Die Transformation der Software-Architektur für das IoT

Letztes Jahr etablierte die Software AG einen Wissenschaftlichen Beirat. Das Gremium bietet der Software AG durch seine wissenschaftliche Perspektive wertvolle Impulse für (potenzielle) neue Technologietrends. In dieser Artikel-Serie beleuchten die Experten ihre Forschungsgebiete und geben einen kurzen Ausblick, wie sich diese künftig entwickeln werden. Prof Dr. Reinhard Schütte leitet den Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und integrierte  Informationssysteme der Universität Duisburg-Essen und befasst sich mit den Themen Enterprise Systems, IS-Architekturen, Digitalisierung von Institutionen, Informationsmodellierung sowie wissenschaftstheoretische Probleme der Wirtschaftsinformatik.

Die Objekte der realen Welt und die informationstechnischen Objekte, die Gegenstand von Informationssystemen sind, wachsen stetig zusammen. Diese Entwicklung, die sich in vielen Schlagwörtern der Digitalisierung wie Smart Homes, Smart Cities, Smart Cars etc. ausdrückt und unter dem Rubrum „Internet of Things“ subsumiert wird, stellt softwarearchitektonische Herausforderungen an die Institutionen, die diese smarten Objekte miteinander über eine Softwarearchitektur verbinden möchten. Im Gegensatz zu traditionellen, auch als monolithisch bezeichneten Architekturen mit der gemeinsamen Nutzung von Soft- oder Hardwareressourcen wird bei dem Anwendungsszenario verteilter Objekte eine hohe Unabhängigkeit der gemeinsam genutzten Ressourcen erforderlich. Ein aktuell besonders erfolgversprechender Architekturansatz für verteilte Anwendungen ist der auf Microservices basierende Architekturstil.

„Services“ sind Softwareprogramme, die eine dedizierte betriebswirtschaftliche oder technische Aufgabe unterstützen. Microservices können als eine Radikalisierung des „Service-oriented Computing“ verstanden werden. Softwaresysteme werden über Microservices quasi atomisiert, indem sie kohäsive und unabhängige Prozesse in Softwarekomponenten abbilden, die nur über Nachrichten miteinander interagieren. Eine Microservice-Architektur ist für verteilte Applikationen konzipiert, in der die einzelnen Komponenten Microservices sind.

Die Unabhängigkeit der Microservices voneinander und die Fokussierung auf die Funktionen oder Prozesse, die der Aufgabenrealisierung dienen, bilden die Vorteile dieses Architekturstils. Die unabhängige Konzeption, das unabhängige Design und die unabhängige Entwicklung werden beispielsweise durch die Nutzung dedizierter Datenbanken für einen Service gefördert. Damit sind die Wartung, Weiterentwicklung, der Test und der Betrieb von Softwaresystemen nicht so engen Integrationsrestriktionen unterworfen wie dies bei monolithischen Ansätzen der Fall ist.

Bei den unter Internet of Things diskutierten Problemen werden dezentrale Objekte mit vielfältigen Daten, unter anderem von Sensoren oder Aktoren, bereitgestellt und einer dezentralen softwaretechnischen Steuerung der Objekte konnektiert. Die verteilte Entwicklung und Weiterentwicklung der Software ist in diesem Innovationsumfeld nicht durch eine zentrale Koordination realisierbar. Es bedarf diverser technisch motivierter Plattformvorgaben, unter anderem die Konnektivität, die Sicherheit und die Visualisierung betreffend. Eine semantische Vereinheitlichung der Domäne erscheint zentral vor dem Hintergrund der geforderten Realisierungsgeschwindigkeit jedoch nicht möglich zu sein.

Die Diskrepanz zwischen der faktischen Software- und einer Microservice-basierten Architektur stellt in der Regel ein Transformationsproblem für die Unternehmen dar. Software-Architekturansätze wie ADAMOS als IoT-Plattform bieten hier eine softwaretechnische Möglichkeit, um die Forderung nach einer agilen Softwareentwicklung auf Basis einer die erforderlichen Dienste bereitstellenden Plattform zu erfüllen.

Lesen Sie hier alle weiteren Beiträge des Wissenschaftlichen Beirats der Software AG:

• Künstliche Intelligenz treibt die zweite Welle der Digitalisierung (Prof. Dr. rer. Nat. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster)
• Data Lakes: Stille Wasser sind tief (Prof. Dr. Jens Dittrich)
• Ende-zu-Ende-Modellierung von Smart Ecosystems (Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Liggesmeyer)
• Neue B2B-Geschäftsmodelle durch das IoT (Prof. Dr. Friedemann Mattern)
• Ende-zu-Ende-Sicherheit ist ein Muss (Prof. Dr. Michael Waidner)