Die Grundlagen der Backend-Entwicklung

Das Internet hätte ohne Backend-Entwicklung nicht viel zu bieten. Die Frontend-Entwicklung ist das, was Sie sehen und womit Sie interagieren, wenn Sie eine Website nutzen. Die Backend-Entwicklung wird verwendet, wenn eine Website mehr zu bieten hat, als man auf den ersten Blick sieht.

Bei der Backend-Entwicklung, die oft auch als "serverseitige" Entwicklung bezeichnet wird, werden alle internen Vorgänge einer Website oder Anwendung für den Benutzer unsichtbar gemacht. Ein Server, eine Datenbank und eine Anwendung bilden normalerweise das Backend.

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Backend-Entwicklung

Wenn Sie eine Website nutzen und Daten eingeben, werden diese Daten in einer Datenbank auf einem Server gespeichert. Ihre Ergebnisse werden dann als Frontend-Code für die Website zurückgegeben. Der Kauf eines Flugtickets auf einer Website veranschaulicht die Backend-Entwicklung in Aktion. Alles, was Sie sehen, ist die Frontend-Entwicklung der Website.

Wenn Sie jedoch daran interessiert sind, ein Backend-Entwickler zu werden, sind Sie hier genau an der richtigen Stelle. In diesem Blogbeitrag werden die Grundlagen der Backend-Entwicklung erläutert und Sie erfahren alles, was Sie wissen müssen, um in diesem spannenden Bereich einzusteigen. Wenn Sie also bereit sind, etwas zu lernen, ist dieser Beitrag etwas für Sie. Lesen Sie weiter!

Outsourcing Ihrer Backend-Entwicklung

Was ist Backend-Entwicklung?

Der Begriff "Backend-Entwicklung" bezieht sich auf die Erstellung der Serverlogik, die Webanwendungen vom Backend aus steuert. Die Backend-Entwicklung umfasst, wie der Name schon sagt, serverseitige Anwendungslogik und Aufgaben wie die Erstellung von APIs, die Entwicklung von Bibliotheken und die Arbeit mit Systemkomponenten.

Backend-Entwickler verwalten und pflegen das Backend einer Website, einschließlich Datenbanken, Server und Anwendungen.

Wer ist ein Backend-Entwickler?

Nachdem Sie nun einen Überblick über die Backend-Entwicklung haben, ist es wichtig zu verstehen, was das ist. Backend-Entwickler sind verantwortlich für die Website-ArchitekturDie Erstellung von Skripten und Code, der die Datenbank der Website mit dem Browser des Benutzers verbindet. Die Daten müssen konsistent und intakt gehalten werden.

A Webentwickler Backend ist spezialisiert auf das Entwerfen, Erstellen und Testen der Geschäfts- und Backend-Logik einer Anwendung. Backend-Entwickler sind dafür verantwortlich, gemeinsam mit anderen Mitgliedern des Entwicklungsteams die besten und am besten geeigneten Tools und Technologien für Projekte auszuwählen.

Arten von Backend-Sprachen

Dateigröße, Leistung, Kompatibilität, Anzahl der erforderlichen Codezeilen und Programmierstil variieren zwischen den Backend-Programmiersprachen. Die objektorientierte Programmierung, eine Programmiermethode, bei der Merkmale und Funktionen in Objekten zusammengefasst werden, wird in mehreren Backend-Skriptsprachen verwendet.

Andere Programmiersprachen sind eher kompiliert als interpretiert, was sich auf die Ladezeit, die Lesbarkeit und die Verarbeitungsanforderungen der Anwendung auswirkt. Hier sind die verschiedenen Arten von Backend-Programmiersprachen:

C++

Es kombiniert alle Merkmale von C mit objektorientierten Programmierwerkzeugen wie Klassen in C++. Es wird als Low-Level-Skriptsprache verwendet, um effektiv mit der Systemhardware zu kommunizieren und die Leistung zu verbessern.

C#

Die bevorzugte Sprache für Windows-Server und -Umgebungen ist C#. Wenn Ihr Web-Entwicklungsteam Microsoft-Technologien wie ASP.NET als Grundlage für Ihren Technologie-Stack verwendet, ist C# wahrscheinlich die effektivste Sprache für sie.

Java

Die Allzweckprogrammiersprache Java wurde im Hinblick auf die plattformübergreifende Interoperabilität entwickelt. Java-Programme können auf jedem Computer ausgeführt werden, auf dem die Java Virtual Machine (JVM) installiert ist.

JavaScript (Node.js)

Die Entwicklung mit Node.js hat der Welt gezeigt, dass diese objektorientierte Allzweck-Skriptsprache, die bisher als Frontend-Entwicklungssprache galt, auch auf der Serverseite von Anwendungen eingesetzt werden kann.

PHP

Der am häufigsten verwendete Backend-Code für Webseiten ist die PHP-Code. PHP verfügt nicht nur über eine umfangreiche Codebasis und eine lange Geschichte der Unterstützung durch die Open-Source-Entwicklergemeinschaft, sondern ist auch leicht zu erlernen und eignet sich ideal für den Einsatz im Backend von Websites.

Python

Die Allzweck-Skriptsprache Python verfügt über eine leistungsfähige Bibliothek für die Datenverarbeitung. Die einfache Syntax und kompakte Codelänge von Python machen sie zu einer produktiveren Skriptsprache für die Backend-Entwicklung. Aufgrund ihrer Einfachheit, Flexibilität, leistungsstarken Bibliotheken und Frameworks, Plattformunabhängigkeit und großen Gemeinschaften ist sie auch ideal für KI- und Machine-Learning-Projekte.

Perl

Perl ist eine allgemeine Programmiersprache, die in den 1990er Jahren von Larry Wall entwickelt wurde und in der Linux- und Unix-Gemeinschaft sehr bekannt ist. Perl eignet sich hervorragend zur Textbearbeitung und Protokollverwaltung und ist ideal für die schnelle Erstellung kurzer Automatisierungsprogramme.

Scala

Die Allzweckprogrammiersprache Scala unterstützt sowohl objektorientierte als auch funktionale Programmierparadigmen. Die Java Virtual Machine (JVM), die mit Java kompatibel ist, unterstützt Scala weiterhin, da es auf Java basiert.

Rubinrot

Ruby ist eine dynamisch typisierte Allzweckprogrammiersprache, die Mitte der 1990er Jahre von Yukihiro "Matz" Matsumoto entwickelt wurde und für ihre Produktivität für Programmierer bekannt ist. Sie ist bekannt für ihre Fähigkeit, Metaprogrammierung (Code, der sich während der Ausführung ändern kann) in Anwendungen einzubinden und für ihre Unterstützung von prozeduralen, funktionalen und objektorientierten Programmierparadigmen.

Tools und Backend-Technologie

Die Backend-Entwicklung kann sehr viel vielfältiger sein und wird in erster Linie von JavaScript, HTML, CSS und anderen Backend-Frameworks beeinflusst, die diese Sprachen nutzen. Der Einfachheit halber werden wir die Serverseite in vier Hauptkomponenten des "Software-Stacks" unterteilen: den Server, die Datenbank, das Betriebssystem und die Software-Entwicklung. Weitere Einzelheiten zu jedem dieser Backend-Elemente finden Sie weiter unten:

Server

Der Server ist der Netzwerkmotor der vier Backend-Entwicklungskomponenten Ihres Stacks, ob lokal oder in der Cloud. Diese leistungsstarken Computer stellen gemeinsame Ressourcen wie Dateispeicher, Sicherheit und Verschlüsselung, Datenbanken, E-Mail und Webentwicklungsdienste bereit, die Netzwerke zum Funktionieren benötigen.

Sobald Sie die Grundlagen lokaler Server verstanden haben, können Sie Ihr Wissen erweitern, indem Sie sich mit der Virtualisierung beschäftigen, die beschreibt, wie Server so konfiguriert werden, dass sie verschiedene Anwendungen hosten, und mit der Containerisierung, die eine weitere Möglichkeit beschreibt, wie Server ihre Betriebssysteme so konfigurieren, dass sie einzelne Programme hosten.

Datenbanken

Im Zusammenhang mit einer Website fungieren Datenbanken als das Gehirn, das ihr ihren dynamischen Charakter verleiht. Wenn Sie etwas von einer Website anfordern, sei es ein Produkt in einem Online-Shop oder Hotels in einem bestimmten Bundesland, nimmt die Datenbank Ihre Anfrage entgegen, ruft die Informationen ab und gibt sie an die Website zurück.

Neue und geänderte Daten können hinzugefügt werden, wenn Menschen über eine Website oder Anwendung mit Datenbanken interagieren. Egal, ob Nutzer Artikel in einem CMS schreiben, Fotos in ein Social-Media-Profil hochladen oder ihre Kundeninformationen aktualisieren, sie können Informationen in einer Datenbank über den Browser ändern.

Middleware

Als Middleware wird im Wesentlichen jede serverseitige Software bezeichnet, die die Logik einer Anwendung zwischen dem Frontend und dem Backend verbindet. Stellen Sie sich Middleware als die Rohrleitungen für Ihre Website vor: Sie sendet Anfragen und Antworten von Ihrer Anwendung zum Server oder zur Datenbank hin und her.

Wie die Rohrleitungen in einem Haus ist Middleware unsichtbar, aber notwendig. Sie muss zuverlässig sein und die erwarteten Aufgaben konsequent erfüllen. Middleware (serverseitige Software) bildet eine Zwischenschicht zwischen der/den Anwendung(en) und dem Netz, einschließlich des Servers, der Datenbank, des Betriebssystems und anderer, um die Interaktion zwischen Client und Server zu ermöglichen.

Unabhängig davon, ob es sich um die Präsentations- oder die Geschäftsebene handelt, kann Middleware mehrschichtig sein und auf verschiedenen Ebenen einer Website organisiert werden. In diesem Bereich des Stacks können auch Web-APIs als Bindeglied zwischen der Geschäfts- und der Präsentationsschicht eingesetzt werden.

Darüber hinaus bietet die Middleware Dienste zur Datenintegration und Fehlerbehandlung und ermöglicht die Kommunikation zwischen lokalen und Cloud-Anwendungen.

APIs

Heutzutage ist es unmöglich, über das Backend-Element einer Anwendung zu sprechen, ohne APIs (Application Programming Interfaces) und die nahtlosen Verbindungen zu erwähnen, die sie zwischen Software, Anwendungen, Datenbanken und Diensten herstellen.

Die meisten serverseitigen Software-Designs werden unter Verwendung von APIs erstellt, die häufig eine komplexere Programmierung ersetzen, um die Kommunikation und Datenübertragung zwischen Software und Anwendungen zu ermöglichen.

Für die Backend-Entwicklung erforderliche allgemeine Fähigkeiten

Drei Geräte, Server, Datenbanken und APIs haben ihre Entwicklungen im Backend. Ein Backend-Entwickler muss oft mit den Programmiersprachen dieser Systeme vertraut sein.

Einige dieser Sprachen sind Python, Java, .NET, Haskell, Clojure, Structured Query Language (SQL), RoR und PHP. Backend-Entwickler müssen damit vertraut sein, wie Server, Datenbanken und APIs funktionieren. Ohne das wissen sie nicht, wie man sie erstellt. Das sollten sie auch:

• Verstehen Sie die Anforderungen an Zugänglichkeit und Sicherheit.
• Da sie häufig mit Frontend-Entwicklern zusammenarbeiten werden, sollten sie mit Frontend-Webtechnologien wie HyperText Markup Language (HTML), Cascading Style Sheets (CSS) und JavaScript vertraut sein.
• Fähigkeit zur Steuerung einer Hosting-Umgebung, einschließlich Datenbankverwaltung und Skalierung von Anwendungen bei schwankender Arbeitslast.
• Sie kennen die Versionskontrolle und die Dokumentation, so dass andere dort weitermachen können, wo Sie als Entwickler aufgehört haben, ohne sich zu verirren oder unlogische Änderungen oder Anpassungen vorzunehmen.

Backend-Entwicklungsprozess

Der Teil einer Anwendung, der den Benutzern verborgen bleibt, wird als Backend, CMS (Content Management System) oder Back-Office bezeichnet (jedoch nicht für den Administrator oder die Entwickler).

Das muss sie:

1. Nutzen Sie die Anwendung, um die von den Verbrauchern benötigten Informationen abzurufen.
2. Kombinieren und restrukturieren Sie diese Informationen.
3. Anschließend wird er dem Antragsteller in überarbeiteter Form zugestellt.

Um das Frontend aktiv zu machen, betritt das Backend sozusagen die Anwendung.

Eine Backend-Plattform hat, wie oben erwähnt, drei Aufgaben. Schauen wir uns jede davon genauer an:

Zugriff auf die von den Nutzern benötigten Informationen über die Anwendung

Unabhängig von der Art des Produkts fragen die Kunden einer App ständig nach Daten. Dies gilt sowohl für eine App für Karteninformationen und Fahrpläne des öffentlichen Nahverkehrs als auch für ein Spiel für Kinder, mit dem sie ihre eigenen Barbie-Puppen gestalten können.

Klingt kompliziert, nicht wahr? Es kann zwar kompliziert sein, aber ein solides Backend kann die erforderlichen Daten genau lokalisieren. Seine Struktur basiert auf den spezifischen Anforderungen, die es während seiner Lebensdauer erfüllen muss, und das ist der Schlüssel.

Die gesammelten Informationen zusammenführen und umwandeln

Eine Anwendung benötigt möglicherweise Daten oder Informationen aus mehreren Datenbanken, die sich an verschiedenen Orten befinden. Die Aufgabe des Backends besteht in dieser Phase darin, in den zahlreichen und umfangreichen Datenbanken genau die Informationen zu finden, die der Benutzer benötigt, und sie dann so zu integrieren, dass effektive Ergebnisse erzielt werden.

Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Navigations-App heruntergeladen und möchten nun erfahren, wie Sie schnell zu Ihrem neuen Arbeitsplatz kommen. In diesem Fall muss die App auf die Busdatenbanken Ihrer Stadt sowie auf alle anderen öffentlichen Verkehrsmittel, Taxidienste und Google Maps zugreifen.

Bereitstellung von Informationen für den Nutzer

Sobald das Backend alle notwendigen Informationen zusammengestellt und aggregiert hat, müssen sie dem Nutzer zur Verfügung gestellt werden. Aber wie viele Menschen können die Informationen lesen, die das Backend in reinem Code erzeugt?

Wahrscheinlich nicht viele. Daher werden "Übersetzer" am Backend benötigt, um reinen Code in menschliche Sprache umzuwandeln.

Bedeutung der Backend-Entwicklung

Full-Stack-Entwickler sollten sich bei der Erstellung einer neuen Website auf die Frontend- und Backend-Entwicklung konzentrieren. Der Code, den die Benutzer der Website sehen können, ist das Frontend einer Anwendung. Typischerweise entwickelt der Frontend-Code Benutzeroberflächen, die es einem Programm ermöglichen, mit echten Benutzern zu kommunizieren.

Der Backend-Code ist komplex und entscheidend, da er mit der Anwendung, dem Server und der Datenbank interagiert.

Auf der anderen Seite kommuniziert der Backend-Code mit dem Server und sendet Informationen, die die Benutzer sehen können. Die Anwendung, der Webserver und die Datenbank werden durch den Backend-Code verwaltet. Der Backend-Code ist komplex und entscheidend, weil er mit der Anwendung, dem Server und der Datenbank interagiert.

Austausch von Informationen

Wie bereits erwähnt, besteht das Backend einer Website aus drei wesentlichen Komponenten: einer Anwendung, einem Webserver und einer Datenbank. Die Benutzer müssen eine Anmelde-ID und ein Passwort eingeben, um auf die Benutzeroberfläche der Website zuzugreifen. Das Backend überprüft die vom Benutzer angegebenen Anmeldeinformationen und das Passwort.

In ähnlicher Weise werden alle vom Benutzer eingegebenen Daten vom Backend-Code in den Datenbanken gespeichert. Darüber hinaus ruft das Backend Daten aus der Datenbank ab und sendet sie an die Benutzeroberfläche, damit der Benutzer sie sehen kann. Folglich dient das Backend einer Website als Struktur und als Mittel zum Informationsaustausch.

Vielfalt der Umgebungen

Unternehmen nutzen eine Vielzahl von Umgebungen für die Bereitstellung von Websites und Online-Anwendungen. Während einige Unternehmen es vorziehen, Webanwendungen in der Cloud zu installieren, ziehen es andere vor, Websites auf Webservern zu betreiben. Viele Unternehmen kombinieren sogar die beiden Hosting-Lösungen, um Vorteile wie bessere Leistung und Skalierbarkeit zu erzielen.

Die Konfiguration des Webservers variiert von Netzwerk zu Netzwerk. Außerdem teilen die Programmierer die serverseitige Arbeitslast oft auf mehrere Computer auf. Die Entwickler müssen das Backend von Websites aufgrund der unterschiedlichen Hosting-Konfigurationen anpassen.

Die Anwendungslogik

Um die Erstellung und Pflege von Websites zu erleichtern, trennen die meisten Programmierer heute die Benutzeroberfläche und die Anwendungslogik einer Website voneinander. Die Anwendungslogik übernimmt die routinemäßige Datenverarbeitung, die für die einzelnen Geschäfts- und Infrastrukturkomponenten einer Anwendung erforderlich ist.

Die Anwendungslogik einer Website befindet sich im Backend. Um einen nahtlosen Wechsel von einer Benutzeroberfläche zur anderen zu ermöglichen und damit mehrere Benutzeroberflächen auf dieselbe Anwendungslogik zugreifen können, müssen sich die Entwickler auf die Backend-Webentwicklung konzentrieren.

Hinzufügen von Nutzen zu jeder Frontend-Funktionalität

Programmierer müssen im Rahmen des Website-Entwicklungsprozesses Backend-Code erstellen, um die einzelnen Frontend-Funktionen nützlicher zu machen. So müssen sie beispielsweise Code in einer serverseitigen Programmiersprache schreiben, um einem Benutzeranmeldeformular Funktionen hinzuzufügen.

Der Backend-Code erfasst die Werte jedes Mal, wenn ein Benutzer seine Anmeldeinformationen eingibt, und vergleicht sie mit den in den Datenbanken gespeicherten Informationen. In ähnlicher Weise stellt die Backend-Programmierung verschiedene Formulare, Profile und Kontofunktionen bereit. Ohne eine qualitativ hochwertige Backend-Programmierung kann also keine Website richtig funktionieren.

Auswirkungen auf die Benutzerfreundlichkeit der Website

Langfristig wird die Popularität einer Website durch ihre Benutzerfreundlichkeit und ihr Nutzererlebnis beeinflusst. Alle Vorgänge, die für das Funktionieren einer Website erforderlich sind, werden, wie bereits erwähnt, im Backend ausgeführt. Daher wirkt sich die Qualität des Backend-Codes auf die Benutzerfreundlichkeit einer Website aus.

Jede Schwachstelle im Backend-Code kann dazu führen, dass eine Website häufig abstürzt, langsam läuft oder sogar ganz abstürzt. Darüber hinaus können Sicherheitsprobleme den Ruf einer Website schädigen. Da die Nutzer ihre bisherigen Erfahrungen auf der Website berücksichtigen, ist das Backend einer Website entscheidend für die Nutzerbindung.

Schlussfolgerungen: Die Grundlagen der Backend-Entwicklung

Kurz gesagt, die Backend-Entwicklung ist für den effizienten und effektiven Betrieb der Websites und Anwendungen, die wir tagtäglich nutzen, unerlässlich. Sie umfasst die Erstellung und Verwaltung von Servern, Datenbanken, Middleware und APIs, um sicherzustellen, dass Benutzer schnell und sicher mit Anwendungen interagieren können.

Backend-Entwickler spielen eine entscheidende Rolle beim Aufbau robuster und zuverlässiger Softwaresysteme, die es Unternehmen ermöglichen, hochwertige Online-Dienste anzubieten. Mit einem soliden Verständnis von Programmiersprachen, Tools und Backend-Technologien sowie den erforderlichen Fähigkeiten sind Backend-Entwickler ein unschätzbarer Teil der Web-Entwicklungsgemeinschaft.

Wenn Sie daran interessiert sind, in die Welt der Backend-Entwicklung einzutauchen, empfehlen wir Ihnen, die oben genannten Sprachen und Tools zu erkunden und sich mit den Feinheiten dieses spannenden und sich ständig weiterentwickelnden Bereichs zu beschäftigen. Die Backend-Entwicklung ist das Rückgrat des modernen Webs, und Fachleute in diesem Bereich spielen eine wesentliche Rolle beim Aufbau der digitalen Zukunft.