Application Development

Application Development: Entwicklungsprozess, Technologien und Tools

Das Wichtigste in Kürze:

  • Application Development (dt. Anwendungsentwicklung) bezeichnet die Entwicklung von Softwareanwendungen bzw. Apps. Der Entwicklungsprozess wird in mehrere Phasen unterteilt und beinhaltet verschiedene Methoden, Technologien und Tools, die je nach Einsatzbereich und Art der Anwendung variieren können.
  • Oft werden für die Softwareentwicklung agile Methoden wie Rapid Application Development (RAD) und DevOps sowie Frameworks wie Scrum und Kanban eingesetzt, die flexible wie schnelle Entwicklungsprozesse und Iterationen ermöglichen sowie eine effiziente Teamarbeit fördern.
  • No-Code- und Low-Code-Entwicklungsplattformen ermöglichen es, Anwendungen auch ohne Programmierkenntnisse zu erstellen, wodurch der Entwicklungsprozess zugänglicher und schneller wird.
  • In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles über den Entwicklungsprozess, agile Entwicklungsmethoden und zeigen Ihnen diverse Technologien, Tools und Frameworks, die bei im Rahmen von Application Development verwendet werden.

Inhalt:

Beeindruckend.

Lobster No-Code
Power in Aktion.

Was ist Application Development?

Application Development (dt. Anwendungsentwicklung) bezeichnet die Entwicklung von Softwareanwendungen oder „Apps“. Der Entwicklungsprozess lässt sich in mehrere Phasen unterteilen: Planung, Design, Entwicklung, Testen, Veröffentlichung. Entwicklern stehen verschiedenste Methoden, Technologien und Tools zur Verfügung, je nachdem für welchen Einsatzbereich oder welcher Plattform die Anwendung verwendet werden soll.

Der Entwicklungsprozess im Überblick

Schritt 1: Planung und Analyse

Diese Phase legt den Grundstein für das Projekt. Hier werden die Ziele definiert, die Zielgruppe analysiert und die Anforderungen an die Anwendung gesammelt. Teams führen Marktforschungen durch und sammeln Feedback, um ein Verständnis für die Nutzerbedürfnisse zu entwickeln. Basierend darauf werden die Spezifikationen und Funktionen der App festgelegt und die technische Machbarkeit geprüft und abschließend ein detaillierter Projektplan mit dem Zeitrahmen, Budget, Ressourcen und verschiedenen Meilensteinen erstellt.

Schritt 2: Design und Prototyping

Nachdem die Anforderungen klar sind, beginnt die Designphase. Designer und Entwickler arbeiten hier eng zusammen, um die Architektur und die Benutzeroberfläche (UI) der Anwendung zu entwerfen. Mockups und Prototypen helfen dabei, die Oberfläche und Bedienung der App zu visualisieren, bevor sie programmiert wird. Erste grafische Modelle dienen dazu, das App-Konzept erstmalig zu testen und frühzeitig Feedback von Stakeholdern und potenziellen Nutzern einzuholen, um getroffene Designentscheidungen zu validieren und ggf. anzupassen, bevor im nächsten Schritt die Entwicklung startet.

Schritt 3: Programmieren

In dieser Phase wird der Code geschrieben, mit dem der Prototyp in eine funktionierende Anwendung umgesetzt wird. Zum Programmieren der Anwendung nutzen Entwickler verschiedene Programmiersprachen, Frameworks und Tools, mit denen sowohl das Frontend (Benutzeroberfläche) als auch das Backend (Server, Datenbanken) implementiert wird. Hierzu gehört auch die Integration von Programmierschnittstellen (APIs).

Schritt 4: Testing und Optimierung

Sobald erste Teile der Anwendung entwickelt wurden, müssen sie gründlich getestet werden. Das Testen einer App besteht aus mehreren Iterationen, bei denen die Funktionalitäten, Sicherheit, Performance und Usability Schritt-für-Schritt getestet und optimiert werden, bis alles reibungslos funktioniert und die Anwendung bereit für die Veröffentlichung ist.

Schritt 5: Deployment und Wartung

Sobald die App fertig entwickelt wurde, kann sie in der Produktionsumgebung ausgerollt und in App-Stores oder auf eigenen Servern veröffentlicht werden. Nach dem erfolgreichen Deployment muss die App fortlaufend gewartet werden, um sicherzustellen, dass sie auch reibungslos funktioniert. Dazu gehört, regelmäßige Updates durchzuführen, um Bugs zu beheben und die Kompatibilität der Anwendung mit neuen Betriebssystemversionen zu gewährleisten. Daneben sollten auch Support-Ressourcen bereitgestellt werden, auf die Nutzer im Problemfall zurückgreifen können.

Die Methoden der agilen Softwareentwicklung

Die agile Softwareentwicklung ist ein besonders flexibler und benutzerorientierter Entwicklungsansatz, der auf schnellen Entwicklungszyklen und enger Zusammenarbeit basiert. Der Begriff umfasst verschiedene Methoden und Frameworks, auf die wir nachfolgend im Detail eingehen.

Rapid Application Development (RAD): flexibel und anpassungsfähig

Rapid Application Development (RAD) ist ein agiler Ansatz zur Softwareentwicklung, der sich durch einen schnellen, iterativen Entwicklungsprozess mithilfe von Prototyping auszeichnet. Im Gegensatz zu traditionellen Entwicklung mit umfangreicher Planung und fest definierten Projektphasen, stehen beim RAD-Prozess die Nutzerbedürfnisse im Fokus, wodurch der Prozess deutlich flexibler ist.

Alle an der Entwicklung beteiligten Teammitglieder arbeiten hier eng zusammen, um alle Anforderungen schnell zu erfassen und in neuen Iterationen direkt umzusetzen, was die Entwicklungszeit potenziell deutlich verkürzen kann. Kurze Feedback-Schleifen und schnelle Anwendungsiterationen sind dabei wichtige Kernelemente. Bei RAD werden meist verschiedene Tools und Techniken genutzt, mit denen die Entwicklung vereinfacht und beschleunigt werden kann, wie wiederverwendbare Softwarekomponenten, CASE-Tools (Computer-Aided Software Engineering) und visuelle Programmierungsumgebungen.

DevOps: Schnellere Releases und höhere Qualität

DevOps ist ein Entwicklungsprozess, der die Entwicklung (Dev) und den Betrieb (Ops) von Software in sich vereint. Das Ziel ist es, die Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen diesen beiden Bereichen zu optimieren, um die Entwicklung und das Deployment von Softwareanwendungen zu beschleunigen.

Teams können mithilfe von DevOps bei der Anwendungsentwicklung schneller auf Marktveränderungen reagieren, die Qualität der Releases steigern und allgemein effizienter arbeiten. Der Entwicklungsansatz nutzt verschiedene agile Methoden, Automatisierungstools für den Entwicklungs- und Betriebsprozess sowie kontinuierliche Integrationen und Continuous Deployment (CI/CD), um den gesamten Lebenszyklus der Softwareentwicklung zu optimieren.

Continuous Integration und Continuous Deployment (CI/CD)

Continuous Integration (CI) und Continuous Deployment (CD) sind DevOps-Methoden, die darauf abzielen, die Softwareentwicklung und -bereitstellung zu optimieren. Beim CI-Prozess übertragen Entwickler ihre Arbeit sehr regelmäßig in ein gemeinsames Repository, oftmals sogar mehrmals täglich. Bei jedem Check-in wird der Code automatisch kompiliert und getestet, um Fehler so früh wie möglich zu identifizieren und zu beheben, was die Codequalität fördert und die Zusammenarbeit im Team erleichtert.

Continuous Deployment erweitert diese Praxis, indem es automatisch jeden im Repository erfolgreich getesteten Code in die Produktionsumgebung überführt. So können Änderungen schnell und ohne manuellen Eingriff der Entwickler live geschaltet werden. Wenn Continuous Deployment nicht vollständig automatisiert ist, spricht man von Continuous Delivery, bei der die Entscheidung zur Veröffentlichung jeweils manuell getroffen wird, der Prozess bis dahin aber automatisiert abläuft.

Zusammen ermöglichen Continuous Integration und Continuous Deployment schnelle App-Iterationen, verbessern die Anwendungsstabilität und erhöhen die Effizienz der Entwicklungsteams, indem sie manuelle Aufgaben reduzieren und die Feedbackschleifen zwischen Entwicklung und Betrieb verkürzen.

Low-Code und No-Code Application Development

Low-Code- und No-Code Application Development sind Entwicklungsansätze, mit denen Anwendungen ohne (No-Code) oder mit nur sehr wenig Code (Low-Code) erstellt werden können. No-Code-Plattformen richten sich in erster Linie an Personen ohne Programmierkenntnisse. Anstelle von herkömmlichen Programmierumgebungen werden visuelle Entwicklungsumgebungen verwendet, in denen der Anwender in einer Art Baukasten einzelne Komponenten mithilfe von Drag-and-Drop erstellen kann, ohne selbst Code schreiben oder verstehen zu müssen. Derartige Plattformen sind besonders nützlich für Nutzer, die Anwendungen erstellen möchten, ohne die technischen Details der Programmierung beherrschen und Code schreiben zu müssen.

Low-Code-Plattformen verfolgen ein ähnliches Ziel, kommen allerdings nicht völlig ohne Programmieren aus. Auch sie arbeiten mit visuellen Entwicklungsumgebungen, erlauben jedoch, eigenen Code hinzuzufügen. So sind Entwickler deutlich flexibler und können selbst entscheiden, ob sie mit vorhandenen Assets arbeiten oder Teile des Codes selbst schreiben möchten.

Sowohl No-Code als auch Low-Code Application Development zielt darauf ab, den Prozess der Anwendungsentwicklung für Einsteiger und Nicht-Entwickler zugänglicher zu gestalten und zu beschleunigen.

Agile Frameworks: Scrum und Kanban

Scrum und Kanban sind agile Frameworks für die Teamzusammenarbeit, die auch im Rahmen von Application Development häufig eingesetzt werden aber sich nicht ausschließlich auf die Softwareentwicklung beschränken. Agile Frameworks legen den Fokus auf eine nutzerzentrierte effiziente Teamarbeit, in der schnell und flexibel auf neue Anforderungen und Veränderungen reagiert werden kann.

Der Scrum-Prozess zeichnet sich aus durch feste Rollen (Product Owner, Scrum Master, Entwicklungsteam), Ereignisse (Sprints, Sprint Planning, Daily Scrum, Sprint Review und Sprint Retrospective) und Artefakte (Product Backlog, Sprint Backlog, Inkrement). Diese Struktur ermöglicht Entwicklungsteams, in kurzen Zyklen von etwa zwei bis vier Wochen – den sogenannten Sprints – fokussiert und eigenverantwortlich zu arbeiten, um am Ende Ergebnisse abzuliefern, die gemeinsam besprochen werden und darauf basierend den nächsten Sprint zu beginnen. Wichtig dabei ist die regelmäßige Selbstreflexion des Teams, um den Prozess kontinuierlich zu optimieren.

Neben Scrum ist Kanban ebenfalls eine beliebte Methode für die Anwendungsentwicklung. Kanban legt den Fokus auf einen visuellen Workflow, um den Produktionsprozess möglichst transparent gestalten und optimieren zu können. Der Kanban-Prozess basiert auf dem Prinzip der Pull-Steuerung, was bedeutet, dass neue Aufgaben erst dann angegangen werden, wenn im aktuellen Workflow Kapazitäten frei werden. Hierfür wird üblicherweise ein großes Kanban-Dashboard mit mehreren Spalten für die verschiedenen Projektphasen erstellt, was Teams dabei hilft, den aktuellen Arbeitsfortschritt einfach überblicken zu können und etwaige Prozessengpässe schnell zu identifizieren und zu beheben. Im Gegensatz zu Scrum gibt es bei Kanban keine festen Rollen oder Sprints.

Programmiersprachen, Technologien und Tools für Entwickler

Beliebte Programmiersprachen für die Anwendungsentwicklung

Je nach Anwendungsbereich und der Plattform, für die eine App entwickelt wird, kommen unterschiedliche Programmiersprachen zum Einsatz. Nachfolgend geben wir Ihnen einen Überblick über die gängigsten Sprachen der jeweiligen Einsatzbereiche.

Web Development

Frontend:

  • JavaScript ist aufgrund seiner universellen Browser-Unterstützung und Flexibilität unverzichtbar.
  • TypeScript bietet als Superset von JavaScript starke Typisierung und wird für größere Projekte bevorzugt.

Backend:

  • Python wird wegen seiner Vielseitigkeit und leicht lesbaren Syntax gerne und viel genutzt und ist ideal für Web-Frameworks wie Django und Flask.
  • Java bleibt wegen seiner Leistung, Sicherheit und Skalierbarkeit eine Top-Wahl für Unternehmensanwendungen.

Mobile App Development

Android:

  • Kotlin ist aufgrund seiner modernen Features und der besseren Handhabung gegenüber Java die bevorzugte Wahl.
  • Java wird nach wie vor häufig verwendet, da viele bestehende Android-Anwendungen darauf basieren.

iOS:

  • Swift bietet eine moderne Syntax und ist optimiert für die Leistung auf Apple-Geräten.
  • Objective-C wird für die Wartung älterer iOS-Anwendungen noch verwendet.

Desktop App Development

Windows:

  • C# ist mit dem .NET-Framework stark verbunden und für Windows-Anwendungen weitverbreitet.

Cross-Plattform:

  • Electron ermöglicht die Entwicklung mit Web-Technologien (JS, HTML, CSS) für Desktop-Anwendungen.
  • Qt (mit C++) wird für performante und native plattformübergreifende Anwendungen eingesetzt.

Systemnahe Entwicklung

  • C ist grundlegend für die Entwicklung von Betriebssystemen und Embedded Systems wegen seiner Nähe zur Hardware und Effizienz.
  • C++ bietet objektorientierte Features und wird in leistungsintensiven Anwendungen wie Spielen und Echtzeitsystemen verwendet.

Data Science, Machine Learning (ML) und KI

  • Python dominiert dank Bibliotheken wie NumPy, Pandas, TensorFlow und Scikit-learn. Es bietet eine einfache Syntax und eine umfangreiche Sammlung von Bibliotheken für Datenanalyse und maschinelles Lernen.

Verschiedene Arten von Mobile Applications

Web Applications

Web-Anwendungen sind Programme, die in Webbrowsern wie Firefox, Chrome oder Safari ausgeführt werden. Sie erfordern keine Installation auf dem Gerät des Nutzers und sind daher komplett plattformunabhängig. Um Web-Apps zu erstellen, verwenden Entwickler Webtechnologien wie HTML, CSS und JS.

Native Applications

Native Anwendungen werden auf dem Gerät des Nutzers installiert und speziell für eine bestimmte Plattform oder ein bestimmtes Betriebssystem entwickelt, wie iOS oder Android. Sie werden mit plattformspezifischen Programmiersprachen wie Swift (für iOS) oder Kotlin (für Android) erstellt und können direkt mit der Hardware des Geräts interagieren, was zu einer höheren Leistung und einer besseren Nutzererfahrung führt. Sie müssen normalerweise über den entsprechenden App Store heruntergeladen und installiert werden.

Hybrid Applications

Hybrid-Anwendungen oder Hybrid-Apps sind eine Kombination aus nativen Anwendungen und Web-Anwendungen, welche die Vorzüge beider Welten in sich integrieren. Sie werden üblicherweise mit Webtechnologien entwickelt und dann in einem nativen Container verpackt, der es ihnen ermöglicht, auf Gerätefunktionen zuzugreifen, ähnlich wie native Anwendungen. Hybride Apps können über App Stores verteilt und auf dem Gerät installiert werden. Sie bieten eine gute Balance zwischen der plattformübergreifenden Entwicklungseffizienz von Webanwendungen und der leistungsstärkeren Integration und Nutzung der Gerätefunktionen, die native Anwendungen ermöglichen.

Beliebte Entwicklungsumgebungen, Frameworks und Tools

Bei der Anwendungsentwicklung kommen eine Reihe verschiedener Entwicklungsumgebungen und Tools zum Einsatz, die verschiedene Vor- und Nachteile bezüglich der Effizienz, Qualität und Wartbarkeit eines Softwareprojekts bieten. Wir geben Ihnen einen Überblick über die wichtigsten Entwicklungsumgebungen, Frameworks, Bibliotheken und Tools in ihren jeweiligen Einsatzbereichen.

Allgemeine Entwicklungsumgebungen (IDEs)

  • Visual Studio: Eine umfangreiche IDE von Microsoft für die Entwicklung von Windows-, Web- und mobilen Anwendungen, vorrangig mit C#, VB.NET und C++.
  • Eclipse: Eine vielseitige Open-Source-IDE, hauptsächlich für Java, aber mit Plugins für C, C++, Python, PHP und mehr.
  • IntelliJ IDEA: Eine leistungsfähige IDE von JetBrains, optimiert für Java und andere JVM-basierte Sprachen wie Kotlin, aber auch mit Unterstützung für viele andere Sprachen.

Webentwicklung

  • Visual Studio Code: Ein so vielseitiger wie effizienter Quellcode-Editor, beliebt für JavaScript, TypeScript, Python und weitere Sprachen, mit einer breiten Palette an Erweiterungen für verschiedene Technologien.
  • Sublime Text: Ein schneller und hochgradig anpassbarer Texteditor für Code, Markup und Prosa, beliebt für Webentwicklung.
  • WebStorm: Eine spezialisierte Version von IntelliJ IDEA, die sich auf JS und Frontend-Entwicklung konzentriert.
  • React: Eine JavaScript-Bibliothek für den Bau von Benutzeroberflächen, besonders für Single-Page-Applications. Bietet eine reaktive und deklarative Programmierweise.
  • Angular: Ein TypeScript-basiertes Open-Source-Framework, entwickelt von Google. Es bietet eine umfassende Lösung für die Entwicklung von Frontend-Webanwendungen, inklusive Datenbindung, Routing, Formularverarbeitung und vieles mehr.
  • Vue.js: Ein progressives JavaScript-Framework für das Erstellen von Benutzeroberflächen. Es zeichnet sich durch seine einfache Integrierbarkeit und Flexibilität aus.

Mobile Entwicklung

  • Android Studio: Die offizielle IDE für die Entwicklung von Android-Anwendungen, basierend auf IntelliJ IDEA, unterstützt Kotlin, Java und C++.
  • Xcode: Apples offizielle IDE für die Entwicklung von iOS- und MacOS-Anwendungen, hauptsächlich mit Swift und Objective-C.
  • Flutter: Ein UI-Toolkit von Google für die Erstellung natively kompilierter Anwendungen für Mobil, Web und Desktop aus einer einzigen Codebasis. Es verwendet die Programmiersprache Dart.
  • React Native: Ermöglicht es Entwicklern, native Apps für iOS und Android mit JavaScript zu erstellen. Es teilt den Code zwischen den Plattformen und bietet gleichzeitig ein natives Benutzererlebnis.

Cross-Platform Development

  • Flutter: Ein UI-Toolkit von Google für die Erstellung von nativ kompilierten Anwendungen für Mobilgeräte, Web und Desktop aus einer einzigen Codebasis, mit Dart als Programmiersprache.
  • React Native: Ein Framework von Facebook für die Entwicklung von nativen Mobilanwendungen mit JS oder TypeScript, nutzt React.

Serverseitige Entwicklung

  • Node.js: Eine JavaScript-Laufzeitumgebung, die es ermöglicht, JavaScript auf dem Server auszuführen. Es ist die Basis für viele Frameworks wie Express.js, das für den Aufbau von Webanwendungen und APIs verwendet wird.
  • Django: Ein Top-Level Python Web-Framework, das eine schnelle Entwicklung mit einem sauberen, pragmatischen Design fördert. Es ist bekannt für seine „Batteries-included“-Philosophie.
  • Spring Boot: Ein Java-Framework, das auf dem Spring Framework basiert. Es vereinfacht den Start neuer Spring-Anwendungen erheblich und bietet zahlreiche Features für Web-Apps, Datenzugriff und mehr.

UI Design (Benutzeroberflächen)

  • Bootstrap: Eine Frontend-Bibliothek für die Entwicklung von responsiven und mobilen Webseiten mit HTML, CSS und JS.
  • Material-UI: Bietet React-Komponenten, die dem Material Design von Google folgen, und ermöglicht eine schnelle und einfache Gestaltung von UIs.

Datenbank-Management

  • MySQL Workbench: Ein visuelles Datenbankdesign-Tool, das die Entwicklung, Verwaltung und Administration von MySQL-Datenbanken unterstützt.
  • MongoDB Compass: Die offizielle GUI für MongoDB, erleichtert das Verwalten von Dokumenten, Collections und Datenbanken in MongoDB.

Versionskontrolle

  • Git: Das de-facto Standard-Tool für Versionskontrolle, ermöglicht es Teams, effizient an Codebasen zu arbeiten und Änderungen nachzuverfolgen.
  • GitHub, GitLab, Bitbucket: Plattformen für die Git-basierte Versionskontrolle und Kollaboration, bieten zusätzlich Issue Tracking, Code Reviews und CI/CD-Funktionen.

Data Science, ML und KI

  • TensorFlow: Eine Open-Source-Bibliothek für maschinelles Lernen, entwickelt von Google. Sie ermöglicht es, komplexe Algorithmen für das Training von neuronalen Netzwerken zu erstellen.
  • PyTorch: Eine von Facebook entwickelte Bibliothek für maschinelles Lernen, die sich durch ihre Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit auszeichnet, besonders geeignet für Forschung und Entwicklung.

Continuous Integration und Continuous Deployment (CI/CD)

  • Jenkins: Ein Open-Source-Automatisierungsserver, der eine breite Palette an Plugins für die Entwicklung, Bereitstellung und Automatisierung von Softwareprojekten bietet.
  • Travis CI, CircleCI: Cloud-basierte CI/CD-Services, die eine einfache Integration mit GitHub und Bitbucket ermöglichen und die Automatisierung von Tests und Deployments vereinfachen.

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