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Alexandra Mendes

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30. Januar 2025

Softwarearchitektur versus Design: Was Sie wissen müssen

Was ist der Unterschied zwischen Softwarearchitektur und Softwaredesign? Die Softwarearchitektur definiert die allgemeine Struktur eines Systems und gewährleistet Skalierbarkeit, Sicherheit und Leistung. Das Softwaredesign konzentriert sich dagegen darauf, wie einzelne Komponenten, Module und Funktionen implementiert werden. Während die Architektur das Fundament des Systems bildet, verfeinert das Design dessen interne Funktionsweise.

In diesem Artikel werden die wichtigsten Unterschiede zwischen Softwarearchitektur und -design aufgezeigt, wie sie sich gegenseitig ergänzen, und erklärt, warum das Verständnis dieser Konzepte für alle an der Softwareentwicklung Beteiligten von entscheidender Bedeutung ist.

Was ist Softwarearchitektur und warum ist sie wichtig?

Softwarearchitektur bezieht sich auf die übergeordnete Struktur eines Softwaresystems und beschreibt seine Hauptkomponenten, ihre Beziehungen und ihre Interaktion. Es ist ein Entwurf, der das gesamte Design und die Entwicklung des Systems bestimmt und Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Wartbarkeit gewährleistet. Diese Abstraktionsebene konzentriert sich auf das „große Ganze“ und bildet die Grundlage, auf der alle nachfolgenden Entwicklungen aufbauen.

Was sind die Hauptmerkmale der Softwarearchitektur?

Eine gut durchdachte Softwarearchitektur hat mehrere definierende Merkmale, die sicherstellen, dass ein System skalierbar, wartbar und anpassungsfähig ist:

  • Modularität — Zerlegung eines Systems in unabhängige, wiederverwendbare Komponenten.
  • Skalierbarkeit — Sicherstellen, dass das System das Wachstum ohne größere Neugestaltungen bewältigen kann.
  • Sicherheit — Implementierung von Best Practices zum Schutz von Daten und zur Verhinderung von Verstößen.
  • Aufführung — Optimierung der Geschwindigkeit und des Ressourcenverbrauchs für Effizienz.
  • Zuverlässigkeit — Gewährleistung minimaler Ausfallzeiten und Fehlertoleranz.
  • Flexibilität — Ermöglicht einfache Änderungen oder Integrationen mit neuen Technologien.

Architekten entwickeln Systeme, die sich an die sich ändernden Geschäfts- und Benutzeranforderungen anpassen und wachsen können, indem sie sich auf diese Eigenschaften konzentrieren.

Was macht ein Softwarearchitekt?

Softwarearchitekten spielen eine zentrale Rolle bei der Gestaltung der Systemstruktur. Zu ihren Aufgaben gehören:

  • Definition der Gesamtarchitektur des Systems, einschließlich der Komponentenorganisation und der Interaktionsmuster.
  • Treffen strategischer Entscheidungen über Technologien, Frameworks und Tools.
  • Stellen Sie sicher, dass die Architektur den Geschäftszielen wie Skalierbarkeit, Sicherheit und Leistung entspricht.
  • Erleichterung der Kommunikation zwischen Stakeholdern, einschließlich Entwicklern, Projektmanagern und Entscheidungsträgern.

Was sind die gängigsten Softwarearchitekturmuster?

Die Softwarearchitektur folgt etablierten Mustern, um häufig auftretende Herausforderungen beim Systemdesign zu lösen. Einige sind weit verbreitet Muster der Softwarearchitektur beinhalten:

  • Mehrschichtige Architektur (N-Tier) — Unterteilt Belange in logische Ebenen (z. B. Präsentation, Geschäftslogik, Daten). Häufig in Unternehmensanwendungen.
  • Client-Server-Architektur — Unterteilt das System in Clients (die Dienste anfordern) und Server (antworten). Wird in Webanwendungen verwendet.
  • Microservices-Architektur — Unterteilt eine Anwendung in unabhängige Dienste, die über APIs kommunizieren. Ideal für skalierbare cloudnative Anwendungen.
  • Eventgesteuerte Architektur — Komponenten reagieren eher auf Ereignisse (Zustandsänderungen) als auf direkte Aufrufe. Nützlich in Echtzeitsystemen wie IoT- und Finanz-Apps.
  • Serverlose Architektur — Führt Code als Reaktion auf Ereignisse aus, ohne die Infrastruktur zu verwalten. Ideal für Anwendungen mit unvorhersehbarem Datenverkehr.

Was ist Softwaredesign und wie unterscheidet es sich von Architektur?

Das Softwaredesign konzentriert sich auf die detaillierte Planung und Implementierung der kleineren Einzelkomponenten eines Softwaresystems. Es definiert, wie jedes Modul, jede Klasse oder Funktion intern funktioniert und miteinander interagiert.

Im Gegensatz zur Softwarearchitektur, die eine übergeordnete, strukturelle Sichtweise einnimmt, befasst sich das Softwaredesign mit den Besonderheiten und stellt sicher, dass jedes Systemteil funktionsfähig, effizient und auf den umfassenderen Architekturplan abgestimmt ist.

Bedeutung des detaillierten Designs innerhalb von Modulen oder Komponenten

Ein detailliertes Softwaredesign ist von entscheidender Bedeutung, da es sich direkt auf den Entwicklungsprozess und die Qualität des Endprodukts auswirkt. Ein gut durchdachtes Design:

  • Beugt Fehlern vor: Es reduziert Mehrdeutigkeiten und stellt sicher, dass Entwickler verstehen, wie sich jeder Teil des Systems verhalten sollte.
  • Verbessert die Wartbarkeit: Das klare Design erleichtert das Aktualisieren oder Ändern von Komponenten ohne unbeabsichtigte Folgen.
  • Verbessert die Leistung: Das richtige Design optimiert das interne Funktionieren der Komponenten und führt zu schnelleren und effizienteren Systemen.

Was sind die gängigsten Software-Entwurfsmuster?

Entwurfsmuster für Software sind wiederverwendbare Lösungen für gemeinsame Entwicklungsherausforderungen. Zu den häufig verwendeten Mustern gehören:

  • Singleton-Muster — Stellt sicher, dass nur eine Instanz einer Klasse existiert (z. B. Datenbankverbindungen).
  • Fabrikmuster — Erzeugt Objekte, ohne die genaue Klasse anzugeben, die instanziiert werden soll.
  • Beobachtermuster — Ermöglicht Komponenten, auf Änderungen in einer anderen Komponente zu reagieren (z. B. Event-Listener).
  • Model-View-Controller (MVC) — Trennt Bedenken in Anwendungen (häufig in Web-Frameworks wie Django und Spring verwendet).
  • Dekorator-Muster — Fügt Objekten dynamisch Funktionen hinzu, ohne ihren Code zu ändern.

Was ist das SOLID-Prinzip im Softwaredesign?

Das SOLIDE Prinzipien sind fünf wichtige Designprinzipien, die die Qualität und Wartbarkeit objektorientierter Software verbessern:

  1. S — Prinzip der einzigen Verantwortung (SRP): Eine Klasse sollte nur einen Grund haben, sich zu ändern.
  2. O — Prinzip offen/geschlossen (OCP): Software-Entitäten sollten offen für Erweiterungen, aber nicht für Änderungen sein.
  3. L — Liskov-Substitutionsprinzip (LSP): Objekte einer Oberklasse sollten durch Objekte einer Unterklasse ersetzbar sein.
  4. I — Prinzip der Schnittstellentrennung (ISP): Eine Klasse sollte nicht gezwungen werden, von Schnittstellen abhängig zu sein, die sie nicht verwendet.
  5. D — Prinzip der Abhängigkeitsinversion (DIP): Hängt von Abstraktionen ab, nicht von konkreten Implementierungen.

Die Einhaltung der SOLID-Prinzipien führt zu flexiblen, skalierbaren und wartbaren Codebasen, wodurch die technischen Schulden im Laufe der Zeit reduziert werden.

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Hauptunterschiede zwischen Softwarearchitektur und Softwaredesign

Obwohl Softwarearchitektur und Softwaredesign eng miteinander verknüpft sind, unterscheiden sie sich in Umfang, Fokus und den beteiligten Stakeholdern. Im Folgenden finden Sie eine Aufschlüsselung ihrer wichtigsten Unterschiede, um ihre Rolle in der Softwareentwicklung zu verdeutlichen.

Software Architecture and Software Design Differences table

Beispiel zum Hervorheben von Unterschieden

Stellen Sie sich vor, Sie bauen eine E-Commerce-Plattform auf:

  • Softwarearchitektur: Entscheidet, dass die Plattform eine Microservices-Architektur mit separaten Diensten für Benutzerverwaltung, Produktkataloge und Zahlungsabwicklung verwenden wird. Es spezifiziert auch Kommunikationsprotokolle wie REST-APIs oder Nachrichtenwarteschlangen.
  • Softwaredesign: Konzentriert sich auf die internen Funktionen des Dienstes „Benutzerverwaltung“. Dazu gehört die Definition des Datenbankschemas, die Art und Weise, wie Passwörter gehasht werden und wie API-Endpunkte mit der Authentifizierung umgehen.

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Wie arbeiten Softwarearchitektur und Design zusammen?

Softwarearchitektur und Design sind zwei Seiten derselben Medaille. Sie arbeiten zusammen, um die Entwicklung eines funktionalen, skalierbaren und wartbaren Softwaresystems sicherzustellen.

Während die Architektur die übergreifende Struktur liefert, füllt das Design die feineren Details aus und überbrückt so die Lücke zwischen übergeordneter Vision und praktischer Umsetzung. Ohne Architektur kann es dem Design an Richtung mangeln, und ohne Design bleibt Architektur abstrakt und nicht durchführbar.

Wie leitet die Softwarearchitektur das Softwaredesign?

Architektur setzt die Einschränkungen und Richtlinien dieses Design muss folgen. Es diktiert Entscheidungen auf hoher Ebene wie:

  • Aufbau des Systems — Definition wesentlicher Komponenten und ihrer Interaktionen.
  • Technologie-Stack — Auswahl von Frameworks, Datenbanken und Tools.
  • Skalierbarkeitsstrategie — Entscheidung zwischen monolithischen und Microservices-Modellen.

Zum Beispiel, wenn ein System gebaut wird mit Microservices-Architektur, in der Entwurfsphase wird Folgendes festgelegt:

  • Wie jeder Microservice ist intern strukturiert.
  • Das API-Verträge definieren Sie die Kommunikation zwischen Diensten.
  • Wie Datenkonsistenz wird über verteilte Komponenten hinweg verwaltet.

Wie beeinflusst Softwaredesign die Softwarearchitektur?

Die Architektur bildet zwar die Grundlage, aber Entwurfsentscheidungen können praktische Einschränkungen aufdecken, die architektonische Anpassungen erfordern. Zu den Beispielen gehören:

  • Die Komplexität eines Moduls unterstreicht die Notwendigkeit von ein anderes Kommunikationsmuster (z. B. Wechsel von REST zu gRPC für eine bessere Leistung).
  • Sicherheitsbedenken führen zu Anpassungen der Authentifizierungsmechanismen (z. B. mit OAuth oder JWT).
  • Leistungsengpässe, die dazu führen Überarbeitungen in der Datenbankarchitektur (z. B. Einführung von Caching-Ebenen oder NoSQL-Lösungen).

Design und Architektur entwickeln sich gemeinsam weiter, da während der Entwicklung neue Erkenntnisse entstehen.

Wie arbeiten Softwarearchitektur und Softwaredesign zusammen?

Eine effektive Zusammenarbeit zwischen Architekten und Entwicklern ist für den Erfolg unerlässlich:

  • Architekten Definieren Sie das allgemeine Framework, einschließlich des Technologie-Stacks, der Systemkomponenten und der Kommunikationsmethoden. Sie kommunizieren Architektur ist der Grund und was für Entwickler.
  • Entwickler: Mithilfe detaillierter Designs setzen Entwickler die Architektur in funktionierenden Code um und geben Architekten Feedback zu potenziellen Herausforderungen oder Verbesserungen, die auf der realen Implementierung basieren.

Regelmäßige Treffen, gemeinsame Dokumentation und offene Kommunikationskanäle stellen sicher, dass Architekten und Entwickler während des gesamten Projektlebenszyklus aufeinander abgestimmt sind.

Beispiel: Entwerfen einer skalierbaren Cloud-basierten App

Stellen Sie sich vor, Sie haben die Aufgabe, eine zu bauen Cloud-basierte Videostreaming-Plattform. So würden Architektur und Design zusammenspielen:

  1. Architekturentscheidungen:
    • Der Architekt verwendet eine Microservices-Architektur, um verschiedene Funktionen wie Benutzerverwaltung, Videostreaming und Analysen zu handhaben.
    • Das System wird auf einer Cloud-Plattform wie AWS gehostet, wobei die Skalierbarkeit über Kubernetes ermöglicht wird.
    • Die Dienstkommunikation wird mithilfe von REST-APIs und einem Message-Broker wie RabbitMQ verwaltet.

  2. Umsetzung des Entwurfs:
    • Die Entwickler entwerfen den Benutzerverwaltungsdienst, indem sie detailliert beschreiben, wie sich Benutzer registrieren und authentifizieren. Sie entscheiden über Klassenhierarchien, wie z. B. die Trennung der Nutzer Entität von Admin Privilegien und Implementierung von OAuth für eine sichere Anmeldung.
    • Für den Video-Streaming-Dienst entwerfen sie APIs, um Videoinhalte abzurufen, die Wiedergabe zu puffern und die Bandbreite auf der Grundlage der Benutzergeräte zu verwalten.


  3. Zusammenarbeit in Aktion:
    • Während der Entwurfsphase stellen Entwickler fest, dass die Implementierung eines bestimmten Kodierungsalgorithmus für die Videowiedergabe zu Verzögerungen führen kann. Dieses Feedback veranlasst den Architekten, die Architektur zu überarbeiten und ein Content Delivery Network (CDN) für eine schnellere Videobereitstellung einzubeziehen.
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Häufige Missverständnisse über Softwarearchitektur und -design

Missverständnisse über Softwarearchitektur und -design können zu Verwirrung und Fehlern bei der Projektplanung und -ausführung führen. Hier sind einige der häufigsten Missverständnisse zusammen mit den Gründen, warum sie ungenau sind:

„Architektur ist nur Design in größerem Maßstab.“

Architektur und Design sind zwar miteinander verbunden, unterscheiden sich aber nicht nur in Größe oder Umfang.

  • Warum das ein Mythos ist: Die Architektur konzentriert sich auf allgemeine Entscheidungen über die Struktur des Systems, wie z. B. seine Komponenten, Technologien und Kommunikationsprotokolle. Im Gegensatz dazu befasst sich das Design mit der detaillierten Implementierung, z. B. der Logik innerhalb einzelner Module.
  • Die Wahrheit: Architektur definiert was das System ist und warum es ist so strukturiert, während das Design bestimmt wie einzelne Komponenten werden gebaut und interagieren.

„Nur große Systeme benötigen eine Softwarearchitektur.“

Es ist allgemein bekannt, dass kleinere Projekte keine architektonische Planung erfordern, aber das Überspringen dieses Schritts kann später zu erheblichen Herausforderungen führen.

  • Warum das ein Mythos ist: Auch kleine Systeme profitieren von einer klaren Struktur. Schlechte architektonische Entscheidungen in der Anfangsphase können zu technischen Schulden führen, was die zukünftige Skalierung, Wartung oder Erweiterung von Funktionen schwierig und teuer macht.
  • Die Wahrheit: Jedes Projekt, unabhängig von seiner Größe, erfordert ein angemessenes Maß an architektonischer Planung. Die Architektur mag für kleinere Systeme einfacher sein, aber es ist dennoch wichtig, Skalierbarkeit und Wartbarkeit sicherzustellen.

„Architekturentscheidungen sind endgültig und unveränderlich.“

Manche glauben, dass eine Architektur nicht mehr geändert werden kann, wenn sie einmal festgelegt ist. Diese Starrheit kann Teams davon abhalten, ihre Systeme weiterzuentwickeln, um neuen Anforderungen gerecht zu werden.

  • Warum das ein Mythos ist: Architekturentscheidungen sind zwar grundlegend, aber nicht in Stein gemeißelt. Systeme entwickeln sich aufgrund sich ändernder Geschäftsanforderungen, Benutzeranforderungen oder technologischer Fortschritte weiter.
  • Die Wahrheit: Gute Architektur ist so konzipiert, dass sie flexibel und anpassungsfähig ist. Beispielsweise kann ein anfängliches monolithisches System auf eine Microservices-Architektur umgestellt werden, wenn Skalierbarkeit erforderlich ist.
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Letzte Gedanken: Wie lassen sich Softwarearchitektur- und Designprinzipien am besten anwenden?

Softwarearchitektur und Design sind zwei Seiten derselben Medaille. Sie arbeiten zusammen, um skalierbare, effiziente und wartbare Systeme zu schaffen. Die Architektur bildet den Rahmen für das Gesamtbild, während das Design sich um die Details kümmert und sicherstellt, dass alles reibungslos funktioniert. Wenn Teams beides verstehen und priorisieren, können sie robuste Software entwickeln, die den aktuellen Anforderungen entspricht und sich an zukünftige Anforderungen anpasst.

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Inhaltsautor mit großer Neugier auf die Auswirkungen der Technologie auf die Gesellschaft. Immer umgeben von Büchern und Musik.

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