Softwarearchitektur: Der ultimative Leitfaden

Wichtige Erkenntnisse

• Softwarearchitektur ist das Design eines Softwaresystems. Sie legt die Struktur, wichtige Komponenten und deren Zusammenarbeit fest und stellt sicher, dass Anforderungen wie Skalierbarkeit, Sicherheit und Wartbarkeit erfüllt werden. Sie ist nicht nur technisches Design, sondern auch Kommunikation und Verantwortung: Entwickler und Stakeholder abstimmen, Entscheidungen dokumentieren und Teams anleiten.

• Softwarearchitektur erstellen: Bedarf klären, grundlegende Entscheidungen treffen, zentrale Komponenten auswählen, Interaktionen gestalten, bewährte Muster nutzen, Ideen testen und kontinuierlich verbessern.

• Zertifizieren lassen: Steigert Glaubwürdigkeit, eröffnet neue Jobchancen, schafft Vertrauen und fördert die berufliche Weiterentwicklung.

1-  Was sind die Merkmale von Softwarearchitektur?

Softwarearchitektur verbindet technisches Know-how, strategisches Denken und menschliche Kommunikation. Sie sorgt dafür, dass komplexe Software nicht nur heute funktioniert, sondern auch morgen verständlich und anpassbar bleibt.

Softwarearchitektur ist die grundlegende Organisation eines Systems, verkörpert in seinen Komponenten, deren Beziehungen zueinander und zur Umgebung, sowie die Prinzipien, die sein Design und seine Weiterentwicklung leiten.
- zitiert von IEEE Std 1471-2000  

Man kann es sich wie das Skelett eines Gebäudes vorstellen: Es hält alles zusammen und gibt Stabilität. Genau das leistet Softwarearchitektur für ein Softwaresystem. Einfach gesagt ist sie der große Bauplan, der festlegt, wie Software aufgebaut wird und wie sie im Hintergrund arbeitet.

Softwarearchitektur in sieben Schritten entwickeln

Softwarearchitektur definiert die Struktur, die Komponenten und die Beziehungen eines Softwaresystems, damit sowohl funktionale als auch nicht-funktionale Anforderungen erfüllt werden. Genau darum geht es beim Erstellen von Softwarearchitektur. Es ist wie das Entwerfen eines Bauplans für Software, der sicherstellt, dass sie die Anforderungen erfüllt und langfristig zuverlässig funktioniert.

Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Entwicklung einer Softwarearchitektur

1. Bedarf verstehen: Ein Softwarearchitekt muss die Geschäftsziele, technischen Rahmenbedingungen und Nutzerbedürfnisse kennen. Dazu gehören Gespräche mit allen Stakeholdern, um jede funktionale Anforderung und jedes Qualitätskriterium klar zu definieren.
2. Schlüsselkomponenten identifizieren: Nach der Anforderungsanalyse werden die zentralen Systemkomponenten bestimmt. Diese gut definierten Bausteine bilden den Kern des gesamten Systems.
3. Wichtige Entscheidungen treffen: Es muss entschieden werden, ob von Grund auf neu entwickelt oder auf bestehende Lösungen zurückgegriffen wird. Dazu gehört auch die Auswahl des passenden Technologie-Stacks. Gespräche mit Stakeholdern stellen sicher, dass Entscheidungen zu Ziel, Budget und langfristiger Skalierbarkeit passen.
4. Zusammenarbeit planen: Ein detaillierter Plan beschreibt, wie die einzelnen Teile zusammenarbeiten und als ein System funktionieren. Schnittstellen und Datenflüsse werden dabei festgelegt.
5. Bewährte Muster einsetzen: Architekten nutzen etablierte Best Practices, Design Patterns und Architekturkonzepte, um skalierbare, wartbare und robuste Systeme zu entwickeln.
6. Testen und validieren: Prototypen oder Proof-of-Concepts prüfen die Architekturentscheidungen, bevor das System großflächig umgesetzt wird.
7. Kontinuierlich verbessern: Laufendes Monitoring und regelmäßige Abstimmungen mit Stakeholdern helfen, die Leistung zu überwachen, neue Herausforderungen zu lösen und die Architektur an neue Anforderungen anzupassen.

Wenn du diese Schritte befolgst, legst du ein solides Fundament. Deine Software bleibt gut wartbar und kann wachsen, wenn es nötig ist. Eine gute Architektur hält alles zusammen und unterstützt spätere Erweiterungen.

10 Prinzipien der Softwarearchitektur

Softwarearchitektur bedeutet systematisches Design und Planung. Sie beginnt mit dem Verstehen der Anforderungen, dem Treffen wichtiger Entscheidungen zu Technologien und Komponenten und dem Festlegen ihrer Interaktionen. Dazu gehören auch der Einsatz bewährter Muster, das Testen und Validieren der Architektur sowie die kontinuierliche Verbesserung.

Zentrale Prinzipien:

1. Für Veränderung entwerfen: Software muss anpassbar sein. Plane Systeme so, dass Änderungen leicht möglich sind.

2. Komponentenbasiert entwickeln: Teile das System in kleinere, eigenständige Bausteine auf.

3. Entscheidungen dokumentieren: Halte fest, warum du bestimmte Entscheidungen getroffen hast.

4. Qualität priorisieren: Denke von Anfang an an Leistung, Sicherheit und Stabilität.

5. Muster und Stile nutzen: Verwende bewährte Lösungen für wiederkehrende Probleme.

6. Bedürfnisse ausgleichen: Berücksichtige die Interessen von Entwicklern, Nutzern und Auftraggebern.

7. Klar kommunizieren: Sorge dafür, dass alle Beteiligten den Plan verstehen.

8. Bewerten und verbessern: Prüfe regelmäßig, ob das System seine Ziele erreicht, und passe es an.

9. Auf Weiterentwicklung vorbereiten: Plane so, dass sich das System im Lauf der Zeit erweitern lässt.

10. Langfristig denken: Beziehe Wartung und künftige Auswirkungen in jede Entscheidung ein.

Wenn du diese Prinzipien befolgst, entsteht Software, die robust, flexibel und zukunftsfähig ist. Im iSAQB-Curriculum findest du weitere Details, die Softwarearchitekten bei der praktischen Umsetzung unterstützen.

Empfohlene Ressource:

Alles über das iSAQB CPSA-A Zertifikat: Dein Kompletter Guide

Software-Architektur-Muster

Softwarearchitektur-Muster sind wiederverwendbare Lösungen für häufige Designprobleme. Sie liefern erprobte Vorlagen, um Systeme zu strukturieren und wiederkehrende Herausforderungen zu meistern. Die Wahl des passenden Musters hängt von den spezifischen Anforderungen und Rahmenbedingungen des Projekts ab.

Warum sind solche Muster so hilfreich? Sie führen zu höherer Softwarequalität, erleichtern die Wartung und schaffen klare Strukturen. So arbeitet das Team konsistent und effizient und spart langfristig Zeit und Aufwand.

• Layered Architecture: Hier wird ein System in mehrere Schichten unterteilt, wobei jede Schicht bestimmte Aufgaben übernimmt.

Layered Architecture ist ein Club-Sandwich. Jede Schicht (oder Zutat) hat ihre Aufgabe. Die unterste Schicht könnte sich um die Daten kümmern (das ist die untere Brotscheibe), die mittleren Schichten könnten sich um die Verarbeitung kümmern (der Salat, die Tomaten, der Truthahn usw.), während die letzte Schicht sich mit der Benutzerinteraktion beschäftigt (die obere Brotscheibe). Jede Schicht interagiert nur sauber und einfach mit der direkt darüber- oder darunterliegenden Schicht.

• Das MVC (Model-View-Controller) Muster ist ein weit verbreitetes Architekturmuster, das die Verantwortlichkeiten einer Anwendung in drei miteinander verbundene Teile trennt: das Model (Datenverwaltung), die View (Benutzeroberfläche) und den Controller (Eingabeverarbeitung und Anwendungslogik). Diese Trennung fördert Modularität, Wartbarkeit und Testbarkeit.

• Das Pipes-and-Filters-Architekturmuster verarbeitet einen Datenstrom durch eine Abfolge unabhängiger Komponenten (Filter). Jeder Filter führt eine bestimmte Transformation der Daten durch und gibt sie an den nächsten Filter in der Pipeline weiter. Dieses Muster fördert Modularität, Wiederverwendbarkeit und Flexibilität.

• Microservices-Architektur ist ein Ansatz der Softwareentwicklung, bei dem eine große Anwendung als Sammlung kleiner, unabhängiger Dienste aufgebaut wird. Jeder Dienst ist für eine bestimmte Geschäftsaufgabe verantwortlich und kommuniziert über APIs mit anderen Diensten. Dieser Ansatz fördert Flexibilität, Skalierbarkeit und Widerstandsfähigkeit.

• In einer Event-driven Architecture kommunizieren Komponenten und lösen Aktionen auf Grundlage des Auftretens von Ereignissen aus. Diese Ereignisse können alles sein, was im System oder in seiner Umgebung geschieht, z. B. Benutzerinteraktionen, Sensormessungen oder Nachrichten von anderen Systemen. Dieses Muster fördert lose Kopplung, Skalierbarkeit und Reaktionsfähigkeit.

Jedes Modell hat seine Vor- und Nachteile. Die Wahl des einen oder anderen wird letztlich über den Erfolg oder Misserfolg deines Projekts entscheiden. Es geht darum, die beste Passform für das zu finden, was du aufbaust.

Das richtige Muster zu wählen ist entscheidend. Du musst den spezifischen Bedarf oder das Problem in einem Projekt erkennen und dann mit einem passenden Muster abgleichen. Auf diese Weise schaffst du die Grundlage für den Erfolg, sodass deine Software nicht nur gut läuft, sondern am Ende auch leichter zu warten ist. Frag dich beim nächsten Projektstart, welches Muster am besten passt. Das wird dir das Leben höchstwahrscheinlich deutlich erleichtern.

Worum geht es beim Software Architecture Design?

Softwaredesign für Architektur bedeutet, Module, Komponenten und deren Kommunikation zu definieren. Es umfasst auch das Einrichten von Schnittstellen für die Kommunikation zwischen den Komponenten und die Anwendung relevanter Muster zur Lösung von Designproblemen.

So gehen wir vor:

• Definition von Komponenten und Modulen: Stell dir vor, du baust ein Set aus LEGO-Steinen zusammen. Jedes Teil hat einen festen Platz. Bei Software sind das Module wie Benutzeroberflächen oder Datenbanken. Architekten legen fest, wo jedes Modul hingehört, damit das Gesamtsystem korrekt funktioniert.

• Interaktionsdesign: Architekten planen, wie die verschiedenen Teile der Anwendung miteinander interagieren. Dieser Schritt ist entscheidend, weil gute Interaktion für eine reibungslose Nutzung sorgt.

• Schnittstellendefinition: Es geht darum, dass alle Teile einer Software problemlos miteinander kommunizieren können. Das ist ähnlich wie das Einrichten von Regeln, wie verschiedene Geräte in einem Haus sich mit dem WLAN verbinden, ohne sich gegenseitig zu stören.

• Anwendung von Mustern: Schließlich nutzen Architekten bewährte Lösungen, sogenannte Patterns, um allgemeine Probleme zu lösen. Das ist ein bisschen so, als würdest du in einem Kochbuch nachsehen, damit das Ergebnis perfekt wird.

Warum eine Softwarearchitektur-Strategie wichtig ist

Eine Softwarearchitektur-Strategie ist ein langfristiger Plan für die Weiterentwicklung eines Systems. Sie richtet die Architektur an den Geschäftszielen aus, schafft eine Grundlage für Entscheidungen und definiert einen Fahrplan für künftige Entwicklungen. Außerdem regelt sie Governance- und Compliance-Anforderungen, damit das System nachhaltig bleibt und Standards einhält. Ziel ist es, Software so zu planen, dass sie wachsen und sich weiterentwickeln kann, ohne an Stabilität zu verlieren.

Wichtige Bestandteile der Strategie:

• Abgleich von Vision und Zielen: Stelle sicher, dass die künftige Ausrichtung der Software zu den Zielen des Unternehmens passt. Das ist wie ein Ziel ins Navigationsgerät eingeben, bevor die Reise beginnt.

• Struktur für Entscheidungen: In jedem Projekt gibt es schwierige Abwägungen, zum Beispiel zwischen maximaler Geschwindigkeit und maximaler Sicherheit. Hier hilft ein Regelwerk, um kluge Entscheidungen zu treffen.

• Roadmap: Wie bei einer Autoreise braucht auch Software einen Routenplan. Er zeigt, wie sich das System über die Zeit entwickelt und welche neuen Funktionen vorgesehen sind.

• Governance und Compliance: Enthält Kontrollen, damit alle Prozesse reibungslos ablaufen und Vorschriften eingehalten werden.

Sowohl das Design als auch die Strategie sind entscheidend. Sie verbinden technisches Wissen mit dem Verständnis für geschäftliche Anforderungen, sodass Software nicht nur heute zuverlässig funktioniert, sondern auch für die Zukunft vorbereitet ist.

Wichtige Werkzeuge und Methoden für Softwarearchitektur-Dokumentation

Dokumentation ist zentral, um Design und Entscheidungen an Stakeholder zu vermitteln. Sie schafft ein gemeinsames Verständnis für Struktur, Verhalten und getroffene Architekturentscheidungen.

Hilfreiche Tools und Methoden sind zum Beispiel arc42, draw.io, PlantUML, Enterprise Architect und Visual Paradigm.

Hier sind einige der wichtigsten Tools und Methoden:

1. arc42: Stell dir arc42 wie ein ausführliches Handbuch für deine LEGO-Stadt vor. Es ist eine Vorlage, die Architekten hilft, alle Details des Softwaredesigns zu dokumentieren. So können alle Beteiligten den Plan leicht verstehen und umsetzen.
2. draw.io (diagrams.net): Das ist wie ein digitales Zeichenbrett. Es ist kostenlos und einfach zu bedienen und ermöglicht klare Diagramme der Softwarestruktur. Ideal für Teamprojekte, da mehrere Personen gleichzeitig an den Diagrammen arbeiten können.
3. PlantUML: Hier beschreibst du deine LEGO-Stadt in einfachem Text und sie wird automatisch als Bild dargestellt. PlantUML eignet sich gut, um Diagramme in Versionsverwaltungssystemen aktuell zu halten.
4. Enterprise Architect: Für sehr große und komplexe Projekte ist Enterprise Architect wie ein professionelles Architektenwerkzeug. Es unterstützt viele Architekturstandards und ist perfekt für Umgebungen, in denen eine detaillierte Übersicht erforderlich ist.
5. Visual Paradigm: Dieses Tool ist eine All-in-One-Lösung für das Design und Modellieren deiner LEGO-Stadt. Es unterstützt viele Diagrammtypen und hilft, alles vom ersten Konzept bis zum detaillierten Enddesign zu verwalten.

Das richtige Tool wählen:

Überlege, was dein Projekt braucht und was dein Team bevorzugt. Die besten Tools ermöglichen klare, leicht zu wartende Dokumentation und Designs.Sie sollten Projektziele unterstützen, Stakeholder zufriedenstellen und einen Fahrplan für künftige Anpassungen liefern.

Mit Tools wie arc42, draw.io, PlantUML, Enterprise Architect und Visual Paradigm lassen sich Softwarearchitekturen technisch solide und zukunftsfähig gestalten, so wie die richtigen LEGO-Werkzeuge und Anleitungen ein Bauprojekt erfolgreich machen.

2- Software Engineer vs. Software Architect: Was ist der Unterschied?

Wir können es so erklären: Während Softwarearchitekten und Softwareingenieure beide parallel daran arbeiten, großartige Software zu entwickeln, kümmert sich ein Engineer stärker um die Details der eigentlichen Softwareentwicklung, während ein Architekt über die gesamte Struktur und Ausrichtung der Software nachdenkt.

Software Engineers: Das sind die Fachleute, die Software durch Code zum Leben erwecken. Sie schreiben, testen und debuggen den Code, aus dem die Software besteht, und stellen sicher, dass sie wie vorgesehen funktioniert und die festgelegten Anforderungen erfüllt. Außerdem beheben sie Fehler, implementieren Updates und warten die Software während ihres gesamten Lebenszyklus.

Software Architects: Sie sind verantwortlich für die vollständige Architektur der Software, damit diese die Projektanforderungen und -ziele erfüllt. Sie verfügen über ein tiefes Verständnis von Architekturmuster, Designprinzipien und Technologieoptionen.

Empfohlene Ressource:

Softwarearchitektur vs. Design: Ein umfassender Leitfaden

Was macht ein Softwarearchitekt?

Sie treffen kritische Entscheidungen über die Organisation des Systems, seine Komponenten und deren Interaktionen und berücksichtigen dabei Faktoren wie Leistung, Sicherheit und Skalierbarkeit. Ihr Fachwissen leitet das Entwicklungsteam beim Aufbau einer robusten und effizienten Softwarelösung.

Sie stellen sicher, dass das gesamte Team auf derselben Linie arbeitet, und begleiten alle von Anfang bis Ende.

Sie sind die Helden im Hintergrund, die dafür sorgen, dass alles perfekt zusammenpasst.

Empfohlene Ressource:

Was macht ein Softwarearchitekt?

3- Wie wird man Softwarearchitekt

Möchtest du derjenige sein, der plant, wie Software künftig arbeiten wird?

Hier sind einige Schritte, wie du Softwarearchitekt werden kannst:

1. Weiterbildung: Die meisten Softwarearchitekten kommen aus einem starken technischen Umfeld. Ein Studium in Software Engineering, Informatik oder einem vergleichbaren Bereich ist eine sehr gute Grundlage.

2. Praxis Erfahrung sammeln: Wie beim Radfahren gilt: Übung macht den Meister. Erfahrung in der Softwareentwicklung, zum Beispiel als Entwickler oder Programmierer, hilft dir zu verstehen, was in der Praxis funktioniert. Du lernst dabei auch, schnell zu reagieren, wenn Probleme auftauchen.

3. Technische Fähigkeiten aufbauen: Du solltest dich mit Programmiersprachen, Datenbanken und Softwareentwicklungsprozessen gut auskennen. Betrachte dieses Wissen als Werkzeugkasten, den du für den Aufbau deiner digitalen Strukturen brauchst.

4. Soft Skills entwickeln: Es geht nicht nur um Technik. Du musst auch gut kommunizieren können, im Team zusammenarbeiten und kreative Lösungen finden, wenn es keine einfache Antwort gibt. Diese Fähigkeiten sind wichtig, um deine Architekturpläne zu erklären und gemeinsam umzusetzen.

5. Ständig weiterlernen: Softwarearchitekten müssen sich kontinuierlich weiterbilden, neue Ansätze kennenlernen und ihr Wissen durch Zertifizierungen vertiefen (z. B. iSAQB CLOUDINFRA oder iSAQB GREEN). Spezialisierungen in Cloud-Infrastruktur oder nachhaltiger IT können dich besonders zukunftsfähig machen. Offizielle Zertifizierungen stärken dein Profil und halten dich wettbewerbsfähig.

Softwarearchitekt zu werden erfordert viel Einsatz und Arbeit, ist aber ein spannender und gefragter Beruf mit großem Potenzial.

iSAQB® CPSA: Certified Professional for Software Architecture

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Welche Qualifikationen braucht ein Softwarearchitekt?

Wie wird man Softwarearchitekt?

4- Ist es schwer, Softwarearchitekt zu werden?

Kurz gesagt: Ja, es ist anspruchsvoll, denn du brauchst tiefes technisches Wissen kombiniert mit Führungsqualitäten und strategischem Denken. Aber es ist machbar, wenn du kontinuierlich lernst, praktische Projekterfahrung sammelst und die richtige Einstellung mitbringst.

Die Rolle erfordert jahrelange Praxiserfahrung in der Softwareentwicklung, um wirklich zu verstehen, wie Systeme sich verhalten. Dazu gehört fundiertes Wissen in Programmiersprachen, Frameworks, Datenbanken und Designmustern.

Darüber hinaus treffen Architekten strategische Entscheidungen, die ganze Projekte und Teams prägen.

Was die Aufgabe besonders herausfordernd macht, ist, dass es nicht nur ums Programmieren geht. Softwarearchitekten leiten Diskussionen, erklären Designentscheidungen für unterschiedliche Stakeholder und helfen Teams, komplexe Probleme zu lösen.Gerade die Kombination aus technischer Exzellenz und Kommunikationsstärke macht diesen Beruf gleichzeitig fordernd und lohnend.

Um zu erfahren, wie echte Profis diesen Weg gegangen sind, welche Probleme sie hatten, wie sie diese gelöst haben und was anschließend in ihrer Karriere passierte, kannst du „Top 10 Fragen zur iSAQB-Zertifizierung (Beantwortet von echten Architekt:innen)“ lesen. Dort berichten Softwarearchitekten aus verschiedenen Branchen ganz offen, was wirklich nötig ist.

5- Wie verbesserst du deine Softwarearchitektur-Fähigkeiten?

Du kannst deine Fähigkeiten durch folgende Schritte ausbauen:

• Selbststudium

• Praktische Erfahrung

• Lernen von erfahrenen Experten

Bücher und Onlinekurse helfen dir, Wissen aufzubauen. Wichtig ist, dass du Theorie mit praktischer Anwendung kombinierst. Übertrage Konzepte und Prinzipien auf reale Projekte, um echte Praxiserfahrung zu sammeln und deine architektonischen Fähigkeiten zu schärfen.

Empfohlene Ressource:

Beste Bücher, um Softwarearchitektur zu lernen

6-  Warum ist eine Softwarearchitektur-Zertifizierung wichtig?

Warum solltest du eine Zertifizierung machen? Reicht nicht Berufserfahrung allein?

Viele Profis sagen, dass Zertifizierungen etwas bieten, was Erfahrung allein nicht liefert: Struktur, Glaubwürdigkeit und Selbstvertrauen.

Das berichten sie:

• Stärkt Glaubwürdigkeit
  Arbeitgeber und Kunden kennen vielleicht nicht alle Details, aber ein Zertifikat auf dem Lebenslauf wirkt. Es zeigt, dass du das große Ganze verstehst und Qualitätsanforderungen einhalten kannst.

• Öffnet neue Karrierewege
  Eine Gehaltserhöhung ist nicht garantiert, aber Rollenwechsel, Beförderungen und die formale Anerkennung von Erfahrung werden leichter.

• Baut Vertrauen und gemeinsame Sprache auf
  Viele nannten als größten Gewinn eine bessere Kommunikation. Tobias beschrieb die Zertifizierung als das Erlernen des „geheimen Handschlags unter Architekten“, also einer gemeinsamen Terminologie, die Diskussionen klarer macht. Alexander Pritzkau sagte, dass sie ihm das Selbstvertrauen gab, Entscheidungen zu vertreten und sie Stakeholdern verständlich zu erklären.

• Praktische Fähigkeiten
  Fortgeschrittene Zertifikate verlangen echte Projekte. Teilnehmende dokumentieren, verteidigen und verfeinern Entscheidungen, was im Berufsalltag oft zu kurz kommt.

Was bringt dir das?

• Anerkennung: Deine Fähigkeiten sind nicht nur selbst behauptet, sondern nachgewiesen.

• Wachstum: Jede Architektin und jeder Architekt betonte kontinuierliches Lernen, neue Module und neue Perspektiven.

• Community: Viele schätzen den Austausch mit Gleichgesinnten und Trainern, der über Bücher hinausgeht.

Eine Zertifizierung ist also kein Garant für Gehaltssprünge, aber ein starkes Signal für Professionalität, ein strukturierter Einstieg in die Architektur und ein Motor für persönliches Wachstum.

iSAQB® CPSA: Certified Professional for Software Architecture

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Empfohlene Ressource:

Top 10 Fragen zur iSAQB-Zertifizierung (Beantwortet von echten Architekt:innen)

7- Zusammenfassung

Warum ist das alles so wichtig?

Softwarearchitektur ist entscheidend, um robuste, skalierbare und wartbare Softwaresysteme zu entwickeln. Sie liefert den Entwurfs- und Entwicklungsplan, der Teams befähigt, Software in hoher Qualität zu gestalten, die sowohl den Nutzererwartungen als auch den Unternehmenszielen entspricht.

Denke daran: Sie ist das Fundament für jedes stabile und flexible Softwaresystem. Wenn du ein solides Verständnis dafür hast, kannst du Software entwickeln, die widerstandsfähig ist und reibungslos läuft.

Sich in diesen Fähigkeiten zu schulen und Zertifizierungen zu erwerben, ist ein kluger Schritt in eine erfolgreiche Zukunft in der Softwareentwicklung. Lerne weiter, verbessere dich stetig, und du wirst Fortschritte in deinen Projekten und in deiner Karriere erleben.