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E-Book

Software-Architektur

AutorArif Chughtai, Ingo Arnold, Markus Völter, Oliver Vogel, Thomas Neumann, Uwe Mehlig, Uwe Zdun
VerlagSpektrum Akademischer Verlag
Erscheinungsjahr2005
Seitenanzahl567 Seiten
ISBN9783827415349
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis44,60 EUR
Als Architekt arbeiten Sie in einem sehr vielfältigen und dynamischen Umfeld. Neue Technologien drängen auf den Markt, neue Werkzeuge versprechen Effizienz- und Produktivitätssteigerungen und neue Architekturkonzepte, wie Serviceorientierung und modellgetriebene Verfahren sollen Ihnen helfen, mit der inhärenten Komplexität von IT-Systemen umzugehen. All diese Entwicklungen und Neuerungen müssen Sie als Architekt verstehen, einordnen und letztlich beurteilen können, um die Spreu vom Weizen zu trennen und für Ihre konkrete Problemstellung die passende Lösung zu wählen.

Dieses Buch hilft Ihnen dabei, indem es das Thema Software-Architektur umfassend behandelt und mit Hilfe eines architektonischen Ordnungsrahmens strukturiert. Es stellt Sie als Architekten in den Mittelpunkt und bietet Ihnen langfristige Orientierung. Das Buch vermittelt hierzu essenzielles Architektur-Wissen und zeigt Ihnen, wie Sie dieses Wissen konkret und in entsprechenden Projekten einsetzen können.

Zu diesem Zweck enthält das Buch Anwendungsszenarien und Fallstudien aus verschiedenen Industriezweigen und Anwendungsdomänen. Software-Entwickler und Studenten erhalten mit diesem Buch eine wertvolle Hilfestellung, um in das Thema Software-Architektur einzusteigen.

Oliver Vogel ist IT-Architekt und -Trainer für Software-Architektur und -Design bei IBM Business Consulting Services. Er ist in verschiedenen internationalen Projekten tätig und beschäftigt sich mit der Konzeption und Realisierung von komplexen, verteilten Software-Architekturen. Darüber hinaus publiziert er Artikel zu dem genannten Themengebiet und hält Vorträge an Hochschulen und Konferenzen.

Ingo Arnold arbeitet als IT-Architekt für Novartis Pharma AG Schweiz. Schwerpunkte seiner Arbeit sind die Konzeption, Planung, Umsetzung sowie die Weiterentwicklung von Anwendungsdienst-Architekturen im Rahmen internationaler Großprojekte. Arif Chughtai ist selbständiger Berater und Trainer für objektorientierte Software-Entwicklung. Sein spezielles Interesse gilt Konzepten, die zu einer Verbesserung der technischen Software-Qualität führen. Prof. Dr. Edmund Ihler ist seit 2000 Professor für Informatik an der Hochschule der Medien in Stuttgart.

Der Hauptschwerpunkt seiner Arbeit liegt dort im Gebiet objektorientierte Softwaremodellierung und modellgetriebenes Software Engineering. Er ist Leiter des Studiengangs Medieninformatik. Uwe Mehlig ist als IT-Architekt bei der IBM Deutschland GmbH im Bereich Business Consulting Services tätig. Thomas Neumann ist Software-Architekt mit 15 Jahren Erfahrung in der Software-Entwicklung. Markus Völter ist freiberuflicher Berater und Trainer für Softwaretechnologie und Software Engineering. Seine Schwerpunkte liegen auf Softwarearchitektur, Middleware und modellgetriebener Softwareentwicklung. Dr. Uwe Zdun ist Universitätsassistent an der Abteilung für Wirtschaftsinformatik der Wirtschaftsuniversität Wien.  

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Leseprobe
3 Architekturen und Architektur- Disziplinen (WAS) (S.39)

Dieses Kapitel befasst sich mit der WAS-Dimension des architektonischen Ordnungsrahmens. Es vermittelt ein grundlegendes Verständnis von Architektur, indem es aufzeigt, was im Rahmen dieses Buches unter Architektur und damit verbundenen Architektur-Disziplinen zu verstehen ist.

Darüber hinaus werden wesentliche Systembausteine und ihre Beziehungen zueinander vorgestellt. Da der Charakter von Systemen und das Denken in Systemen für die Arbeit eines Architekten essenziell sind, wird der Systemgedanke im Kontext von Architektur in diesem Kapitel motiviert. Nach dem Lesen dieses Kapitels sind Sie in der Lage, den allgemeinen Charakter von Architektur zu erklären, einzelne Architektur- Disziplinen zu unterscheiden sowie die wichtigsten Bausteine von Systemen zu differenzieren und ihre Beziehungen darzustellen.

3.1 Klassische Architektur als Ausgangspunkt

Dieser Abschnitt betrachtet Architektur aus einem allgemeinen Blickwinkel. Er zeigt auf, was ganz allgemein unter Architektur zu verstehen ist. Auf der Grundlage dieses Verständnisses wird im weiteren Verlauf dieses Kapitels Software-Architektur vorgestellt. Als Ausgangspunkt für diese Betrachtung dient die klassische Architektur von Gebäuden und Bauwerken. Eine mögliche Definition der klassischen Architektur bietet das American Heritage Dictionary:

The art and science of designing and erecting buildings. A style and method of design and construction Orderly arrangement of parts Wenn man diese Definition zugrunde legt, ist Architektur sowohl eine Kunst (englisch: art) als auch eine Wissenschaft (englisch: science), die sich sowohl mit dem Entwerfen (englisch: designing) als auch mit dem Bauen (englisch: erecting) von Bauwerken beschäftigt.

Sie konzentriert sich also nicht nur auf die Planung des Bauwerks, sondern erstreckt sich hinein bis in dessen Realisierung. Ferner ist ein Schlüsselergebnis der Architektur-Tätigkeit das Arrangieren beziehungsweise das Anordnen von Teilen des Bauwerks (englisch: orderly arrangement of parts). Somit trifft Architektur wichtige Aussagen über die Struktur des Bauwerks. Die Definition besagt weiter, dass Architektur-Stile (englisch: styles) und -Methoden (englisch: methods) Bestandteile von Architektur sind.

Diese repräsentieren architektonische Erfahrung, die der Architekt im Rahmen seiner Tätigkeit einsetzt. Architektur ist hiermit nicht nur die Struktur eines Bauwerks, sondern auch die Art und Weise, an etwas heranzugehen.

Der Begriff Architektur ist somit nicht eindeutig belegt. Stattdessen versteht man unter Architektur zum einen die Struktur eines Bauwerks oder eines IT- bzw. Software-Systems und zum anderen die von Menschen ausgeübten Tätigkeiten zum Entwurf der Struktur. Um die eigentliche Tätigkeit beziehungsweise das architektonische Handeln besser von den strukturellen Aspekten von Architektur zu unterscheiden, wird das Handeln im weiteren Verlauf als Architektur-Disziplin verstanden.

Architekturen entstehen ganz generell aufgrund von Anforderungen (z. B. dem Wunsch nach einfachen Behausungen) und unter Verwen- dung von vorhandenen Mitteln (z. B. Baumaterialien und Werkzeugen). Der eigentliche Entwurf basierte in der klassischen Architektur zunächst a uf d em P rinzip v on V ersuch u nd I rrtum ( englisch: trial and error) und erfolgte in aller Regel ad hoc.

Dadurch besaß auch jedes Bauwerk seine individuellen Strukturen. Eine geordnete Anordnung von Teilen durch eine geplante Architektur war meist nicht gegeben. Erst indem die gewonnenen Architektur-Erfahrungen mündlich oder schriftlich weitergegeben wurden, entwickelten sich Architektur-Stile.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis10
Verzeichnis der Autoren16
1 Einleitung18
1.1 Ausgangslage und Zielsetzung des Buches19
1.2 Was ist Software-Architektur?25
1.3 Leser-Leitfaden28
1.3.1 Buchaufbau28
1.3.2 Zielpublikum32
1.3.3 Kapitelüberblick32
1.3.4 Kapitel im Detail35
2 Architektonischer Ordnungsrahmen40
2.1 Motivation41
2.2 Ordnungsrahmen im Überblick43
2.3 Architekturen und Architektur-Disziplinen ( WAS)47
2.4 Architektur-Perspektiven (WO)48
2.5 Architektur-Anforderungen (WARUM)49
2.6 Architektur-Mittel (WOMIT)50
2.7 Organisationen und Individuen (WER)53
2.8 Architektur-Vorgehen (WIE)54
3 Architekturen und Architektur-Disziplinen (WAS)56
3.1 Klassische Architektur als Ausgangspunkt57
3.2 Von der klassischen Architektur zur Software- Architektur61
3.3 Architektur und der Systemgedanke69
3.4 Architektur und die Bausteine eines Systems74
4 Architektur-Perspektiven (WO)82
4.1 Architektur-Ebenen83
4.1.1 Organisationsebene88
4.1.2 Systemebene90
4.1.3 Bausteinebene im Bereich Makro-Architektur90
4.1.4 Bausteinebene im Bereich Mikro-Architektur91
4.2 Architektur-Sichten92
4.2.1 Zachman-Framework101
4.2.2 Reference Model for Open Distributed Processing104
4.2.3 4+1-Sichten-Modell105
5 Architektur-Anforderungen (WARUM)108
5.1 Allgemeines109
5.2 Anforderungen im Überblick111
5.3 Anforderungen im Detail116
5.3.1 Organisationsanforderungen116
5.3.2 Systemanforderungen117
5.3.3 Bausteinanforderungen118
5.3.4 Laufzeitanforderungen119
5.3.5 Entwicklungszeitanforderungen120
5.3.6 Organisatorische Rahmenbedingungen122
5.4 Anforderungen im Architektur-Kontext123
6 Architektur-Mittel (WOMIT)128
6.1 Architektur-Prinzipien129
6.1.1 Prinzip der losen Kopplung131
6.1.2 Prinzip der hohen Kohäsion134
6.1.3 Prinzip des Entwurfs für Veränderung136
6.1.4 Separation-of-Concerns-Prinzip138
6.1.5 Information-Hiding-Prinzip141
6.1.6 Abstraktionsprinzipien144
6.1.7 Modularitätsprinzip146
6.1.8 Rückverfolgbarkeitsprinzip150
6.1.9 Selbstdokumentationsprinzip151
6.1.10 Inkrementalitätsprinzip151
6.1.11 Weitere Architektur-Prinzipien153
6.2 Grundlegende architektonische Konzepte153
6.2.1 Prozedurale Ansätze153
6.2.2 Objektorientierung156
6.2.3 Komponentenorientierung163
6.2.4 Meta-Architekturen und Reflection166
6.2.5 Generative Erzeugung von Systembausteinen168
6.2.6 Modellgetriebene Software-Entwicklung170
6.2.7 Aspektorientierung178
6.2.8 Wartung von Software-Architekturen182
6.3 Architektur-Stile186
6.4 Architektur-Muster190
6.4.1 Was ist ein Software-Muster?190
6.4.2 Beispiele für Muster194
6.4.3 Mustersprachen199
6.5 Referenzarchitekturen203
6.5.1 Definition und Bestandteile203
6.5.2 Einsatz und Vorteile von Referenzarchitekturen205
6.5.3 Anforderungen an Referenzarchitekturen205
6.5.4 Arten von Referenzarchitekturen206
6.5.5 Beispiel für eine Referenzarchitektur207
6.6 Architektur-Dokumentationsmittel212
6.6.1 Architektur-Metamodelle213
6.6.2 Unified Modeling Language (UML)214
6.6.3 Architecture Definition Languages (ADL)218
6.6.4 Domain Specific Languages (DSL)223
6.7 Architektur-Strukturen225
6.7.1 Zentralisierung gegenüber Dezentralisierung226
6.7.2 n-Tier-Architektur228
6.7.3 Rich Client gegenüber Thin Client230
6.7.4 Middleware-Architekturen232
6.7.5 Komponentenarchitekturen235
6.7.6 Serviceorientierte Architekturen238
6.7.7 Enterprise Service Bus239
6.7.8 P2P-Systeme240
6.8 Aktuelle Technologien in Software- Architekturen240
6.8.1 Middleware-Systeme241
6.8.2 Datenbanken und Persistenz von Geschäftsobjekten246
6.8.3 Datenaustausch und Datentransformation mit XML250
6.8.4 Dynamische Web-Seiten und Web-Application-Server253
6.8.5 Komponentenplattformen254
6.8.6 Web Services257
7 Organisationen und Individuen (WER)260
7.1 Allgemeines261
7.2 Organisationen264
7.3 Individuen270
7.4 Individuen und Gruppen272
7.5 Architektur und Entscheidungen276
7.6 Architekt als zentrale Rolle281
8 Architektur-Vorgehen (WIE)286
8.1 Architektonisches Vorgehen287
8.1.1 Entwicklungsprozess287
8.1.2 Architektonische Tätigkeiten290
8.1.3 Erstellen des Business Case293
8.1.4 Verstehen der Anforderungen295
8.1.5 Entwerfen der Architektur296
8.1.6 Umsetzen der Architektur301
8.1.7 Kommunizieren der Architektur304
8.2 Anwendungsszenario: Product Line Engineering310
8.2.1 Produktlinien und Software-Systemfamilien311
8.2.2 Realisierungstechnologien und Zusammenhang zu MDSD314
8.2.3 Erstellen des Business Case316
8.2.4 Verstehen der Anforderungen (Domänenanalyse)316
8.2.5 Entwerfen der Architektur (Domänendesign)319
8.2.6 Umsetzen der Architektur (Domänenimplementierung)320
8.2.7 Rollen und Aufgaben321
8.3 Anwendungsszenario: Enterprise Application Integration322
8.3.1 Erstellen des Business Case323
8.3.2 Verstehen der Anforderungen326
8.3.3 Entwerfen der Architektur334
8.3.4 Kommunizieren und Umsetzen der Architektur344
8.4 Anwendungsszenario: Anwendungsdienst345
8.4.1 Erstellen des Business Case für das System369
8.4.2 Verstehen der Anforderungen380
8.4.3 Entwerfen der Architektur390
8.4.4 Kommunizieren und Umsetzen der Architektur401
9 Risikofallmanagementsystem406
9.1 Zusammenfassung407
9.2 Architektur-Anforderungen (WARUM)408
9.2.1 Business Case408
9.2.2 Organisationsanforderungen409
9.2.3 Systemanforderungen414
9.2.4 Bausteinanforderungen418
9.3 Architekturen und Architektur-Disziplinen ( WAS)424
9.3.1 Disziplinen424
9.3.2 Entscheidungen zur Software-Architektur426
9.4 Architektur-Perspektiven (WO)428
9.4.1 Systemebene428
9.4.2 Bausteinebene429
9.5 Architektur-Mittel (WOMIT)433
9.5.1 Architektur-Prinzipien433
9.5.2 Grundlegende architektonische Konzepte435
9.5.3 Generative und generische Verfahren436
9.6 Organisationen und Individuen (WER)440
9.6.1 Organisation441
9.6.2 Individuen443
9.7 Architektur-Vorgehen (WIE)444
10 CRM-Kundendatenrepository446
10.1 Zusammenfassung447
10.2 Architektur-Anforderungen (WARUM)448
10.3 Organisationen und Individuen (WER)450
10.4 Architekturen und Architektur-Disziplinen ( WAS)452
10.5 Architektur-Perspektiven (WO)452
10.6 Architektur-Mittel (WOMIT)453
10.7 Architektur-Vorgehen (WIE)454
10.8 Ausgangssituation454
10.9 Anforderungen456
10.10 Architektonische Entscheidungen465
10.11 Logische Sicht469
10.12 Umsetzung ausgewählter Anforderungen475
10.13 Was hat die Architektur genutzt?485
11 Eingebettete Komponenteninfrastrukturen488
11.1 Zusammenfassung489
11.1.1 Architektur-Anforderungen (WARUM)490
11.1.2 Organisation und Individuen (WER)492
11.1.3 Architekturen und Architektur-Disziplinen (WAS)492
11.1.4 Architektur-Perspektiven (WO)493
11.1.5 Architektur-Mittel (WOMIT)493
11.1.6 Architektur-Vorgehen (WIE)494
11.2 Product Line Engineering496
11.2.1 Domain Scoping496
11.2.2 Variabilitätsanalyse und Domänenstrukturierung497
11.2.3 Kommunikationsparadigmen498
11.2.4 Container-Services501
11.2.5 Domänendesign502
11.2.6 Produktionsprozess504
11.3 Modelle506
11.3.1 Definition von Interfaces507
11.3.2 Definition von Komponenten und Ports509
11.3.3 Definition eines Systems510
11.3.4 Gesamtmodell514
11.3.5 Generator – Überblick514
11.4 Implementierung von Komponenten515
11.4.1 Abbildung auf Java516
11.4.2 Parsen und Zusammenführen des Gesamtmodells517
11.4.3 Pseudodeklarative Metamodellimplementierung521
11.5 Codegenerierung523
11.5.1 Referenzen523
11.5.2 Umsetzung der Protokollzustandsautomaten527
11.5.3 Generierung des Build Files528
11.6 Fachliche Kaskadierung529
11.6.1 Modellierungssprache529
11.6.2 Generierung531
11.7 Erfahrungen aus unserem Unternehmen531
Literaturverzeichnis534
Abkürzungsverzeichnis554
Index558

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