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Backend Definition & Begriffserklärung

BackendBackend ist eine Bezeichnung aus der Informationstechnik, die sich auf ein dort häufig verwendetes Schichtmodell bezieht. Wörtlich übersetzt bedeutet Backend „Hinteres Ende“. Im Deutschen ist jedoch die Bezeichnung Unterbau deutlich treffender.

Das Backend steht immer im Gegensatz zum Frontend, das als Überbau bezeichnet werden kann. Um die Funktion und die Aufgaben des Backends zu erklären, muss daher auch immer wieder auf das Frontend Bezug genommen werden, da es mit diesem eine logische Einheit bildet, die nur zusammen die gestellten Aufgaben erledigen kann.

Backend und das zugrunde liegende Schichtmodell

In der Informatik werden sehr häufig Schichtmodelle verwendet, um verschiedene Abstraktionsebenen darzustellen. Dies liegt daran, dass die Grundlage der Informatik aus einzelnen elektronischen Impulsen besteht, die für den normalen Benutzer völlig unverständlich wären. Um diese Impulse so darzustellen, dass sie der normale Benutzer eines Computers versteht, müssen diese abstrahiert werden. Das bedeutet, dass so aus einzelnen elektrischen Impulsen Buchstaben, Bilder oder Töne entstehen, die für den Nutzer einen Sinn ergeben und die er verstehen kann.

In der Gesamtbetrachtung bildet die physikalische Datenübertragung das Backend eines jeden Computersystems, während ­die Darstellung über den Bildschirm, die Lautsprecher oder ein anderes Ausgabegerät das Frontend darstellt. Allerdings ist diese Abstraktion der physikalischen Ebene auf die Benutzerebene zu groß, um sie in einem Schritt durchführen zu können. Daher werden viele verschiedene Unterebenen eingeführt, die diese Abstraktionsprozesse Schritt für Schritt umsetzen.

So ist beispielsweise der erste Schritt der Abstraktion der Übergang von den elektrischen Impulsen – die auch als Maschinensprache bezeichnet werden – zum Assembler-Code. Dies ist eine an der Maschinensprache orientierte Programmiersprache, die lediglich bestimmte Impulsfolgen durch für den Menschen verständliche Worte ersetzt. In diesem Fall wäre die Maschinensprache das Backend, der Assembler-Code das Frontend. Allerdings werden in dieser Sprache nur sehr wenige Anwendungen programmiert, sie kommt fast ausschließlich bei manchen Hardwaretreibern zum Einsatz oder als Grundlage anderer Programmiersprachen.

Da diese Sprache ebenfalls für den überwiegenden Teil der Nutzer unverständlich ist, müssen weitere Abstraktionsschichten eingeführt werden. Dabei gibt es viele verschiedene Wege, bei denen stets eine Unterschicht mit einer darüber liegenden Schicht verbunden wird. Beispielsweise bei der Entstehung einer Internetseite kommt oftmals die Programmiersprache PHP zum Einsatz, mit der schließlich die Seite mit Ihren Bildern und Texten erstellt wird. PHP stellt in diesem Fall das Backend zur Ausgabe im Browser dar. PHP wiederum ist in der deutlich weniger abstrakten Programmiersprache C programmiert. C ist also das Backend für PHP. C wiederum beruht auf dem bereits erwähnten Assembler-Code.

So gibt es stets beim Übergang von einer Abstraktionsschicht zur nächsten ein Frontend und ein Backend. Die Bezeichnungen sind nicht starr vergeben, sondern hängen immer davon ab, welche Ebenen miteinander verglichen werden. Das Frontend ist immer die Schicht, die näher am Endbenutzer liegt, während das Backend weiter vom Endbenutzer entfernt liegt.

Aufgaben des Backends

Die praktische Umsetzung dieses Schichtmodells mit Frontend und Backend hat in erster Linie die Aufgabe, den Nutzern die Möglichkeit zu geben, immer in der Schicht anzusetzen, die ihren Fähigkeiten, Bedürfnissen und Befugnissen entspricht.

Um beim Beispiel eines Internetauftritts zu bleiben, so hat hier der Endbenutzer in der Regel kein Interesse daran, wie der Internetauftritt programmiert ist und verfügt auch nur selten über die Fähigkeiten, einen derartigen Programmcode zu verstehen. Er will lediglich die Inhalte, wie zum Beispiel die Texte und Bilder der Seite nutzen. Daher wählte er als Frontend den Internetbrowser, der ihm die Darstellung der Seite anbietet. Das Backend ist in diesem Fall die Programmierung in PHP. Auf dieses darf er auch aus Sicherheitsgründen nicht zugreifen, da er sonst – gewollt oder ungewollt – die Inhalte der Seite beeinflussen könnte.

Der Programmierer des Internetauftritts hat hingegen ein völlig anderes Interesse. Er will die Seite selbst gestalten und muss so den notwendigen Programmcode erzeugen, um den Internetauftritt darzustellen. Für seine Bedürfnisse und Kenntnisse ist PHP das geeignete Frontend. Er hat kein Interesse daran, wie PHP selbst implementiert ist und in vielen Fällen würde dies auch seine Kenntnisse übersteigen. Daher ist das Backend von PHP – die Implementierung in C – dem PHP-Programmierer  nicht direkt zugänglich.

So wählt jeder Nutzer ein für ihn geeignetes Frontend, während die Implementierung über das Backend für ihn nur von geringer Bedeutung ist, solange er über das Frontend alle Dienste problemlos abrufen kann.

Beispiele für Frontend-Backend Unterteilungen

Fast jede Computeranwendung kann in Frontend und Backend unterteilt werden. Durch den fast immer vorhandenen mehrschichtigen Aufbau sind sogar mehrere Unterteilungen möglich. Allerdings gibt es einige Anwendungen – insbesondere im Bereich der Internetimplementierungen – bei denen die Begriffe Frontend und Backend sehr häufig genutzt werden und die daher in diesen Fällen eine besondere Bedeutung erhalten.

Beispielsweise bei einem Server-Client-Netzwerk kommen die Bezeichnungen Frontend und Backend sehr häufig vor. Als Frontend werden hier die Dienstleistungen bezeichnet, die auf dem Client ablaufen. Backendanwendungen sind in diesem Fall alle Prozesse auf dem Server, da diese nicht nur bezüglich des Abstraktionsniveaus, sondern auch räumlich gesehen weiter vom Endbenutzer entfernt liegen. Auch im Bereich der Datenbanken kommt dieses Begriffspaar häufig zum Einsatz. Hier bezeichnet das Frontend die Programme, die die Daten nutzen und auswerten. Das Backend ist das Programm, dass die Daten verwaltet und die Zugriffe regelt.

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