Kurzfassung. Systemen, HS Karlsruhe, Fak. WI, 2005).

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1 Erklärung I Erklärung Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Diplomarbeit selbständig angefertigt habe. Es wurden nur die in der Arbeit ausdrücklich benannten Quellen und Hilfsmittel benutzt. Wörtlich oder sinngemäß übernommenes Gedankengut habe ich als solches kenntlich gemacht. Die Arbeit wurde in gleicher oder ähnlicher Form keiner anderen Prüfungsbehörde zur Erlangung eines akademischen Grades vorgelegt. Ort, Datum Unterschrift

2 Kurzfassung II Kurzfassung Gegenstand dieser Arbeit ist die Ausarbeitung eines Konzepts für die Verwaltung von E-Learning Prozessen bei kooperierenden Content Management Systemen (CMS) auf der Grundlage einer vorhergehenden Bachelorthesis (Kim Matthäß: Kontrollierter automatischer Datenaustausch zwischen befreundeten Content Management Systemen, HS Karlsruhe, Fak. WI, 2005). Hintergrund der Arbeit ist die Idee, dass sowohl Lernobjekte als auch die Administration des Lehrbetriebs auf mehreren Content Management Systemen verteilt sein können. Hierbei sind über mehrere CMS verteilte Lernobjekte wie Projektaufgaben und Objekte der Administration wie Semester-/Veranstaltungsdaten zu verwalten. In dieser Arbeit wird ein Lösungsvorschlag für die Verwaltung von E-Learning Prozessen bei kooperierenden Content Management Systemen vorgestellt. Um die Realisierbarkeit des Konzepts nachzuweisen, wird zunächst eine Testumgebung implementiert. Diese Testumgebung wird durch zwei konkrete Content Management Systeme implementiert, die verteilte Lernobjekte und Administrationsobjekte beinhalten. Der Lösungsvorschlag für die gegebene Problemstellung basiert auf der Technologie der Web Services. Die beiden CMS werden durch die Web Services in der Verwaltung komplexer Lernprozesse, wie z.b. der Vorkorrektur durch Tutoren und der endgültigen Bewertung durch den Dozenten, unterstützt. Schließlich werden auf der Basis des erstellten Prototyps die Möglichkeiten der Verwaltung von Lernprozessen durch Workflow-Management anhand von BPEL und XML-Netzen diskutiert. Schlagwörter: BPEL, CMS, Content Management Systeme, E-Learning, Web Services, Workflow-Management, XML-Netze

3 Inhaltsverzeichnis III Inhaltsverzeichnis Erklärung...I Kurzfassung...II Inhaltsverzeichnis... III Abbildungsverzeichnis...V Tabellenverzeichnis... VI Abkürzungsverzeichnis...VII 1 Aufgabenstellung Zielsetzung Begriffsklärung und Ausgangsszenario Content Management Systeme Allgemeines Klassifikation von CMS Probleme bei verteilten Inhalten E-Learning Allgemeines Formen von E-Learning E-Learning auf der Basis von CMS Web Services Allgemeines Transaktionen und Prozesse mit Web Services Workflow Management bei Web Services Ausgangsszenario Allgemeines Auswahl eines CMS Architektur des Gesamtsystems Konzept zur Verwaltung von E-Learning Objekten auf der Basis von Web Services Modul Zeiterfassung Problembeschreibung Funktionsbeschreibung Modell Aktivitätsdiagramm Use-Case Sequenzdiagramm... 28

4 Inhaltsverzeichnis IV Lösungsvorschlag Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Problembeschreibung Funktionsbeschreibung Modell Aktivitätsdiagramm Use-Case Sequenzdiagramm Lösungsvorschlag Prototypische Realisierung Modellierung Zeiterfassung Architektur Klassendiagramm Verwaltung von E-Learning Objekten Architektur Klassendiagramm Implementierung Code-Beispiele Client (Webseiten) Code-Beispiel Server (Web Services) Feasibility Study Workflow-Management BPEL XML-Netze Sicherheitsaspekte Allgemeine Sicherheitsanforderungen Sicherheitslösungen für Web Services Zusammenfassung und Ausblick Anhang: Quelltexte Glossar Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis... 85

5 Abbildungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis Abbildung 3.1: Architektur Gesamtsystem Abbildung 4.1: Vereinfachtes Modell des Moduls Zeiterfassung Abbildung 4.2: Studentische Aktivitäten am Modul Zeiterfassung Abbildung 4.3: Aktivitäten eines Dozenten am Modul Zeiterfassung Abbildung 4.4: Use-Case Modul Zeiterfassung Student Abbildung 4.5: Use-Case Modul Zeiterfassung Dozent Abbildung 4.6: Sequenzdiagramm Modul Zeiterfassung Abbildung 4.7: Vereinfachtes Modell des Moduls Verwaltung von E-Learning Objekten Abbildung 4.8: Aktivitätsdiagramm E-Learning Objekte Student Abbildung 4.9: Aktivitätsdiagramm E-Learning Objekte Tutor Abbildung 4.10: Aktivitätsdiagramm E-Learning Objekte Dozent Abbildung 4.11: Use-Case Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Student Abbildung 4.12: Use-Case Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Tutor Abbildung 4.13: Use-Case Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Dozent Abbildung 4.14: Sequenzdiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Student Abbildung 4.15: Sequenzdiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Dozent Abbildung 4.16: Sequenzdiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Tutor Abbildung 5.1: Komponentendiagramm Modul Zeiterfassung Abbildung 5.2: Klassendiagramm Zeiterfassung...42 Abbildung 5.3: Komponentendiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Dozent...43 Abbildung 5.4: Komponentendiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Student...43 Abbildung 5.5: Komponentendiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Tutor...44 Abbildung 5.6: Pakete Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Abbildung 5.7: Klassendiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Paket Dozent Abbildung 5.8: Klassendiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Paket Student Abbildung 5.9: Klassendiagramm Modul Verwaltung von E-Learning Objekten Paket Tutor Abbildung 5.10: Die Stellvertreterklasse (Proxyklasse) Abbildung 5.11: Webseite für den Web Service Student...52 Abbildung 5.12: Aufruf der Web Methode GetSemesterKalenderwochen Abbildung 5.13: Rückgabewerte der Web Methode GetSemesterKalenderwoche Abbildung 6.1: Prozess Hausaufgabe abgeben Abbildung 7.1: Beteiligte Systeme und Angriffsmöglichkeiten bei Web Services...64

6 Tabellenverzeichnis VI Tabellenverzeichnis Tabelle 3.1: Abgrenzung von Web-Begriffen...3 Tabelle 3.2: Auswahlkriterien für ein CMS Tabelle 7.1: Sicherheitsstandards für Web Services... 66

7 Abkürzungsverzeichnis VII Abkürzungsverzeichnis ASP Active Server Pages BPEL(4WS) Business Process Execution Language (for Web Services) CAE Computer Aided Engineering CD Compact Disc CMS Content Management System DISCO Discovery of Web Services GXSL Graphical XML Schema Definition Language HP Hewlett-Packard HTML Hypertext Markup Language HTTP Hypertext Transfer Protocol IBM International Business Machines Corporation IIS Internet Information Service IPSec Internet Protocol Security MITM Man in the middle attacks MVC Model View Control OASIS Organization for the Advancement of Structured Information Standards PHP Hypertext Preprocessor SAML Secure Assertion Markup Language SOAP Simple Object Access Protocol

8 Abkürzungsverzeichnis VIII SSL Secure Socket Layer UDDI Universal Description, Discovery and Integration UML Unified Modeling Language VPN Virtual Private Network WSCL Web Services Conversation Language WSDL Web Services Description Language WSFL Web Services Flow Language WS-Security Web Service-Security W3C World Wide Web Consortium XACML Extensible Access Control Markup Language XKMS XML Key Management Specification XML Extensible Markup Language XManiLa XML Manipulation Language YAWL Yet Another Workflow Engine

9 1 Aufgabenstellung 1 1 Aufgabenstellung Content Management Systeme (CMS), die im Umfeld des E-Learning zum Einsatz kommen, sind nicht selten auf die Lerninhalte fokussiert. Die auftretenden Lehr-, Lernund Administrationsprozesse werden häufig nicht ausreichend unterstützt. Aufgabe dieser Arbeit ist es deshalb, auf der Grundlage bestehender Systeme und Vorarbeiten an Hand einer prototypischen Implementierung die Einbeziehung prozessorientierter Aspekte in E-Learning-Anwendungen zu erproben. Grundidee der Arbeit ist die Vorstellung, dass komplexe Lernobjekte, aber auch Objekte, die der Administration des Lehrbetriebs dienen, verteilt auf mehrere Content Management Systeme vorliegen. Die Verteilung reicht von der Verwendung unterschiedlichster Werkzeuge zur Erzeugung der Lernobjekte durch verschiedene Beteiligte bis zur Einbeziehung externer Quellen in den Lehr-/Lernprozess. Trotz der Einbindung vielfältiger Quellen sollen die beteiligten Teilsysteme autonom agieren, d.h. beispielsweise die Regie über die eigenen Inhalte bewahren. Ein typisches Beispiel für einen entsprechenden Prozess wäre etwa die Vorkorrektur von Projektarbeiten durch Assistenten und Tutoren und deren endgültige Bewertung durch den verantwortlichen Dozenten. Hier sind neben Lernobjekten (z.b. schriftlichen Kursunterlagen) auch Administrationsobjekte (z.b. Teilnehmerlisten, Terminpläne) zwischen den Beteiligten zu kommunizieren. Um ein Gesamtsystem zu konzipieren, das diesem Anspruch genügt, musste zunächst grundsätzlich geklärt werden, welche technischen Möglichkeiten zur Synchronisation befreundeter Content Management Systeme bestehen. Dies ist in Form einer Bachelorthesis bereits geschehen. (Kim Matthäß: Kontrollierter automatischer Datenaustausch zwischen befreundeten Content Management Systemen, HS Karlsruhe, Fak. WI, 2005) Der nächste Schritt besteht darin, von der Verwaltung der Lernobjekte hin zu einer Modellierung des Lernobjekt- bzw. Lernprozess-Managements und schließlich zu einer aktiven Unterstützung der Abläufe (z.b. Koordination von Tutoren bei der Durchführung eines Kurses) zu kommen. Dazu sollen die Content Management Systeme, welche die E-Learning-Plattform bilden, um eine Komponente für das Workflow-Management ergänzt werden.

10 2 Zielsetzung 2 Ziel 2 Zielsetzung ist die prototypische Implementierung einer Lernplattform (DozentWeb, TutorClient), die über die Verwaltung der Lernobjekte hinaus Funktionen für prozessorientierte Aspekte miteinander kooperierender CMS anbietet. Im Einzelnen sind folgende Problemfelder zu bearbeiten: 1. Aufnahme und Analyse der Ergebnisse der o.g. Bachelorthesis 2. Auswahl eines CMS 3. Einrichtung der Testumgebung 4. Prototypische Implementierung einer E-Learning-Plattform (DozentWeb, TutorClient) 5. Definition der zu betrachtenden Prozesse 6. Implementierung der Funktionen zur Unterstützung des Workflows für ausgewählte Prozesse durch Web Services 7. Bereitstellung von Testfällen zur Demonstration des Lern- und Administrationsobjekt-Managements 8. Prüfung, inwieweit ein Workflow-Management auf der Basis neuerer Verfahren, wie z.b. BPEL oder XML-Netzen, angebracht und zu realisieren wäre

11 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 3 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 3.1 Content Management Systeme Allgemeines Der Begriff Content Management System (CMS) setzt sich aus drei eigenständigen Begriffen zusammen: Unter Content werden die Inhalte, wie z.b. Texte, Bilder, Audiodaten, Videodaten etc. verstanden. Management steht für die Verwaltung dieser Inhalte. Der Begriff System steht für ein Softwaresystem, das diese Verwaltung, z.b. die Repräsentation der Zusammenhänge zwischen Textmodulen ermöglicht. Der überwiegende Teil der zur Zeit verfügbaren Content Management Systeme ist als browserfähige Webanwendung implementiert. Die relativ neuen Begriffe Content Management System, Portal-System und Web-Content Management System sind im aktuellen Sprachgebrauch noch nicht eindeutig definiert. Wenn im weiteren Verlauf dieser Arbeit der Begriff CMS verwendet wird, dann wird darunter ein Web Content Management System, also ein CMS zur Verwaltung der Inhalte von Webauftritten verstanden. Im aktuellen Sprachgebrauch sind die Begriffe, wie z.b. Webseite, Website und Homepage, nicht eindeutig definiert. Im Rahmen dieser Arbeit werden diese Begriffe wie folgt verwendet: Tabelle 3.1: Abgrenzung von Web-Begriffen Begriff/ Definition Einzelne HTML Mehrere HTML Seiten System zur Verwaltung Seite von Content Website Ja Nein Webauftritt Nein Ja Portal Nein Nein Webseite Nein Webpage Homepage Ja

12 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 4 Eine ausführliche Definition des Begriffs Content Management System findet sich z.b. in [11], dort heißt es: A web site's "content" is a combination of different components: text, graphics, images, scripts, included files such as Flash animations, audio/video streams or downloadable files. All of these may be components of one page, included in an HTML page using links or sometimes integrated in the HTML page itself. But even the text shown in the HTML page itself is regarded as "content". Content management systems organize and classify these components by dividing the content from the layout. In more concrete terms, the con tent is stored in content files, the layout is stored in layout files (i.e. docu ment templates). Using this approach, a CMS provides the means for treating content and layout in separate ways. This also allows using the same content in diffe rent documents and formatted for different media ("cross-media publis hing"); think of an HTML page as it shows in the browser and the printerfriendly display of the same page, for example. Content Management Systeme bieten also dem Benutzer auch ohne Programmierkenntnisse die Möglichkeit, Inhalte einzustellen und zu verwalten. Besonderen Wert legen Content Management Systeme auf die medienneutrale Verwaltung der Inhalte. Ziel ist es, beliebige Inhalte für ihre Präsentation im Internet aufzubereiten. Häufig wird von Content Management Systemen folgende Klassifikation der zu verwaltenden Informationen zu Grunde gelegt: Inhalt Darstellung / Präsentation Struktur Kernfunktionen, die von einem Content Management System umfasst werden müssen, sind nach [13] : Benutzerverwaltung in Gruppen und Rollen

13 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 5 Entwicklung der Sitestruktur, Navigation, Stylesheets und Templates für die Redakteure Pflege von existierendem Content Qualitätssicherung und Freigabemanagement Stylesheetverwaltung Zur Unterstützung dieser Funktionen bietet ein Content Management System Prozesse, die den Administrator bei Rountineaufgaben unterstützen und die ggf. weitere Prozesse für korrelierende Aufgaben im Hintergrund anstoßen können. Ein Beispiel hierfür ist das Löschen aller Verlinkungen beim Entfernen einer Quelle Klassifikation von CMS Es gibt viele Möglichkeiten zur Klassifikation von Content Management Systemen, z.b. nach dem jeweiligen Einsatzgebiet. Unabhängig von dieser Klassifikation besitzen aber alle Systeme einen gemeinsamen Vorrat an Funktionalitäten. Meistens werden diese Funktionalitäten in Form einzelner Module, die speziell für ein bestimmtes Gebiet erarbeitet wurden, bereitgestellt. In dieser Arbeit werden CMS für folgende Einsatzgebiete betrachtet: Enterprise Content Management Systeme Redaktionssysteme Learning Content Management Systeme Digital Asset Management Systeme Enterprise Content Management Systeme Enterprise Content Management Systeme sind auf die Bedürfnisse von großen Firmen hin ausgelegt. Enterprise steht für unternehmensweit im Sinne einer einheitlichen, von allen Beteiligten im Unternehmen nutzbaren Lösung. Content steht für beliebige Inhalte in elektronischen Systemen. Management wird im Sinne eines Softwaresystems benutzt und steht für die Verwaltung, Verarbeitung und Kontrolle von Systemen.

14 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 6 Redaktionssyteme Content Management Systeme werden auch als Redaktionssysteme bezeichnet. Dies trifft aber in den wenigsten Fällen wirklich zu. Redaktionssysteme dienen dazu, Inhalte zu verwalten und veröffentlichen zu können. Typische Inhalte in diesem Zusammenhang sind Artikel oder Schriftstücke. Ein Redaktionssystem ist damit eher als ein Teil eines Content Management Systems anzusehen denn als ein eigenständiges System. Digital Asset Management Systeme Digital Asset Management Systeme haben sich auf die Speicherung und Verwaltung digitaler Inhalte, insbesondere von Grafiken, Videos und Audiodaten spezialisiert. Diese Systeme werden auch unter dem Begriff Media Asset Management gehandelt. Learning Content Management Systeme Als Aufgaben eines Learning Content Management Systems werden das Erstellen, Wiederverwenden, Auffinden, Nacharbeiten und das Ausliefern von Lerninhalten (Content) verstanden. Learning Content Management Systeme verfügen über eine Benutzerverwaltung, die es ermöglicht, Benutzern oder Gruppen bestimmte Rechte zuzuweisen. Dadurch können die Zugriffsstrukturen für Lernende festgelegt werden. Der Benutzer muss beispielsweise erst eine bestimmte Aufgabe lösen, um dann bei Erfolg an eine andere Aufgabe herangehen zu dürfen Probleme bei verteilten Inhalten Im Rahmen dieser Arbeit wird die Problematik verteilter Lerninhalte untersucht. Die Inhalte einer Lernplattform sind demnach über zwei oder mehrere CMS verteilt. Der Konsument dieser Lerninhalte soll die Verteilung der Inhalte nicht bemerken und die Systeme als ein einziges System wahrnehmen. Eine Definition der Problematik von verteilten Inhalten findet sich in [10], dort heißt es: The ability to compose, aggregate, and transform content from distribu ted heterogeneous sources makes it possible to present users with new and customized resources. However, providing access to these new resources, while maintaining the integrity of a traditional environment, is often problematic. With the distribution of content, services and users, in

15 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 7 stitutions face a formidable task in providing reliable service, protecting the privacy of users and rights of content providers, and ensuring the long-term preservation of digital content that may not be in their direct control. Bei der Verwendung von verteilten Inhalten müssen folgende Kriterien beachtet werden: Verteilte Inhalte müssen verlässlich zur Verfügung gestellt werden. Es dürfen nicht die Rechte der Urheber dieser Inhalte verletzt werden. Der Zugriff auf die Inhalte muss auch auf lange Sicht gesichert sein. Ein Administrator, der ein CMS mit verteilten Inhalten betreibt, muss möglicherweise Inhalte aus Systemen beziehen, die nicht unter seiner Kontrolle stehen. Verwaltung von verteilten Inhalten stellt deshalb häufig ein Risiko dar. Die Qualität und Verfügbarkeit verteilter Inhalte ist häufig nicht sichergestellt. So kann z.b. ein Inhalt von einem entfernten System eingebunden werden. Dieser Inhalt entspricht bei der Prüfung, die vor der Einbindung geschieht, den geforderten Qualitätsmerkmalen. Dieser Inhalt kann aber jederzeit vom Urheber geändert werden, ohne dass eine weitere Prüfung erfolgt. Ausführlich wird die Problematik von verteilten Inhalten in [8] beschrieben. 3.2 E-Learning Allgemeines Unter E-Learning wird im Allgemeinen der Einbezug von Kommunikations- und Informationstechnologie in den Prozess des Lernens verstanden. E-Learning kann sich über die Vorbereitung in Form von Kursauswahl oder Studienführern bis hin zur Nachbereitung in Form von Klausurergebnissen oder Evaluierungen erstrecken. Wichtig hierbei ist, dass die Technologien mit dem Prozess des Lernens verknüpft sind und nicht nur ein Hilfsmittel darstellen.

16 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 8 Eine Definition des Begriffes E-Learning ist z.b. nach [14] : elearning kann verstanden werden als ein Lernprozess, der durch In formations- und Kommunikationstechnologie unterstützt wird. elearning umfasst somit Informationen, Aktivitäten, Abläufe, Menschen und Techniken. Die Gewichtung kann - je nach Bedarf - unterschiedlich sein: In akademischen oder schulischen Umgebungen wird elearning v.a. ein gesetzt, damit die Lernenden im Rahmen ihrer Kurse bzw. Fächer Kon zepte und Ideen verfügbar haben, analysieren, konstruieren, publizieren und evaluieren können. Dabei können die Inhalte und Funktionen des elearning in sich abgeschlossen sein oder gemeinsam mit Präsenz-Ver anstaltungen eingesetzt werden. Ausschlaggebend für den Einsatz von E-Learning war besonders die rasante technologische Entwicklung der Computerindustrie und die fortschreitende Vernetzung der Computer. Die damit ermöglichten neuen Verfahren förderten in großem Umfang die Entwicklung des E-Learnings. E-Learning wurde auch aufgrund seiner ökonomischen Vorteile gefördert, denn ein life-long-learning (lebenslanges Lernen) bedeutet ein Lernen neben dem Beruf oder ein Lernen im Beruf. Die Lernenden sind mit E-Learning räumlich sowie zeitlich unabhängig und die Vermittlung von Lernstoff kann ohne Präsenz eines Lehrenden geschehen. Die Vor- und Nachteile des E-Learning werden heute viel diskutiert. Laut [15] hat man sich aber mittlerweile darauf geeinigt, E-Learning als einen Teil des Lernprozesses anzusehen und nicht mehr als revolutionären Prozess, der den klassischen Lernprozess ersetzen könnte. Aktuell wird davon ausgegangen, dass der optimale Lernprozess erst entstehen kann, wenn Medien, Inhalte, Organisation, Didaktik und Methodik professionell geplant und umgesetzt werden. Man sieht E-Learning als einen Teil des Lernprozesses an und nimmt Abstand von dem Gedanken, dass das Medium einen sehr hohen Einfluss auf den Lernprozess hat.

17 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario Formen von E-Learning E-Learning kann nach [15] in folgende Klassen unterteilt werden: Web- und Computer-basiertes E-Learning Unter Web- und Computer-basiertem E-Learning versteht man E-Learning- Anwendungen, die es dem Lernenden z.b. per Web oder CD ermöglichen, zeitlich und räumlich unabhängig zu lernen. Meist beinhaltet diese Art des E-Learning Multimedia in Form von Video- oder Audiodaten. Es steht eindeutig das Selbststudium im Vordergrund. Kontakt zu anderen Lernenden oder dem Autor erfolgt, wenn überhaupt, nur über oder Foren. Autorensysteme Autorensysteme dienen der Entwicklung von E-Learning-Inhalten und werden nur von Lehrenden benutzt. Der Lernende hat keinen Kontakt zu diesem System. Das Autorensystem hilft dem Lehrenden, Inhalte zum Beispiel als Webseite oder als CD zu publizieren. Der Lehrende muss hierbei über keine Kenntnisse in den angewandten Technologien, wie zum Beispiel HTML (Hypertext Markup Language) besitzen. Simulationen Simulationen bilden Modelle der realen Welt ab und dienen der Veranschaulichung von meist sehr theoretischen Inhalten. Sie erlauben dem Lernenden selber Wissen durch Experimentieren und Beobachten zu erlangen. Im Zuge der Simulationen kommen unterschiedlichste Technologien zum Einsatz. Zum Beispiel das CAE (Computer Aided Engineering) im Feld des Maschinenbaus, das den Ingenieuren die Simulation eines Teiles erlaubt, bevor dieses überhaupt gebaut wird. Videokonferenz/Teleteaching Videokonferenzen ermöglichen die Kommunikation zwischen Lernenden und Lehrenden über Distanz. Dies erlaubt den Einsatz von Gestik und Mimik sowie direkte Fragen zum Lehrinhalt. Teleteaching ist mehr auf die Erschaffung virtueller Hörsäle ausgerichtet. Eine Kommunikation erfolgt hier meist in der Richtung vom Lehrenden zum Lernenden.

18 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 10 Beide Formen des E-Learning sind durch ihren sehr hohen technologischen Aufwand nur eingeschränkt nutzbar. Learning Management System Als Learning Management System werden Systeme aus der Sicht des E-Learning bezeichnet, wenn sie die für das Lehrangebot nötige Organisation, den Ablauf und die Verwaltung übernehmen. Dies umfasst zum Beispiel Buchungsprozesse bei der Anmeldung zu Veranstaltungen und Klausuren oder auch Ressourcenverwaltung bei Kursen mit beschränkter Teilnehmeranzahl. Learning Management Systeme sind strategische Systeme, die den gesamten Prozess des Lernens unterstützen. Ein Learning Management System zeichnet sich vor allem durch folgende Funktionalitäten aus: Planung von Seminaren/Kursen Anmeldung zu Seminaren/Kursen Bereitstellung von Kursunterlagen Zertifizierung/Erstellung von Kursabschlüssen Erfolgsmessung/Messung des Lernfortschrittes In einigen Learning Management Systemen ist zusätzlich eine Raumplanung und Vertretungsplanung integriert. Den Funktionalitäten eines Learning Management Systems sind nach oben fast keine Grenzen gesetzt E-Learning auf der Basis von CMS In dieser Arbeit soll ein Content Management System als eine E-Learning Plattform implementiert werden. Nach [12] muss eine E-Learning Plattform mindestens folgende Funktionlitäten bieten: Benutzerverwaltung (Anmeldung mit Verschlüsselung) Kursverwaltung (Kurse, Verwaltung der Inhalte, Dateiverwaltung) Rollen- und Rechtevergabe mit differenzierten Rechten

19 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 11 Kommunikationsmethoden (Chat, Foren) und Werkzeuge für das Lernen (Whiteboard, Notizbuch, Annotationen, Kalender etc.) Darstellung der Kursinhalte, Lernobjekte und Medien in einem netzwerkfähigen Browser Eine Benutzerverwaltung ist bei den meisten Content Management Systemen Grundausstattung. Eine Rollen- und Rechtevergabe ist in den handelsüblichen Content Management Systemen ebenso vorhanden. Bei der Kursverwaltung, die in diesem Sinne nur in speziellen Systemen (Learning Management Systemen) implementiert ist, kann man sich durch die Unterteilung mit Kategorien oder Sektionen, die die meisten Content Management System bieten, behelfen. Kommunikationsmethoden gibt es in Content Management Systemen sehr viele jedoch werden nicht von jedem Content Management System alle Methoden implementiert; häufig wird von den CMS aber mindestens eine Kommunikationsmethode unterstützt, in den meisten Fällen das Forum. Die Darstellung der Inhalte in browserfreundlichen Formaten ist Grundaufgabe eines Content Management Systems (siehe Kapitel 3.1) und muss von jedem Content Management System beherrscht werden. Es besteht also die Möglichkeit, eine E-Learning Plattform mit einem handelsüblichen Content Management System zu betreiben, da alle Mindestanforderungen von diesem abgedeckt werden können. 3.3 Web Services Allgemeines Hinter Web Services steht die Idee, dass Übertragungsstandards für den Daten- und Informationsaustausch zwischen Kommunikationspartnern sorgen. Diese Idee an sich ist nicht neu, aber bei Web Services steht nicht der Mensch als Kommunikationspartner, sondern die Maschine im Blickfeld. Es wird eine Maschine-zu-MaschineKommunikation angestrebt. Nach [2] ist eine Definition von Web Services folgende: Durch die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation unterscheiden sich die Web Services vom bisherigen Web-Ansatz, bei dem der Nutzer Da ten und Funktionalitäten vom Webserver abruft. Für Web Service ist kein

20 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 12 Nutzer erforderlich. Vielmehr muss der Web Service einmal in ein Pro gramm eingebunden werden und läuft dann in der Theorie automa tisch. Es gibt keine einheitliche Regelung für Web Services. Wenn man heute von Web Services spricht, meint man eine Menge von Standards und Spezifikationen. Laut [2] basieren Web Services auf unterschiedlichsten Technologien, haben jedoch stets die drei folgenden Elemente gemeinsam: Die Übermittlung: Übertragung von Nachrichten zwischen den Kommunikationspartnern. Die Beschreibung: Der Service und seine Methoden müssen beschrieben werden, damit der Konsument weiß, was der Service leisten kann. Der Verzeichnisdienst: Ein Web Service sollte immer in einem Verzeichnis aufgenommen werden, um dort von Konsumenten gefunden zu werden. Die Standards für diese drei Elemente bilden das Fundament für Web Services. Übermittlung Bei der Übermittlung von Nachrichten hat sich mittlerweile SOAP (Simple Object Access Protocol) als Standard durchgesetzt. Dieser Standard, der von dem W3C (World Wide Web Consortium) verwaltet wird, basiert auf XML (Extensible Markup Language). Beschreibung Bei der Beschreibung ist WSDL (Web Services Description Language) der Standard; dieser wird ebenfalls von dem W3C verwaltet. Verzeichnisdienst Bei den Verzeichnisdiensten gibt es mehrere Ansätze, einige davon proprietärer Art, wie z.b. Microsofts DISCO (Discovery of Web Services). Als Standard hat sich aber

21 3 Begriffsklärung und Ausgangsszenario 13 UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) durchgesetzt. UDDI wird nicht von dem W3C, sondern von der OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) verwaltet und gepflegt Transaktionen und Prozesse mit Web Services Web Services ermöglichen es, Software zu bauen die lose gekoppelt ist. Damit ist es möglich, Software einfach aus einzelnen Teilen zusammenzustecken und ein funktionierendes System zu erhalten. Unternehmen wünschen sich eine solche Vorgehensweise für die Modellierung von Geschäftsprozessen. Man möchte Prozessketten nahtlos, schnell und kostengünstig verwirklichen können. Eine Definition von Web Services in Geschäftsprozessen findet sich z.b. in [7], dort heißt es: While Web Services are a gentle evolution of existing technology, they are a revolution in the way of business can be represented in software. However, we cannot realize the full potential of Web Services, or see their revolutionary nature, unless we start constructing partner-to-partner e-business dialogues that conduct real business transactions. Die Problematik bei solchen lose gekoppelten Softwaresystemen liegt in der Konsistenz und der Abstimmung zwischen den einzelnen Teilen des Systems. Hier ist eine weiterführende Technologie notwendig, um dies zu gewährleisten. Gerade im ebusiness kann es schwerwiegende Folgen haben, wenn ein Teilsystem ausfällt und im schlechtesten Fall das komplette System handlungsunfähig wird. Diese Problematik nimmt zu mit der Komplexität der Systeme und ist um so wichtiger, je unternehmenskritischer diese Systeme sind. Es muss sichergestellt werden, dass Transaktionen zwischen verteilten Anwendungen konsistent erfolgen, damit umfangreiche Prozesse auf Dauer realisiert werden können. Transaktionen Eine Transaktion stellt eine zusammengehörende Menge von Operationen dar. Transaktionen können immer nur ganz oder gar nicht ausgeführt werden. Sie unterliegen den ACID-Restriktionen aus dem Umfeld der Datenbanken.

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