Basiswissen Softwarearchitektur - Verstehen, entwerfen, wiederverwenden

von: Torsten Posch, Klaus Birken, Michael Gerdom

dpunkt, 2012

ISBN: 9783864910432

Sprache: Deutsch

380 Seiten, Download: 5856 KB

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Basiswissen Softwarearchitektur - Verstehen, entwerfen, wiederverwenden

	Geleitworte	6
	Vorwort	8
	Danksagung	10
	Hinweise fu¨r den Leser	12
	Inhaltsverzeichnis	14
	1 Grundlagen	22
	1.1 Warum Softwarearchitektur?	23
	1.2 Was ist Softwarearchitektur?	25
	1.2.1 Definition von Softwarearchitektur	25
	1.2.2 Ziele und Aufgaben von Softwarearchitektur	32
	1.2.3 Wodurch wird Softwarearchitektur beeinflusst?	37
	1.3 Bedeutung von Softwarearchitektur	39
	1.3.1 Symptome bei fehlender Softwarearchitektur	41
	1.4 Zusammenfassung	42
	2 Softwarearchitektur in der Organisationsstruktur	44
	2.1 Wechselwirkungen zwischen Architektur und Unternehmen	44
	2.2 Die Rolle des Softwarearchitekten	46
	2.2.1 Allgemeine Eigenschaften und Aufgaben	48
	2.2.2 Aufgaben im Entwicklungsprojekt	50
	2.2.3 Das Architekturteam	58
	2.3 Zusammenspiel von Softwarearchitektur und Projektmanagement	62
	2.3.1 Bedeutung von Softwarearchitektur für das Projektmanagement	62
	2.3.2 Das Führungsteam aus Projektleiter und Softwarearchitekt	69
	2.4 Zusammenfassung	72
	3 Vorgehen	76
	3.1 Überblick	77
	3.2 Vorbereitungen für den Entwurf	79
	3.2.1 Anforderungsanalyse	80
	3.2.2 Einflussfaktoren	83
	3.3 Iterativ, inkrementeller Entwurf, Dokumentation und Bewertung	84
	3.3.1 Der erste Architekturentwurf	85
	3.3.2 Iterativ, inkrementelles Ausbauen des Entwurfs	87
	3.4 Die Umsetzung der Architektur	88
	3.5 Zusammenfassung	89
	4 Einflussfaktoren	90
	4.1 Bedeutung von Einflussfaktoren	90
	4.2 Arten von Einflussfaktoren	93
	4.2.1 Organisatorische Faktoren	93
	4.2.2 Technologische Faktoren	94
	4.2.3 Produktfaktoren	95
	4.2.4 Flexibilität, Veränderbarkeit und Einfluss	98
	4.3 Spezifikation von Einflussfaktoren	98
	4.3.1 Identifizieren und Präzisieren der Faktoren	99
	4.3.2 Analyse der Faktoren	103
	4.3.3 Identifizieren von Architekturthemen und Entwickeln von Strategien	105
	4.4 Zusammenfassung	108
	5 Entwurf von Softwarearchitekturen	110
	5.1 Entwurfsumfeld und wichtige Begriffe	111
	5.1.1 Entwurfsziele	111
	5.1.2 Entwurf und Komplexität	113
	5.1.3 Vorleistungen	114
	5.1.4 Allgemeine Aktivitäten beim Entwurf	116
	5.1.5 Fünf Kriterien für einen korrekten Entwurf	118
	5.2 Fundamentale Entwurfsprinzipien	121
	5.2.1 Abstraktion	122
	5.2.2 Kapselung	123
	5.2.3 Modularität	124
	5.2.4 Hierarchie	125
	5.2.5 Konzeptuelle Integrität	126
	5.3 Komponenten und Schnittstellen	127
	5.3.1 Komponenten - Grundbausteine der Architektur	127
	5.3.2 Schnittstellen - Vertragswerk der Softwarearchitektur	131
	5.3.3 Techniken zur Adaption von Komponenten	132
	5.4 Entwurfsschritte und Heuristiken	133
	5.4.1 Konkrete Entwurfsschritte	134
	5.4.2 Heuristiken	139
	5.5 Zusammenfassung	144
	6 Dokumentation	146
	6.1 Bedeutung der Dokumentation	147
	6.2 Anforderungen an eine Dokumentation	148
	6.2.1 Allgemeine Anforderungen an eine Projektdokumentation	149
	6.2.2 Anforderungen an Architekturbeschreibungen	151
	6.3 Bestandteile einer Architekturdokumentation	153
	6.3.1 Sichten eines Systems	153
	6.3.2 Zusammenspiel der Sichten	155
	6.3.3 Beschreibung des Aufbaus und Hilfestellungen	155
	6.3.4 Zusammenfassung	156
	6.4 Architektursichten	156
	6.4.1 Kontextsicht	158
	6.4.2 Struktursicht	159
	6.4.3 Verhaltenssicht	160
	6.4.4 Abbildungssicht	160
	6.4.5 Sichten in der Literatur	161
	6.5 UML 2 als Notation für Architektursichten	164
	6.5.1 UML-Überblick	164
	6.5.2 Darstellungsmöglichkeiten für die Kontextsicht	167
	6.5.3 Darstellungsmöglichkeiten für die Struktursicht	172
	6.5.4 Darstellungsmöglichkeiten für die Verhaltenssicht	175
	6.5.5 Darstellungsmöglichkeiten für die Abbildungssicht	185
	6.5.6 Beschreibungsmöglichkeiten für weitere Architekturaspekte	187
	6.5.7 UML Erweiterungsmechanismen zur Konsistenzsicherung	191
	6.6 Zusammenfassung	193
	7 Bewertung	194
	7.1 Grundlagen der Architekturbewertung	194
	7.1.1 Allgemeines Vorgehen und Ergebnis	196
	7.1.2 Arten von Bewertungen und Zeitpunkt	197
	7.1.3 Der Faktor Erfahrung	199
	7.2 Bewertungsmethoden	200
	7.2.1 Fragetechniken	201
	7.2.2 Messtechniken	202
	7.2.3 Auf Erfahrung basierende Argumentation	203
	7.2.4 Kategorisierung der Bewertungsmethoden	203
	7.3 Szenariobasierte Bewertung	205
	7.3.1 ATAM	205
	7.3.2 ATAM-Phasen	206
	7.3.3 ATAM-Schritte	211
	7.4 Kosten und Nutzen	216
	7.4.1 Kosten	217
	7.4.2 Nutzen	218
	7.5 Zusammenfassung	220
	8 Die Toolbox des Softwarearchitekten	222
	8.1 Einführung	222
	8.1.1 Historie und derzeitiger Stand	223
	8.1.2 Vorteile und Aufbau unserer Toolbox	224
	8.1.3 Wie erwirbt der Architekt sein Wissen?	226
	8.2 Lösungsvorlagen und Methoden	226
	8.2.1 Anwendung von Architekturstilen	227
	8.2.2 Anwendung von Architekturmustern	232
	8.2.3 Anwendung von Entwurfsmustern	238
	8.3 Technologien und Werkzeuge	246
	8.3.1 Betriebssysteme und Programmiersprachen	247
	8.3.2 Bibliotheken, Komponenten und Frameworks	248
	8.3.3 Modellierung und Generierung	251
	8.3.4 Analyse und Rekonstruktion	253
	8.4 Zusammenfassung	255
	9 Fallbeispiel	258
	9.1 Projektbeschreibung	258
	9.2 Schrittweises Vorgehen zur Erstellung der Architektur	259
	9.3 Ausgangssituation	261
	9.4 Anforderungen und Use Cases	262
	9.5 Analysemodell	264
	9.6 Aufbau der Architekturdokumentation	265
	9.7 Architekturerstellung	266
	9.7.1 Spezifikation der Einflussfaktoren	266
	9.7.2 Entwurf und Dokumentation	272
	9.7.3 Umfangreiches Assessment	279
	9.8 Umsetzung der Architektur	281
	9.9 Zusammenfassung	282
	10 Softwarearchitektur im industriellen Maßstab	286
	10.1 Chronische Probleme der heutigen Softwareentwicklung	287
	10.1.1 Unnötige Freiheitsgrade bei Sprachen und Tools	287
	10.1.2 Schwerpunkt auf Einzelprojekten	289
	10.1.3 Ungenügendes Zusammenspiel von Komponenten	289
	10.2 Bahnbrechende Innovationen	292
	10.2.1 Innovationsfeld 1: Systematische Wiederverwendung	292
	10.2.2 Innovationsfeld 2: Modellgetriebene Entwicklung	293
	10.3 Komplexität und die Abstraktionslücke	295
	10.3.1 Arten von Komplexität in der Softwareentwicklung	295
	10.3.2 Die Abstraktionslücke	296
	10.3.3 Verkleinern der Abstraktionslücke	297
	10.4 Zusammenfassung	298
	11 Produktlinien für Software	300
	11.1 Was sind Produktlinien?	300
	11.1.1 Vom Softwaresystem zur Standardplattform	301
	11.1.2 Grundlegende Begriffe	303
	11.1.3 Wann sind Softwareproduktlinien sinnvoll?	306
	11.1.4 Softwareproduktlinien in drei Dimensionen	312
	11.1.5 Wiederverwendung als treibende Kraft	313
	11.2 Aktivitäten und Vorgehen	316
	11.2.1 Wesentliche Aktivitäten zum Betrieb einer Produktlinie	316
	11.2.2 Tätigkeiten des Softwarearchitekten	318
	11.2.3 Allgemeine Schritte zum Produktlinienentwurf	320
	11.2.4 Softwarebezogene Schritte zur Einführung	321
	11.3 Architektur und Software Engineering	322
	11.3.1 Aufgaben für Architekt und Softwareingenieur	322
	11.3.2 Komponenten - Grundbausteine der Produktlinie	326
	11.3.3 Objektorientierte Frameworks	328
	11.4 Technische und organisatorische Aufgaben	331
	11.4.1 Technische Aufgaben	331
	11.4.2 Organisatorische Aufgaben	333
	11.5 Zusammenfassung	333
	12 Modellbasierte Entwicklung mit MDA und DSLs	336
	12.1 Grundidee von MDA	337
	12.2 Konzepte	339
	12.2.1 Modelle	339
	12.2.2 Transformationen	342
	12.3 Metamodellierung	344
	12.3.1 Vier-Schichten-Modell der Metamodellierung	345
	12.4 Fallstudie	347
	12.4.1 Plattformunabhängiges Modell (PIM)	347
	12.4.2 Technische Lösung und Markierungen	348
	12.4.3 Transformation PIM zu PSM	349
	12.4.4 Plattformabhängiges Modell (PSM)	350
	12.4.5 Transformation PSM zu Code	351
	12.5 Alternative: Domänenspezifische Sprachen	353
	12.5.1 Grundidee der domänenspezifischen Sprachen	353
	12.5.2 Werkzeugunterstützung für DSLs	355
	12.5.3 Anwendungsfelder	357
	12.6 Zusammenfassung	358
	Literatur	362
	Index	368

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