Softwarearchitekten. Basiswissen für. dpunkt.verlag. Foundation Level

Transkript

1 Mahbouba Gharbi Arne Koschel Andreas Rausch Gernot Starke Basiswissen für Softwarearchitekten Aus- und Weiterbildung nach isaqb-standard zum Certified Professional for Software Architecture - Foundation Level dpunktverlag

2 vii Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 11 Softwarearchitektur als Disziplin im Software Engineering 2 12 isaqb- International Software Architecture Qualification Board 4 13 Certified Professional for - Software Architecture Foundation Level 5 14 Zielsetzung des Buches 7 15 Voraussetzungen 7 16 Leitfaden für den Leser 8 17 Zielpublikum 9 18 Danksagungen 9 2 Grundlagen von Softwarearchitekturen Einbettung in den isaqb-lehrplan Was sollen die Teilnehmer können? Was sollen die Teilnehmer verstehen? Was sollen die Teilnehmer kennen? Softwareintensive Systeme und Softwarearchitekturen Was ist ein softwareintensives System? Ausprägungen von softwareintensiven Systemen Bedeutung der Softwarearchitektur für ein softwareintensives System Grundlegende Konzepte von Softwarearchitekturen Was ist eine Softwarearchitektur? Bausteine, Schnittstellen und Konfigurationen Konzepte der Beschreibung von Softwarearchitekturen Architekturbeschreibung und Architekturebenen 31

3 Grobaufbau Inhaltsverzeichnis 235 Wechselwirkungen zwischen Softwarearchitektur und Umgebung Qualität und Nutzen der Softwarearchitektur Der Softwarearchitekturentwurf aus der Vogelperspektive Ziele und Aufgaben des Softwarearchitekturentwurfs Der Softwarearchitekturentwurf im Überblick Wechselspiel der Tätigkeiten und Abstraktionsstufen im Entwurf Aufgaben des Softwarearchitekten und Bezug zu anderen Rollen 43 3 Beschreibung und Kommunikation von Softwarearchitekturen Einbettung in den isaqb-lehrplan Was sollen die Teilnehmer können? Was sollen die Teilnehmer verstehen? Was sollen die Teilnehmer kennen? Das CoCoME-Beispiel Anwendungsfälle im CoCoME-System Übersicht über den strukturellen Aufbau des CoCoME-Systems Sichten und Schablonen Bewährte Sichten nach isaqb UML-Diagramme als Notationsmittel in Sichtenbeschreibungen Sichtenbeschreibung - und Einführungsbeispiel Grobaufbau Schablonenartige Sichtenbeschreibung Beispiel: Auszug aus einer Sichtenbeschreibung für eine Bausteinsicht Kontextsicht oder Kontextabgrenzung Bausteinsicht Laufzeitsicht Verteilungssicht bzw Infrastruktursicht Wechselwirkungen zwischen Architektursichten Hierarchische Verfeinerung von Architektursichten 73

4 ix 34 Technische oder querschnittliche Konzepte in Softwarearchitekturen Technische bzw querschnittliche Konzepte: Beispieldimensionen Beispiel: Fehlerbehandlung Beispiel: Sicherheit Architektur und Implementierung Beispiel Implementierung Übliche Dokumenttypen für Softwarearchitekturen Zentrale Architekturbeschreibung Architekturüberblick Dokumentübersicht Übersichtspräsentation »Architekturtapete« Handbuch zur Dokumentation Technische Informationen Dokumentation von externen Schnittstellen Template Praxisregeln zur Dokumentation Regel 1:»Schreiben aus der Sicht des Lesers« Regel 2:»Unnötige Wiederholung vermeiden« Regel 3:»Mehrdeutigkeit vermeiden« Regel 4:»Standardisierte Organisationsstruktur bzw Schablonen« Regel 5:»Begründen Sie wesentliche Entscheidungen schriftlich« Regel 6:»Überprüfung auf Gebrauchstauglichkeit« Regel 7:»Übersichtliche Diagramme« Regel 8:»Regelmäßige Aktualisierungen«86 38 Beispiele weiterer Architektur-Frameworks Framework RM-ODP SAGA 89

5 x 4 Entwurf von Softwarearchitekturen Einbettung in den isaqb-lehrplan "Was sollen die Teilnehmer können? Was sollen die Teilnehmer verstehen? Was sollen die Teilnehmer kennen? Überblick über das Vorgehen beim Architekturentwurf Entwurfsprinzipien und Heuristiken Top-down und Bottom-up Hierarchische (De-)Komposition 4321 Divide et impera Prinzipien bei der Zerlegung So-einfach-wie-möglich-Prinzip Trennung Verantwortlichkeiten von Schmale Schnittstellen und Information Hiding Information Hiding Verwendung von Schnittstellen Regelmäßiges Refactoring und Redesign Architekturzentrierte Entwicklungsansätze Domain Driven 104 Design 4411 Fachmodelle als Basis Systematische Verwaltung der Domänenobjekte Strukturierung der Fachdomäne MDA Referenzarchitekturen Generative Erzeugung 4432 Aspektorientierung ObjektOrientierung 109 von Systembausteinen 4434 Prozedurale Ansätze Techniken für einen guten Entwurf 110 und Motivation: 451 Ausgangssituation Degeneriertes Design Lose Kopplung 453 HoheKohäsion 454 Offen-Geschlossen-Prinzip Umkehr der Abhängigkeiten Abtrennung von Schnittstellen Zyklische Abhängigkeiten auflösen Liskov'sches Substitutionsprinzip 116

6 xi 46 Architekturmuster Schichtenarchitektur Modularisierung Pipes and Filters Blackboard Model View Controller Presentation Abstraction Control Serviceorientierung Mediator Broker Entwurfsmuster Adapter Observer Decorator Proxy Fassade Brücke State Dependency Injection Softwarearchitekturen und Qualität Einbettung in den isaqb-lehrplan Was sollen die Teilnehmer können? "Was sollen die Teilnehmer verstehen? Was sollen die Teilnehmer kennen? Bewertung von Softwarearchitekturen Qualitative Bewertung DIN ISO/IEC Qualitätsmerkmale Auswirkungen bestimmter Qualitätsmerkmale Taktiken und Praktiken Qualitätsmodelle ATAM-Methode Quantitative Bewertung Überprüfung von Architekturregeln Metriken Zyklomatische Komplexität 148

7 53 Prototyp und technischer Durchstich Technischer Durchstich Prototyp Einsatz von Softwareprototypen Arten von Softwareprototypen Architekturanalyse Werkzeuge für Softwarearchitekten Einbettung in den isaqb-lehrplan Was sollen die Teilnehmer können? Was sollen die Teilnehmer verstehen? Was sollen die Teilnehmer kennen? Allgemeine Hinweise zu Werkzeugen Kosten von Werkzeugen Lizenzen und Lizenzbedingungen Werkzeuge zum Anforderungsmanagement Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Werkzeugen für das Anforderungsmanagement Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zur Modellierung Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Werkzeugen für die Modellierung Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zur Generierung Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Codegeneratoren Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zur statischen Codeanalyse Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Werkzeugen zur statischen Codeanalyse Beispielhafte Vertreter 159

8 xiii 67 Werkzeuge zur dynamischen Analyse Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Werkzeugen zur dynamischen Analyse Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zum Build-Management Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Werkzeugen zum Build-Management Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zum Konfigurations-und Versionsmanagement Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Werkzeugen zum Konfigurations- und Versionsmanagement Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zum Codemanagement Herausforderungen von Werkzeugen zum Codemanagement Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zum Test Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Testwerkzeugen Beispielhafte Vertreter Werkzeuge zur Dokumentation Anforderungen und Entscheidungskriterien Herausforderungen von Dokumentationswerkzeugen Beispielhafte Vertreter 165 Anhang A Beispielfragen 169 Al Auszüge aus der Prüfungsordnung 169 A2 Beispielfragen 170 B Abkürzungsverzeichnis 171 C Glossar 173 D Literaturverzeichnis 185 Index 191