Was ist IT-Architektur und warum ist sie so wichtig?

Das Mooresche Gesetz ist seit mehr als 50 Jahren gültig. Technologien werden immer komplexer, wodurch auch die Komplexität verschiedener Softwarelösungen zunimmt. Die Erstellung eines Programms oder einer App ohne vorherige Planung und Design kann bereits in der Entwicklungsphase zu zusätzlichen zeitlichen und finanziellen Aufwendungen führen. Die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass ein solches Produkt nach der Veröffentlichung ins Hintertreffen gerät, weil es nicht optimiert ist. Um solche Probleme zu vermeiden, sollte eine solide Softwarearchitektur bereits in der Anfangsphase entwickelt werden. In diesem Beitrag klären wir, was IT-Architektur ist, wer IT-Architekten sind und in welchen Fällen es sich lohnt, Entwicklungsdienste für Softwarearchitekturen outzusourcen.

Was macht ein IT-Architekt?

Laut dem Software Engineering Institute gibt es fast 150 Definitionen dieses Begriffs. Es ist unter anderem „eine strukturierte oder hierarchische Anordnung der Systemkomponenten sowie Beschreibung ihrer Beziehungen“, so Helmut Balzert.

Der Begriff “IT-Architektur” bezieht sich auf die grundlegenden Strukturen eines Softwaresystems und die Disziplin, solche Strukturen und Systeme zu erstellen. Jede Struktur umfasst Softwareelemente, Beziehungen zwischen ihnen und Eigenschaften sowohl von Elementen als auch von Beziehungen.

Vereinfacht gesagt, ist es das Gerüst oder die Grundstruktur eines Programms. Diese Struktur ist die Grundlage professioneller Webentwicklung, die die Integrität und Logik selbst der komplexesten und schwerfälligsten Systeme gewährleistet. Eine wohldurchdachte IT-Architektur verhindert potenzielles Auseinanderfallen und spart Ressourcen.

Die IT-Architektur kann auch eine Systemarchitektur umfassen, die den Ansatz eines IT-Teams zur Lösung eines Problems oder zur Durchführung eines Projekts widerspiegelt. Dabei kann es sich nicht nur um Softwareentwicklung handeln, sondern beispielsweise auch um ein Projekt zur Digitalisierung von einem Unternehmen oder um die Einführung allumfassender Innovationen.

Ein IT-Architekt ist ein wichtiger Vertreter jedes IT-Architektur-Unternehmens. Dieser Experte definiert das Architekturmuster (Paradigma), ermittelt die Hauptkomponenten, entwickelt Szenarien für ihre Interaktion und führt eine Reihe weiterer Aufgaben aus, wie die Definition der Systemgrenzen, die Ausarbeitung nichtfunktionaler Anforderungen usw.

In den meisten Fällen ist es jemand, der einmal Programmierer war, sich zum Senior Developer hochgearbeitet und Erfahrungen als Tech-Lead gesammelt hat. Außerdem muss dieser Spezialist in der Lage sein, strategisch zu denken, ein Projekt allumfassend zu bewerten und seine Gedanken und Ideen dem Team effektiv zu vermitteln.

Der Architekt darf jedoch nicht zum „Flaschenhals“ werden, d. h. die einzige Person, die das gesamte Bild sieht und von der erwartet wird, dass sie den anderen Teammitgliedern ständig Ratschläge und Anweisungen erteilt. Die Aufgabe dieses Spezialisten besteht darin, die IT-Architektur zu entwerfen und das Team mit genügend Informationen zu versorgen, damit jeder seine Arbeit bequem erledigen kann. Der Architekt legt nicht nur den Grundstein dafür, dass eine Softwarelösung skalierbarer, optimierter und sicherer wird, sondern kann auch einem PM oder Team-/Tech-Leads helfen, die Arbeit des Teams zu optimieren.

Typen von IT-Architekten

Um besser zu verstehen, was IT-Architektur ist und was genau ein Architekt in einem Projekt tut, müssen wir die wichtigsten Typen dieser Spezialisten erwähnen. Man kann mehrere verschiedene Kategorien von IT-Architekten unterscheiden. Aber wir werden die drei beliebtesten betrachten – Unternehmensarchitekt (Enterprise Architect), Lösungsarchitekt (Solution Architect) und Anwendungsarchitekt (Application/Software/Technical Architect).

Unternehmensarchitekt

Ein Unternehmensarchitekt ist damit beschäftigt, wesentliche Aufgaben zu definieren, die das zu entwickelnde Produkt lösen wird. Dieser Spezialist bestimmt auch, wie eine App aus technischer Sicht so aufgebaut werden kann, dass die Geschäftsaufgaben so effizient wie möglich gelöst werden. Ebenso beschäftigt sich ein Unternehmensarchitekt mit der Festlegung lokaler Ziele in Bezug auf die Geschäftseffizienz. Deswegen beschäftigt jedes erfolgreiche Unternehmen einen IT-Architekten für Business.

Von einem solchen Experten wird erwartet, dass er sich mit modernen Technologietrends und den Wettbewerbsvorteilen einer bestimmten Lösung gut auskennt. Die Aufgaben eines Unternehmensarchitekten sind in gewissem Maße denen eines Lösungsarchitekten ähnlich. Aber es handelt sich um zwei verschiedene Fachleute, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

Lösungsarchitekt

Dieser Spezialist formuliert einen Plan zur Lösung der vom Unternehmensarchitekten definierten Aufgaben. Lösungsarchitektur ist eine Zwischenkomponente zwischen den Geschäftsprozessen und den technischen Lösungen. Sie umfasst die Suche nach technischen Lösungen für verschiedene Aufgaben, die Beschreibung der Struktur und des Verhaltens von Software sowie die Definition von Funktionen und Stufen für jede Lösung.

Im Gegensatz zu Spezialisten für Unternehmensarchitektur konzentriert sich ein Lösungsarchitekt nicht auf externe Faktoren, sondern auf die interne technische Komponente eines Projekts. Dieser Spezialist erstellt ein Konzept und einen Lebenszyklus der Lösung und kontrolliert deren Umsetzung. Außerdem kontrolliert ein Lösungsarchitekt alle Risiken bei der Verwendung neuer Technologien, der Auswahl von Teammitgliedern usw.

Anwendungsarchitekt

Die Rolle eines Spezialisten für Anwendungsarchitektur wird häufig von einem Tech-Lead übernommen. Dieser Architekt weist den Entwicklern spezifische Aufgaben zu, deren Erfüllung die vom Unternehmensarchitekten identifizierte umfangreiche Herausforderung lösen wird.

IT-Architekt werden: funktionale und nichtfunktionale Anforderungen

Ein Softwarearchitekt gehört zu den Schlüsselpersonen eines Projekts, die die funktionalen und nichtfunktionalen Anforderungen an ein Produkt festlegen, priorisieren, dokumentieren und validieren.

Der erste Begriff bezieht sich darauf, was ein System tut, oder auf seine Funktionen. Der zweite Begriff legt seine Eigenschaften fest und beschreibt sie. Die Fähigkeit eines Programms, Dokumente von einem Format in ein anderes zu konvertieren, ist unter anderem seine Funktion. Gleichzeitig ist die Geschwindigkeit, mit der das Programm diese Aktion durchführt, seine Qualität. Qualitätsanforderungen gelten als ausschlaggebend für den Erfolg eines Systems und werden in sein Design eingebettet.

Zu den Eigenschaften, die sich am stärksten auf ein Produkt auswirken, gehören seine Sicherheit, Verfügbarkeit, Benutzerfreundlichkeit und Leistung. Alle diese Attribute werden in der Systemarchitektur festgelegt und decken den Aspekt der technischen Architektur ab. Das Team, das an einem Projekt arbeitet, sollte auch sogenannte nicht technische Faktoren berücksichtigen, die mit dem Produktkontext verbunden sind. Dabei handelt es sich um die Arten von Lizenzen, die bei moderner Webentwicklung verwendet werden, verschiedene Einschränkungen aufgrund des Projektbudgets und des Technologie-Stacks, die Notwendigkeit, Branchenvorschriften zu befolgen, und so weiter.

Funktionale Anforderungen werden im Code in Form von Gleichungen und Funktionen verankert. Sie werden auch im erwarteten Verhalten eines Systems dargestellt, wenn man vom Black-Box-Aspekt spricht. Die Produktfunktionalität kann in Formeln, technischen Informationen, datengesteuerten Operationen usw. ausgedrückt werden. Alle diese Ergebnisse werden im Systemdesign spezifiziert und decken den Aspekt der Anwendungsarchitektur ab.

Beide oben genannten Anforderungstypen tragen zur Ausarbeitung einer gut strukturierten IT-Architektur bei. Daher ist es für einen Softwarearchitekten von entscheidender Bedeutung, diese frühzeitig bei der Entwicklung sorgfältig zu erheben, bewerten, dokumentieren und validieren. Andernfalls können Probleme auftreten, die sich als zu kostspielig erweisen.

Aufgaben von IT-Architekten

Die Verantwortung eines Architekten beschränkt sich nicht auf die Entwicklung einer Projektstrategie und -struktur. Dieser Fachmann ist in verschiedenen Phasen an der Arbeit beteiligt.

Vorverkauf

Ein Architekt unterstützt die Vertriebsspezialisten bei technischen Aufgaben, hilft ihnen, die richtigen Fragen zu stellen, und gibt, wenn möglich, eine Einschätzung eines Projekts auf hohem Niveau ab. Eine solche Beratung zur IT-Architektur ist unerlässlich, da der Kunde den Fachleuten des Unternehmens in der Regel nur allgemeine Informationen zu Projektbudget, Effizienz, Kompatibilitätseinschränkungen, Time-to-Market usw. zur Verfügung stellt. Alle diese Angaben werden vom Architekten berücksichtigt und bilden die Grundlage für eine solide Lösungsarchitektur.

Erkundung

Gemeinsam mit den Business-Analysten nimmt der Architekt aktiv an der Erkundungsphase teil. Der BA untersucht alle funktionalen Anforderungen, und der Architekt untersucht nichtfunktionale Anforderungen auf der Grundlage der Geschäftsziele und der Produkterwartungen.

Der Softwarearchitekt berücksichtigt die starke Abhängigkeit der Projektvoraussetzungen von der jeweiligen Domäne. Zum Beispiel steht bei einer Banking-App die Sicherheit der Kundendaten im Vordergrund. Bei einer E-Commerce-Plattform ist es die Verfügbarkeit.

Es ist erwähnenswert, dass die Arbeit mit den Produkteigenschaften ein fortlaufender Prozess ist. Er findet während des gesamten Entwicklungslebenszyklus statt. Diese Merkmale werden in allen Phasen überprüft und bewertet, von der Anfangsphase, in der sich die Experten mit den Prozessen des Kunden vertraut machen, bis hin zur Wartungs- und Supportstufe.

Auf der Grundlage der nicht verhaltensbezogenen Anforderungen und der von der BA gesammelten und in Anwendungsfällen dokumentierten Anforderungen erarbeiten Architekten eine Architekturdokumentation. Sie nutzen verschiedene Techniken wie Fehlerbäume und Risikomodelle, um komplexe Funktionalität in strukturelle Teile zu zerlegen, und greifen auf Vorlagen und Ad-hoc-Formalisierung zurück. Diese Experten spezifizieren, wie ihre architektonische Lösung mit den Anforderungen korreliert, und skizzieren das Design eines Systems.

Implementierung

Bei großen Projekten begleitet ein Architekt den gesamten Entwicklungsprozess. Diese Experten beteiligen sich an der Festlegung des Technologie-Stacks und der Verteilungsmethoden. Außerdem überwachen sie die Entwicklung im Hinblick auf die Produkteigenschaften und die Funktionalität.

Innerhalb dieser Phase bewerten Softwarearchitekten das Zusammenspiel der Systemmodule mit der übrigen Infrastruktur und stellen sicher, dass sich die einzelnen Anforderungen nicht gegenseitig widersprechen. Sie regeln auch die Entwicklung im Hinblick auf eine mögliche Erweiterung des Unternehmens im Laufe der Zeit und die Skalierung des Systems.

Bewertung

Dies ist die Endkontrolle einer architektonischen Lösung. Diese Phase kann die letzte während der Arbeit eines Architekten an einem Projekt sein. Es ist auch möglich, dass ein Kunde mit einer fertigen Lösung kommt, die der Architekt nur noch überprüfen muss.

Um den Erfolg der vorherigen Phasen zu bewerten, kann dieser Spezialist auf formale Verifikationstechniken zurückgreifen, d. h. statistische Analysen, Belastungstests usw.

Je nach Projekt kann der Architekt entweder an einigen Phasen oder kontinuierlich am gesamten Entwicklungszyklus beteiligt sein.

Wichtige Beispiele für IT-Architekturen, die eine erstaunliche Leistung aufweisen

Man kann viele Situationen nennen, die den Nutzen einer guten IT-Architektur belegen. Schauen wir uns die erfolgreichsten Beispiele für IT-Architektur an.

Das Produkt wird mit einer durchdachten modernen Softwarearchitektur entwickelt

IT-Architekten sind Experten, die sich sowohl mit den technischen als auch mit den geschäftlichen Aspekten eines Projekts befassen. Diese Spezialisten bewerten nicht nur die Durchführbarkeit eines Projekts aus architektonischer Sicht, sondern berücksichtigen auch alle Einschränkungen in Bezug auf die verfügbaren Ressourcen und das Budget, den Zeitplan, die Kompatibilität, die Skalierbarkeit, die rechtlichen Anforderungen und vieles mehr.

Der Architekt skizziert ein High-Level-Produktmodell und erarbeitet anschließend das Software-Architecture-Definition-Dokument (SAD). Schemata, Diagramme, Berechnungen und Prototypen stellen ein zerlegtes System mit allen Interaktionen zwischen seinen Modulen im Hinblick auf die Hauptinfrastruktur des Kunden dar. Als Ergebnis einer umfassenden IT-Architekturberatung werden alle Möglichkeiten in Betracht gezogen, um den Beteiligten die bestmögliche Lösung zu liefern.

Die Produktfreigabe ist ein Erfolg, da alle wesentlichen Faktoren berücksichtigt werden

IT-Architekten sind sowohl in der Leitung des Teams versiert als auch mit langjähriger Erfahrung als technische Spezialisten ausgestattet. Daher arbeiten sie eng mit Tech-Leads und Projektmanagern zusammen, um die Entwicklung erfolgreich zu leiten und mögliche Probleme zu vermeiden.

Sollten sich die Anforderungen ändern, treffen die Architekten strategische Entscheidungen, die mit dem Produktkonzept und den domänenspezifischen Regeln in Einklang stehen. Sie beteiligen sich an der Definition der Umgebungen und der Infrastruktur, in denen der Code eingesetzt wird, und stellen sicher, dass die Entwicklungsergebnisse den Qualitätsstandards entsprechen.

Das Projektteam muss nicht die Struktur abreißen und alles von Grund auf neu aufbauen

Ohne einen Architekten können kritische Fehler in der Produktstruktur auftreten. Die Freigabe des neu entwickelten Produkts kann dann um Monate verschoben werden, und es werden Unmengen an Geld für Verbesserungen ausgegeben.

Auf welche Komplikationen könnte ein Unternehmen ohne einen Architekten stoßen?

Viele kleine IT-Unternehmen neigen in den ersten Jahren ihres Bestehens dazu, ohne Architekten zu arbeiten. Die Rolle des Architekten wird von den erfahrensten Entwicklern im Team übernommen, aber sie tun es nur teilweise und unsystematisch. Infolgedessen gibt es keine vollwertige Embedded-Softwarearchitektur, sodass es früher oder später zu ernsthaften Problemen kommen muss.

Stellen wir uns vor, was bei einem Projekt für eine App zur Buchung von Hotelzimmern passieren könnte. Die Entwicklung beginnt ohne die Erkundungsphase und die Architekturentwicklung (Schreiben eines SAD-Dokuments). Der Entwicklungsprozess dauert mehr als sechs Monate. Nach der Produktfreigabe stellt es sich schnell heraus, dass das System die geforderten Lasten nicht bewältigen kann. Diese Einschränkungen hat niemand mit dem Kunden besprochen. Daher wurden sie bei der Erstellung des Produkts nicht berücksichtigt.

Diese Anforderungen und Zwänge sind aber der Ausgangspunkt für die Entwicklung einer IT-Architektur und damit für das gesamte Projekt. Eine moderne Softwarearchitektur kann nicht aus dem Nichts entwickelt werden. Sie muss auf Treibern basieren, die die Regeln diktieren und auf deren Grundlage wichtige Entscheidungen getroffen werden.

Infolgedessen schlägt die Veröffentlichung fehl. Geld wird verschwendet und das Projekt schießt nicht wie erwartet in die Höhe. Es dauert mehrere Monate, um das Projekt neu aufzubauen und das System mit den Geschäftszielen und nichtfunktionalen Anforderungen in Einklang zu bringen.

Leider veranschaulichen nur die Fallstudien, die mit einem kritischen Misserfolg beginnen, die Vorteile einer rechtzeitigen und vollständigen architektonischen Planung am besten. Wenn ein Projekt auf die richtige Weise entwickelt wird und gute Ergebnisse zeigt, ist Architektur objektiv gesehen nur einer von vielen Erfolgsfaktoren. Wenn jedoch die Veröffentlichung eines scheinbar gut gemachten und auf einem coolen Konzept basierenden Produkts scheitert, wird die Bedeutung der IT-Architektur und insbesondere der Erkundungsphase deutlich.

Vorteile professioneller IT-Architektur-Beratung

Jetzt wissen Sie, was IT-Architektur ist. Fassen wir also die wichtigsten Vorteile zusammen, die ein erfahrener Architekt für ein Projekt mit sich bringt:

• die Sprache der Geschäftsanforderungen wird nahtlos in eine fortschrittliche technische Struktur Ihrer Web- oder mobilen App übersetzt;
• die Risiken werden geschickt gemanagt, indem die Grenzen des Systems rechtzeitig angegangen und seine einwandfreie Qualität sichergestellt werden;
• die Gesamtprojektkosten und Time-to-Market werden dank einer sorgfältig durchdachten Produktstruktur reduziert, die eine effiziente Ressourcenzuweisung ermöglicht;
• Sie können Ihr Unternehmen im Laufe der Zeit frei erweitern, basierend auf einer skalierbaren Technologie, die ihre hervorragende Leistung bewahrt.

Fazit

Bedauerlicherweise gibt es immer noch das Klischee, dass eine Softwarearchitektur nur für große Projekte oder gar nicht benötigt wird. Dieses Missverständnis wird sowohl von jungen Start-ups als auch von Führungskräften großer Nicht-Technologieunternehmen geglaubt, die die Entwicklung digitaler Lösungen für ihre Unternehmen initiieren.

In diesem Beitrag haben wir erklärt, was IT-Architektur ist. Wir haben auch versucht, Argumente und wichtigste Beispiele der IT-Architektur zu liefern, damit Sie verstehen, warum sie während individueller Webentwicklung nicht vernachlässigt werden darf. Wenn Sie weitere Informationen benötigen oder eine Beratung zu Fragen im Zusammenhang mit Architektur und Softwareentwicklung wünschen, wenden Sie sich an unser IT-Architektur-Unternehmen – wir helfen Ihnen gerne weiter!