschreibung von Architekturen und der Anwendung wichtiger Architekturansichten. Außerdem lernen die Teilnehmer:innen, wichtige Architekturentscheidungen, Schnittstellen und übergreifende Belange zu dokumentieren, um eine klare, korrekte und für die Stakeholder relevante Dokumentation zu gewährleisten.

Wesentliche Begriffe

(Architektur-)Sichten; Strukturen; (technische) Konzepte; Dokumentation; Kommunikation; Beschreibung; zielgruppen- oder stakeholdergerecht; Meta-Strukturen und Templates zur Beschreibung und Kommunikation; Kontextabgrenzung; Bausteine; Bausteinsicht; Laufzeitsicht; Verteilungssicht; Knoten; Kanal; Verteilungsartefakte; Mapping von Bausteinen auf Verteilungsartefakte; Beschreibung von Schnittstellen und Entwurfsentscheidungen; UML; Werkzeuge zur Dokumentation

Lernziele

LZ 04-01 [ehemaliges LZ 3-01]: Anforderungen an technische Dokumentation erläutern und berücksichtigen (R1)

Softwarearchitekt:innen kennen die wesentlichen Anforderungen an technische Dokumentation und können diese bei der Dokumentation von Systemen berücksichtigen bzw. erfüllen:

  • Verständlichkeit, Korrektheit, Effizienz, Angemessenheit, Wartbarkeit

  • Orientierung von Form, Inhalt und Detailgrad an Zielgruppe der Dokumentation

Sie wissen, dass Verständlichkeit technischer Dokumentation nur von deren Zielgruppen beurteilt werden kann.

LZ 04-02 [ehemaliges LZ 3-02]: Softwarearchitekturen beschreiben und kommunizieren (R1-R3)

Softwarearchitekt:innen nutzen Dokumentation zur Unterstützung bei Entwurf, Implementierung und Weiterentwicklung (auch genannt Wartung oder Evolution) von Systemen. (R2)

Softwarearchitekt:innen (R1):

  • können Architekturen entsprechend der Anliegen der Stakeholder dokumentieren und kommunizieren und dadurch unterschiedliche Zielgruppen adressieren, z. B. Management, Entwicklungsteams, QS, andere Softwarearchitekt:innen sowie möglicherweise zusätzliche Stakeholder

  • können die Beiträge unterschiedlicher Autorengruppen stilistisch und inhaltlich konsolidieren und harmonisieren

  • können Maßnahmen entwickeln und umsetzen, die mündliche und schriftliche Kommunikation in Einklang miteinander halten und miteinander angemessen ausbalancieren

  • kennen den Nutzen von Template-basierter Dokumentation

  • wissen, dass verschiedene Eigenschaften der Dokumentation von Spezifika des Systems, seinen Anforderungen, Risiken, dem Entwicklungsvorgehen, der Organisation oder anderen Faktoren abhängen.

Sie können beispielsweise die folgenden Merkmale von Dokumentation je nach Situation anpassen (R3):

  • Umfang und Detaillierungsgrad der benötigten Dokumentation

  • das Dokumentationsformat

  • die Zugänglichkeit der Dokumentation

  • Formalitäten der Dokumentation (z. B. Diagramme, die einem Metamodell entsprechen, oder einfache Zeichnungen)

  • formale Überprüfungen und Freigabeprozesse für die Dokumentation

LZ 04-03 [ehemaliges LZ 3-03]: Notations-/Modellierungsmittel für Beschreibung von Softwarearchitektur erläutern und anwenden (R2-R3)

Softwarearchitekt:innen kennen mindestens folgende UML-Diagramme (siehe [UML]) zur Notation von Architektursichten:

  • Klassen-, Paket-, Komponenten- (jeweils R2) und Kompositionsstrukturdiagramme (R3)

  • Verteilungsdiagramme (R2)

  • Sequenz- und Aktivitätsdiagramme (R2)

  • Zustandsdiagramme (R3)

Softwarearchitekt:innen kennen Alternativen zu UML, beispielsweise (R3)

  • ArchiMate, siehe [Archimate]

  • SysML, siehe [SysML]

  • C4, siehe [Brown]

  • für Laufzeitsichten beispielsweise Flussdiagramme, nummerierte Listen oder Business-Process-Modelling-Notation (BPMN).

LZ 04-04 [new]: Lernziel nicht gefunden (R3)

Softwarearchitekt:innen können unerwartete Situationen geschickt bewältigen.

(Siehe [IETF HTTP])

LZ 04-05 [ehemaliges LZ 3-04]: Architektursichten erläutern und anwenden (R1)

Softwarearchitekt:innen können folgende Architektursichten anwenden (siehe [Kruchten 1995], [Rozanski+11], [Starke+2021], [arc42], [Brown]):

  • Kontextsicht (auch genannt Kontextabgrenzung)

    • z. B. in Form von Kontextdiagrammen mit Erläuterungen darstellen

    • externe Schnittstellen von Systemen in der Kontextabgrenzung darstellen

    • fachlichen und technischen Kontext differenzieren

  • Baustein- oder Komponentensicht (Aufbau des Systems aus Softwarebausteinen)

  • Laufzeitsicht (dynamische Sicht, Zusammenwirken der Softwarebausteine zur Laufzeit, Zustandsmodelle)

  • Verteilungs-/Deploymentsicht (Hardware und technische Infrastruktur sowie Abbildung von Softwarebausteinen auf diese Infrastruktur)

LZ 04-06 [ehemaliges LZ 3-07]: Schnittstellen dokumentieren (R1)

Softwarearchitekt:innen können sowohl interne als auch externe Schnittstellen dokumentieren und spezifizieren.

LZ 04-07 [ehemaliges LZ 3-06]: Querschnittsthemen dokumentieren und kommunizieren (R2)

Softwarearchitekt:innen können typische Querschnittsthemen (synonym Querschnittskonzepte, Aspekte) adäquat dokumentieren und kommunizieren, z. B. Persistenz, Ablaufsteuerung, UI, Verteilung/Integration, Protokollierung.

LZ 04-08 [ehemaliges LZ 3-08]: Architekturentscheidungen erläutern und dokumentieren (R1-R2)

Softwarearchitekt:innen können:

  • Architekturentscheidungen systematisch herbeiführen, begründen, kommunizieren und dokumentieren

  • gegenseitige Abhängigkeiten solcher Entscheidungen erkennen, kommunizieren und dokumentieren

Softwarearchitekt:innen kennen Architecture-Decision-Records (ADR, siehe [Nygard 2011]) und können diese zur Dokumentation von Entscheidungen einsetzen (R2).

LZ 04-09 [ehemaliges LZ 3-09]: Weitere Hilfsmittel und Werkzeuge zur Dokumentation kennen (R3)

Softwarearchitekt:innen kennen:

  • Grundlagen mehrerer publizierter Frameworks zur Beschreibung von Softwarearchitekturen, beispielsweise:

  • Ideen und Beispiele von Checklisten für die Erstellung, Dokumentation und Prüfung von Softwarearchitekturen

  • mögliche Werkzeuge zur Erstellung und Pflege von Architekturdokumentation

Referenzen

[arc42], [Archimate], [Bass+ 2021], [Brown], [Clements+ 2010], [FMC], [Gharbi+2024], [Kruchten 1995], [Starke+2021], [Nygard 2011], [Starke 2024], [UML], [Zörner 2021]

5. Analyse und Bewertung von Softwarearchitekturen

Dauer: 180 Min.

Übungszeit: 60 Min.

Zielsetzung

In diesem Abschnitt sollen Softwarearchitekt:innen die Fähigkeiten und Kenntnisse vermittelt werden, die sie für eine effektive Architekturanalyse benötigen. Sie lernen, Risiken zu erkennen, die Konformität mit Architekturentscheidungen zu bewerten und die Gesamtqualität eines Systems auf der Grundlage seines Designs und seiner Implementierung zu beurteilen. Durch das Verständnis verschiedener Analysemethoden wie Abnahmetests, Architekturmetriken und Kosten-Nutzen-Analysen können Architekt:innen sicherstellen, dass eine Softwarearchitektur den Anforderungen der Stakeholder entspricht und mit dem beabsichtigten Design übereinstimmt.

Wesentliche Begriffe

Architekturanalyse; Risikoidentifikation; Qualitätsanalysemethoden; Szenarien; Metriken; Tool-gestützte Analyse

Lernziele

LZ 05-01: Gründe für Architekturanalyse kennen (R1)

Softwarearchitekt:innen verstehen, dass es verschiedene mögliche Gründe gibt, um eine Architekturanalyse durchzuführen, zum Beispiel:

  • Risiken und mögliche Verbesserungen im Architekturentwurf identifizieren (vor, während und nach der Implementierung)

  • feststellen, ob der Architekturentwurf die Anforderungen erfüllt oder erfüllen wird

  • erheben, inwiefern die Implementierung zu Architekturentscheidungen und Architekturentwurf passt

  • die Anliegen der Stakeholder bezüglich der Architektur angehen

LZ 05-02 [ehemaliges LZ 4-3 und 4-4]: Qualitäten eines Softwaresystems analysieren (R1, R3)

Softwarearchitekt:innen

  • verstehen, dass für eine einzelne Qualität eines Softwaresystems verschiedene Analysemethoden zur Verfügung stehen können, wie z. B.:

    • Analyse der Ergebnisse von Akzeptanztests (R1)

    • quantitative Messung von Laufzeitverhalten (R1)

    • qualitative Auswertung durch Interviews, Umfragen, Penetrationstests etc. (R1)

    • Szenarien (R1)

    • Architektur-Metriken für Kopplung wie der Grad eingehender und ausgehender Abhängigkeiten (R1)

    • Kosten-Nutzen-Analyse (R3)

    • Architecture Trade-Off Analysis Method [Bass+ 2021] (R3)

  • kennen Informationsquellen für Qualitätsanalyse:

    • Anforderungsdokumentation (R1)

    • Architekturdokumentation (R1)

    • Architektur- und Entwurfsmodelle (R1)

    • Quelltext (R1)

    • Quelltext-bezogene Metriken wie z. B: Lines-of-Code, (zyklomatische) Komplexität (R1)

    • Testfälle und ihre Testresultate (R1)

    • Fehler und ihre Position im Quelltext, besonders Fehlercluster (R1)

    • andere Dokumentation des Systems, wie z. B. Betriebs- und Testdokumentation (R1)

    • Laufzeit-Logs und Metriken (R1)

    • Revisionshistorie, wie z. B. wie Änderungsrate pro Komponente (R3)

LZ 05-03: Konformität mit Architekturentscheidungen bewerten (R2)

Softwarearchitekt:innen können beurteilen, ob die Systemimplementierung mit dem Architekturentwurf und den Entscheidungen übereinstimmt, indem sie Methoden wie Code- und Architekturreviews oder toolgestützte Analysen einsetzen.

Referenzen

6. Beispiele für Softwarearchitekturen

Dauer: 90 Min.

Übungszeit: Keine

Dieser Abschnitt ist nicht prüfungsrelevant.

Lernziele

LZ 06-01: Bezug von Anforderungen und Randbedingungen zur Lösung erfassen (R3)

Softwarearchitekt:innen haben an mindestens einem Beispiel den Bezug von Anforderungen und Randbedingungen zu Lösungsentscheidungen erkannt und nachvollzogen.

LZ 06-02: Technische Umsetzung einer Lösung nachvollziehen (R3)

Softwarearchitekt:innen können anhand mindestens eines Beispiels die technische Umsetzung (Implementierung, technische Konzepte, eingesetzte Produkte, Lösungsstrategien) einer Lösung nachvollziehen.

Referenzen

  • [Bass+ 2021] Len Bass, Paul Clements, Rick Kazman: Software Architecture in Practice. 4th Edition, Addison Wesley 2021.

  • [Brown] Simon Brown: The C4 model for visualising software architecture. https://c4model.com https://www.infoq.com/articles/C4-architecture-model.

  • [IREB Foundation] Stan Bühne, Martin Glinz, Hans van Loen, Stefan Staal: Certified Professional for Requirements Engineering - Foundation Level - Syllabus - Version 3.2.0, IREB, 2024.

  • [Buschmann+ 1996] Frank Buschmann, Regine Meunier, Hans Rohnert, Peter Sommerlad, Michael Stal: Pattern-Oriented Software Architecture (POSA): A System of Patterns. Wiley, 1996.

  • [Buschmann+ 2007] Frank Buschmann, Kevlin Henney, Douglas C. Schmidt: Pattern-Oriented Software Architecture (POSA): A Pattern Language for Distributed Computing, Wiley, 2007.

  • [Clements+ 2002] Paul Clements, Rick Kazman, Mark Klein: Evaluating Software Architectures. Methods and Case Studies. Addison Wesley, 2002.

  • [Clements+ 2010] Paul Clements, Felix Bachmann, Len Bass, David Garlan, David, James Ivers, Reed Little, Paulo Merson and Robert Nord. Documenting Software Architectures: Views and Beyond, 2nd edition, Addison Wesley, 2010

  • [Cloud-Native] The Cloud Native Computing Foundation, online: https://www.cncf.io/

  • [Eilebrecht+2024] Karl Eilebrecht, Gernot Starke: Patterns kompakt: Entwurfsmuster für effektive Software-Entwicklung (in German). 6th Edition Springer Verlag 2024.

  • [Evans 2004] Eric Evans: Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the Heart of Software, Addison-Wesley, 2004.

  • [Felleisen+2014] Matthias Felleisen, Robert Bruce Findler, Matthew Flatt, Shriram Krishnamurthi: How to Design Programs. Second Edition. MIT Press, 2014. https://htdp.org/

  • [FMC] Siegfried Wendt: Fundamental Modeling Concepts, online: http://www.fmc-modeling.org/

  • [Ford 2017] Neil Ford, Rebecca Parsons, Patrick Kua: Building Evolutionary Architectures: Support Constant Change. OReilly 2017

  • [Ford+2021] Neal Ford, Mark Richards, Pramod Sadalage und Zhamak Dehghani: Software Architecture: The Hard Parts. Modern Trade-Off Analyses for Distributed Architectures. OReilly 2021.

  • [Fowler 2002] Martin Fowler: Patterns of Enterprise Application Architecture. (PoEAA) Addison-Wesley, 2002.

  • [Gamma+94] Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson & John Vlissides. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley. 1994.

  • [Geewax 2021] J. Geewax. API Design Patterns. Manning, 2021. This book lays out a set of design principles for building internal and public-facing APIs.

  • [Geirhos 2015] Matthias Geirhos. Entwurfsmuster: Das umfassende Handbuch (in German). Rheinwerk Computing Verlag. 2015

  • [Gharbi+2024] Mahbouba Gharbi, Arne Koschel, Andreas Rausch, Gernot Starke: Basiswissen Softwarearchitektur. 5. Auflage, dpunkt Verlag, Heidelberg 2024.

  • [Goll 2014] Joachim Goll: Architektur- und Entwurfsmuster der Softwaretechnik: Mit lauffähigen Beispielen in Java (in German). Springer-Vieweg Verlag, 2. Auflage 2014.

  • [Hofmeister et. al 1999] Christine Hofmeister, Robert Nord, Dilip Soni: Applied Software Architecture, Addison-Wesley, 1999

  • [Hohpe+2004] Hohpe, G. and WOOLF, B.A.: Enterprise Integration Patterns: Designing, Building, and Deploying Messaging Solutions, Addison-Wesley Professional, 2004

  • [Hombergs 2024] Hombergs, Tom: Get Your Hands Dirty on Clean Architecture, Packt, 2nd edition 2024.

  • [Keeling 2017] Michael Keeling. Design It!: From Programmer to Software Architect. Pragmatic Programmer.

  • [Kleppmann 2017] Martin Kleppmann: Designing Data-Intensive Applications. O’Reilly 2017.

  • [Kruchten 1995] Philippe Kruchten: Architectural Blueprints—The “4+1” View Model of Software Architecture, IEEE Software 12 (6), November 1995, pp. 42-50

  • [Kruchten 2004] Philippe Kruchten: The Rational Unified Process: An Introduction. 3rd edition. Addison-Wesley Professional 2004.

  • [Lange 2021] Kenneth Lange: The Functional Core, Imperative Shell Pattern, online: https://www.kennethlange.com/functional-core-imperative-shell/

  • [Lilienthal 2024] Carola Lilienthal: Langlebige Softwarearchitekuren. 4. Auflage, dpunkt Verlag 2024.

  • [Lilienthal 2019] Carola Lilienthal: Sustainable Software Architecture: Analyze and Reduce Technical Debt. dpunkt Verlag 2019.

  • [Liskov 1994] Barbara H. Liskov, Jeannette M. Wing: A behavioral notion of subtyping. ACM Transactions on Programming Languages and Systems, Volume 16, Issue 6, 1994. <doi:10.1145/197320.197383>

  • [Maguire 2019] Sandy Maguire: Algebra-Driven Design: Elegant Solutions from Simple Building Blocks. Leanpub, 2019.

  • [Miller et. al] Heather Miller, Nat Dempkowski, James Larisch, Christopher Meiklejohn: Distributed Programming (to appear, but content-complete) https://github.com/heathermiller/dist-prog-book.

  • [Pethuru 2017] Raj Pethuru et. al: Architectural Patterns. Packt 2017.

  • [Richards+20] Mark Richards, Neal Ford: Fundamentals of Software Architecture - An Engineering Approach. OReilly 2020.

  • [Rozanski+11] Nick Rozanski, Eoin Woods: Software Systems Architecture: Working With Stakeholders Using Viewpoints and Perspectives. Addison-Wesley, 2nd edition 2011.

  • [Sperber+Klaeren] Michael Sperber, Herbert Klaeren: Schreibe Dein Programm! Tübingen University Press, 2023. https://www.deinprogramm.de/sdp/.

  • [Starke 2024] Gernot Starke: Effektive Softwarearchitekturen - Ein praktischer Leitfaden (in German). 10. Auflage, Carl Hanser Verlag 2024. Website: https://esabuch.de

  • [Starke+2021] Gernot Starke, Alexander Lorz: Software Architecture Foundation, CPSA Foundation® Exam Preparation. Van Haaren Publishing, 2nd edition, 2021.

  • [Starke+2023] Gernot Starke, Michael Simons, Stefan Zörner, Ralf D. Müller, and Hendrik Lösch: arc42-by-Example: Software Architecture Documentation in Practice. Leanpub, 3rd edition 2023. https://leanpub.com/arc42byexample

  • [SysML] What is SysML https://sysml.org/. For diagrams, see also https://sysml.org/tutorials/sysml-diagram-tutorial/.

  • [Zimmermann+2022] Olaf Zimmermann, Mirko Stocker, Daniel Lübke, Uwe Zdun, Cesare Pautasso: Patterns for API Design: Simplifying Integration with Loosely Coupled Message Exchanges. Addison-Wesley, 2022.

  • [Zörner 2021] Stefan Zörner: Softwarearchitekturen dokumentieren und kommunizieren. 3. Auflage, Carl Hanser Verlag, 2021.