Moderne Softwarearchitektur - Grundlagen, Design Patterns, Dokumentation und Bewertung

Grundlagen der Software-Architektur

• Was ist Softwarearchitektur? Aufgaben und Verantwortung des Architekten
• Architektur vs. Design vs. Implementierung
• Architekturprinzipien
  • Modularität
  • Kapselung
  • Kohäsion
  • Lose Kopplung
• Qualitätsattribute
  • Scalability
  • Maintainability
  • Security
  • Testability
  • Performance
• Überblick Architekturstile
  • Monolithisch
  • Microservices
  • Event-driven
  • Serverless
  • Cloud-native
  • Wann nutze ich welchen Stil?
• Einführung in moderne Architektur-Patterns
  • Layered
  • Hexagonal
  • CQRS
  • Event Sourcing
• Rolle der Architektur im agilen Entwicklungsprozess
  • Scrum
  • DevOps

Praxisübung

• Architektur einer bestehenden Anwendung grob analysieren und den Stil identifizieren

Architektur-Entwicklungsprozesse

• Architektur als Prozess: Von Anforderungen zur Lösung
• Vorgehensmodelle
  • arc42
  • ATAM
  • SAFe Architectural Runway
• Architekturentscheidungen treffen
  • ADR – Architectural Decision Records
• Design Patterns und deren Anwendung
  • Structural Patterns
    • Adapter
    • Facade
    • Composite
  • Behavioral Patterns
    • Observer
    • Strategy
  • Architektur-Patterns
    • API Gateway
    • Circuit Breaker
    • Event Sourcing
    • Saga
• Toolunterstützung
  • UML
  • C4 Model
  • PlantUML
  • Structurizr
  • Modellierung von Softwarelandschaften
• Einführung in DDD (Domain-driven Design)
  • Bounded Contexts
  • Aggregates
  • Ubiquitous Language
• Architekturen in modernen Umgebungen
  • Kubernetes
  • Container-basierte Deployments
  • Konfiguration mit CUE: Validierung und Policy-as-Code

Praxisübung

• Erstellen eines Architekturentwurfs inkl. ADR-Dokumentation

Dokumentation von Architektur

• Warum Architektur-Dokumentation wichtig ist
• Anforderungen an gute Dokumentation
  • Klarheit
  • Aktualität
  • Nutzen
• Standards und Templates
  • arc42 Template
  • C4 Model (Context, Container, Component, Code)
• Visualisierungstools
  • Structurizr
  • Mermaid
  • PlantUML
• Verwendung von ADRs (Architectural Decision Records)
• Automatisierte Dokumentation aus Code-Basis
• Versionierung von Architektur-Artefakten
  • GitOps-Ansatz

Praxisübung

• Dokumentation einer Beispielarchitektur im arc42-Template

Architekturbewertung und –optimierung

• Qualitätsattribute und Bewertungskriterien
• Bewertungsmethoden
  • ATAM (Architecture Tradeoff Analysis Method)
  • CBAM (Cost Benefit Analysis Method)
  • Lightweight Architecture Evaluation
• Identifikation technischer Schulden
• Refactoring von Architekturen
  • Modularisierung
  • Microservices-Zerlegung
• Architektur-Metriken
  • Komplexität
  • Coupling
  • Cohesion
  • Change Frequency
• Monitoring & Observability als Feedback für Architekturqualität
• Tools
  • SonarQube
  • ArchUnit
  • Prometheus + Grafana
• Optimierung in Cloud-Umgebungen
  • Skalierbarkeit durch Kubernetes
  • Konfigurationsvalidierung mit CUE (Policy as Code)

Praxisübung: Bewertung einer Beispielarchitektur und Ableitung von Optimierungsmaßnahmen

• Grundkenntnisse in Softwareentwicklung (z. B. Java, .NET oder Python)

• Softwareentwickler
• Architekten
• technische Projektleiter
• DevOps-Engineers