Python für skalierbare Softwareentwicklung – Kurs

Python Programmierung: Ansätze für skalierbare Softwareentwicklung stellt eine Frage in den Mittelpunkt, die viele Einführungskurse offenlassen: Was passiert, wenn eine Anwendung wächst – mehr Daten, mehr Funktionen, mehr Anforderungen? Objektorientierte Programmierung ist dabei entscheidend für die Entwicklung skalierbarer und modularer Softwarelösungen. Teilnehmende lernen, wie sie Klassen, Objekte und Vererbung einsetzen, um wiederverwendbare und strukturierte Code-Basen zu schaffen, die sich leicht erweitern lassen, statt bei jeder neuen Anforderung von vorn beginnen zu müssen. Ergänzend lernen sie, relationale Datenbanken zu nutzen und Abfragen so zu optimieren, dass sie auch bei wachsenden Datenmengen performant bleiben. Der Kurs eignet sich besonders für Personen, die bereits erste Berührungspunkte mit Python oder einer anderen Programmiersprache mitbringen und ihre Grundlagen systematisch in Richtung tragfähiger Softwarearchitektur ausbauen möchten.

Der erste Themenblock führt in die objektorientierten Grundlagen ein, die für skalierbare Architekturen entscheidend sind. Teilnehmende lernen, warum sich Klassen und Objekte besser für wachsende Projekte eignen als lose Sammlungen von Funktionen.

• Objektorientierte Programmierung als Grundlage skalierbarer Softwarelösungen
• Einsatz von Klassen, Objekten und Vererbung für strukturierten Code
• Unterschied zwischen kurzfristig funktionierendem und langfristig tragfähigem Code
• Grundprinzipien wiederverwendbarer Code-Strukturen
• Erste Bewertung eines Beispielprojekts hinsichtlich seiner Erweiterbarkeit

Der zweite Block vertieft den Weg vom einzelnen Baustein zu einer tatsächlich erweiterbaren Codebasis. Im Mittelpunkt steht, wie sich neue Anforderungen ergänzen lassen, ohne bestehenden Code grundlegend umzubauen.

• Schaffung wiederverwendbarer und strukturierter Code-Basen
• Vererbungshierarchien für verwandte, aber unterschiedliche Anforderungen
• Vermeidung typischer Fallstricke bei wachsenden Klassenstrukturen
• Erkennen von Engpässen, die spätere Erweiterungen erschweren
• Umbau bestehenden Codes zur besseren Erweiterbarkeit

Der dritte Block widmet sich fortgeschrittenen Python-Techniken und deren Einfluss auf die Performance einer wachsenden Anwendung. Teilnehmende lernen, grundlegende und fortgeschrittene Techniken gezielt für performante Lösungen einzusetzen.

• Grundlegende und fortgeschrittene Python-Techniken im Vergleich
• Auswirkungen von Designentscheidungen auf die Performance
• Umgang mit wachsenden Datenmengen innerhalb der Anwendung
• Abwägung zwischen Einfachheit und Erweiterbarkeit im Code-Entwurf
• Dokumentation von Architekturentscheidungen für spätere Nachvollziehbarkeit

Der vierte Block überträgt die Skalierbarkeitsperspektive auf relationale Datenbanken. Teilnehmende lernen, wie sich Abfragen auch dann noch performant halten lassen, wenn die zugrunde liegenden Datenmengen deutlich wachsen.

• Nutzung relationaler Datenbanken für datenintensive Anwendungen
• Optimierung von SQL-Abfragen für größere Datenmengen
• Zusammenspiel von Softwarearchitektur und Datenbankzugriff
• Vermeidung ineffizienter Abfragemuster bei wachsenden Tabellen
• Einordnung, wann eine Datenstruktur überarbeitet werden sollte

Im praxisorientierten Teil arbeiten die Teilnehmenden an einem Beispielprojekt, das im Kursverlauf gezielt wächst, um Skalierbarkeitsentscheidungen unmittelbar zu erproben.

• Entwurf einer ersten Klassenstruktur für ein kleines Beispielprojekt
• Erweiterung des Projekts um eine neue, verwandte Anforderung
• Refactoring einer bestehenden Klasse zur besseren Wiederverwendbarkeit
• Aufbau einer Vererbungshierarchie für mehrere verwandte Varianten
• Formulierung und Optimierung einer SQL-Abfrage für wachsende Datenmengen
• Identifikation eines Engpasses in einem vorgegebenen Beispielcode
• Umbau des Beispielcodes zur Beseitigung des erkannten Engpasses
• Erweiterung des Datenbankzugriffs um eine performantere Abfragevariante
• Dokumentation der getroffenen Architekturentscheidungen
• Vergleich zweier unterschiedlicher Lösungsansätze für dieselbe Anforderung
• Präsentation der eigenen Architekturentscheidungen vor der Gruppe
• Abschließende Erweiterung des Projekts um eine letzte, selbst gewählte Funktion

Der Kurs behandelt Skalierbarkeit dabei nicht als abstraktes Konzept, sondern als durchgehende Denkweise, die von der ersten Klasse bis zur letzten SQL-Abfrage mitgedacht wird. Damit eignet sich der Kurs für alle, die nicht nur einzelne Programmieraufgaben lösen, sondern verstehen möchten, wie sich Software so entwerfen lässt, dass sie auch bei wachsenden Anforderungen tragfähig bleibt.

Der Kurs richtet sich an Personen mit ersten Berührungspunkten sowie an Quereinsteigende und Fachkräfte, die Kompetenzen in Datenanalyse, Softwareentwicklung, Automatisierung, IT oder technisch geprägten Fachbereichen ausbauen möchten. Er eignet sich für Personen, die Python-Anwendungen und datenbezogene Aufgaben bereits kennen und ihre Grundlagen nun systematisch in Richtung tragfähiger Architektur ausbauen möchten.

• Personen mit ersten Python-Kenntnissen, die diese architektonisch vertiefen möchten
• Quereinsteigende mit Interesse an langfristig tragfähiger Softwareentwicklung
• Fachkräfte, die wachsende Anwendungen oder Datenmengen betreuen
• Personen, die vorhandene Grundlagen systematisch ausbauen möchten

Jedes Architekturprinzip wird zunächst an einem kleinen Beispiel eingeführt und anschließend am durchgehend wachsenden Beispielprojekt angewendet, sodass Teilnehmende die Auswirkungen einer Designentscheidung unmittelbar am eigenen Code erleben. Der Kurs legt durchgehend Wert darauf, unterschiedliche Lösungsansätze zu vergleichen und zu begründen, statt nur eine einzige richtige Lösung vorzugeben.

Der Kurs gliedert sich in vier aufeinander aufbauende Themenblöcke von den objektorientierten Grundlagen bis zur Datenbankoptimierung und lässt sich in Vollzeit oder Teilzeit absolvieren. Der zeitliche Umfang richtet sich nach der gewählten Lernvariante und dem individuellen Lerntempo bei der Bearbeitung des wachsenden Beispielprojekts.

Der Kurs schließt mit einem trägerinternen Zertifikat ab, das die erworbenen Kenntnisse in skalierbarer objektorientierter Programmierung und optimierten Datenbankabfragen dokumentiert. Je nach Durchführung ist der Abschluss mit einer internen Prüfung verbunden. Eine externe, herstellerseitige Zertifizierungsprüfung ist mit dem Kurs nicht verbunden.

Wer diesen Kurs abschließt, kann Software nicht nur für den aktuellen Bedarf schreiben, sondern von Beginn an so entwerfen, dass sie mit steigenden Anforderungen mitwachsen kann. Diese Weitsicht zeigt sich selten bei Personen, die bislang nur einzelne, isolierte Programmieraufgaben gelöst haben, ohne deren langfristige Folgen mitzudenken. Skalierbare, wartbare Codebasen und performante Datenbankabfragen sind in praktisch jeder wachsenden Organisation gefragt, in der Software nicht nur einmalig entsteht, sondern über Jahre weiterentwickelt wird. Wer Architekturentscheidungen begründen und dokumentieren kann, wird in Entwicklerteams schnell zu einer verlässlichen Ansprechperson für langfristig tragfähige Lösungen. Langfristig bildet der Kurs eine Grundlage für eine Vertiefung in Richtung Softwarearchitektur, Backend-Entwicklung oder technische Projektleitung, bei denen die Fähigkeit, wachsende Systeme zu entwerfen, zu den zentralen Anforderungen zählt.