Grundlagen von Informationssystemen Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme Management von Anwendungssystemen Übersicht

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1 Übersicht 1 Grundlagen von Informationssystemen 2 Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen

2 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 273 Informationsmanagement Unter Informationsmanagement versteht man die Aufgabe, den für das Unternehmen (nach Kapital, Boden und Arbeit) vierten Produktionsfaktor Information zu beschaffen und bereitzustellen, und die dafür erforderliche IT-Infrastruktur, d.h. die informationstechnischen und personellen Ressourcen für die Informationsbereitstellung langfristig zu planen und mittel- und kurzfristig zu beschaffen und einzusetzen. Das Informationsmanagement lässt sich einteilen in ein Strategisches IT-Management (langfristige Sicherung der zur Verwirklichung der Unternehmensstrategie erforderlichen IT- und IS- Infrastruktur) und ein Operatives IT-Management (mittel- und kurzfristige Aufgaben).

3 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 274 Strategisches IT-Management Ableiten einer IS-Architektur (Anwendungssysteme) Identifikation der zur Verwirklichung der Unternehmensstrategie erforderlichen Anwendungssysteme. Erkennung von Lücken, Schwachstellen und Redundanzen (Programme oder Daten) in den Geschäftsprozessen und Anwendungssystemen. Unternehmens-Strategie Geschäftsprozess-Optimierung Implementierung passender Anwendungssysteme Ableiten einer IT-Architektur (Technik) Entscheidungen über die zur Realisierung der IS-Architektur erforderliche technische Infrastruktur auf hohem Aggregationsniveau (Client-Server-Architektur, Betriebs- und Datenbanksysteme, Netzwerk- Architektur, Outsourcing) Priorisierung von IT-Projekten Change Management Die Realisierung der IS- und IT-Architektur erfolgt über einzelne Projekte. Aufgrund knapper Ressourcen muss eine Priorisierung der Projekte (anhand ihres Beitrags zu den Unternehmenszielen, ihrer Wirkung auf fachbezogene Aufgaben, ihrer technischen Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit) erfolgen.

4 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 275 Operatives IT Management Gegenstand des Operative IT-Managements ist die Aufbau- und Ablauforganisation der IT- und IS-Infrastruktur des Unternehmens im laufenden Tagesgeschäft. Zentrale operative Aufgabenbereiche: Rechenzentrumsmanagement Netzmanagement Systementwicklung Management des Benutzerservicezentrums Ergänzende operative Aufgaben: IT-Controlling Datensicherheit (Schutz vor Verlust, Verfälschung und Missbrauch) und Datenschutz (Sicherung schutzwürdiger Belange natürlicher und juristischer Personen).

5 Übersicht 1 Grundlagen von Informationssystemen 2 Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen Vorgehensmodelle

6 3 Management von Anwendungssystemen 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen 277 Aufgrund der Komplexität von Geschäftsprozessen und Anwendungssystemen erfordert deren Entwicklung, Überarbeitung und Einführung Techniken zur Strukturierung und Komplexitätsreduktion Geschäftsprozesse sind zielgerichtete, zeitlich-logische Abfolgen von Aufgaben, die i.d.r. arbeitsteilig von mehreren Organisationseinheiten unter Nutzung von Informationssystemen ausgeführt werden. Modellierung von Informationssystemen: Methoden zur umfassenden und anschaulichen Beschreibung bestehender und neuer Geschäftsprozesse und Anwendungssysteme Vorgehensmodelle: Stufenkonzepte und Regeln zur Strukturierung des Entwicklungsprozesses von der Projektdefinition bis zur Inbetriebsetzung des neuen Geschäftsprozesses oder Anwendungssystems

7 Übersicht 1 Grundlagen von Informationssystemen 2 Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen Vorgehensmodelle

8 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 279 Erstellung eines vereinfachten Abbildes (Modell, Bauplan ) zur Beschreibung komplexer Anwendungssysteme und der zugrundeliegenden Geschäftsprozesse Ihre engen Verzahnung erfordert einen simultanen Entwurf von Geschäftsprozessen und Anwendungssystemen Kerninhalte des Modells: Welche Funktionen werden ausgeführt? Welche Daten werden dazu benötigt? In welcher Reihenfolge laufen die Funktionen ab und welche Abhängigkeiten existieren dabei? Welche Organisationseinheiten sind für welche Funktionen und Daten verantwortlich? Eine übersichtliche Beschreibung erfordert eine Komplexitätsreduktion durch Partitionierung: Aufteilung eines großen Problemkreises in mehrere kleinere und somit besser handhabbare Teilprobleme. Abstraktion: Konzentration auf wesentliche Fakten des Systems, während andere nicht aspektrelevante Details ausgeblendet werden. Projektion: Betrachtung des gleichen Sachverhalts aus unterschiedlichen Perspektiven. Diese ergeben sich sowohl aus der Sichtweise verschiedener Personengruppen (Anwender, Entwickler etc.) als auch aus technischen Gesichtspunkten und erschließen tendenziell unterschiedliche Aspekte einer möglichen Problemlösung. Abbildung durch eine Vielzahl von Modellen der einzelnen Realitätsausschnitte.

9 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 280 Prozessorientierte Modellierung mit ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) Komplexitätsreduktion durch Partitionierung in verschiedene Sichten Beschreibung diesen Sichten auf unterschiedlichem Abstraktionsniveau in drei Schichten Gesonderte Modellierungswerkzeuge für alle Sichten und Schichten Bei der Modellierung werden die Schichten aufeinander aufbauend nacheinander durchlaufen

10 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 281 Prozessorientierte Modellierung mit ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) Der Funktionsbaum beschreibt in der Funktionssicht (Was ist zu tun?) auf der Ebene des Fachkonzepts (höchste Abstraktionsebene) hierarchisch strukturiert die im Verlauf eines Geschäftsprozesses zu bearbeitenden Funktionen (Vorgänge, Arbeitsschritte) Die Elementarfunktionen auf der untersten Hierarchieebene beschreiben betriebswirtschaftliche Teilaufgaben, die erst in nachfolgenden Abstraktionsebenen in ihre einzelnen Informationsverarbeitungsschritte aufgebrochen werden. Funktionsbäume geben einen ersten, statischen Überblick über die prozessrelevanten Funktionen. Funktionsbaum (ARIS)

11 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 282 Prozessorientierte Modellierung mit ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) Entity Relationship Modelle (ERM) beschreiben in der Datensicht (Welche Daten werden im Prozess benötigt?) auf der Ebene des Fachkonzepts (höchste Abstraktionsebene) die benötigten Datenobjekte (Entities), deren Attribute und logischen Beziehungen (Relationships). Beziehungen unterscheiden sich nach der Anzahl der einander zugeordneten Entities in verschiedene Kardinalitäten: 1:1-Beziehungen 1:n-Beziehungen n:m-beziehungen die auf den nachfolgenden Schichten unterschiedlich zu behandeln sind. Entity-Relationship-Modell (ERM) (ARIS)

12 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 283 Prozessorientierte Modellierung mit ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) Ereignisorientierte Prozessketten (EPK) beschreiben den Prozessablauf, in den die Funktionen eingebunden sind, die zuvor in den Funktionsbäume nur statisch modelliert wurden. Alle Funktionen werden von Ereignissen ausgelöst und enden wieder mit Ereignissen (die neue Funktionen auslösen können). Durch Operatoren (AND, OR, XOR) können Verzweigungen und parallele Teilprozesse generiert und wieder zusammengeführt werden. Die EPK-Elemente sind mit den Elementen der Daten-, Funktions- und Organisationssicht verknüpft. EPKs sind damit der integrative Kern der Modellierung. Ereignisorientierte Prozesskette (EPK) (ARIS)

13 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 284 Objektorientierte Modellierung mit UML (Unified Modeling Language) Kernprobleme der prozessorientierten Modellierung Getrennte Modellierung von Daten und Funktionen schafft Abstimmungsprobleme Methodenbrüche bei Übergängen zwischen den Schichten Aufhebung der Trennung zwischen Daten und Funktionen: Ein Objekt beschreibt konkrete Personen, Gegenstände oder abstrakte Begriffe (z. B. Studierender) und wird beschrieben durch: Attribute, die die Eigenschaften des Objekts beschreiben (z.b. Name, Matrikelnummer, Fachgebiet). Methode, die das Verhalten des Objekts beschreiben (z.b. zu Klausur anmelden, Klausur schreiben). Vermeidung von Methodenbrüche beim Übergang zwischen den Abstraktionsebenen. Grundprinzipien der Objektorientierten Modellierung: Objektbildung und Datenkapselung Klassenbildung und Vererbung Botschaftenkommunikation und Polymorphismus

14 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 285 Objektorientierte Modellierung mit UML (Unified Modeling Language) Datenkapselung bedeutet, dass Attribute eines Objekts nur durch dessen Methoden und nicht von außen geändert werden können (Information Hiding). Eine Klasse beschreibt Typen von Objekte mit gleichen Attributen und Methoden (z.b. Bankkonto ). Konkrete Objekte einer Klasse werden als Instanz bezeichnet (z.b. Konto-Nr. 4711) Klassen und ihre Beziehungen werden in Klassendiagrammen dargestellt. (Übergeordnete) Superklassen (z.b. Bankkonto ) vererben ihre Attribute und Methoden an alle (nachgeordneten) Subklassen (z.b. Girokonto). Klassendiagramm (UML)

15 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 286 Objektorientierte Modellierung mit UML (Unified Modeling Language) Objekte tauschen bei der Verarbeitung Botschaften mit dem Empfängernamen und der auszuführenden Methode aus (Botschaftenkommunikation). Der Empfänger führt die Methode aus. Gibt es die Methode nicht, wird die Methode der Superklasse genutzt. Die gleiche Botschaft kann damit bei Objekten verschiedener Klassen unterschiedliche Reaktionen auslösen (Polymorphismus). Z.B. führt Berechne_Zinsen bei Girokonten zu anderen Operationen als bei Termingeldkonten. Botschaftenkommunikation

16 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 287 Objektorientierte Modellierung mit UML (Unified Modeling Language) UML is a language for visualizing, specifying, constructing and documenting the artifacts of software systems ( UML 2.0 bietet 13 verschiedene Diagrammtypen zur Darstellung unterschiedlicher Sichten eines Informationssystems, u.a. Klassendiagramme Anwendungsfalldiagramme (Use Case Diagramme) Aktivitätsdiagramme

17 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 288 Objektorientierte Modellierung mit UML (Unified Modeling Language) Use Case Diagramme beschreiben auf hohem Abstraktionsniveau die Beziehungen zwischen externen Akteuren und dem betrachteten Informationssystem in Form von Geschäftsvorfällen. Bestandteile Akteure (z.b. Kunde) Anwendungsfälle (z.b. Artikel ausliefern) Beziehungen zwischen Anwendungsfällen <<include>> Anwendungsfall wird immer ausgeführt <<extend>> Anwendungsfall wird nur manchmal ausgeführt Use Case Diagramm (UML) (Anwendungsfalldiagramm)

18 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen 289 Objektorientierte Modellierung mit UML (Unified Modeling Language) Das Aktivitätendiagramm dient zur Modellierung von Prozessen. Es stellt dar wie ein Prozess durch einen oder mehrere Akteure oder Komponente ausgeführt wird. Aktivitätendiagramm (UML)

19 Übersicht 1 Grundlagen von Informationssystemen 2 Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen Vorgehensmodelle

20 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Vorgehensmodelle 291 Vorgehensmodelle strukturieren den komplexen Entwicklungsprozess eines Anwendungssystems in überschaubare Einzelschritte, die nach vorgegebenen Richtlinien abgearbeitet werden. Weit verbreitet sind das Wasserfall-Modell und das Spiral-Modell (Prototyping). Wasserfall-Modell Spiral-Modell

21 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Vorgehensmodelle 292 Vorgehensmodelle unterscheiden sich bei der Entwicklung von Individualsoftware und beim Kauf von Standardsoftware nur in wenigen Phasen. In beiden Fällen ist eine Problemanalyse und ein Grobentwurf auf der Basis einer Geschäftsprozessmodellierung erforderlich Entwicklung von Individualsoftware Kauf von Standardsoftware

22 Übersicht 1 Grundlagen von Informationssystemen 2 Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen Vorgehensmodelle Analyse Entwurf Realisierung

23 3.2.2 Vorgehensmodelle Analyse 294 Zielsetzung der Analysephase Die Analysephase hat das Ziel, ein Sollkonzept für das geplante Anwendungssystem zu ermitteln, in dem die Anforderungen an das System aus der Sicht der späteren Benutzer festgelegt werden und die informationstechnische Realisierung zunächst grob aufgezeigt wird. Die Analysephase verläuft in drei Schritten: Durchführung einer Ist-Analyse Aufstellung eines Sollkonzepts (oder mehrerer) Durchführung einer Wirtschaftlichkeitsanalyse für Ist- und Sollkonzept.

24 3.2.2 Vorgehensmodelle Analyse 295 Istanalyse Zielsetzung: Herausarbeiten der Schwachstellen der bestehenden Geschäftsprozesse Schaffen der Voraussetzungen für die Aufstellung des Sollkonzepts Ausgehend vom Projektauftrag werden folgende Punkte erhoben: die betroffenen Geschäftsprozesse die beteiligten Stellen die Schnittstellen zu unternehmensinternen und externen Stellen die derzeitigen Kosten für Personal, Sachmittel etc. Erhebungstechniken Unterlagenstudium Befragung (Fragebogen oder Interview) Beobachtung Selbstaufschreibung Anwendung der Methoden der Informationssystem-Modellierung auf hohem Abstraktionsniveau

25 3.2.2 Vorgehensmodelle Analyse 296 Sollkonzept Im Sollkonzept werden die Anforderungen an das geplante Anwendungssystem festgelegt, d.h. WAS das Anwendungssystem leisten soll und WIE das Anwendungssystem in groben Zügen realisiert werden soll. Anwendung der Methoden der Informationssystem-Modellierung auf hohem Abstraktionsniveau Der Katalog aller Leistungsanforderungen wird in einem Pflichtenheft dokumentiert..

26 3.2.2 Vorgehensmodelle Analyse 297 Wirtschaftlichkeitsanalyse Grundlage der Betrachtung sind die Total Cost of Ownership (TCO), also alle Kosten, die im Zusammenhang mit der Anschaffung und dem Betrieb eines Informationssystems (inkl. Wartung, Benutzerbetreuung, Auswirkungen auf Prozesskosten, Prozessqualität etc.) anfallen..

27 Übersicht 1 Grundlagen von Informationssystemen 2 Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen Vorgehensmodelle Analyse Entwurf Realisierung

28 3.2.2 Vorgehensmodelle Entwurf 299 Die Methoden zur Modellierung von Informationssystemen werden fortschreitend detailliert ausgearbeitet. Z.B. bei ARIS Ausarbeitung der Fachkonzepts für Funktions-, Daten-, Organisations- und Prozesssicht Ausarbeitung des DV-Konzepts für Funktions-, Daten-, Organisations- und Prozesssicht Das vollständig ausgearbeitete DV-Konzept wird dann in der Realisierung (Abschnitt ) in konkrete Programme, Datenstrukturen und Prozessregeln umgesetzt.

29 3.2.2 Vorgehensmodelle Entwurf 300 Redesign-Heuristiken des Geschäftsprozessmanagements Teufelsviereck der Geschäftsprozessgestaltung: Kosten, Zeit, Qualität, Flexibilität Redesign-Heuristiken beschreibt konkrete Maßnahmen zur Umgestaltung von Geschäftsprozesses, die eine Verbesserung in diesen Dimension erwarten lassen, z.b. Datenerfassungs- und Kontrollzuordnung: Datenerfassung und Datenprüfung auf Kunden übertragen und/oder automatisieren, z.b. Webformulare mit automatischer Konsistenzprüfung Aktivitätseliminierung: Erkennung und Ausschluss unnötiger Aktivitäten, die keine Zielbeiträge leisten, z.b. bei Mehrfacherfassung von Daten durch Medienbrüche. Integration: Physikalische Schranken von Raum und Zeit mit Hilfe von Informationssystemen überwinden, z.b. simultaner Datenzugriff für verschiedene Organisationseinheiten durch zentrale Datenbanken anstelle lokaler Datenspeicher. Parallelisierung: Prozessbeschleunigung durch Parallelisierung sequenzieller Abläufe, z.b. bei Baugenehmigungen simultane Prüfung von Umweltverträglichkeits- und Denkmalschutz- Erfordernissen.

30 3.2.2 Vorgehensmodelle Entwurf 301 Modellierungs-Methoden bieten lediglich formale Strukturen zur Beschreibung von Geschäftsprozessen und Anwendungssystemen, keine inhaltlichen Gestaltungsempfehlungen. Inhaltliche Gestaltungsempfehlungen können aus fachwissenschaftlichen Konzepten (Betriebswirtschaftliche Methoden und Modelle) Praxiserfahrungen der zuständigen Mitarbeiter und Führungskräfte Redesign-Heuristiken des Geschäftsprozessmanagements oder Referenzmodellen abgeleitet werden.

31 3.2.2 Vorgehensmodelle Entwurf 302 Modellierungs-Methoden bieten lediglich formale Strukturen zur Beschreibung von Geschäftsprozessen und Anwendungssystemen, keine inhaltlichen Gestaltungsempfehlungen. Inhaltliche Gestaltungsempfehlungen können aus fachwissenschaftlichen Konzepten (Betriebswirtschaftliche Methoden und Modelle) Praxiserfahrungen der zuständigen Mitarbeiter und Führungskräfte Redesign-Heuristiken des Geschäftsprozessmanagements oder Referenzmodellen abgeleitet werden.

32 Übersicht 1 Grundlagen von Informationssystemen 2 Betriebswirtschaftliche Anwendungssysteme 3 Management von Anwendungssystemen 3.1 Informationsmanagement 3.2 Entwicklung und Einführung von Anwendungssystemen Modellierung von Informationssystemen Vorgehensmodelle Analyse Entwurf Realisierung

33 3.2.2 Vorgehensmodelle Realisierung 304 Realisierung des Funktionsentwurfs Programmablaufplan - Programmierung

34 3.2.2 Vorgehensmodelle Realisierung 305 Realisierung des Datenentwurfs Relationales Datenbankmodell Technische Realisierung von ERM-Datenmodell erfordert Übertragung in ein technisch implementiertes Datenbank-Modell Dominierende Bedeutung hat im betriebswirtschaftlichen Bereich das Relationales Datenbankmodell mit folgendem Aufbau: Objekt (Tupel): Gegenstand oder Konzept, das durch Informationen beschrieben wird Attribut: beschreibt ein bestimmtes Merkmal eines Objektes Relation: Gruppe von Attributen, die sich auf ein Objekt beziehen (kann als zweidimensionale Tabelle dargestellt werden) Zeilen: Objekte (Tupel) Spalten: Attribute Abbildung der Entities und Relationships des ERM in diese Datenbanktabellen (Relationen) Einrichtung und Verarbeitung der Datenbanktabellen mit der Datenbankprogrammiersprache SQL (Structured Query Language)

35 3.2.2 Vorgehensmodelle Realisierung 306 Realisierung des Datenentwurfs Relationales Datenbankmodell Entity-Relationship-Modell (Ausschnitt) Relation Datenbanktabelle

36 3.2.2 Vorgehensmodelle Realisierung 307 Realisierung des Datenentwurfs Relationales Datenbankmodell Umwandlung von ERM-Diagrammen in eine relationale Datenbank