Designphase im SDLC: Aktivitäten, Arten & Beispiele

Designphase im SDLC - Software-Design-StadiumDesignphase im SDLC - Software-Design-Stadium

Die Designphase im SDLC ist das kritische Stadium, in dem Softwareanforderungen in detaillierte technische Spezifikationen und Architektur-Blaupausen transformiert werden.

In dieser Phase werden detaillierte Designdokumente erstellt. Dazu gehören High-Level-Design (HLD), Low-Level-Design (LLD), UI/UX-Designs, Datenbankschemata und Systemarchitektur.

Diese Dokumente leiten Entwickler beim Erstellen des eigentlichen Softwareprodukts.

Wesentliche Merkmale: Die Designphase beginnt nach der Anforderungsanalyse und produziert Liefergegenstände wie Software-Anforderungsspezifikation (SRS)-Dokumente, Wireframes, Prototypen und technische Designdokumente.

Sie umfasst kritische Aktivitäten: Architekturdesign, Datenbankdesign, Schnittstellendesign und Risikoanalyse. All dies geschieht bevor das eigentliche Coding beginnt.

Schnelle Antwort: Designphase auf einen Blick

AspektDetails
DefinitionPhase, in der Anforderungen in technische Designspezifikationen umgewandelt werden
Position im SDLCNach Anforderungsanalyse, vor Entwicklung/Implementierung
Wichtigste LiefergegenständeHLD, LLD, SRS-Dokument, Wireframes, Prototypen, Architekturdiagramme
HauptaktivitätenArchitekturdesign, UI/UX-Design, Datenbankdesign, technische Spezifikation
DauerTypischerweise 15-25% der gesamten Projektlaufzeit
SchlüsselrollenTechnischer Architekt, UX-Designer, Business Analyst, Projektmanager, QA-Leiter
ZweckDetaillierten Bauplan für das Entwicklungsteam erstellen
Auch bekannt alsDesign-Stadium, Systementwurfsphase, Architekturphase

Dieser Leitfaden behandelt die Designphase im Software-Entwicklungslebenszyklus (SDLC). Sie lernen Hauptaktivitäten, Designtypen, Liefergegenstände, Rollen und Best Practices.

Inhaltsverzeichnis-

Was ist die Designphase in der Softwareentwicklung?

Die Designphase im SDLC ist die kritische Brücke zwischen Anforderungsanalyse und eigentlicher Softwareentwicklung. Sie transformiert Geschäftsanforderungen und funktionale Spezifikationen in detaillierte technische Blaupausen, denen Entwickler folgen können, um das Softwareprodukt zu erstellen.

Während dieser Phase erstellen technische Architekten und Designer detaillierte Designdokumente. Diese spezifizieren, wie das System funktionieren wird, nicht nur was es tun soll.

Dies umfasst Systemarchitektur, Datenbankschemata, Benutzeroberflächen und Modulinteraktionen. Auch technische Implementierungsstrategien werden hier definiert.

Die Designphase produziert greifbare Artefakte wie Architekturdiagramme, Wireframes, Prototypen, Datenbankmodelle und detaillierte technische Spezifikationen, die als Konstruktionsblaupause für das Entwicklungsteam dienen.

Alle Designartefakte werden in einem Software-Anforderungsspezifikation (SRS)-Dokument und Design-Dokument-Spezifikation (DDS) zusammengestellt, die einer Stakeholder-Prüfung und Genehmigung unterzogen werden, bevor die Entwicklungsphase beginnt.

Wichtige Erkenntnis: Die Designphase ist der Ort, an dem abstrakte Anforderungen zu konkreten technischen Plänen werden. Eine gut durchgeführte Designphase führt zu erheblichen Reduzierungen der Entwicklungszeit und verringert wesentlich die Fehler nach der Bereitstellung.

Hauptaktivitäten in der Designphase (Was ist entscheidend)

Die Designphase umfasst mehrere kritische Aktivitäten. Diese transformieren Anforderungen in implementierbare Spezifikationen.

Das Verständnis, welche Aktivitäten am wichtigsten sind, hilft Teams bei der Priorisierung. Es stellt eine vollständige Designabdeckung sicher.

1. Architekturdesign

Architekturdesign ist die kritischste Aktivität in der Designphase. Es etabliert die fundamentale Struktur und technologische Grundlage des gesamten Systems.

Hauptkomponenten:

  • Systemarchitektur: Definition der Gesamtstruktur unter Verwendung von Mustern wie Microservices, monolithisch, Client-Server oder Schichtenarchitektur
  • Technologie-Stack-Auswahl: Auswahl von Programmiersprachen, Frameworks, Datenbanken und Infrastruktur basierend auf Anforderungen und Einschränkungen
  • Komponentenidentifikation: Aufschlüsselung des Systems in handhabbare Module, Dienste und Komponenten
  • Integrationsstrategie: Planung, wie verschiedene Komponenten, Drittanbieterdienste und bestehende Systeme interagieren werden
  • Skalierbarkeitsplanung: Design für zukünftiges Wachstum bei Benutzern, Datenvolumen und Funktionserweiterung

Liefergegenstände: Systemarchitekturdiagramme, Technologie-Stack-Dokumentation, Komponenteninteraktionsdiagramme

2. User Interface (UI) und User Experience (UX) Design

UI/UX-Design stellt sicher, dass die Software intuitiv, zugänglich ist und die Benutzererwartungen hinsichtlich Benutzerfreundlichkeit und Ästhetik erfüllt.

Hauptaktivitäten:

  • User Journey Mapping: Dokumentation, wie Benutzer durch die Anwendung navigieren werden
  • Wireframing: Erstellung von Low-Fidelity-Layouts von Bildschirmen und Schnittstellen
  • Prototyping: Erstellung interaktiver Mockups für Benutzertests und Stakeholder-Validierung
  • Visuelles Design: Definition von Farbschemata, Typografie, Ikonografie und Branding-Elementen
  • Barrierefreiheitsplanung: Sicherstellung, dass Designs WCAG-Standards entsprechen und vielfältige Benutzer berücksichtigen

Liefergegenstände: Wireframes, interaktive Prototypen, Style-Guides, UI-Komponentenbibliotheken

3. Datenbankdesign

Datenbankdesign strukturiert, wie Daten während des gesamten Systemlebenszyklus gespeichert, abgerufen und verwaltet werden.

Hauptaktivitäten:

  • Datenmodellierung: Erstellung von Entity-Relationship-Diagrammen (ERD), die Tabellen, Beziehungen und Kardinalität zeigen
  • Schema-Design: Definition von Tabellenstrukturen, Spalten, Datentypen und Constraints
  • Normalisierung: Organisation von Daten zur Reduzierung von Redundanz und Verbesserung der Integrität
  • Indexierungsstrategie: Planung von Indizes für optimale Abfrageleistung
  • Datenmigrations-Planung: Design von Strategien für den Import bestehender Daten

Liefergegenstände: ER-Diagramme, Datenbankschema-Dokumente, Datenwörterbuch, Migrationsskripte

4. Erstellung technischer Spezifikationen

Technische Spezifikationen bieten detaillierte Implementierungsanleitungen für jede Komponente und jedes Modul.

Hauptaktivitäten:

  • Modulspezifikationen: Dokumentation von Funktionalität, Eingaben, Ausgaben und Logik für jedes Modul
  • API-Design: Definition von Endpunkten, Request/Response-Formaten, Authentifizierung und Fehlerbehandlung
  • Coding-Standards: Etablierung von Namenskonventionen, Codestruktur und Qualitätsrichtlinien
  • Schnittstellenspezifikationen: Detaillierung, wie Komponenten miteinander kommunizieren
  • Algorithmen-Design: Planung komplexer Algorithmen und Geschäftslogik-Implementierung

Liefergegenstände: Technische Designdokumente, API-Spezifikationen, Coding-Standards-Dokumentation

5. Risikoanalyse und -minderung

Risikoanalyse identifiziert potenzielle technische, sicherheitsrelevante und betriebliche Risiken vor Beginn der Implementierung.

Hauptaktivitäten:

  • Sicherheitsrisikobewertung: Identifizierung von Schwachstellen und Planung von Sicherheitsmaßnahmen
  • Leistungsrisikoanalyse: Antizipation von Skalierbarkeits- und Leistungsengpässen
  • Integrationsrisikobewertung: Bewertung von Herausforderungen bei Drittanbieterintegration
  • Technologierisiko-Prüfung: Bewertung von Risiken bei gewählten Technologien und Frameworks
  • Entwicklung von Minderungsstrategien: Erstellung von Notfallplänen für identifizierte Risiken

Liefergegenstände: Risikoregister, Sicherheitsbewertungsbericht, Minderungsstrategiedokumente

6. Qualitätsverifizierung und -validierung

Qualitätsaktivitäten stellen sicher, dass Designs Anforderungen erfüllen und für die Implementierung durchführbar sind.

Hauptaktivitäten:

  • Design-Reviews: Durchführung von Peer-Reviews für Architektur- und technische Designs
  • Machbarkeitsvalidierung: Überprüfung, dass Designs innerhalb der Einschränkungen implementiert werden können
  • Anforderungs-Rückverfolgbarkeit: Sicherstellung, dass alle Anforderungen im Design adressiert sind
  • Prototyp-Tests: Validierung von Designs mit Stakeholdern und Endbenutzern
  • Quality-Gate-Prüfungen: Sicherstellung, dass Design organisatorische Qualitätsstandards erfüllt

Liefergegenstände: Design-Review-Berichte, Validierungs-Checklisten, Prototyp-Feedback-Dokumentation

Welche Aktivität ist am kritischsten? Alle Aktivitäten sind wichtig. Aber Architekturdesign ist am kritischsten, weil es das Fundament für alle anderen Designentscheidungen etabliert.

Eine fehlerhafte Architektur ist schwierig und teuer später zu beheben. UI, Datenbank und andere Designs können während der Entwicklung verfeinert werden.

Designtypen: High-Level-Design (HLD) vs. Low-Level-Design (LLD)

Die Designphase teilt sich in zwei Abstraktionsebenen: High-Level-Design (HLD) und Low-Level-Design (LLD). Sie müssen beide für ein vollständiges Systemdesign verstehen.

High-Level-Design (HLD)

High-Level-Design bietet das Gesamtbild der Systemarchitektur. Es geht nicht in detaillierte Implementierungsspezifika.

Es konzentriert sich auf die Gesamtsystemstruktur. Wie Hauptkomponenten interagieren, ist auf dieser Ebene am wichtigsten.

HLD-Komponenten:

  • Systemarchitektur-Überblick: Vogelperspektive der gesamten Systemstruktur
  • Hauptmodule und -komponenten: Identifizierung primärer funktionaler Blöcke
  • Modulbeziehungen: Wie verschiedene Module kommunizieren und voneinander abhängen
  • Technologie-Stack: Übergeordnete Technologieentscheidungen (Datenbanktyp, Programmiersprachen, Frameworks)
  • Externe Schnittstellen: Integrationspunkte mit Drittanbietersystemen und APIs
  • Datenflussdiagramme: Wie Daten auf Makroebene durch das System fließen
  • Infrastrukturarchitektur: Serverarchitektur, Cloud-Dienste, Bereitstellungstopologie

HLD-Charakteristiken:

AspektDetails
ZielgruppeStakeholder, Projektmanager, Senior-Architekten, Business Analysten
AbstraktionsebeneHoch - konzentriert sich auf "was" statt "wie"
DetailtiefeBreiter Überblick ohne Implementierungsspezifika
ÄnderungshäufigkeitNiedrig - stabil während des gesamten Projekts
ErstellungszeitFrüh in der Designphase, nachdem Anforderungen klar sind

HLD-Beispielkomponenten für E-Commerce-System:

  • Frontend-Schicht (Web + Mobile)
  • Backend-API-Schicht
  • Geschäftslogik-Schicht
  • Datenzugriffsschicht
  • Datenbank (SQL + NoSQL)
  • Zahlungs-Gateway-Integration
  • Benachrichtigungsdienst
  • Suchdienst

Low-Level-Design (LLD)

Low-Level-Design bietet die detaillierte Blaupause für die Implementierung jeder im HLD identifizierten Komponente. Es spezifiziert genau, wie Entwickler jedes Modul erstellen sollen.

LLD-Komponenten:

  • Detaillierte Modulspezifikationen: Vollständige funktionale Beschreibung jedes Moduls
  • Klassendiagramme: Objektorientiertes Design mit Klassen, Attributen und Methoden
  • Datenbankschema: Detaillierte Tabellenstrukturen, Spalten, Datentypen, Constraints, Indizes
  • Algorithmen-Spezifikationen: Pseudocode oder Flussdiagramme für komplexe Logik
  • Schnittstellendetails: Exakte API-Endpunkte, Request/Response-Formate, Fehlercodes
  • Datenstrukturen: Spezifische Datenstrukturen für die Implementierung
  • Fehlerbehandlungslogik: Detaillierte Ausnahmebehandlung und Wiederherstellungsmechanismen
  • Sicherheitsimplementierung: Spezifische Sicherheitsmaßnahmen für jede Komponente

LLD-Charakteristiken:

AspektDetails
ZielgruppeEntwickler, technische Leiter, QA-Ingenieure
AbstraktionsebeneNiedrig - konzentriert sich auf "wie" zu implementieren
DetailtiefeImplementierungsbereite Spezifikationen
ÄnderungshäufigkeitMittel - kann sich während der Entwicklung weiterentwickeln
ErstellungszeitNach HLD-Genehmigung, Modul für Modul

HLD vs. LLD Vergleich:

KriteriumHigh-Level-Design (HLD)Low-Level-Design (LLD)
ZweckGesamte SystemarchitekturDetaillierte Komponentenimplementierung
UmfangGesamtes SystemEinzelne Module und Funktionen
Erstellt vonSystemarchitekten, LösungsarchitektenEntwickler, technische Leiter
FokusSystemstruktur und InteraktionenImplementierungsdetails und Logik
DokumentationArchitekturdiagramme, DatenflussKlassendiagramme, Pseudocode, Schemata
ErstellungszeitSchneller - weniger DetailLangsamer - sehr detailliert
Review-HäufigkeitEinmal, nur bei größeren ÜberarbeitungenMehrmals während der Entwicklung
Technische TiefeTechnologiewahl, MusterAlgorithmen, Datenstrukturen, Code-Logik
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Häufiger Fehler: Das Überspringen oder Überstürzen von HLD, um schneller mit der Entwicklung zu beginnen, führt oft zu Architekturproblemen, die später teuer zu beheben sind. Schließen Sie HLD immer ab und genehmigen Sie es, bevor Sie mit LLD fortfahren.

Liefergegenstände der Designphase

Die Designphase produziert Dokumentation und Artefakte, die das Entwicklungsteam leiten. Hier sind die wichtigsten Liefergegenstände:

Primäre Liefergegenstände:

  1. Software-Anforderungsspezifikation (SRS)-Dokument: Genehmigte und verfeinerte Anforderungen mit Designkontext
  2. High-Level-Design (HLD)-Dokument: Systemarchitektur, Komponentendiagramme, Technologie-Stack
  3. Low-Level-Design (LLD)-Dokument: Detaillierte Modulspezifikationen, Algorithmen, Datenstrukturen
  4. Datenbankdesign-Dokument: ER-Diagramme, Schemadefinitionen, Datenwörterbuch
  5. UI/UX-Design-Artefakte: Wireframes, Mockups, Prototypen, Style-Guides
  6. API-Spezifikationen: Endpunktdefinitionen, Request/Response-Formate, Authentifizierung
  7. Architekturdiagramme: Systemarchitektur, Bereitstellungsarchitektur, Netzwerktopologie
  8. Technische Spezifikationen: Coding-Standards, Namenskonventionen, Entwicklungsrichtlinien

Unterstützende Liefergegenstände:

  • Design-Review-Berichte
  • Risikobewertungsdokumente
  • Sicherheitsdesign-Spezifikationen
  • Leistungsanforderungen und Benchmarks
  • Teststrategie basierend auf Design
  • Schnittstellenspezifikationen
  • Datenmigrationspläne
  • Technologiebewertungsberichte

Warum die Designphase in der Softwareentwicklung wichtig ist

Gutes Design ist das Rückgrat effizienter, skalierbarer Software. Es bestimmt, wie einfach Ihr System zu warten sein wird.

Zeit, die für sorgfältiges Design aufgewendet wird, zahlt sich aus. Es macht Updates einfacher und reduziert technische Schulden.

Die Vorabinvestition in Design minimiert Risiken mit Legacy-Software. Der Aufwand lohnt sich.

💡

Ein durchdachtes Programmdesign erfüllt die unmittelbaren Bedürfnisse und antizipiert zukünftige Anforderungen.

Ein zukunftssicheres Design hält Software leistungsfähig. Es behält die Zuverlässigkeit bei, wenn sich die Technologie ändert.

Damit Ihr Endprodukt mit Ihrer Vision übereinstimmt, definieren Sie Ihre Anforderungen klar. Prüfen Sie sie gründlich.

Die Hauptaktivitäten in der Designphase des SDLC umfassen User Interface (UI) Design-Review, technische Designformulierung und Qualitätsauthentifizierung.

Rollen und Verantwortlichkeiten in der Designphase

Die Designphase umfasst verschiedene Stakeholder. Jeder hat unterschiedliche Rollen und Verantwortlichkeiten.

Klare Rollendefinition stellt vollständige Designabdeckung sicher. Sie ermöglicht auch reibungslose Zusammenarbeit.

RolleHauptverantwortlichkeitenPrimäre Liefergegenstände
Technischer Architekt / LösungsarchitektSystemarchitektur definieren, Technologie-Stack-Auswahl, Integrationsstrategie, SkalierbarkeitsplanungHLD-Dokument, Architekturdiagramme, Technologieempfehlungen
UX/UI-DesignerWireframes, Prototypen, visuelle Designs erstellen; benutzerzentriertes Design sicherstellen; Usability-Tests durchführenWireframes, Mockups, Prototypen, Style-Guides, Design-Systeme
Business AnalystGeschäftsanforderungen und technisches Design verknüpfen; Designs auf Geschäftsziele validieren; Anforderungs-RückverfolgbarkeitGeschäftsanforderungs-Dokumentation, funktionale Spezifikationen, Rückverfolgbarkeitsmatrix
Datenbankarchitekt / DesignerDatenbankschema, Datenmodelle, Indexierungsstrategie, Datenmigrationspläne entwerfenER-Diagramme, Datenbankschema, Datenwörterbuch, Migrationsskripte
ProjektmanagerDesign-Aktivitäten koordinieren, Zeitplan und Ressourcen managen, Stakeholder-Reviews moderieren, RisikomanagementProjektplan, Statusberichte, Risikoregister, Stakeholder-Kommunikation
Softwareentwickler / Technischer LeiterTechnische Machbarkeits-Input liefern, LLD erstellen, Coding-Standards definieren, Algorithmen-DesignLLD-Dokumente, Coding-Standards, technische Spezifikationen, API-Designs
QA-Leiter / Test-ArchitektTeststrategie entwerfen, Designs auf Testbarkeit prüfen, Qualitätsrisiken identifizieren, Testansatz planenTeststrategie-Dokument, Testplan, Qualitätsanforderungen, Review-Ergebnisse
SicherheitsspezialistSicherheitsdesign-Review durchführen, Schwachstellen identifizieren, Sicherheitskontrollen definieren, Compliance-ValidierungSicherheitsdesign-Dokument, Bedrohungsmodell, Sicherheitsanforderungen, Compliance-Checkliste
Kunde / Product OwnerDomänenexpertise bereitstellen, Designs prüfen und genehmigen, Features priorisieren, Prototypen validierenGenehmigungs-Abzeichnungen, Feedback-Dokumentation, Priorisierungsentscheidungen
DevOps-IngenieurBereitstellungsarchitektur planen, CI/CD-Pipeline-Design, Infrastrukturanforderungen, ÜberwachungsstrategieBereitstellungsarchitektur, Infrastruktur-Spezifikationen, CI/CD-Design, Überwachungsplan

Kollaborationstipp: Erfolgreiche Designphasen erfordern regelmäßige funktionsübergreifende Meetings. Planen Sie wöchentliche Design-Review-Sitzungen mit allen Stakeholdern, um Abstimmung und frühe Problemerkennung sicherzustellen.

Designphase-Beispiele: Praxisszenarien

Praxisbeispiele verdeutlichen abstrakte Konzepte. Hier sind drei detaillierte Beispiele aus verschiedenen Domänen.

Beispiel 1: E-Commerce-Plattform-Design

Projektkontext: Ein mittelständischer Einzelhändler möchte eine neue E-Commerce-Plattform bauen, um mit Online-Riesen zu konkurrieren.

Anforderungszusammenfassung: Online-Produktkatalog, Warenkorb, sichere Kasse, Auftragsverwaltung, Inventarintegration, Kundenkonten, Empfehlungsmaschine.

Designphase-Aktivitäten:

1. Architekturdesign:

  • HLD: Microservices-Architektur mit separaten Diensten für Katalog, Warenkorb, Kasse, Benutzerverwaltung und Empfehlungen
  • Technologie-Stack: React (Frontend), Node.js (Backend), PostgreSQL (Transaktionsdaten), MongoDB (Produktkatalog), Redis (Caching), AWS (Infrastruktur)
  • Integrationspunkte: Zahlungs-Gateway (Stripe), Versand-API (DHL/UPS), bestehendes ERP-System

2. Datenbankdesign:

  • Users-Tabelle: user_id, email, password_hash, name, address, created_at
  • Products-Tabelle: product_id, name, description, price, inventory_count, category_id
  • Orders-Tabelle: order_id, user_id, total_amount, status, order_date, shipping_address
  • Order_Items-Tabelle: order_item_id, order_id, product_id, quantity, price

3. UI/UX-Design:

  • Wireframes: Startseite mit vorgestellten Produkten, Produktlisten, Produktdetailseiten, Warenkorb, Bestellablauf
  • Prototypen: Interaktiver Prototyp, der den vollständigen Kaufablauf vom Stöbern bis zur Bestellbestätigung demonstriert
  • Mobile-First-Design: Responsives Design mit Priorität auf mobiles Erlebnis

4. API-Design:

GET /api/products - Produkte mit Filtern auflisten
GET /api/products/{id} - Produktdetails abrufen
POST /api/cart/add - Artikel zum Warenkorb hinzufügen
POST /api/orders - Neue Bestellung erstellen
GET /api/orders/{id} - Bestelldetails abrufen

Design-Liefergegenstände:

  • HLD-Dokument mit Microservices-Architekturdiagramm
  • Datenbank-ER-Diagramm mit 15+ Tabellen
  • 50+ Wireframes und 5 interaktive Prototypen
  • API-Spezifikation mit 30+ Endpunkten
  • Sicherheitsdesign einschließlich PCI-Compliance für Zahlungen

Beispiel 2: Mobile-Banking-Anwendung-Design

Projektkontext: Eine regionale Bank benötigt eine mobile App für Kunden zur Kontoverwaltung, Geldüberweisung, Rechnungszahlung und Kreditanträgen.

Anforderungszusammenfassung: Kontostandsanzeige, Geldüberweisungen, Rechnungszahlungen, Scheckeinreichung, Kreditanträge, biometrische Authentifizierung, Echtzeit-Benachrichtigungen.

Designphase-Aktivitäten:

1. Architekturdesign:

  • HLD: Native mobile Apps (iOS/Android) + RESTful API-Backend + Kernbanksystem-Integration
  • Technologie-Stack: Swift (iOS), Kotlin (Android), Java Spring Boot (Backend), Oracle DB (Bankdaten), Firebase (Benachrichtigungen)
  • Sicherheitsarchitektur: Mehrschichtige Sicherheit mit biometrischer Authentifizierung, Gerätebindung, Transaktionssignierung, Verschlüsselung im Ruhezustand und während der Übertragung

2. Security-First-Design:

  • Authentifizierung: Biometrisch (Face ID/Fingerabdruck) + PIN + Geräteregistrierung
  • Autorisierung: Rollenbasierte Zugriffskontrolle mit Transaktionslimits
  • Verschlüsselung: AES-256 für Daten im Ruhezustand, TLS 1.3 für Daten während der Übertragung
  • Betrugserkennung: Echtzeit-Transaktionsüberwachung, Alarme bei ungewöhnlichen Aktivitäten

3. UI/UX-Design-Überlegungen:

  • Barrierefreiheit: WCAG 2.1 AA-Konformität, Screenreader-Unterstützung, Hochkontrastmodus
  • Einfache Navigation: Untere Tab-Leiste mit 5 Hauptbereichen (Start, Konten, Bezahlen, Services, Profil)
  • Schnellaktionen: Dashboard mit schnellem Zugriff auf häufige Aufgaben (Kontostand prüfen, Geld überweisen, Rechnung bezahlen)

4. Offline-Fähigkeits-Design:

  • Lokales Daten-Caching: Kontostände und letzte Transaktionen für Offline-Anzeige zwischenspeichern
  • Warteschlangen-Management: Offline-Transaktionen für Ausführung bei Online-Verbindung in Warteschlange stellen
  • Sync-Strategie: Hintergrundsynchronisierung bei wiederhergestellter Verbindung

Design-Liefergegenstände:

  • Mobile-App-Architektur mit Offline-First-Strategie
  • Sicherheitsdesign-Dokument mit Bedrohungsmodellierung
  • UI-Kit mit 100+ Komponenten gemäß Plattformrichtlinien
  • Integrationsspezifikationen für Kernbanking-APIs
  • Umfassender Testplan einschließlich Sicherheitstests

Beispiel 3: Gesundheitsmanagement-System-Design

Projektkontext: Ein Krankenhausnetzwerk benötigt ein integriertes System für Patientenakten, Terminplanung, Abrechnung und klinische Arbeitsabläufe.

Anforderungszusammenfassung: Elektronische Gesundheitsakten (EHR), Terminverwaltung, Abrechnung und Versicherungsansprüche, klinische Entscheidungsunterstützung, HIPAA/DSGVO-Compliance, Interoperabilität mit externen Systemen.

Designphase-Aktivitäten:

1. Compliance-getriebene Architektur:

  • HLD: HIPAA/DSGVO-konforme Architektur mit Audit-Logging, Zugriffskontrollen und Datenverschlüsselung
  • Technologie-Stack: Angular (Frontend), .NET Core (Backend), SQL Server (primäre Datenbank), HL7 FHIR (Interoperabilitätsstandard)
  • Bereitstellung: On-Premises mit Private-Cloud-Backup für Datensouveränität

2. Datenbankdesign mit PHI-Schutz:

  • Patient-Tabelle: Verschlüsselte Patientendemografie und Kontaktinformationen
  • Medical_Records-Tabelle: Klinische Notizen, Diagnosen, Behandlungspläne mit Feld-Ebenen-Verschlüsselung
  • Audit_Log-Tabelle: Umfassende Protokollierung aller PHI-Zugriffe mit Zeitstempeln und Benutzer-IDs
  • Appointment-Tabelle: Planungsdaten mit Patientenreferenzen

3. Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC):

  • Ärzte: Vollzugriff auf Krankenakten zugewiesener Patienten
  • Pflegepersonal: Lesezugriff auf Krankenakten, Aktualisierung von Vitalzeichen und Pflegenotizen
  • Empfang: Terminplanung, Patientendemografie, eingeschränkter Aktenzugriff
  • Abrechnungspersonal: Abrechnungsinformationen, Versicherungsdetails, kein Zugriff auf klinische Notizen
  • Administratoren: Systemkonfiguration, Benutzerverwaltung, Audit-Log-Review

4. Integration und Interoperabilität:

  • HL7 v2-Schnittstelle: Integration mit bestehenden Labor- und Radiologiesystemen
  • FHIR-API: Datenaustausch mit externen Gesundheitsdienstleistern ermöglichen
  • Versicherungs-Berechtigungsprüfung: Echtzeitverifizierung mit großen Versicherungsanbietern
  • E-Rezept: Integration mit Apothekennetzwerken für elektronische Rezepte

Design-Liefergegenstände:

  • HIPAA/DSGVO-konforme Systemarchitektur mit Sicherheitskontrollen
  • Detaillierte RBAC-Matrix mit 10+ Rollen und 100+ Berechtigungen
  • HL7/FHIR-Integrationsspezifikationen
  • Audit- und Compliance-Dokumentation
  • Disaster-Recovery- und Business-Continuity-Plan

Transformation von Anforderungen in Systemdesign

Die Designphase umfasst die Umwandlung von Anforderungen in ein Systemdesign, was durch Erstellung eines High-Level-Design-Dokuments und Bewertung seiner funktionalen Machbarkeit erfolgt.

Umfang und betroffene Module

Sie benötigen ein tiefgreifendes Verständnis des Anwendungsumfangs. Dies kommt aus der Analyse von High-Level- und funktionalem Design.

Identifizieren Sie die betroffenen Module. Bestimmen Sie den Grad der Auswirkung auf jedes einzelne.

Integration und technische Details

Die Designphase umfasst die Berücksichtigung der Integration verschiedener Module oder Komponenten in Ihrer Software. Nach Abdeckung aller funktionalen Komponenten gehen Sie zu den technischen Details über, wo die Werkzeug- und Softwareauswahl stattfindet.

Risikoanalyse und Technologien

Für jede getroffene Entscheidung, von der Werkzeugauswahl bis zur Organisation, müssen Risiken für jede Option bewertet werden. Die verwendete technische Sprache erfordert auch sorgfältige Auswahl basierend auf den Anforderungen.

Fähigkeiten und Einschränkungen

Vollständiges Verständnis über die Einschränkungen des gewählten Systems oder Produkts ist notwendig. Auch muss eine Fallstudie über Fähigkeit oder Proof of Concept vor der Technologieauswahl durchgeführt werden.

Zeit- und Budgetüberlegungen

Während des gesamten Softwareentwicklungslebenszyklus müssen Zeit- und Budgetaspekte genau überwacht werden. Dies würde die Dringlichkeit der Lösung, die erforderlichen Ressourcen und die Kosten/das Budget für die gewählten Ressourcen berücksichtigen.

Richtlinien zur Zeitaufteilung:

  • HLD-Erstellung: 20-30% der Designphase-Zeit
  • LLD-Entwicklung: 35-45% der Designphase-Zeit
  • UI/UX-Design: 15-25% der Designphase-Zeit
  • Reviews und Genehmigungen: 10-15% der Designphase-Zeit
  • Dokumentation: 5-10% der Designphase-Zeit

Budgetüberlegungen:

  • Die Designphase verbraucht typischerweise 15-25% des Gesamtprojektbudgets
  • Komplexere Systeme können bis zu 30% des Budgets für gründliches Design erfordern
  • Mehr in Design zu investieren reduziert Entwicklungs- und Wartungskosten
  • Die Kosten für die Behebung von Designfehlern steigen um das 10-fache während der Entwicklung, um das 100-fache in der Produktion

Best Practices der Designphase

Das Befolgen etablierter Best Practices stellt sicher, dass Ihre Designphase hochwertige, implementierbare Spezifikationen liefert, die erfolgreiche Entwicklung leiten.

1. Mit Anforderungs-Rückverfolgbarkeit beginnen

  • Jedes Designelement auf spezifische Anforderungen zurückführen
  • Sicherstellen, dass keine Anforderungen im Design fehlen
  • Rückverfolgbarkeitsmatrizen verwenden, um Anforderung-zu-Design-Beziehungen zu verfolgen
  • Mit Stakeholdern validieren, dass alle Bedürfnisse adressiert sind

2. Für Skalierbarkeit und Leistung designen

  • Zukünftiges Wachstum bei Benutzern, Daten und Features berücksichtigen
  • Strategien für horizontale und vertikale Skalierung planen
  • Potenzielle Leistungsengpässe frühzeitig identifizieren
  • Mit Cloud-nativen Prinzipien designen, wenn anwendbar

3. Security by Design priorisieren

  • Sicherheit von Anfang an einbeziehen, nicht als Nachgedanke
  • Prinzip der geringsten Privilegien für Zugriffskontrolle befolgen
  • Datenverschlüsselung im Ruhezustand und während der Übertragung planen
  • Bedrohungsmodellierung für kritische Komponenten durchführen
  • Gründliches Audit-Logging designen

4. Modulare und wartbare Designs erstellen

  • SOLID-Prinzipien für objektorientiertes Design anwenden
  • Etablierte Designmuster verwenden (MVC, Microservices usw.)
  • Kopplung zwischen Komponenten minimieren
  • Kohäsion innerhalb von Modulen maximieren
  • Für einfaches Testen und Debugging planen

5. Stakeholder durchgehend einbeziehen

  • Regelmäßige Design-Review-Sitzungen planen
  • Designs in stakeholder-gerechten Formaten präsentieren
  • Feedback iterativ sammeln und einbeziehen
  • Formale Abzeichnungen vor Fortschreiten zur Entwicklung einholen
  • Offene Kommunikationskanäle pflegen

6. Gründlich aber pragmatisch dokumentieren

  • Vollständige aber prägnante Dokumentation erstellen
  • Diagramme und Visualisierungen effektiv nutzen
  • Lebende Dokumente pflegen, die sich mit dem Design entwickeln
  • Dokumentation für alle Teammitglieder zugänglich machen
  • Detail mit Lesbarkeit ausbalancieren

7. Technische Machbarkeit validieren

  • Proof-of-Concept (POC) für riskante Technologien erstellen
  • Leistungsannahmen mit Prototypen validieren
  • Integrationspunkte mit Mockups testen
  • Technische Spikes für unsichere Bereiche durchführen
  • Feedback vom Entwicklungsteam zur Implementierbarkeit einholen

8. Für Testing ab der Designphase planen

  • Testbare Systeme designen
  • Teststrategie neben Systemdesign erstellen
  • Testdatenanforderungen frühzeitig identifizieren
  • Für Unit-, Integrations- und Systemtests planen
  • Anforderungen an automatisiertes Testen berücksichtigen

9. Betriebliche Anforderungen berücksichtigen

  • Für Monitoring und Observability designen
  • Bereitstellungs- und Rollback-Strategien planen
  • Disaster Recovery und Business Continuity berücksichtigen
  • Für Wartbarkeit und Supportfähigkeit designen
  • Betriebliche Runbooks in Designdokumentation aufnehmen

10. Design-Tools und Standards verwenden

  • UML, ERD und andere Standardnotationen nutzen
  • Design-Tools (Figma, Lucidchart, Draw.io) für Konsistenz verwenden
  • Organisatorische Designstandards und Vorlagen befolgen
  • Versionskontrolle für Designdokumente pflegen
  • Kollaborative Plattformen für Team-Designarbeit nutzen
⚠️

Häufige Falle: Das Überstürzen der Designphase, um schneller mit dem Coding zu beginnen, führt oft zu kostspieligen Redesigns, technischen Schulden und Projektverzögerungen. Planen Sie ausreichend Zeit für gründliches Design ein - es spart insgesamt Zeit.

Häufige Designphase-Fehler, die zu vermeiden sind

Das Verständnis häufiger Fallstricke hilft Teams, die Designphase effektiver zu navigieren. Hier sind die häufigsten Fehler und wie man sie verhindert:

Fehler 1: High-Level-Design überspringen, um Zeit zu sparen

Das Problem: Teams, die begierig sind zu codieren, überspringen HLD und springen direkt in detailliertes Design oder Implementierung. Das scheint anfangs effizient, verursacht aber kaskadierende Probleme.

Warum es passiert: Druck, Deadlines zu erfüllen, Übervertrauen in Anforderungsklarheit oder Glaube, dass "wir es unterwegs herausfinden".

Die Konsequenzen:

  • Architekturinkonsistenzen über Module hinweg
  • Integrationsausfälle, die spät in der Entwicklung entdeckt werden
  • Kostspielige Nacharbeit, wenn fundamentale Struktur geändert werden muss
  • Schwierigkeiten beim späteren Skalieren oder Modifizieren des Systems

Die Lösung:

  • HLD immer vor dem Wechsel zu LLD abschließen, unabhängig von der Projektgröße
  • Dedizierte Zeit für Architekturentscheidungen mit Schlüssel-Stakeholdern planen
  • Leichtgewichtiges HLD für kleinere Projekte (1-2 Seiten) verwenden statt ganz zu überspringen
  • Formale Abzeichnung vor Fortschreiten zum detaillierten Design einholen

Fehler 2: Isoliert ohne Stakeholder-Input designen

Das Problem: Technische Teams erstellen Designs im Vakuum und präsentieren fertige Artefakte Stakeholdern erst am Ende zur Genehmigung.

Warum es passiert: Designer nehmen an, sie verstehen Anforderungen vollständig, Stakeholder-Verfügbarkeit ist begrenzt, oder es gibt den Wunsch, "polierte" Arbeit zu präsentieren.

Die Konsequenzen:

  • Designs, die technisch funktionieren, aber Geschäftsanforderungen nicht erfüllen
  • Späte Ablehnungen, die erhebliche Nacharbeit erfordern
  • Stakeholder-Frustration und erodiertes Vertrauen
  • Verlängerte Zeitpläne aufgrund von Überarbeitungszyklen

Die Lösung:

  • Regelmäßige Design-Review-Checkpoints planen (wöchentlich oder zweiwöchentlich)
  • Work-in-Progress-Designs früh und oft teilen
  • Business-Stakeholder in technische Diskussionen einbeziehen, nicht nur in finale Reviews
  • Stakeholder-freundliche Design-Zusammenfassungen neben technischen Dokumenten erstellen

Fehler 3: Die Lösung überentwickeln

Das Problem: Design für hypothetische zukünftige Anforderungen statt aktueller, validierter Bedürfnisse führt zu unnötiger Komplexität.

Warum es passiert: Angst vor Einschränkungen, Wunsch, technische Raffinesse zu zeigen, oder vage "Zukunftssicherheits"-Anforderungen.

Die Konsequenzen:

  • Erhöhte Entwicklungszeit und -kosten
  • Komplexere Codebasis, die schwerer zu warten ist
  • Verzögerte Time-to-Market für unnötige Features
  • Technische Schulden aus ungenutzten Abstraktionen und Frameworks

Die Lösung:

  • Für aktuelle Anforderungen mit Erweiterbarkeit im Hinterkopf designen, nicht Implementierung ungenutzter Features
  • YAGNI-Prinzip (You Aren't Gonna Need It) rigoros anwenden
  • "Zukünftige Anforderungen" mit Stakeholdern validieren, bevor dafür designt wird
  • Modulares Design verwenden, das späteres Hinzufügen von Features ohne jetziges Über-Engineering erlaubt

Fehler 4: Nicht-funktionale Anforderungen vernachlässigen

Das Problem: Designs konzentrieren sich ausschließlich auf funktionale Features und ignorieren Leistung, Sicherheit, Skalierbarkeit und Barrierefreiheitsanforderungen.

Warum es passiert: Nicht-funktionale Anforderungen sind oft implizit oder angenommen, funktionale Features sind für Stakeholder sichtbarer, oder es fehlt Expertise in Sicherheit/Leistung.

Die Konsequenzen:

  • Leistungsprobleme, die in der Produktion entdeckt werden
  • Sicherheitslücken, die Notfall-Patches erfordern
  • Systeme, die nicht mit Geschäftswachstum skalieren können
  • Barrierefreiheitsversagen, die Benutzeradoption beeinträchtigen

Die Lösung:

  • Explizite nicht-funktionale Anforderungs-Checkliste für jedes Design erstellen
  • Leistungsbenchmarks, Sicherheitskontrollen und Barrierefreiheitsstandards in Designdokumente aufnehmen
  • Sicherheits- und Leistungsspezialisten in Design-Reviews einbeziehen
  • Lasttests und Sicherheitstest-Strategien neben Systemdesign designen

Fehler 5: Unzureichende Design-Dokumentation

Das Problem: Designs existieren nur in den Köpfen der Teammitglieder oder in verstreuten, informellen Notizen, die keine angemessene Anleitung für die Entwicklung bieten.

Warum es passiert: Dokumentation fühlt sich wie Overhead an, Schlüsseldesigner sind verfügbar, um Fragen zu beantworten, oder es gibt Druck, schnell mit dem Coding zu beginnen.

Die Konsequenzen:

  • Wissensverlust, wenn Teammitglieder gehen oder Rollen wechseln
  • Inkonsistente Implementierung über Entwickler hinweg
  • Schwierigkeiten beim Onboarding neuer Teammitglieder
  • Meinungsverschiedenheiten darüber, "was entschieden wurde" während des Designs
  • Wartungsherausforderungen Monate oder Jahre später

Die Lösung:

  • Minimale Dokumentationsstandards für alle Projekte etablieren
  • Vorlagen verwenden, um Dokumentationserstellung zu optimieren
  • Entscheidungen und Begründungen dokumentieren, nicht nur finale Designs
  • Dokumentation an zugänglichen, versionskontrollierten Orten speichern
  • Dokumentationsvollständigkeit als Teil der Designphase-Ausgangskriterien prüfen

Fehler 6: Technische Schulden in Designentscheidungen ignorieren

Das Problem: Designs akzeptieren Abkürzungen oder bekannte Kompromisse ohne Planung für Behebung und akkumulieren technische Schulden ab Tag eins.

Warum es passiert: Zeitdruck, Budgetbeschränkungen oder Glaube, dass "wir es später beheben", wenn sich die Dinge beruhigen.

Die Konsequenzen:

  • Sich verstärkende Wartungskosten über Zeit
  • Verringerte Entwicklungsgeschwindigkeit für neue Features
  • Erhöhte Fehlerraten in betroffenen Bereichen
  • Schließlich Erreichen eines Punktes, an dem Schulden unbeherrschbar sind

Die Lösung:

  • Alle Designkompromisse und bekannte Schulden explizit dokumentieren
  • Behebungspläne mit Zeitplänen für Schuldenabbau erstellen
  • Schuldenreduktion in Projekt-Roadmaps und Budgets aufnehmen
  • Technische Schulden für Stakeholder und Management sichtbar machen
  • Bewerten, ob Abkürzungen wirklich notwendig oder nur bequem sind

Fehler 7: Design-Machbarkeit nicht validieren

Das Problem: Designs werden auf dem Papier genehmigt ohne technische Validierung, was zu Entdeckungen während der Entwicklung führt, dass der Ansatz nicht funktioniert.

Warum es passiert: Übervertrauen in theoretische Designs, Zeitdruck zum Finalisieren von Designs oder Mangel an Proof-of-Concept-Ressourcen.

Die Konsequenzen:

  • Entwicklungsverzögerungen, wenn Ansätze sich als undurchführbar erweisen
  • Kostspielige Projektmitte-Pivots zu alternativen Lösungen
  • Verschwendeter Aufwand bei der Implementierung undurchführbarer Designs
  • Stakeholder-Frustration über unerwartete Zeitplanänderungen

Die Lösung:

  • Proof-of-Concept (POC)-Prototypen für riskante oder neuartige Komponenten erstellen
  • Technische Spikes durchführen, um unsichere Technologien zu validieren
  • Integrationspunkte testen, bevor Schnittstellendesigns finalisiert werden
  • "Machbarkeitsvalidierung" als explizite Designphase-Aktivität aufnehmen
  • Entwickler-Input zur Implementierbarkeit während Design-Reviews einholen

Fehler 8: Designs erstellen, die nicht testbar sind

Das Problem: Designs produzieren Systeme, die schwierig oder unmöglich effektiv zu testen sind, was erst entdeckt wird, wenn QA beginnt.

Warum es passiert: Design konzentriert sich ausschließlich auf Funktionalität, QA ist nicht in der Designphase einbezogen, oder Testing wird als "späteres" Anliegen gesehen.

Die Konsequenzen:

  • Teures Refactoring, um Testing zu ermöglichen
  • Unzureichende Testabdeckung, die zu Qualitätsproblemen führt
  • Verlängerte Testzyklen aufgrund von Komplexität
  • Überabhängigkeit von manuellen Tests, die nicht skalieren

Die Lösung:

  • QA-Ingenieure von Anfang an in Design-Reviews einbeziehen
  • Mit Testing im Hinterkopf designen: Dependency Injection, klare Schnittstellen, beobachtbarer Zustand
  • Testbarkeitsanforderungen neben funktionalen Anforderungen spezifizieren
  • Testautomatisierungsstrategie als Teil der Designphase planen
  • Quality Gates und Testansatz vor Design-Genehmigung definieren

Präventionsstrategie: Die meisten Designphase-Fehler stammen aus Zeitdruck und unzureichender Stakeholder-Einbeziehung. Der Aufbau expliziter Checkpoints für Stakeholder-Review, Machbarkeitsvalidierung und Dokumentationsvollständigkeit verhindert die Mehrheit dieser Probleme.

Fazit

Die Designphase des Software-Entwicklungslebenszyklus (SDLC) ist die kritische Brücke zwischen konzeptuellen Anforderungen und konkreter Implementierung. Sie transformiert abstrakte Geschäftsanforderungen in detaillierte technische Spezifikationen, die Entwicklungsteams beim Erstellen von Softwareprodukten leiten.

Wichtige Erkenntnisse:

  • Kritische Aktivitäten: Architekturdesign, UI/UX-Design, Datenbankdesign, technische Spezifikationen und Risikoanalyse sind die Kernaktivitäten - wobei Architekturdesign am kritischsten ist
  • Zwei-Ebenen-Ansatz: High-Level-Design (HLD) bietet die Systemübersicht, während Low-Level-Design (LLD) Implementierungsdetails spezifiziert
  • Umfassende Liefergegenstände: Die Designphase produziert HLD/LLD-Dokumente, Wireframes, Prototypen, Datenbankschemata, API-Spezifikationen und technische Dokumentation
  • Cross-funktionale Zusammenarbeit: Erfolg erfordert aktive Teilnahme von Architekten, Designern, Entwicklern, QA, Sicherheitsspezialisten und Stakeholdern
  • Investition zahlt sich aus: 15-25% der Projektzeit und des Budgets für Design aufzuwenden reduziert Entwicklungskosten und Fehler erheblich

Erfolgsfaktoren:

Die Designphase ist erfolgreich, wenn sie Gründlichkeit mit Pragmatismus ausbalanciert, alle Stakeholder einbezieht, technische Machbarkeit validiert und klare, implementierbare Spezifikationen produziert.

Teams, die angemessen in Design investieren - Best Practices für Modularität, Sicherheit, Skalierbarkeit und Dokumentation befolgend - bauen Software, die wartbarer, zuverlässiger und besser auf Geschäftsziele ausgerichtet ist.

Nächste Schritte:

Nach Abschluss der Designphase und Stakeholder-Genehmigung geht das Projekt zur Entwicklungs-/Implementierungsphase über, in der Entwickler Designspezifikationen in funktionierenden Code transformieren, den während des Designs erstellten Blaupausen folgend.

Die Designphase ist nicht nur Dokumentation - sie ist strategisches Denken, technische Planung, Risikominderung und kollaboratives Problemlösen, das das Fundament für erfolgreiche Softwarelieferung legt.

Im Video verwendete Präsentation

Hier ist die im Video verwendete Präsentationsfolie. Wenn Sie Feedback haben, lassen Sie es uns auf unserem EasyRetro Board (opens in a new tab) wissen.

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Frage: What is the primary purpose of the Design Phase in SDLC?

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Which activity is crucial during the design phase of the SDLC?

What is the difference between High-Level Design (HLD) and Low-Level Design (LLD)?

What is the primary objective of the design phase in SDLC?

What is the output of the design phase in SDLC?

What are the key roles involved in the design phase?

What tools and techniques are employed in the design phase of SDLC?

Why is well-designed software important?

How does effective design impact software maintenance?

What are common mistakes to avoid during the design phase?

How long should the design phase take in a software project?

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