Modulstrukturen

Modulstrukturen bezeichnen die Gliederung eines Systems in einzelne Bausteine (Module) und die Beziehung zwischen ihnen. Jedes Modul kapselt Daten und Funktionen, stellt eine definierte Schnittstelle nach außen bereit und verbirgt seine Implementierung. Ziel ist es, Komplexität zu reduzieren, Wiederverwendbarkeit zu ermöglichen und Wartung sowie Erweiterbarkeit zu erleichtern.

Zentrale Konzepte sind Kopplung und Kohäsion: lose Kopplung bedeutet geringe Abhängigkeiten zwischen Modulen, während hohe Kohäsion eine klare thematische Zuordnung der Inhalte innerhalb eines Moduls beschreibt. Interfaces, Abstraktionen und Informationsverbergung (Information Hiding) unterstützen stabile Schnittstellen und begrenzen Auswirkungen von Änderungen.

In der Softwaretechnik entstehen Modulstrukturen oft durch Muster wie Schichtenarchitektur, feature-basierte Aufteilung, Plug-in-Architekturen oder serviceorientierte Architekturen (z. B. Microservices). Die Granularität der Module, die Gestaltung stabiler Schnittstellen sowie Versionierung der Module sind zentrale Designentscheidungen. Vorteile sind bessere Wartbarkeit, erleichterte Tests und flexiblere Weiterentwicklung; Nachteile können Schnittstellen-Overhead, Abhängigkeitskomplexität und mögliche Performancekosten durch Inter-Modul-Kommunikation sein.

Anwendungsbereiche reichen von Software- und Systemarchitekturen über Bildungs- und Produktstrukturen bis hin zu organisatorischen Modulen in Unternehmen. Historisch geht der Ansatz auf das Prinzip der Informationsverbergung zurück, insbesondere auf Arbeiten von David Parnas, der Informationsverbergung als Kern von Modulstrukturen betonte.