Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) Übung 4. Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 1

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1 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) Übung 4 Entwicklung von IS Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 1

2 Überblick Entwicklung von Informationssystemen VL1: Management von IT-Projekten 1.1 Einführung in IT-Projekte 1.2 Management von IT-Projekten 1.3 Vorgehensmodell für IT-Projekte Übung 1: Prozessorientierte & Datenorientierte Modellierung Zusammenfassung Theorie VL2 + EPK & ERM Übung VL2: Modellierung von IS 2.1 Objektorientierung & UML Prozessorientierte i Modellierung 2.3 Datenorientierte Modellierung Übung 2: Normalisierung, basierend auf ERM Beispiel aus Übung 1, XML, Programmiertechniken mit Python VL3: Programmiertechniken und Beschreibungssprachen 3.1 Algorithmen, Datenstrukturen, & Design Patterns 3.2 Beschreibungssprache XML Mentorium 1: Objektorientierung und UML Modellierung 17.6., Mentorium 2: Normalisierung, Programmiertechniken mit Python, XML Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 2

3 Motivation Ich brauche ein Programm, dass folgendes kann??? ach so BWL WInfo Info Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 3

4 Agenda Prozessorientierte Modellierung Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) 1 Petri-Netze 3 Datenorientierte Modellierung Entity Relationship Model Objektorientierte Modellierung Vorlesung & Mentorium 2 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 4

5 Anwendungsproblem Auszug aus der Realität, welcher in einem Modell abzubilden ist Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 5

6 EPK Ereignis-gesteuerte g Prozessketten (EPK) Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 6

7 Geschäftsprozess- modellierung Geschäftsprozessmodellierung Beschreibung aller relevanten Aspekte eines Geschäftsprozesses in einer Beschreibungssprache Beschreibungsprachen oz.b. EPK oder Petri-Netze tin t Geschäftsprozess-Modell/Schema Ergebnis der Geschäftsprozessmodellierung Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 7

8 Ereignis-gesteuerte Prozessketten (EPK) Historie Semiformale, graphische Beschreibungssprache 1992 entwickelt von Prof. Scheer (Uni Saarbrücken) und Mitarbeitern. Hoher Verbreitungsgrad in Deutschland in Verbindung mit ARIS-Toolset Einsatz EPKs beschreiben Prozesse, d.h. zusammenhängende Aktivitäten und Ablaufreihenfolgen Ereignisse lösen Aktivitäten aus und sind das Ergebnis von Aktivitäten. Ein Ereignis ist definiert als das Auftreten eines Objektes oder die Änderung einer bestimmten Objekteigenschaft. Ereignisse und Aktivitäten können mit verschiedenen Verknüpfungsoperatoren miteinander verbunden werden: o und, oder, exklusives oder Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 8

9 EPK: graphische Symbole Ereignis Aktivität Verknüpfungs- operatoren and or xor Abhängigkeit zwischen Ereignis und Funktion Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 9

10 EPK: Beispiel AND Operator E1 E2 E1 and and A1 A1 A2 E3 E2 E3 Wenn Ereignisse E1 und E2 eintreten, findet Aktivität A1 statt. Durch das Stattfinden von A1 tritt E3 ein. Wenn Ereignisse E1 eintritt, finden Aktivität A1 und A2 statt. Durch das Stattfinden von A1 und A2 treten E2 und E3 ein. Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 10

11 EPK: Beispiel OR & XOR Operator A1 A1 or xor E1 E2 E1 E2 A1 löst E1, E2 oder E1 und E2 aus. A1 löst entweder E1 oder E2 aus. Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 11

12 EPK Jede EPK beginnt mit mindestens einem Ereignis (Startereignis) und wird mit mindestens einem Ereignis (Endereignis) abgeschlossen. Ausnahme: Verweis auf andere EPK Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 12

13 EPK: Beispiel Ware ist eingetroffen Ware vorprüfen xor Ware ist freigegeben Ware ist gesperrt Ware wurde abgelehnt Fertigungsdurchführung Qualitätsprüfung Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 13

14 EPK: Beispiel Startereignis der Qualitätsprüfung xor Ware ist freigegeben Ware ist gesperrt Ware wurde abgelehnt Fertigungsdurchführung Qualitätsprüfung xor Endereignisse der Qualitätsprüfung Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 14

15 EPK Aktivitäten können hierarchisch verfeinert werden. Aktivitäten können den mit der Ausführung u betrauten Organisationseinheiten sowie ein- und ausgehenden Datenobjekten zugeordnet werden. Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 15

16 EPK: Graphische Symbole Aktivitäten können den mit der Ausführung betrauten Organisationseinheiten sowie ein- und ausgehenden Datenobjekten zugeordnet werden: Daten- / Materialobjekt Aktivität wird durch EPK verfeinert Organisationseinheit Informations-/Materialfluss Zuordnung Organisationseinheit Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 16

17 EPK: Beispiel Ware ist eingetroffen Bestellung Lieferschein Prüfergebnis Ware vorprüfen xor Ware Ware ist Ware wurde freigegeben ist gesperrt abgelehnt Wareneingangsstelle Fertigungsdurchführung Qualitätsprüfung Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 17

18 EPK: Kritik Einfache graphische Darstellung Keine präzise Bedeutung der einzelnen Symbole, daher keine formale Analyse möglich Zusammenhänge zur Datenmodellierung unzureichend Fehlende Unterscheidung zwischen Typ und Ausprägung g eines Ablaufs keine direkte Ausführbarkeit Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 18

19 ERM Entity Relationship Modellierung (ERM) Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 19

20 Vorgehensmodell Vorgehen bei der datenorientierten Modellierung Anwendungsproblem Konzeptionelles Datenmodell Logisches Datenmodell wird hier nicht behandelt Physisches Datenbankmodell Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 20

21 Anwendungsproblem Auszug aus der Realität, welcher in einem Modell abzubilden ist Z.B. Kunde bestellt einen Artikel. Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 21

22 Konzeptionelles Datenmodell Modellierung eines Anwendungsproblems aus fachlicher Sicht Abstrahierung von der technischen Implementierung Verschiedene Modellierungsansätze (ERM, SERM, ) Kunde bestellt einen Artikel Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 22

23 Entity Relationship Modellierung Grundelemente Attribut Schlüsselattribut Kunden Nr Datum Menge Artikel Nr Kunde bestellt 1 n Artikel Entity-Typ Kardinalität Relationship-Typ Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 23

24 Entity Relationship Modellierung Fortgeschrittene Elemente Intervallangaben Aggregation Generalisierung Rekursive Relationship-Typen Schwache Entitäten Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 24

25 Intervallangaben (nach Ferstl; Sinz, 2001) Kardinalitäten werden mittels Intervallangaben genauer spezifiziert. Schiff hat (0,500) 00) (1,1) Passagier Kunde bestellt Atik Artikel (0,*) (1,1) beliebig viele (n,m) Minimum Maximum Quelle: Auf Basis von Ferstl; Sinz, 2001 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 25

26 Intervallangaben (nach Schwickert, 2004) Kardinalitäten werden mittels Intervallangaben genauer spezifiziert. Schiff (1,1) hat (0,500) Passagier Kunde bestellt Atik Artikel (1,1) (0,*) (n,m) beliebig viele Minimum Maximum Quelle: Auf Basis von Schwickert, 2004 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 26

27 Aggregation Mobiltelefon Von den Te Teil von Teil von Teil von ilen zum Ganzen Display Antenne Tastatur Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 27

28 Generalisierung Fahrzeug ist ein ist ein ist ein Schiff Auto Flugzeug Vom Speziellen auf das Allgemein ne Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 28

29 Rekursive Relationship-Typen 1 Vorgang n wird gefolgt von 1 Abteilung 1 ist Teil von Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 29

30 Schwache Entitäten Schwache Entitäten sind abhängig ggvon mindestens einer weiteren Entität und können somit nicht alleine existieren. Auftrag besitzt Schwache Entität Eine Auftragsposition muss immer einem Auftrag zugeordnet sein. Auftragsposition Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 30

31 Vorgehen zur Erstellung eines ER-Modells (Bsp.) Entitäten definieren Auftrag Relationen zwischen Entitäten herstellen besitz t 1:n Kardinalitäten angeben Artikel Nr Entitäten mit Attributen versehen (1,*) Intervalle bestimmen Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 31

32 Praktisches Beispiel ERM des InstantONS Systems: Hinweise: o Zur Modellierung sollen folgende Entitäten verwendet werden: Nutzer Mobilfunkbetreiber Date (wann, wo und mit wem trifft man sich ), Event (Kinobesuch, Essengehen, ) Eigenschaft (Nutzereigenschaften, z.b. Alter) Treffpunkt (Ort der Verabredung) o Angabe von Primärschlüssel der einzelnen Entitäten nach Möglichkeit ohne künstliche Schlüssel (wie z.b. ID). o Angabe von Kardinalitäten und schwachen Entitäten Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 32

33 Praktisches Beispiel InstantONS System Treffpunkte InstantONS Mobilfunk-Betreiber InstantONS-Kunden Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 33

34 Praktisches Beispiel Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 34

35 Praktisches Beispiel Entitäten definieren Vorgehen zur Erstellung eines ER-Modells (Bsp.) Auftrag Relationen zwischen Entitäten herstellen besitz t 1:n Kardinalitäten angeben Artikel Nr Entitäten mit Attributen versehen (1,*) Intervalle bestimmen Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 35

36 Praktisches Beispiel Entitäten definieren Treffpunkte InstantONS Mobilfunk-Betreiber InstantONS-Kunden Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 36

37 Praktisches Beispiel Relationen zwischen den Entitäten herstellen Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 37

38 Praktisches Beispiel Schwache Entitäten definieren Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 38

39 Praktisches Beispiel Kardinalitäten angeben Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 39

40 Praktisches Beispiel Attribute festlegen Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 40

41 Praktisches Beispiel Attribute festlegen Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 41

42 Praktisches Beispiel Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 42

43 Petri Netze Petri-Netze Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 43

44 Petri-Netze Gehen zurück auf C.A. Petri (Dissertation 1962) Ermöglichen graphisch-formale Beschreibung sequentieller, sich gegenseitig ausschließender und nebenläufiger Aktivitäten. Erfordern nur wenige graphische Beschreibungskonstrukte Unterscheidung zwischen Typ und Ausprägung eines Prozesses Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 44

45 Petri-Netze: graphische Symbole Stelle: Interpretation: Objektspeicher Transition: Interpretation: Aktivität Flussrelation: Interpretation: Input-/Output-Beziehung Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 45

46 (Petri)-Netze: Definition Ein (Petri-)Netzi ist ein Tupel N = (S,T,F), mit (i) S, T endliche Mengen (ii) S T = (iii) S T (iv) F (S T) ) (T S) ) Die Elemente aus S heißen Stellen, die aus T Transitionen. Stellen und Transitionen werden auch als Knoten bezeichnet. F ist eine Menge binärer Flussrelationen (Kanten der Netze) Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 46

47 (Petri)-Netze: Definition S = {s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7}, T = {t1, t2, t3} (S x T) = (s1,t1), (s2,t1), (s3,t1), (s4,t1), (s5,t1), (s6,t1), (s7,t1), (s1,t2), (s2,t2), 2) (s3,t2), (s4,t2), (s5,t2), (s6,t2), (s7,t2), (s1,t3), (s2,t3), (s3,t3), (s4,t3), (s5,t3), (s6,t3), (s7,t3) (T x S) = (t1,s1), (t1,s2), (t1,s3), (t1,s4), (t1,s5), (t1,s6), (t1,s7), (t2,s1), (t2,s2), 2) (t2,s3), (t2,s4), (t2,s5), (t2,s6), (t2,s7), (t3,s1), (t3,s2), (t3,s3), (t3,s4), (t3,s5), (t3,s6), (t3,s7) Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 47

48 Petri-Netze: Beispiel Die folgende Abbildung zeigt die graphische Darstellung eines Netzes N = (S,T,F) mit S = {s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7}, T = {t1, t2, t3} und F = {(s1,t1), (t1,s2), (t1,s3), (s2,t2), (t2,s5), (s3,t3), (s4,t3), (t3,s6), (t3,s7)} s2 s5 t2 s6 s1 t1 s3 t3 s7 s4 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 48

49 (Petri)-Netze: Definition F = {(s1,t1), (t1,s2), (t1,s3), (s2,t2), (t2,s5), (s3,t3), (s4,t3), (t3,s6), (t3,s7)} (S x T) = (s1,t1), (s2,t1), (s3,t1), (s4,t1), (s5,t1), (s6,t1), (s7,t1), (s1,t2), (s2,t2), (s3,t2), (s4,t2), (s5,t2), (s6,t2), (s7,t2), (s1,t3), (s2,t3), (s3,t3), (s4,t3), (s5,t3), (s6,t3), (s7,t3) (T x S) = (t1,s1), (t1,s2), (t1,s3), (t1,s4), (t1,s5), (t1,s6), (t1,s7), (t2,s1), (t2,s2), (t2,s3), (t2,s4), (t2,s5), (t2,s6), (t2,s7), (t3,s1), (t3,s2), (t3,s3), (t3,s4), (t3,s5), (t3,s6), (t3,s7) Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 49

50 Petri-Netze: Ablaufstrukturen Sequenz t1 t2 Iteration t1 t2 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 50

51 Petri-Netze: Ablaufstrukturen Nebenläufigkeit t1 t2 Synchronisation t1 t3 t2 t3 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 51

52 Petri-Netze: Ablaufstrukturen Auswahl t1 t2 (Vorwärtskonflikt) t1 t3 t4 Rückwärtskonflikt t1 t2 t3 t4 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 52

53 Petri-Netze: Kritik Integrieren objektbezogene Aspekte Sind direkt ausführbar (Simulation) Erlauben schrittweise Formalisierung Sind mathematisch fundiert, formal analysierbar Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 53

54 Wirtschaftsinformatik 2 (PWIN) SS2010, Professur für Mobile Business & Multilateral Security 54

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