Full Stack mit KI · Modul 5: System Design

Lektion 1 von 6Text 16 Min.

System Design lernen: die Bausteine einer Anwendung

Worum es geht: System Design beschreibt, aus welchen Teilen eine Anwendung besteht und wie sie zusammenspielen. Es klingt nach Konzernthema und ist im Mittelstand genauso wichtig – nur mit anderen Größenordnungen. Wer die sieben Bausteine kennt, kann jede Architektur lesen und einem KI-Agenten sinnvolle Vorgaben machen.

1. Die sieben Bausteine

ErkundenWoraus Anwendungen bestehen

Browser oder App. Läuft beim Nutzer, ist nicht vertrauenswürdig und kann beliebig manipuliert werden. Alles, was dort geprüft wird, muss auf dem Server noch einmal geprüft werden.

Kaum eine Anwendung braucht alle sieben. Die Kunst besteht darin, so wenige wie möglich einzusetzen – jeder Baustein ist ein Teil, das ausfallen kann.

2. Mit wie wenig kommt man aus?

Eine Unternehmenswebsite mit Anfrageformular braucht drei Bausteine: Client, Server, Datenbank. Kommt ein Kundenbereich mit Dateien dazu, wird es ein Dateispeicher. Werden E-Mails oder Modellaufrufe langsam, kommt eine Warteschlange hinzu. Alles Weitere entsteht aus einem gemessenen Problem – nie aus der Vermutung, man könnte es später brauchen.

Jeder zusätzliche Baustein ist ein weiterer Teil, das ausfallen, überlaufen oder falsch konfiguriert sein kann. Die beste Architektur ist die kleinste, die das Problem löst.

3. Der Zustand entscheidet über alles

Die wichtigste Unterscheidung im System Design lautet: Hält ein Teil Daten fest oder nicht? Ein Server ohne eigenen Zustand lässt sich beliebig vervielfachen – jede Anfrage kann auf jedem Exemplar landen. Sobald ein Server sich etwas merkt, etwa eine Sitzung im Arbeitsspeicher, funktioniert das nicht mehr: Der zweite Aufruf landet auf einem anderen Exemplar, das nichts davon weiß.

Deshalb gehören Sitzungen in die Datenbank oder in ein signiertes Cookie, hochgeladene Dateien in den Objektspeicher und Zwischenergebnisse in den Cache. Wer das von Anfang an beachtet, kann später ohne Umbau wachsen.

4. Eine Architektur beschreiben

FrageWas die Antwort festlegt
Wer benutzt es und wie viele?Größe der Server, Notwendigkeit von Cache und Warteschlange
Welche Daten entstehen und wie viele?Wahl der Datenbank, Sicherungskonzept, Aufbewahrungsfristen
Was muss sofort passieren, was darf warten?Was in die Warteschlange gehört und was nicht
Was passiert bei Ausfall welchen Teils?Wo Wiederholversuche und Ersatzwege nötig sind
Wer darf was sehen?Rechtemodell und Trennung der Daten

Diese fünf Fragen schriftlich zu beantworten dauert eine Stunde und ersetzt jede Diagrammdiskussion. Sie sind zugleich die beste Vorlage für einen KI-Agenten: Wer sie beantwortet mitgibt, bekommt eine Architektur, die zum Fall passt – statt der Standardlösung für einen Großkonzern.

5. Ein Beispiel

Ein Hallenbauer mit 3D-Konfigurator: Der Konfigurator läuft vollständig im Browser, weil er nichts speichern muss. Erst beim Absenden geht eine Anfrage an den Server, der prüft, in der Datenbank speichert und eine Aufgabe in die Warteschlange legt: PDF erzeugen und E-Mail verschicken. Der Besucher bekommt sofort seine Bestätigung, während die Warteschlange im Hintergrund arbeitet. Vier Bausteine, keiner davon überflüssig.

6. Häufige Fragen

Brauchen wir Microservices? Im Mittelstand fast nie. Sie lösen ein Organisationsproblem großer Teams und erzeugen dafür erheblichen Betriebsaufwand. Eine gut gegliederte einzelne Anwendung ist die richtige Wahl, solange ein Team sie betreut.

Cloud oder eigener Server? Die Cloud nimmt Betriebsarbeit ab und kostet laufend; ein eigener Server bei einem deutschen Anbieter ist günstiger und verlangt mehr Aufmerksamkeit. Beides ist vertretbar – entscheidend ist, dass jemand benannt ist, der sich kümmert.

Wann wird es ernst? Nicht bei einer bestimmten Nutzerzahl, sondern wenn der erste Engpass gemessen wurde. Bis dahin ist jede Vorsorge Spekulation.

Stand: September 2026. Die Übungen laufen vollständig in Ihrem Browser – es wird nichts gespeichert oder übertragen.

Fortschritt sichern

Kostenlos registrieren, Lektionen abhaken und 3 Kernideen als Karteikarten wiederholen.