# Prompt 19 – Technische Architektur

Bezug: alle fachlichen Ergebnisse 01-18. Erste Technikentscheidung, Basis für Prompt 20-22.

## 0. Techstack-Entscheidung (Nutzer)
- Backend: **Python, FastAPI**
- Datenbank: **PostgreSQL**
- Frontend: **Responsive Web-App/PWA** zuerst, native App (iOS/Android) als mögliche spätere Ergänzung
- Hosting: **normaler Linux-Server/VPS**, noch kein konkreter Anbieter — Architektur muss anbieterunabhängig/portabel sein; Docker dabei optional, keine Pflicht (siehe 9.)
- Deployment-Regel (Merkregel): ab hier nur Code/Konfigurationsdateien erzeugen, keine lokale Installation/Ausführung, Ziel ist externer Host.

## 1. Frontend
- Responsive PWA (Progressive Web App): eine Codebasis für PC, Tablet, Smartphone.
- PWA-Eigenschaften nutzen: Installierbarkeit auf Homescreen, Kamera-Zugriff für QR-/Barcode-Scan (Karte 10) via Browser-API (`getUserMedia`), Service Worker für Kurzzeit-Netzausfall-Pufferung (Prompt 17).
- Framework-Wahl offen für Umsetzungsphase (z. B. React/Vue), hier nur Architekturebene: Single-Page-App, spricht ausschließlich mit Backend über die API (Prompt 21).
- Native App (Roadmap) würde später dieselbe API nutzen, keine Backend-Änderung nötig — Grund, warum API-first-Ansatz (siehe 3.) architektonisch wichtig ist.

## 2. Backend
- Python, FastAPI (asynchron, automatische OpenAPI-Doku passt zu Prompt 21).
- Schichtenmodell: API-Layer (FastAPI Routen) → Service-/Domänenlogik-Layer (Statusmaschinen Kontrolle/Fehlbestand/Mindermenge, Prompt 02-04) → Datenzugriffs-Layer (ORM, z. B. SQLAlchemy) → PostgreSQL.
- Domänenlogik zentral gekapselt (z. B. eigenes Modul „Fehlbestand-Statusmaschine"), damit die zentrale Leitplanke „Mindermenge ≠ erledigt" (reihenfolge.md) an genau einer Stelle im Code durchgesetzt wird, nicht verstreut in mehreren Endpunkten.
- Authentifizierung (Karte 09): eigenes Auth-Modul, Passwort-Hashing (z. B. bcrypt/argon2), Session/Token-basiert (JWT oder Server-Session, Detail Prompt 21).

## 3. API-first-Prinzip
- Backend bietet ausschließlich eine dokumentierte REST-API (Prompt 21), kein serverseitiges HTML-Rendering.
- Vorteil: Web-PWA und später native App sind austauschbare Clients derselben API, kein Doppelaufwand bei Geschäftslogik.

## 4. Datenbank
- PostgreSQL, passend zum stark strukturierten, relationalen Datenmodell (Prompt 06): klare Entitäten, Fremdschlüssel, Historie/Audit-Anforderungen (Prompt 13) profitieren von ACID-Transaktionen.
- Migrationswerkzeug vorgesehen (z. B. Alembic) für versionierte Schemaänderungen, wichtig bei Vorlagen-Versionierung (Prompt 08) und künftigen Erweiterungen (Medikamente, Lager, Prüfungen).

## 5. Rollen/Rechte technisch
- Rollenmodell (Prompt 05) als Middleware/Dependency in FastAPI: jede Route deklariert benötigte Rolle(n)/Rechte, zentrale Prüfung statt verstreuter if-Abfragen.
- Zuständigkeits-Zuordnung (Karte 04) als Datenbank-gestützte Prüfung (n:m Benutzer↔Standort/Objekt), nicht hart codiert.

## 6. Historie/Auditierung technisch
- Eigene Tabelle(n) für Historieneinträge (Prompt 13), Append-only durch Anwendungslogik erzwungen (kein UPDATE/DELETE-Recht auf Historie-Tabellen für die Anwendung, nur INSERT).
- Serverseitige Zeitstempel (`now()` in der Datenbank oder Server-Uhrzeit im Backend, nie Client-Wert).

## 7. Benachrichtigungen
- E-Mail bei neuem Fehlbestand (Karte 05): asynchroner Versand (z. B. Hintergrundtask in FastAPI oder einfache Queue), damit Kontroll-Workflow nicht durch E-Mail-Versand blockiert wird.
- Kein Push in V1 (Karte 05) – kein zusätzlicher Dienst (Push-Server) nötig.

## 8. Offline-Unterstützung (Prompt 17)
- Kurzzeit-Pufferung im Frontend (Service Worker/lokaler Speicher im Browser), Übertragung an Backend bei wiederhergestellter Verbindung – rein clientseitiges Konzept, keine Backend-Sonderlogik nötig außer normalen, idempotenten API-Aufrufen.

## 9. Deployment-Architektur (anbieterunabhängig)
- Docker ist keine Priorität (Nutzerentscheidung) – Deployment stattdessen direkt auf dem Linux-Server/VPS: Backend als Python-Prozess (z. B. Uvicorn hinter systemd-Service), PostgreSQL als regulär installierter Dienst auf demselben oder separatem Server, Reverse-Proxy (z. B. nginx) für HTTPS/Routing.
- Statische PWA-Dateien vom Reverse-Proxy oder vom Backend selbst ausgeliefert – Detailentscheidung bei Umsetzung.
- Docker bleibt als spätere Option offen (z. B. falls Hosting-Umgebung es verlangt), ist aber kein Architekturzwang mehr.
- Wichtig (Merkregel): in dieser Konversation werden nur Code-/Konfigurationsdateien erzeugt, kein lokaler Serverstart, keine lokale DB-Installation – Zielsystem ist der externe Host.

## 10. Modularität für zukünftige Erweiterungen
- Neue Domänen (Medikamente, Lager, Prüfungen, weitere Ressourcentypen, Karte 11/Prompt 15/24) werden als zusätzliche Service-/Router-Module ergänzt, ohne Kernmodule (Kontrolle/Fehlbestand/Mindermenge) anzufassen — direkte Umsetzung des Designziels aus Prompt 06.

## 11. Hardware-Anforderungen

### Endgeräte (Mitarbeiter/Verantwortliche)
- Tablet/Smartphone mit Kamera (Barcode-Scan Code128 per Kamera, Prompt 17/Karte 10) – kein Spezialgerät, handelsübliches Gerät mit aktuellem Browser reicht (PWA-Ansatz).
- PC/Notebook für Dashboard/Administration – normaler Browser reicht, keine Installation nötig.

### Server (extern, Zielsystem)
- Linux-VPS, Größe skaliert mit Nutzerzahl; für V1/kleine-mittlere Organisation grobe Hausnummer 2 vCPU/4GB RAM, konkret erst bei Umsetzung/Lasttest zu verifizieren.
- PostgreSQL auf demselben oder separatem Server.
- Kein Docker-Zwang (siehe 9.), Backend läuft direkt als Python-Prozess (Uvicorn/systemd).

### Sonstiges
- Label-Drucker für QR-/Barcode-Labels (Karte 10, Roadmap Prompt 24) – Anforderung an Druckqualität/Kontrast dort bereits vermerkt.
- Kein USB-Handscanner nötig (Entscheidung Karte 10: Kamera-Scan statt Hardware-Scanner).

### Satelliten-Server (Karte 13, Erweiterung)
- Kleiner lokaler Rechner/Mini-PC vor Ort (Einsatzort/Wache), betreibt dieselbe Software wie der Hauptserver (identisches Backend+DB-Schema), keine reduzierte Sonderversion.
- Muss vor Trennung mit den relevanten Stammdaten (Materialstamm, Vorlagen der betroffenen Objekte) bestückt sein – Vorbereitung Teil der Auslagerung, Detail offen (siehe Karte 13).
- Anforderung eher gering (lokales Mehrbenutzer-Team, kein großer Lastfall) – z. B. Mini-PC/NUC-Klasse ausreichend, konkrete Spezifikation bei Umsetzung.

## 12. Mehrserver-Architektur: Hauptserver + Satelliten (Karte 13)
Ergänzung zur reinen Ein-Server-Architektur (Punkt 9): Neben dem zentralen Hauptserver können **Satelliten-Server** betrieben werden – vollwertige Klone derselben Anwendung, temporär vom Hauptserver getrennt einsetzbar (Details fachlich in [[17_mobile_offline]] Punkt 7, [[13_satelliten_server]]).

- **Objekt-Zuordnung als Kernmechanismus:** jedes Objekt trägt ein Feld „aktuell zuständiger Server" (Hauptserver oder eine bestimmte Satelliten-ID). Nur der zuständige Server nimmt Schreiboperationen für dieses Objekt an – der jeweils andere lehnt sie ab bzw. zeigt es nicht als bearbeitbar.
- **Eindeutige IDs von Anfang an:** damit am Satelliten neu erzeugte Datensätze (Kontrollen, Fehlbestände, Nachfüllungen, Historie) beim Zusammenführen nicht mit Hauptserver-IDs kollidieren, werden global eindeutige IDs verwendet (z. B. UUID statt fortlaufender Integer-Primärschlüssel für sync-relevante Tabellen) – Abweichung vom reinen `SERIAL`-Schema aus Prompt 20 für genau diese Tabellen, bei Umsetzung zu berücksichtigen.
- **Synchronisation:** bei wiederhergestellter Verbindung überträgt der Satellit neu entstandene Datensätze per Insert UND geänderte, bereits vor der Auslagerung existierende Zeilen (Objektpositionen, Fehlbestände, Mindermengen-Genehmigungen) per Upsert an den Hauptserver – kein reiner Append-Vorgang (Details/SQL siehe [[20_datenbank_schema]] Punkt 10). Kein Merge/Konfliktlösung nötig, da Objekt-Zuordnung Überschneidungen strukturell ausschließt. Danach wird die Objekt-Zuordnung wieder auf den Hauptserver zurückgesetzt.
- **Kein Zeitlimit:** Architektur darf keine Annahme über maximale Trennungsdauer treffen (Nutzervorgabe) – Synchronisationslogik muss auch nach Tagen/unbestimmter Zeit funktionieren.

## Referenzen
Bezug: alle Ergebnisse 01-18, [[13_satelliten_server]]