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2026-02-19T05:01:25Z

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Ein '''Modul''' (neutrum, das Modul<ref>Duden, Band 5, Fremdwörterbuch, 7. neu bearbeitete und erweiterte Auflage, Mannheim 2001</ref>) ist im [[Software Engineering]] ein Baustein eines Softwaresystems, der bei der [[Modularisierung]] entsteht, eine funktional geschlossene Einheit darstellt und einen bestimmten Dienst bereitstellt.<ref>Gabler [https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/modul-40077/version-263472] ''Definition Modul''</ref>

Module sind charakteristisch für die Programmierung nach dem [[Programmierparadigma]] der [[Modulare Programmierung|modularen Programmierung]]. Sie bestehen häufig aus thematisch zusammengehörigen Konstrukten und können weitere Module bzw. auch anders benannte Konstrukte (wie [[Funktion (Programmierung)|Funktion]], [[Prozedur (Programmierung)|Prozedur]], [[Klasse (Objektorientierung)|Klasse]], Konstanten und ggf. weiterer Programmierobjekte) enthalten. So ist die Zerlegung der Programmfunktionalität in einer Hierarchie möglich. Module können die in ihnen festgelegten Datenstrukturen und Methoden gegebenenfalls [[Vererbung (Programmierung)|vererben]] bzw. fremden Modulen den Zugriff erlauben oder verbieten.

In den verschiedenen [[Programmiersprache]]n und [[Integrierte Entwicklungsumgebung|Entwicklungsumgebungen]] und deren zeitlicher Entwicklung haben sich zahlreiche unterschiedliche Implementierungsformen von Modulen (mit zum Teil unterschiedlichen Bezeichnungen) entwickelt. Auch wird der Ausdruck Modul häufig ''synonym'' zu Begriffen wie Unterroutine, Prozedur, [[Unterprogramm]], Programmteil, Programm-Modul<ref>psion user-club ''OPL-Kurs Teil 4'' [http://www.psion-user-club.at/m_opl_04.html] ''denn einen Teil der Module („synonym: Prozeduren, ...“) werden wir wiederverwenden''</ref><ref>econstor.eu [https://www.econstor.eu/bitstream/10419/59373/1/717383571.pdf] Seite 19: ''... inwieweit ein Programm in Unterprogramme (Module) zerlegt ist, ...''</ref> verwendet.

Als Speicherobjekt für [[Programmcode]] ist „Modul“ eine typisierende Bezeichnung für die Inhalte/Elemente in einer [[Programmbibliothek]]. Sie enthalten alternativ unterschiedliche Arten von Programmcode (wie [[Quelltext]], [[Zwischencode]], [[Maschinenprogramm]]). Module in diesem Sinn können [[Computerprogramm#Klassifizierungsmöglichkeiten|Hauptprogramme]] oder [[Unterprogramm]]e repräsentieren.

''Zu unterscheiden'' ist ein Modul von einer [[Komponente (Software)|Komponente]], die in der Funktionalität eine Hierarchieebene höher angesiedelt ist und die (Basis-)Funktionalitäten von Modulen zu (fachspezifischen) Diensten kombiniert. Jedoch werden derartige Komponenten im Sprachgebrauch (zum Beispiel bei [[SAP]]<ref>tse.de [http://www.tse.de/papiere/sap/SAP_Module.html] ''SAP-R3-Module''</ref>) manchmal ebenfalls „Module“ genannt.

== Gründe für das Aufteilen von Programmen in Module ==
=== Für modulare Programmierung im Allgemeinen ===
* Aus der ursprünglichen Sicht der Assemblerprogrammierung war der Grund der Aufteilung die ''mehrfache Verwendung'' der gleichen Befehlsfolge an unterschiedlichen Stellen des Programms, somit Einsparung von Speicherplatz und die Vermeidung von [[Codewiederholung]]en.
* In modernen Technologien des [[Softwaretechnik|Softwareengineering]] ist ein weiterer wichtiger Grund die ''Strukturierung des [[Softwaredesign]]s:'' Der [[Quelltext]] von Programmen besteht heute zu Gunsten der besseren [[Wartbarkeit]], [[Softwarequalität#Beispiel ISO/IEC 9126|Verständlichkeit]] und [[Programmierfehler|Fehlerbehebung]] aus jeweils kurzen und übersichtlichen Einzelteilen (siehe [[Modulare Programmierung]]). Nach diesem Prinzip werden in sich abgeschlossene Teilaufgaben (z. B. Leseroutinen, Gültigkeitsprüfungen, aufwändige Berechnungen) als strukturell getrennte [[Routine (Programmierung)|Unterroutinen]] [[Implementierung|implementiert]] (und ggf. an mehreren Stellen im Programmcode aufgerufen). Durch derartige ‚Auslagerungen‘ bleibt der Code übersichtlich; der rechnerinterne Zeit- und Verwaltungsaufwand für die Aufrufe spielt auf modernen Rechenmaschinen praktisch keine Rolle mehr.

=== Für eigenständige Module ===
* Ein Aspekt der ''[[Softwarearchitektur]]'' ist die Herstellung von Unterprogrammen zur Verwendung in mehreren Computerprogrammen/-Anwendungen. Bestimmte technische oder betriebliche Funktionen (zum Beispiel eine [[Prüfziffer]]nberechnung) können so beispielsweise unternehmensweit einheitlich genutzt werden.
* Module können in ''unterschiedlichen Programmiersprachen'' separat erstellt und [[Compiler|kompiliert]] und in [[Programmbibliothek]]en zur Verwendung bereitgestellt werden.
* Funktionalitäten können nach dem ''[[Modularität|Baukastenprinzip]]'' optional eingebunden werden.
* Für kommerzielle Anwendungen können einzelne Bestandteile ''separat lizenziert'' werden.
* ''Mehrere Entwickler oder Entwicklergruppen'' können Teile einer Anwendung unabhängig voneinander erstellen und [[Softwaretest|testen]].
* Eigenständige Module sind bei Bedarf meist ''unabhängig von ihren Aufrufprogrammen änderbar'' (solange ihre Schnittstelle identisch bleibt). In besonderem Maß gilt dies für dynamisch ladbare Module.

== Einsatz/Verwendung ==
Der Einsatz von Modulen entspricht dem Prinzip der [[Datenkapselung (Programmierung)|Kapselung]] (''encapsulation''); denn:
* Die ''Schnittstelle'' eines Moduls enthält/benennt nur die Daten(bereiche), die das Modul als Eingabe und Ergebnis der Verarbeitung braucht/liefert.
* Die ''Implementierung'' enthält den tatsächlichen Programmcode.
Außerhalb des Moduls bleiben die Verarbeitungsweise und evtl. Modul-eigene Daten verborgen (Prinzip des ''information hiding'').

Große, komplexe Programme können durch den Einsatz von Modulen gegliedert und strukturiert werden. Dies kann in vielerlei Hinsicht von Nutzen sein (vergleiche auch [[Modularität]]). Beispielsweise hat die Größe der Module einen Einfluss auf die [[Fehlerdichte]] – sie ist am geringsten bei einer Modulgröße von 200 bis 400 [[Lines of Code]].<ref>{{Internetquelle |autor=Y. Malayia, J. Denton |url=https://pdfs.semanticscholar.org/9e75/e39f201bea81553a5b3f9962b163c17a0517.pdf |titel=Module size distribution and defect density |titelerg= |werk=11th International Symposium on Software Reliability Engineering (ISSRE’00) |hrsg= |datum=Oktober 2000 |seiten= |archiv-url=https://web.archive.org/web/20180801190713/https://pdfs.semanticscholar.org/9e75/e39f201bea81553a5b3f9962b163c17a0517.pdf |archiv-datum=2018-08-01 |abruf=2018-08-01 |abruf-verborgen= |format=pdf |sprache=en |kommentar= |zitat= |offline=1 |archiv-bot=2022-03-27 10:23:13 InternetArchiveBot }}</ref>
Entwurf und Definition von Modulen und Schnittstellen ist Teil der [[Softwaredesign|Designphase]] in der Softwareentwicklung.

Das Modulkonzept wurde zuerst von [[David Parnas]] publiziert.

Zahlreiche Programmiersprachen unterstützen das Modulkonzept durch integrierte Sprachmittel, beispielsweise [[Ada (Programmiersprache)|Ada]], [[COBOL]], [[D (Programmiersprache)|D]], F, [[Fortran]], [[Haskell (Programmiersprache)|Haskell]], [[Java (Programmiersprache)|Java]], [[ML (Programmiersprache)|ML]], [[Modula-2]], [[Oberon (Programmiersprache)|Oberon]], [[Component Pascal]] und [[PL/I]]. Daneben sind Skriptsprachen wie [[Perl (Programmiersprache)|Perl]], [[Python (Programmiersprache)|Python]], [[PHP]] und [[Ruby (Programmiersprache)|Ruby]] zu nennen.

== Beispiele für Varianten von Modulen ==
Die nachfolgenden Beispiele zeigen, dass Module in unterschiedlichen technischen Ausprägungen auftreten können:

=== Module als Strukturierungsmittel im Quelltext ===
Module sind nach den Prinzipien der modularen Programmierung „logische Teilblöcke“, in die die Aufgabenstellung eines [[Computerprogramm]]s zerlegt wird. Das Modul ist häufig nur als individueller Codeabschnitt im [[Quelltext]] definiert, bei [[Objektorientierte Programmierung|OOP]] kann dieser eine [[Klasse (objektorientierte Programmierung)|Klasse]] sein. In diesem Codeabschnitt/Modul können weitere Module enthalten sein oder als eigenständiges, getrennt kompiliertes [[Unterprogramm]] aufgerufen werden.

=== Klassen in der Objektorientierung ===
Eine spezielle Form von Modul/Modularisierung sind die [[Klasse (Objektorientierung)|Klassen]] der [[Objektorientierte Programmierung|objektorientierten Softwareentwicklung]]:
* Von Klassen können Exemplare in Form von [[Objekt (Programmierung)|Objekten]] erzeugt ([[Objekt (Programmierung)#Instanziierung|instanziiert]]) werden,
* Klassen können Eigenschaften an andere Klassen vererben,
* [[Polymorphie (Programmierung)|Polymorphismus]] erlaubt es Klassen, Eigenschaften zur Laufzeit zu verändern – Beziehungen zwischen anderen Modulen sind in der Regel statisch.

=== Objektmodul (Großrechner IBM-Welt) ===
Aus einem Quelltext erzeugt ein [[Compiler]] oder ein [[Assembler (Informatik)|Assembler]] ein sogenanntes [[Objektcode|Objektmodul]], dessen Anweisungen in Form von [[Maschinencode]] in einer [[Programmbibliothek]] abgelegt werden. Um ein Programm ausführen zu können, wird sein Objektcode mit dem Objektcode aller aufgerufenen Unterprogramme mit einem sog. [[Linker (Computerprogramm)|Linker]] 'zusammengebunden', wobei u. a. die Einsprungadressen der Unterprogramme eingesetzt werden. Ergebnis ist ein [[Lademodul]].

=== Lademodul (Großrechner IBM-Welt) ===
Variante A: Hauptprogramme und ihnen (= statisch) hinzugebundene Unterprogramme werden zu einem gemeinsamen [[Ausführbare Datei|ausführbaren Programm]] als gemeinsames ‚Lademodul <Hauptprogramm>‘ in einer [[Programmbibliothek]] abgestellt. Von dort aus können sie zum Beispiel über [[Job Control Language|JCL-Aufrufe]] (EXEC <Pgm>) aufgerufen werden.<br>
Variante B: Sollen Unterprogramme erst beim Programmlauf (= dynamisch) geladen werden, so wird aus ihrem Objektcode ein einzelnes ‚Lademodul <UPRO>‘ erzeugt, das durch einen Ladebefehl im aufrufenden (Haupt-)Programm über das Betriebssystem geladen und danach – wie bei statisch gebundenen Modulen – zur Verarbeitung aufgerufen wird.<br>
Zusammenwirken von aufrufendem und aufgerufenem Programm(teil) im Detail: Siehe [[Unterprogramm#Objektmodule Großrechner IBM-Welt|Unterprogramm]].

=== Module bei MS Access und VBA ===
Die [[Integrierte Entwicklungsumgebung|Entwicklungsumgebung]] [[MS Access]] versteht unter ‚Modul‘ eine Zusammenfassung aller Prozeduren bzw. Funktionen, die für ein Objekt, zum Beispiel ein Formular oder einen Bericht in [[Visual Basic for Applications|VBA]] angelegt wurden. In solchen Modulen können weitere, untergeordnete Teilfunktionen angelegt und ausgeführt werden, zum Beispiel „Ereignisprozeduren“,<ref>Microsoft ''Erstellen einer VBA-Prozedur'' {{Webarchiv|url=http://office.microsoft.com/de-ch/access-help/erstellen-einer-visual-basic-prozedur-HP005186705.aspx | wayback=20140408215743 | text= ''Funktionen in Standard- oder Klassenmodulen''}}</ref> mit denen beim Ändern eines bestimmten Datenfelds in einem Formular eine individuelle Prüfung erfolgen soll. Zusätzlich können zum Beispiel Module für global gültige Daten (z. B. ‚GLOBAL DATA‘) oder für global ansprechbare Funktionen (etwa ‚GLOBAL CODE‘) angelegt werden.

=== Der Modulbegriff bei SAP ===
In der Software von [[SAP]] werden einzelne Anwendungen „Modul“ genannt.<ref>SAP ERP ''Was ist ERP?'' [https://www.sap.com/germany/products/what-is-erp.html] ''„Jede Anwendung, also jedes ERP-Modul, ist auf einen Geschäftsbereich ausgerichtet.“''</ref> Dies entspricht jedoch dem softwaretechnischen Modulbegriff nur im weitesten Sinn und gilt als Zusammenfassung von Funktionalität auf einem betriebswirtschaftlichen Level, den ein Anwender optional erwerben und nutzen kann.

== Siehe auch ==
* [[Kernel-Modul]]

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Softwarearchitektur]]
[[Kategorie:Software-Modul| ]]
[[Kategorie:Programmiersprachelement]]

Modul (Software) - Versionsgeschichte

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