Modellierung und Architekturaspekte Flashcards
(45 cards)
1
Q
Was sind die drei Merkmale, die nach Stachowiak das Verhältnis von Urbild und Modell kennzeichnen?
A
- Abbildung: Modelle sind nicht identisch mit dem Urbild
- Verkürzung: Modelle bilden immer nur eine bestimmte Perspektive ab und niemals alle Merkmale des Urbilds
- Pragmatismus: Modelle erfüllen eine Ersatzfunktion, für bestimmte Subjekte innerhalb bestimmter Zeitintervalle zu einem bestimmten Zweck
2
Q
Auf welche Arten lassen sich Modelle darstellen?
A
- UML
- ER-Modelle
- Aktivitätsdiagramme
- Petrinetze
- Domänenspezifische Sprachen (DSL)
- Textbasierte Beschreibung
3
Q
Was sollten Softwarearchitekten in Bezug auf Modelle wissen?
A
- Modellierung und Begleitung der Umsetzung haben oft Überschneidungen
- Architekten benötigen Wissen über theoretische Modelle, Lösungsmuster, Implementierungsoptionen und bekannte Risiken
4
Q
Was bedeutet Persistenz?
A
- Daten aus einem flüchtigen Hauptspeicher in ein beständiges Medium und zurück zu bringen
- praktisch handelt es sich um Datenbanken in verschiedenen Formen
- Speichern und Fachlogik sollten voneinander getrennt geschehen
5
Q
Was sind die Eigenschaften einer Persistenzschicht?
A
- Kapselt die Details der Datenspeicherung
- Ein Persistenzsubsystem hat zwei Schichten, von denen die obere die Konzepte der Objektorientierung kapselt, während die untere die Schnittstelle zum Speichermedium ist
6
Q
Was sind die Anforderungen an eine Persistenzschicht?
A
- Vollständige, einfache Kapselung
- Transaktionen, Vererbung, untersch. Speichermodelle, Lazy Loading, parallele Zugriffe, automatische IDs…
7
Q
Was sind die Eigenschaften eines DAOs?
A
Data Access Object
- arbeitet mit Data Transfer Objects (DTOs)
- Kapselung
8
Q
Was sind die Risiken und Probleme beim Entwurf eines Lösungsmusters für Persistenz?
A
- Abhängigkeit vom DBMS
- Seiteneffekte
- Bestehende Mainframe-Systeme schwer zu integrieren
- Unterschiedliche Strukturen in den unterschiedlichen Schichten müssen berücksichtigt werden (kann durch OR-Mapping aufgelöst werden)
9
Q
Was sind die Eigenschaften von Geschäftsregeln?
A
- Zusammenhänge der Art “Wenn … Dann”
- Aktionen oder Abläufe, die von bestimmten Bedingungen oder Zuständen abhängen
- Änderungen an der Fachlogik bedürfen der Anpassung des Quellcodes
- Komplexe Fachlogik lässt sich mithilfe einer Regelmaschine überprüfen
10
Q
Welche Anwendungsbereiche für Integrationen gibt es?
A
- Integration von Legacy-Systemen
- Integration von Frameworks oder kommerziellen Fertigprodukten
- Frontend-Integration (z.B. Microfrontends)
11
Q
Was sind typische Probleme bei der Integration?
A
- Der Quellcode ist nicht verfügbar oder nicht dokumentiert
- Die Kommunikation zwischen Alt- und Neusystemen ist durch unterschiedliche Protokolle, aufwendige Konvertierung etc. erschwert
- Schlechte Performance des alten Systems lässt sich schwer ausgleichen
12
Q
Was sind die Eigenschaften der Integration durch Dateitransfer?
A
- Eine Applikation schreibt in eine Datei, die eine andere Applikation zu einem späteren Zeitpunkt lesen kann
- Systeme müssen sich auf gemeinsame Formate und Dateipfade einigen
13
Q
Was sind die Vor- und Nachteile der Integration durch Dateitransfer?
A
Vorteile:
- Universelle Verfügbarkeit von Daten
- Einfachheit
- Unabhängigkeit von Architekturen, Systemen oder Sprachen
Nachteile:
- Konvertierung kann aufwendig sein
- Performance von Dateioperationen kann gering sein
- Keine feingranularen Sicherheitsmechanismen
14
Q
Was sind die Eigenschaften der Integration durch eine gemeinsame Datenbank?
A
- Alle Systeme schreiben in eine gemeinsame Datenbank
- Die Systeme eignen sich auf ein Datenbankschema
- Eher ein Antipattern aufgrund der engen Kopplung
15
Q
Was sind die Vor- und Nachteile der Integration durch eine gemeinsame Datenbank?
A
Vorteile:
- Leistungsfähiger, sicherer und konsistenter als der Dateitransfer
- Unabhängigkeit von Systemen und Sprachen
Nachteile:
- Gemeinsames Datenbankschema schwer zu finden
- Standardprodukte haben oft unverträgliche Schemata
- Die DB kann die Performance beeinträchtigen
- Änderung des Schemas führt zur Änderung aller Systeme
16
Q
Was sind die Eigenschaften der Integration durch Remote Procedure Call?
A
- Ein System ruft Funktionen in einem anderen Programm auf (Grundlage von Client-Server-Systemen)
- Stubs und Skeletons wichkeln die Kommunikation zwischen den Systemene ab
17
Q
Was sind die Vor- und Nachteile der Integration durch Remote Procedure Call?
A
Vorteile:
- Hohe Flexibilität
- Gute Kapselung
- Bestehende Systeme können wiederverwendet werden
Nachteile:
- Entfernte Funktionsaufrufe sind aufwendiger
- Komplexität wird durch den Einsatz von Middleware erhöht
- Erhöhtes Fehlerpotenzial aufgrund von hoher Komplexität
- Partnersysteme sind durch lange Antwortzeiten und Schnittstellenänderungen voneinander abhängig
18
Q
Was sind die Eigenschaften der Integration durch Messaging?
A
- Beteiligte Systeme senden und empfangen Datenpakete
- Pakete (Messages) enthalten einen Header mit Meta-Informationen und einen Body mit Nutzdaten
- Middleware übermittelt und speichert Nachrichten
19
Q
Was sind die Vor- und Nachteile der Integration durch Messaging?
A
Vorteile:
- Zeitliche Entkopplung durch Asynchronität vermeidet Blockierung der Systeme
- Unabhängig von Sprachen und Systemen
- Zuverlässigkeit durch Garantie der Zustellung
Nachteile:
- Bruch des konventionellen Modells aufgrund der Asynchronität
- Spezifische Reihenfolge der Nachrichten ist nicht garantiert
- Forderung von Synchronität und kurzfristigen Antworten schränkt die Anwendbarkeit ein
- Systeme sind abhängig von der Messaging-Lösung (vendor lock-in)
20
Q
Wann sind verteilte Systeme nützlich?
A
- Komponenten nutzen spezielle Eigenschaften der Laufzeitsysteme
- Neue Systeme sollen in Legacy Systeme integriert werden
- Ausfallsicherheit oder dynamische Lastenverteilungen haben eine hohe Priorität
21
Q
Was sind typische Probleme von verteilten Systemen?
A
- hoher Overhead durch verteilte Methodenaufrufe
- Datenintegrität ist schwerer sicherzustellen
- Datentransfer verursacht Netzwerklast
- Fehlersuche ist erschwert
- Differenzierung zwischen fachlichen Fehlern und Kommunikationsfehlern ist schwer
22
Q
Was sind Techniken der verteilten Systeme?
A
- REST
- SOAP
- CICS und MQ-Series (Mainframe)
- COBRA
- Message-Broker (wie Apache Kafka)
- generell Middleware
23
Q
Was sind Vor- und Nachteile verteilter Systeme?
A
Vorteile:
- Flexibilität
- Skalierbarkeit
- Lastenverteilung
Nachteile:
- viele potenzielle Fehlerquellen
- Entwicklung von Integrationstest ist schwierig
- Performance kann schlechter sein
- Verteilung, Installation und Verwaltung der Software ist schwieriger
24
Q
Inwiefern unterscheiden sich synchrone und asynchrone Kommunikation?
A
Synchrone Kommunikation:
- Aufrufer wartet auf aufgerufene Komponente
- Normalfall in der Softwareentwicklung
Asynchrone Kommunikation:
- Prinzip: fire and forget
- Häufig bei Kommunikation zu externen Systemen
- Realisierung mittels Message Queues, Publish & Subscribe
25
Welche Stile der Kommunikation gibt es?
- Remote Procedure Call (RPC)
- Publish-Subscribe
- Broadcast
26
Inwiefern unterscheiden sich direkte und indirekte Kommunikation?
Direkte Kommunikation:
- Client kennt Server
- Abhängigkeit zwischen Client und Server
Indirekte Kommunikation:
- Entkopplung von Client und Server
- Aufruf von Services über Vermittler
- Flexiblerer Betrieb von Services
27
Was sind typische Kommunikationsprotokolle?
- TCP/IP
- HTTP
- SOAP
- Apache Thrift
- IIOP
28
Welche Bedeutung hat Geschäftsprozess-Management für die Architektur?
- Beinflusst die Erfassung der funktionalen Anforderungen
- Beeinflusst Schnittstellen zwischen Systemen und Systemen und Menschen
- Für komplexe Geschäftsprozesse sind oft mehrere Softwaresysteme notwendig
29
Was sind die Schritte der Geschäftsprozess-Analyse?
1. Erheben des Ist-Prozesses durch Requirements Engineering oder Process Mining
2. Dokumentation der Ist-Prozesse mittels BPMN
3. Teilprozesse zur Automation identifizieren
30
Was sind die verschiedenen Möglichkeiten zur Prozessautomation aus Sicht der Softwarearchitektur?
Prozesse selbst ausprogrammieren
Process Engine:
- Programming in the large: Abbildung durch technische Prozessmodelle, von Engine ausgeführt
- Programming in the small: Geschäftsfunktionen werden in Programmiersprachen implementiert
31
Was sind Workflow-Management-Systeme?
- Systeme, die Prozesse definieren und durch den Einsatz von Software steuern
- stellen Definitions- und Modellierungswerkzeuge bereit
- Integration in Mailsysteme, Dokumentenablagen
- Stellen Protokollierungsmöglichkeiten bereit
32
Was sind die Möglichkeiten der Softwarearchitektur für flexible Ablaufsteuerung?
- Zustandsautomaten mit Transitionstabellen
- Workflow-Management-System wird in Anwendung integriert
- Steuerung durch externes Workflow-Management-System
- Vorgänge werden per E-Mail weitergeleitet
33
Was sind die Sicherheitsziele nach Starke?
- Vertraulichkeit
- Integrität
- Authentifizierung und Authorisierung
- Verfügbarkeit
- Gesicherte elektronische Kommunikation
34
Was sind Lösungsansätze zur Sicherstellung der Sicherheit?
- Verschlüsselungsverfahren (symmetrische Verfahren, asymmetrische Verfahren, hybride Verfahren)
- Verwendung digitaler Signaturen (z.B. Public Key Infrastruktur)
35
Was sind Zertifikate?
- Sonderfall digitaler Signaturen
- Bindung von Schlüsseln an Personen oder Systeme
- Ausgestellt und signiert von Zertifizierungsstellen
- Zertifizierungsstellen unterliegen strengen Behördenkontrollen
36
Was ist das Security Session Pattern?
Problem: Berechtigung einzelner Nutzer eines Systems müssen geprüft werden
Lösung: Einführung eines Session-Objekts, welches alle relevanten Benutzerdaten enthält
Vorteil: Keine Berechtigungsprüfung in einzelnen Komponenten
Nachteil: Angriffsmöglichkeit durch Session Hijacking
37
Welche Arten der Protokollierung zur Laufzeit gibt es?
- Tracing: liefert Debugging-Informationen für Entwickler
| - Logging: Fachliches Protokoll (für Geschäftsprozesse) und Technisches Protokoll (zur Fehlersuche)
38
Was sind typische Probleme bei der Protokollierung?
- Hohe Abhängigkeit von der Protokollierung
- Hohe Flexibilität gefordert (Konfiguration von Ereignisprotokollierung, Prioritätensetzung, Speicherort...)
- Protokollierung in heterogenen Systemen
39
Was sind weitere Aspekte der Protokollierung?
- Sicherheit (insbesondere bei sensiblen Daten)
- Verteilung
- Kommunikation
40
Inwiefern unterscheiden sich Ausnahme- und Fehlerbehandlung?
Fehlerbehandlung:
Während der Verarbeitung tritt ein Fehler auf => weiterer Programmablauf
Ausnahmebehandlung:
Ein Baustein kann seinen normalen Ablauf nicht fortführen => weiterer Programmablauf
41
Was sind die Anforderungen an Ausnahme- und Fehlerbehandlung?
- Vorhersagbare und angemessene Reaktion
- Möglichst keine Auswirkungen auf andere Programme
- Erleichterung der Fehlerdiagnose
42
Welche Teilaufgaben der Ausnahme- und Fehlerbehandlung gibt es?
- Ausnahmen und Fehler erkennen, 3 Fragen beantworten: Was ging schief? Wo ist es passiert? Warum ging es schief?
- Auf Fehler angemessen reagieren (u.U. durch Benachrichtigungen an den Nutzer)
- Fehler vorzeitig erkennen und präventiv reagieren
43
Welche Kategorien von Fehlern gibt es?
- Fachliche Fehler (z.B. kein Vertrag zum Kunden vorhanden)
- Technische Fehler (z.B. Datenbankverbindung verloren)
- Syntaxfehler
- Formatfehler (ungültige oder überschrittene Werte)
- Protokollfehler (Datenlieferung zum falschen Zeitpunkt oder auf dem falschen Kanal)
44
Inwiefern unterscheiden sich Skalierbarkeit und Elastizität?
Skalierbarkeit: Fähigkeit eines Systems, auf Änderungen an Datenmengen, Anzahl der Nutzeranfragen oder Anzahl an Transaktionen pro Zeiteinheit gut reagieren zu können
Elastizität: Fähigkeit eines Systems, bei Bedarf hoch- oder herunterzuskalieren
45
Welche Skalierungsstrategien gibt es?
- Scale-Up (Aufrüsten von Verarbeitungseinheiten)
- Vertical Scale-Out (Physisches Aufteilen auf mehrere Schichten)
- Horizontal Scale-Out (parallel identische Verarbeitungseinheiten)
- Strategiemix
