Diplomarbeit, 2006
173 Seiten, Note: 1,0
1. Einleitung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung
1.2 Gang der Untersuchung
2. Entwurf verteilter Softwaresysteme
2.1 Softwarearchitektur
2.2 Architektur- und Entwurfsprinzipien
2.3 Musterorientierte Softwarearchitektur
3. Portalsysteme
3.1 Definition und Klassifizierung
3.2 Referenzarchitektur
4. Komponentenbasierte Softwareentwicklung
4.1 Schichtenbildung
4.2 Präsentationsschicht
4.2.1 Benutzeroberflächenkomponenten
4.2.2 Benutzerprozesskomponenten
4.3 Anwendungsschicht
4.3.1 Geschäftsworkflows
4.3.2 Geschäftskomponenten
4.3.3 Dienstschnittstellen
4.3.4 Geschäftsentitäten
4.4 Datenzugriffsschicht
4.4.1 Datenzugriffslogikkomponenten
4.4.2 Dienstagenten
5. Microsoft .NET
5.1 NET Framework
5.2 Komponentenmodell von .NET
5.3 ASP.NET
5.3.1 Web Forms
5.3.2 ASP.NET-Serversteuerelemente
5.3.3 Zustandsverwaltung
5.4 ADO.NET
5.4.1 Architektur
5.4.2 Verbundene Objekte
5.4.3 Unverbundene Objekte
6. Praxisprojekt IWIPortal
6.1 Anforderungsanalyse
6.2 Architektur
6.3 Entwurf von Komponenten
6.3.1 Präsentationsschicht
6.3.1.1 Seitenstruktur und -layout
6.3.1.2 Navigationsstruktur
6.3.1.3 Module und Modulsteuerelemente
6.3.1.4 Globalisierung
6.3.1.5 URL-Management
6.3.1.6 Integration von Komponenten der Drittanbieter
6.3.2 Anwendungsschicht
6.3.2.1 Geschäftsentitäten
6.3.2.2 Geschäftskomponenten
6.3.2.3 Objektrelationale Abbildung
6.3.3 Datenzugriffsschicht
6.3.3.1 Generative Programmierung und gespeicherte Prozeduren
6.3.3.2 Datenzugriffslogikkomponenten
6.3.3.3 Caching-Komponente
6.4 Schichtenübergreifende Konzepte
6.4.1 Klickverfolgung
6.4.2 Sicherheit
6.4.2.1 Authentifizierung, Autorisierung, sichere Kommunikation
6.4.2.2 Portaladministration
6.5 Migration
7. Schlussbetrachtung
Die Diplomarbeit zielt darauf ab, ein modulares und wartbares Portalsystem zu entwerfen und unter Verwendung der Microsoft .NET-Technologie (insbesondere ASP.NET und ADO.NET) zu implementieren. Die Forschungsfrage konzentriert sich darauf, wie eine moderne, mehrschichtige Softwarearchitektur genutzt werden kann, um Komplexität zu reduzieren und die Wiederverwendbarkeit von Komponenten zu steigern, während gleichzeitig die Anforderungen an ein funktionales und sicheres Unternehmensportal erfüllt werden.
2.1 Softwarearchitektur
Die Softwarearchitektur ist ein entscheidender Erfolgsfaktor und Voraussetzung dafür, dass ein Softwaresystem im Ergebnis die gewünschte Qualität erreicht. Qualitätskriterien wie Flexibilität, Effizienz, Wiederverwendbarkeit, Wartbarkeit oder Leistungsfähigkeit setzen eine gute Softwarearchitektur voraus, um überhaupt wirksam werden zu können.
In der Literatur gibt es eine Reihe von Definitionen für Softwarearchitektur. Da sie die Strukturen eines Software- bzw. Anwendungssystems beschreibt, wird sie häufig mit der Architektur eines Gebäudes verglichen. Ein Merkmal der Softwarearchitektur ist aber die weitgehende Gestaltungsfreiheit. Eine weitgehend akzeptierte Definition stammt von Bass, Clemens und Kazman: „The software architecture of a program or computing system is the structure or structures of a system, which comprise software elements, the externally visible properties of those elements, and the relationships among them.”
Eine Softwarearchitektur beschreibt die Elemente eines Softwaresystems und ihre Beziehungen untereinander. Dies erfolgt auf den obersten Abstraktionsebenen, d.h. unter Verbergen von Elementdetails, die nicht die Art der Nutzung, Verantwortlichkeit oder die Interaktion miteinander betreffen. Die Elemente sind Softwarebausteine, z.B. Module, Komponenten und deren Schnittstellen, Pakete und Teilsysteme. Dabei bestehen Softwaresysteme nicht nur aus einer, sondern aus mehreren Strukturen (z.B. statische Struktur, Prozessstruktur), die durch unterschiedliche Sichten dargestellt werden.
Eine Softwarearchitektur ist in entscheidendem Maße dafür verantwortlich, dass das Anwendungssystem alle funktionalen Anforderungen, d.h. fachliche Dienste und insbesondere die oben erwähnten nichtfunktionalen Anforderungen, die auch als Qualitätsanforderungen bezeichnet werden, der zukünftigen Benutzer erfüllt.
1 EINLEITUNG: Dieses Kapitel erläutert die Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit, die sich auf den Übergang von monolithischen zu mehrschichtigen, komponentenbasierten Softwaresystemen konzentriert.
2 ENTWURF VERTEILTER SOFTWARESYSTEME: Es werden grundlegende Konzepte der Softwarearchitektur sowie Architektur- und Entwurfsprinzipien wie Modularisierung und Komponentenorientierung eingeführt.
3 PORTALSYSTEME: Hier werden Definitionen und Klassifizierungen von Portalsystemen behandelt sowie eine Referenzarchitektur vorgestellt, die portaltypische Funktionalitäten zusammenfasst.
4 KOMPONENTENBASIERTE SOFTWAREENTWICKLUNG: Dieses Kapitel führt in die Schichtenbildung (Präsentations-, Anwendungs- und Datenzugriffsschicht) und die Gruppierung von Komponenten zur Komplexitätsreduktion ein.
5 MICROSOFT .NET: Die Plattform Microsoft .NET wird hinsichtlich ihrer Laufzeitumgebung (CLR), Klassenbibliothek (FCL) sowie der Technologien ASP.NET und ADO.NET untersucht.
6 PRAXISPROJEKT IWIPORTAL: Dieser Hauptteil beschreibt die Anforderungsanalyse, den Entwurf von Komponenten (inkl. Navigation, Globalisierung, URL-Management und Sicherheit) und die Migration für das Praxisprojekt.
7 SCHLUSSBETRACHTUNG: Zusammenfassende Reflexion über die Herausforderungen und den Nutzen einer mehrschichtigen, komponentenbasierten Architektur für die Portalentwicklung.
Softwarearchitektur, Portalsysteme, ASP.NET, .NET Framework, Komponentenausrichtung, Drei-Schichtenarchitektur, ADO.NET, Web Forms, Softwarekomponenten, Globalisierung, Sicherheit, Datenzugriff, Modulentwurf, Anwendungsentwicklung, Portalanwendungen.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und Implementierung eines modernen, komponentenbasierten Portalsystems unter Verwendung der .NET-Technologie von Microsoft.
Die Arbeit verknüpft theoretische Grundlagen moderner Softwarearchitekturen wie Schichtenbildung und Komponentenorientierung mit deren praktischer Anwendung in webbasierten Portalsystemen.
Das primäre Ziel ist die vollständige Neuentwicklung eines Portalsystems (IWIPortal), um Nachteile einer bisher monolithischen Struktur durch einen modularen, besser wartbaren und flexiblen Entwurf zu ersetzen.
Die Arbeit folgt einem iterativen Entwurfsprozess, der zunächst funktionale und nichtfunktionale Anforderungen analysiert, eine Referenzarchitektur als Modell nutzt und diese schließlich durch eine mehrschichtige Softwarearchitektur in die Praxis umsetzt.
Im Hauptteil steht das Praxisprojekt IWIPortal im Fokus, bei dem Architektur, Komponentenentwurf, Globalisierung, Sicherheit, Datenzugriffsstrategien und die Migration bestehender Daten detailliert erläutert werden.
Softwarearchitektur, ASP.NET, Komponentenorientierung, Drei-Schichtenarchitektur, ADO.NET, Web Forms, Globalisierung und IT-Sicherheit bilden die fachlichen Schwerpunkte.
Das Portal nutzt das Verfahren "Modified Preorder Tree Traversal" (MPTT), welches hierarchische Baumstrukturen in einer flachen Tabelle speichert und so rekursive Abfragen vermeidet.
Das "Lazy Loading" wird eingesetzt, um den Ressourcenverbrauch zu minimieren, indem abhängige hierarchische Daten erst dann geladen werden, wenn sie tatsächlich benötigt werden.
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