Inhaltsverzeichnis. I Konstruktion von Architekturen Einleitung 1

Transkript

1 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Die Rolle der Software-Architekten Wer wird als Software-Architekt angesehen? Der Plattformspeziaiist als Software-Architekt Der Entwurfsspezialist als Software-Architekt Der Stratege als Soft wäre-architekt Probleme der technologiebezogenen Sichtweisen Der Software-Architekt als Wunderheiler Der Software-Architekt als kleiner König Resultierende Konflikte Die generische Flexibilisierungsfalle Aufgaben von Architekten i Entwurf Planung und Organisation ßauüberwachung ig 2.4 Wer sollte Architekten beauftragen? Die ßauherrenrolle Entwurfsentscheide muss der Bauherr fällen Qualitätssicherung braucht der Bauherr Architektur studieren Ausbildungsziele für ein Studium Architektur eines Architektur-Studiengangs Fazit 28 I Konstruktion von Architekturen 31 3 Architekturbeschreibung Standpunkte und Sichten Der ANSI/IEEE-Standard Vorgehensweise bei der Wahl der Standpunkte Vergleich verschiedener Standpunktmengen Architekturbeschreibung mit der UML 40

2 msäuäslä,-. : i ^ i t i i f '' ' ' > x Inhaltsverzeichnis Von der UML 1 zur UML Verschiedene Standpunkte Relevante Diagrammtypen Spezifikation nichtfunktionaler Eigenschaften Das Metamodell der UML 2 für Architekturelemente 60 4 Prozess der Architektur- und Komponentenentwicklung Charakter des Prozesses Aktivitäten innerhalb einer Iteration Entwurfsprinzipien Abstraktion Modularisierung Kapselung Hierarchische Dekomposition Separation of Concems Einheitlichkeit Entwicklungstätigkeiten Entwurfsentscheidungen Arbeitsmittelvorrat des Entwicklers 86 5 Identifikation von Komponenten Beispiel: Schafkopfen mit dem Computer Software-Kategorien und Komplexität Was gehört zu O-Software? Kommunikation zwischen Komponenten Anwendung und Technik Anwendungs-Software (A-Software) Technik-Software (T-Software) Kombination von Anwendung und Technik Trennung von Anwendung und Technik Regeln Model-Driven Architecture Begriffserklärungen Modell Metamodell Modelltransformation MDA-Marks Plattform MDA und die Begriffe CIM, PIM, PSM MDA-Konfiguration Vereinfachte Architekturevolution durch Abstraktion Modelltransformationen und Verfeinerung 113

3 Inhaltsverzeichnis xi Klassifikation verschiedener Transformationsarten NachVerfolgbarkeit Iterative Ausführung Inkrementelle Ausführung Marks und Verfeinerung Modellgetriebene Entwicklung in Teams Die Rolle von Standards Entwurf von MDA-Konfigurationen Merkmalanalyse und domänenspezifische Sprachen Zuschnitt von Modelltransformationen UML-Profile 127 II Evolution von Architekturen Grundlagen der Evolution von Software-Architekturen Grundlegende Motivation zur Evolution Methode Anwendbarkeit der Evolution Domänenspezifische Sprachen Ansätze und Konzepte zur Software-Evolution Refactoring: Evolution im Kleinen Software-Evolution am Beispiel Validierung von Refactorings durch Testen Fazit Reverse Engineering Reverse Engineering ist zielgetrieben Wissensbasiertes Reverse Engineering von Architekturen Reverse Engineering Abhängigkeitsbasiertes Reverse Engineering Die Rolle von Metriken im Reverse-Engineering-Prozess Programmabhängigkeitsgraphen Programmschneiden Benutzereinbindung in den Reverse-Engineering-Prozess Automatisches Reverse Engineering Halbautomatisches Reverse Engineering Reverse Engineering als Teil des agilen Entwicklungsprozesses Industrielle Reife und Einsetzbarkeit Migration von Altsystemem Projektkontext Technische Aspekte sanfter Migration Multi-Schichten-Architekturen für betriebliche Informationssysteme 168

4 xii Inhaltsverzeichnis Architektur und Migrationsprozess i Das Dublo-Muster: DUal Business LOgic Dienstorientierte Zielarchitektur T Nichttechnische Aspekte sanfter Migration Betriebswirtschaftliche Aspekte sanfter Migration Organisatorische Aspekte sanfter Migration Psychologische Aspekte sanfter Migration 182 III Management von Architekturen Integratives IT-Architekturmanagement Situation im Unternehmen Modellbasiertes Architekturmanagement Analyse der Anwendungsdomäne T Typische Fragen an die konzeptuelle IT-Architektur Anwenderrollen einer konzeptuellen IT-Architektur Defizitanalyse konzeptueller IT-Architekturen Integratives IT-Architekturmanagement Anforderungen an die konzeptuelle IT-Architektur Lösungsansätze zur Modellstrategie Metadaten und Modellmanagement Vorgehensmodell Lebenszyklus einer konzeptuellen IT-Architektur Integration in vorhandene Strukturen und Modelle Kriterien zur Werkzeugunterstützung Verzahnung des Repositoriums mit der Umwelt Unterstützung des Lebenszyklus Weitere technische Aspekte Organisation des Architekturmanagements Bedeutung der Architektur Gewachsene Applikationslandschaft eines Unternehmens Notwendigkeit der integrierten Gesamtsicht auf die Applikationslandschaft Eingrenzung des Architekturbegriffs Positionierung der Entwicklung und Bereitsstellung IT-Services als IT-Produkte in Kombination mit kundenorientierten Mehrwertservices Berücksichtigung der Architektur im»application Management« Architekturmanagement Kontinuierliche Entwicklung und Pflege der Architektur Situationsabhängige Durchsetzung der Architektur 221

5 Inhaltsverzeichnis xiii Aufgaben des Architekturmanagements Institutionatisierung des Architekturmanagements Ergänzung des IT-Servicemanagements Dienstorientierte Architekturgestaltung Dienstorientierung in der Unternehmensarchitektur Architekturkonstrukte des Business Engineering Dienste im Business-Engineering-Framework Dienste auf Strategieebene Dienste auf Prozessebene Dienste auf Applikationsebene Dienstorientierung vs. Infrastruktur Kommunikation über Systemarchitekturen Systemmodelle als Kommunikationsmittel des Architekten Typische Szenarien Darstellungsmittel für Systemmodelle Anforderungen an Darstellungsmittel Grafische Gestaltungsrichtlinien Fundamental Modeling Concepts (FMC) FMC-Strukturtypen und zugehörige Diagramme Aufbaustrukturen Ablaufstruktur Wertebereichsstruktur Sichten auf Systeme in FMC Abstraktion und Verfeinerung Aspekt- und Szenariomodelle Abbildung von Systemmodellen auf objektorientierte Softwarestrukturen FMC-Modellierungsprinzipien Praxiserfahrungen und weiter gehende Ansätze Dokumentation bestehender Systeme Anforderungsanalyse und»mental Prototyping« Systemmodelle als Basis der Projektsteuerung Architekturbasierte Beschreibung transaktionaler Systeme 271 IV Bewertung von Architekturen Bewertungstechniken - eine allgemeine Übersicht Begriffsdefinitionen Qualität Ausgewählte Qualitätsmerkmale Grundlagen der Architekturbewertung 281

6 xiv Inhaltsverzeichnis Ziel der Architekturbewertung Vorteile der Architekturbewertung Probleme der Architekturbewertung Eine Kategorisiemng von Architekturbewertungstechniken Geeignete Architekturbewertungstechniken Evaluationstechniken vs. Qualitätseigenschaft SAAM (Scenario-based Architecture Analysis Method) ATAM (Architecture Trade-off Analysis Method) CBAM (Cost Benefit Analysis Method) ALMA (Architecture-Level Modifiability Analysis) Bewertungstechniken für die Systemsicherheit Vorgehensmodell der Gefährdungsanalyse Eine Klassifizierung von Gefährdungsanalysetechniken Gefährdungsanalysetechniken Fehlerbaumanafyse und Komponentenfehlerbäume Zuverlässigkeits-Blockdiagramme Markov-Analysen HAZOP und HAZOP-basierteTechniken FMEA und IF-FMEA ' HiP-HOPS ' 30g " 4 Fazit Zi]\Z\[[ZZ\Z'. :, Bewertungstechniken für die Performanz Allgemeines Vorgehensmodell Klassifikation von Performanzbewertungstechniken Architekturbeschreibung Perfomnanzmodelle Auswertungsmethoden Ausgewählte Verfahren SPE "" CB-SPE umipsi LQN ''""^^...'*'" CP 325 V Wiederverwendung von Architekturen Software-Muster Was ist ein Muster Vorteile von Mustern Musterkategorien 34-j Architekturmuster? A -,

7 Inhaltsverzeichnis xv I Entwurfsmuster Idiome Klassifikation von Mustern Musterkataloge, Mustersysteme und Mustersprachen Best-Practice-Mustersysteme Muster-Enzyklopädien Beziehungen zwischen Mustern Instanziierung von Mustern Pattern-Mining Muster und andere Methoden Weiterführende Hinweise Fazit Referenzarchitekturen Typen von Referenzarchitekturen Funktionale Referenzarchitekturen Logische Referenzarchitekturen Technische Referenzarchitekturen Beschreibung von Referenzarchitekturen Architekturüberblick Texturen Referenzschnittstellen Infrastrukturen Nutzung von Referenzarchitekturen Ausgangspunkt der Software-Entwicklung Grundlage für modellgetriebene Software-Entwicklung Einheitliche Sprache im Unternehmen Betrieb und Integration Entwicklung, Pflege und Weiterentwicklung Entwicklung als Reifungsprozess Pflege und Weiterentwicklung als Produkt Software-Produktlinien Entwicklung von Software-Produktlinien Variabilität Variabilität des Produktraums Variabilität der Software-Produktlinien-Artefakte Variabilitätsarten Auswirkungen der Variabilitätsarten auf die Software-Produktlinien-Architektur Orthogonale Dokumentation der Variabilität Evolution von Software-Produktlinien Reifegrade von Software-Produktlinien 383

8 Ixvi Inhaltsverzeichnis Evolution der Software-Produktlinien-Artefakte Vorgehensmodelle Proaktive Entwicklungsstrategien Reaktive Entwicklungsstrategien Abgrenzung zu anderen Konzepten Fazit ' Framework-Entwurf Eigenschaften von Frameworks Umkehrung des Kontrollflusses Vorgabe einer konkreten Anwendungsarchitektur Anpassbarkeit durch Variationspunkte Arten von Frameworks Objektorientierte Frameworks Komponentenbasierte Frameworks 40i Mischformen von Frameworks Abgrenzung von Frameworks zu anderen Konzepten Der Entwicklungsprozess von Frameworks Entwicklung von Frameworks Nutzung von Frameworks Komposition von Frameworks Evolution und Wartung von Frameworks Entwurf objektorientierter Frameworks Der Hotspot-getriebene Entwurf von objektorientierten Frameworks Definition eines speziellen Objektmodells Identifikation der Hotspots und Erstellung der Hotspot-Karten Entwurf und Überarbeitung des objektorientierten Frameworks mit Metamustern Einsatz des objektorientierten Frameworks Andere Entwurfsmethoden für objektorientierte Frameworks Entwurf von Komponenten-Frameworks Fazit 416 VI Beispiele von Architekturen Multimedia-Architekturen Aspekte von Multimedia Beispiele für Multimedia-Architekturen Beispiele für (Multr-)Media-Datenbanken Beispiele für Streaming-Architekturen Beispiele für Präsentationsarchitekturen Hintergrund zur Entwicklung von MM4U 428

9 Inhaltsverzeichnis xvii 21.4 Vorgehensweise bei der Entwicklung von MM4U Entwicklung des MM4U-Frameworks Analyse verwandter Arbeiten und spezielle Objektmodelle Identifizierung und Erstellung der Hotspot-Karten und Gruppen- Hotspot-Karten Identifikation der Komponenten und Entwurf der Framework-Architektur Entwurf der Multimedia-Kompositionskomponente Entwurf der Präsentationsformat-Generatorenkomponente Implementierung, Überarbeitung und Nutzung des MM4U-Frameworks Fazit Peer-to-Peer-Architekturen Definitionen Klassifikation von P2P-Architekturen Reine P2P-Architekturen Hybride P2P-Architekturen Schichten einer P2P-Applikation Benutzungsschnittstellen P2P-Dienste P2P-Netzwerk Beispiele von P2P-Systemen Napster Freenet Chord FastTrack JXTA 460 VII Anhang 463 A Formale Techniken zur Architekturbeschreibung 465 A.1 Einsatz formaler Spezifikationstechniken 465 A.2 Überblick und tabellarische Zusammenfassung 467 A.3 Ein generischer Ansatz: Formal oder lieber doch nicht? 475 A.4 Fazit 476 B Architekturbeschreibungssprachen 477 B.1 Darwin 478 B.2 MetaH/ControlH 479 B.3 Rapide 480 B.4 Wright 481

10 I xviii Inhaltsverzeichnis Glossar Abkürzungsverzeichnis Autorenverzeichnis Literatur, Index