FIAE Modul 01: Software-Architektur & Design Patterns (LF 9)

Schichtenarchitektur, Clean Architecture, MVC/MVVM & GoF-Entwurfsmuster (Strategy, Observer, Factory).

🏛️ Software-Architektur & GoF-Entwurfsmuster (LF 9 AE)

Kernkompetenz im Prüfungsbereich 1 (Planen eines Softwareproduktes): Schichtenarchitekturen, Hexagonale Architektur (Ports & Adapters), MVC / MVVM und die klassischen Entwurfsmuster der Gang of Four (GoF).

1. Die Drei-Schichten-Architektur vs. Clean Architecture

- Präsentationsschicht (UI / Controller): Verarbeitet Benutzereingaben oder REST-Requests und liefert Antworten (HTML, JSON). Hängt von der Geschäftslogik ab.
- Geschäftslogikschicht (Domain / Business Logic): Das Herz der Anwendung (Entities, Use Cases). Völlig frei von UI-Frameworks oder SQL-Abfragen.
- Datenzugriffsschicht (Data Access / Repository): Kapselt Datenbanken, Filesystem oder externe Web-Services.
- Dependency Inversion Rule (Clean Architecture): Abhängigkeiten zeigen IMMER nach innen zur Domäne. Äußere Infrastruktur implementiert Schnittstellen, die in der Domäne definiert sind!

2. Die wichtigsten GoF-Entwurfsmuster in IHK-Prüfungen

Muster	Kategorie	Zweck & IHK-Beispiel
Strategy	Verhalten (Behavioral)	Kapselt austauschbare Algorithmen in separaten Klassen hinter einem gemeinsamen Interface (z. B. verschiedene Rabattberechnungen oder Zahlungsarten: PayPal, Kreditkarte, SEPA).
Observer	Verhalten (Behavioral)	1:n-Abhängigkeit (Publisher/Subscriber). Informiert alle registrierten Abonnenten automatisch über Zustandsänderungen (z. B. GUI-Events, Chatnachrichten, Börsenticker).
Factory Method	Erzeugung (Creational)	Definiert eine Schnittstelle zur Objekterzeugung, überlässt aber den Unterklassen die Entscheidung, welche konkrete Klasse instanziiert wird.
Singleton	Erzeugung (Creational)	Stellt sicher, dass exakt eine Instanz einer Klasse existiert (privater Konstruktor, statische Instanz). In modernem Clean Code oft durch Dependency Injection ersetzt.
Adapter	Struktur (Structural)	Passt die Schnittstelle einer existierenden Klasse an eine vom Client erwartete andere Schnittstelle an (Wrapper-Prinzip).

📝 Authentische IHK-Prüfungsaufgaben nach ZPA 2. Auflage (FIAE)

Bearbeiten Sie die Aufgaben und vergleichen Sie Ihre Antwort mit dem didaktischen Erwartungshorizont:

Clean Architecture & Schichtenmodell 8 Punkte

Für ein E-Commerce-Portal soll eine wartbare und zukunftssichere Softwarearchitektur konzipiert werden.

Erläutern Sie das Prinzip der Schichtenarchitektur (Drei-Schichten-Architektur: Präsentation, Geschäftslogik, Datenzugriff). Erklären Sie die Dependency Inversion Rule (Abhängigkeitsregel) in der Clean Architecture und warum Domänenlogik unabhängig von Datenbanken und Frameworks sein muss.

💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)

Design Patterns Strategy vs Factory Method 8 Punkte

In einem Warenwirtschaftssystem sollen unterschiedliche Rabattberechnungen und Versandarten dynamisch zur Laufzeit angewendet werden.

Beschreiben Sie das GoF-Entwurfsmuster "Strategy (Strategie)" anhand von Context, Strategy-Interface und Concrete Strategies. Grenzen Sie es kurz vom Factory Method Pattern ab.

💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)

Design Patterns Observer & Singleton 8 Punkte

In einer Messaging-Applikation sollen mehrere Benutzeroberflächen-Komponenten sofort informiert werden, sobald eine neue Chatnachricht eintrifft.

Erläutern Sie das Entwurfsmuster Observer (Beobachter) mit den Rollen Subject (Publisher) und Observer (Subscriber). Erklären Sie zudem das Singleton-Muster und warum es in modernen Softwaresystemen oft als Anti-Pattern angesehen wird.

💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)