Grundlagen von Decision Support Systemen

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1 Organisatorisches Grundlagen von Decision Support Systemen Prof. Dr. Stefan Bock Bergische Universität Wuppertal Wirtschaftsinformatik und Operations Research Dozent: Prof. Dr. Stefan Bock Raum: M Sprechstunde: Montag 17:00-19:00 Uhr Web-Angebot des Lehrstuhls: und Moodle 2 Hier finden Sie: Aktuelle Informationen zur Vorlesung und Übung Vorlesungsunterlagen und Übungszettel zum Download Vorlesung Grundlagen von Decision Support Systemen Montag 14:15-15:45 Uhr Raum: Hörsaal HS 33 Start: 14. April 2014 Business Computing and Operations Research 1 Business Computing and Operations Research 2 Termin: Übungsbetrieb Jeweils Donnerstags 10:15-11:45 Uhr im Raum HS 33 Erster Termin: 17. April 2014 Erstes Übungsblatt bereits online in Moodle 2 Einschreibeschlüssel: gdssaberhallo Betreuung der Übung durch Übungsleiter Erste Semesterhälfte: Paul Göpfert (pgoepfert@winfor.de) Büro: M12.31, Sprechstunde: Mi, 16:00-18:00 Uhr Zweite Semesterhälfte: Rudolf Bauer (Axel Heyrowsky) (rbauer@winfor.de, aheyrowsky@winfor.de) Büro: M12.33, Sprechstunde: Mi, 16:00-18:00 Uhr Business Computing and Operations Research 3 Übungsbetrieb mit wöchentlichen Aufgaben Aufgaben sind passend zu Vorlesungsinhalten gewählt Studierende sollen Aufgaben bearbeiten und abgeben Korrektur durch Tutoren Nachbesprechung in der folgenden Übung Die Vergangenheit zeigte deutlich, dass eine regelmäßige sinnvolle Bearbeitung der Übungszettel sehr hoch mit einem guten Klausurergebnis korreliert Nutzen Sie daher dieses wichtige Angebot und versuchen Sie die Zettel regelmäßig sinnvoll zu bearbeiten Auf diese Weise beschäftigen Sie sich regelmäßig und kontinuierlich mit den Inhalten der Vorlesung und sind deshalb sehr gut auf die Klausur vorbereitet Business Computing and Operations Research 4

2 Übungsbetrieb Erste Übung findet am 17. April 2014 statt Übungsblätter mit passenden Aufgaben zu Vorlesungsinhalten Ablauf: Mo 1) Vorlesung Mi 3) Bis 10:00 Uhr: Abgabe Übungsblatt 2) Ab 14:00 Uhr: Übungsblatt online mit Bezug auf die Inhalte der Vorlesung vom Mo Do 4) Besprechung des Übungsblattes in der Übung 5) Rückgabe der korrigierten Übungsblätter der Vorwoche am Ende der Übung Business Computing and Operations Research 5 Übungsbetrieb Ausgabe der Übungszettel Verfügbar online am Mittwoch um 14:00 Uhr Behandelt aktuelle Themen der letzten Vorlesungen Bearbeitung der Übungszettel in Gruppen 3 bis 5 Personen Bearbeitung im Selbststudium Abgabe der Übungszettel Briefkasten 33 auf M11 oder per Dateiupload als PDF in Moodle (Passwort: gdssaberhallo) Deadline der Abgabe: Jeweils Mittwochs um 10:00 Uhr Business Computing and Operations Research 6 Agenda 1. Grundlagen 1. Grundlegende Begriffe 2. Rechner und Netzwerke 2. Datenbanksysteme 1. Grundlegende Begriffe 2. Datenmodelle 3. Relationale DB Sprachen 4. Einführung in die Design Theorie 3. Spezielle Anwendungen des Operations Management 1. Nachfrageprognose 1. Qualitative Prognose 2. Kausalprognose 1. Lineare Regression 2. Nicht-lineare Regression Agenda 3. Zeitreihenprognose 1. Konstantes Niveau 2. Trend Modelle 3. Saisonalität 4. Beurteilung der Prognose 2. Systeme des Bestandsmanagements 1. Klassisches Bestellmengenproblem 2. Modellerweiterungen 3. Stochastisches Bestandsmanagement 1. Einperiodisches Bestandsmanagement 2. Periodisches Bestandsmanagement 3. Kontinuierliches Bestandsmanagement Business Computing and Operations Research 7 Business Computing and Operations Research 8

3 Basisliteratur Elmasri, R.; Navathe, S.B.: Database Systems. 6. Auflage. Pearson Addison Wesley, 2010 Garcia-Molina, H.; Ullman, J.D.; Widom, J.D.: Database Systems. The Complete Book. 2nd revised ed. Pearson Education, 2013 Mertens, P.; Bodendorf, F.; König, W.; Picot, A.; Schumann, M.; Hess, T.: Grundzüge der Wirtschaftsinformatik. 11. Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 2012 Nahmias, S.: Production and Operations Analysis. Sixth revised edition. McGraw Hill, New York, 2013 Suhl, L.; Mellouli, T.: Optimierungssysteme. 2. Auflage. Springer, 2009 Thonemann, U.: Operations Management. 2. Auflage. Pearson Studium, 2010 Zipkin, P.H.: Foundations of Inventory Management. McGraw- Hill, Chicago, Grundlagen In diesem ersten Kapitel werden lediglich grundlegende Begriffe eingeführt und erläutert Dabei soll eine Vorstellung entwickelt werden welche Inhalte in der vorliegenden Vorlesung erarbeitet werden, wie diese abgegrenzt werden und welche Problemstellungen im Mittelpunkt stehen Gegenstand der Vorlesung Es wird kein allgemeiner Überblick über die Wirtschaftsinformatik und das Operations Research gegeben Sondern es werden gezielt ausgewählte Instrumente und Methoden betrachtet, die es erlauben, Entscheidungsunterstützung durch Computer gestützte Informationsverarbeitung zu ermöglichen d.h. es werden Grundlagen vermittelt, die für die Entwicklung und den Betrieb spezieller Anwendungssysteme notwendig sind Anwendungen kommen aus dem Operations Management Business Computing and Operations Research 9 Business Computing and Operations Research 10 Anwendungssysteme Sind spezielle Systeme der Computer gestützten Informationsverarbeitung (IV) Häufig basiert die betriebliche IV auf dem Zusammenwirken mehrerer Anwendungssysteme Anwendungssysteme bestehen im Wesentlichen aus einer endlichen Menge von miteinander in Interaktion stehenden Programmen, die mit Hilfe von Informations- und Kommunikationssystemen ausgeführt werden Eine Aufgabe ist (nach Mertens (1995)) immer dann auf ein Anwendungssystem zu übertragen, wenn die Maschine diese unter betriebswirtschaftlichen Maßstäben (Kosten oder Qualität, besser: Effizienz) besser erledigen kann Ein Beispiel Ein Automobilhersteller plant die Installation und Inbetriebnahme einer modernen Fließbandsteuerung zur Herstellung eines speziellen PKW Modells. Besondere Anforderungen in diesem Zusammenhang sind z.b., dass alle Varianten des Grundmodells auf derselben Fließlinie gefertigt werden sollen (dies können mehrere Milliarden sein!) dass eine hohe Liefertreue erreicht werden kann Kunden über das Internet jederzeit Zugriff auf ihr Produkt haben können, um sich über den aktuellen Zustand des Auftrages informieren zu können Auch sollen Kunden noch möglichst lange die Möglichkeit haben, spezielle Eigenschaften des/der bestellten Fahrzeuge(s) (z.b. Farbe, Art der Gangschaltung) verändern zu können Aktuelle Informationen der Lieferanten sollen automatisch eingepflegt und berücksichtigt werden können Springerpool Auflageintervall Station 1 Station 2 Station 3 Station 4 Vorderer und hinterer Überlappungsbereich Arbeitsüberlast Werker (einem Montagebereich zugeordnet) Business Computing and Operations Research 11 Business Computing and Operations Research 12

4 Aufgaben im Beispiel Benötigt werden somit Benötigt werden offensichtlich Anwendungssysteme zur Steuerung des Fließbandes, zur Kundenanbindung und zur Anbindung der Lieferanten Steuerung Modellierung der Problemstellung Entscheidungsunterstützung Mensch-Maschine Interaktion im Produktionsablauf Kundenanbindung Auftragsannahme und verwaltung Informationsmanagement Lieferantenanbindung Ereignismanagement Beschaffungs- und Bestandsmanagement Festzulegen ist hierbei insbesondere die Interaktion der einzelnen Systeme untereinander Einheitliches Datenmanagement Redundanzvermeidung Systeme zur Bereitstellung und Aufbereitung von relevanten Informationen Datenbanksysteme (siehe Kapitel 2) Systeme zur Weiterverarbeitung von Informationen und Entscheidungsvorbereitung Spezielle Lösungsmethoden und Decision Support Systems (siehe Kapitel 3) Business Computing and Operations Research 13 Business Computing and Operations Research Grundlegende Begriffe Zunächst ist zur Charakterisierung der in der Vorlesung behandelten Inhalte eine Einordnung von verschiedenen wissenschaftlichen Fächern notwendig. Dies betrifft die Informatik die Betriebswirtschaftslehre die Ingenieurwissenschaften und schließlich die Wirtschaftsinformatik Informatik Information + Mathematik = Informatik In den USA einfach Computer Science Gegenstand der Informatik sind mathematische Modelle zur Informationsverarbeitung, d.h. eine bewusste Verallgemeinerung gegenüber der Betrachtung von Computersystemen Die Informatik lässt sich nicht einfach in das System aus Natur-, Geistesund Ingenieurwissenschaften einordnen Sie beschäftigt sich mit (vgl. Klaeren (2001)) Struktur, Wirkungsweise, Fähigkeiten und Konstruktionsprinzipien von Informationsverarbeitungssystemen, Struktur, Wirkungsweise, Fähigkeiten und Konstruktionsprinzipien von Informationen und Informationsverarbeitungsprozessen Möglichkeiten der Strukturierung, Formalisierung und Mathematisierung von Anwendungsgebieten sowie der Modellbildung und Simulation Die Portierung der Aufgaben auf den Rechner verlangt eine Formalisierung der Problemstellung und Tätigkeiten bis ins kleinste Detail Business Computing and Operations Research 15 Business Computing and Operations Research 16

5 Betriebswirtschaftslehre Wirtschaftswissenschaften Grob: Möglichst effiziente Befriedigung unbegrenzter menschlicher Bedürfnisse durch knappe Güter Güter können materiell oder immateriell sein Befriedigung soll mit möglichst minimalem Aufwand erfolgen Betrieb Kombination von Produktionsfaktoren zur Erreichung bestimmter Zielsetzungen Streben nach möglichst effizienten Einsätzen der Produktionsfaktoren zur Erreichung der Kundenbedürfnisse Ingenieurwissenschaften Beschäftigen sich mit der technischen Entwicklung und Konstruktion von (meist industriell einsetz- oder fertigbaren) Produkten Wenden hierzu naturwissenschaftliche Erkenntnisse praktisch an Die klassischen Ingenieurwissenschaften sind das Bauingenieurwesen (einschl. Vermessungswesen), der Maschinenbau und die Elektrotechnik Schnittstellen zur Wirtschaftsinformatik besitzt insbesondere die Nachrichtentechnik. Sie beschäftigt sich u.a. mit Techniken zur mobilen Übertragung (z.b. Telematiktechnologien) Methoden zur Abwicklung elektronischer Zahlungsverfahren Business Computing and Operations Research 17 Business Computing and Operations Research 18 Wirtschaftsinformatik Anwendungssystem zur Transportsteuerung Interdisziplinäres Fach zwischen der Betriebswirtschaftslehre, der Informatik und den Ingenieurwissenschaften Dabei geht es um die Entwicklung von Methoden und Systemen, die auf der Basis moderner Informations- und Kommunikationstechnologien Problemlösungen für betriebswirtschaftliche Probleme ermöglichen Entwicklung und den Einsatz von konkreten Anwendungssystemen in unterschiedlichen betrieblichen Bereichen Moderne Anwendungssysteme verwenden spezielle Methoden der Informatik / Mathematik / Ingenieurwissenschaften, wie z.b. Kombinatorische Optimierungsmethoden (z.b. Planungstools in der Produktion) Verfahren der künstlichen Intelligenz (z.b. Expertensysteme in Krankenhäusern oder in technischen Anlagen der chemischen Industrie) Telematiksysteme zur automatischen Positionsbestimmung im Bereich der Steuerung von logistischen Prozessen (z.b. Tourenplanungssteuerung, Steuerung von Speditionsnetzwerken) Verkehrslage Spezielle technologien Informationssysteme Spezielle Steuerung Kontinuierliche Anpassung des in der Ausführung Optimierungsverfahren befindlichen Transportplanes an die aktuelle Situation Anweisungen /Planmodifikationen aktuelle Daten Datenbank Datenbank Abbildung Management der aktuellen Situation für die Steuerung System aktuelle Daten aktuelle Daten Transportmittel Anfragen Anweisungen Telematik- Business Computing and Operations Research 19 Business Computing and Operations Research 20

6 Operations Research In der deutschsprachigen Literatur ist auch der Begriff der Unternehmensforschung oder der der Operationsforschung geläufig Grundsätzlich werden quantitative Modelle und Methoden zur Entscheidungsunterstützung in Unternehmen und Organisationen bereitgestellt Typische Ansätze sind die Optimierung und die Simulation In der Vergangenheit herrschte bisweilen die Idee vor, dass sämtliche Entscheidungsprozesse vollständig modelliert und so automatisiert werden können Dies aber stieß aufgrund der Komplexität der Probleme und der notwendigen Mensch-Maschine Interaktion schnell an Grenzen Moderne Anwendungssysteme, die sich OR-Methoden bedienen, setzen daher zunehmend auf die reine Unterstützung der Entscheider Operations Management Wie das Management Science ist dies ein in Nordamerika geprägter Begriff für das praktische Operations Research. Man schreibt auch OR/MS Mit anderen Worten scientific methods for management Damit liegt der Schwerpunkt bei der Entscheidungsunterstützung von Führungskräften Im Gegensatz zum Operations Research geht es beim Operations Management nicht um die Herleitung von Methoden zur Entscheidungsunterstützung sondern um ihre konkrete Anwendung Im Rahmen der Vorlesung stellt das Operations Management somit typische Problemstellungen bereit, die mit Hilfe der Methoden der Wirtschaftsinformatik zu bearbeiten sind Business Computing and Operations Research 21 Business Computing and Operations Research 22 Decision Support System (DSS) Vorgehen Entscheidungsunterstützungssysteme Entscheidungen in der Praxis sind sehr komplex und werden in einem heterogenen Umfeld mit vielen Interdependenzen getroffen Daher ist die direkte Umsetzung vieler Methoden der Operations Research schwierig bis unmöglich Daher erfolgt eine Einbettung dieser Methoden in Decision Support Systemen, die eine Interaktion mit den jeweiligen Verantwortlichen ermöglichen Auf diese Weise wird dem komplexen Entscheidungsumfeld Rechnung getragen Meist muss in modernen Anwendungssystemen die Interaktion verschiedener OR-Verfahren auf der Basis von speziellen Informations- und Kommunikationssystemen zusammengetragen werden DSS sind somit auf spezielle Entscheidungskonstellationen ausgerichtete Anwendungssysteme Grundlagen zu ihrer Entwicklung stehen im Mittelpunkt der Vorlesungen Analyse der Erzeugten Lösungen Algorithmische Bearbeitung Modellierung Reales Problem Spezifikation Analyse Business Computing and Operations Research 23 Business Computing and Operations Research 24

7 1.2 Rechner und Netzwerke Hardwarekomponenten Hardware umfasst alle Geräte, die materielle Eigenschaften besitzen ( können angefasst werden ) Ein PC-Arbeitsplatz besteht aus Zentraleinheit (Prozessor + Hauptspeicher) Externer Speicher (Harddisk, CD, DVD, Diskette, USB-Stick) Dateneingabegeräte (Tastatur, Maus, Scanner) Datenausgabegeräte (Bildschirm, Drucker) Eine Vernetzung von PC-Arbeitsplätzen erfolgt über Netzwerkschnittstellen, wie z.b. mit Hilfe einer Netzwerkkarte oder eines Modems Zunehmend an Bedeutung gewinnen portable Geräte wie Notebooks (Laptops) Personal Digital Assistants (PDAs), Smartphones, Tablets Durch Docking Stationen erfolgt teilweise auch eine Ersetzung von stationären PC-Arbeitsplätzen (Vermeidung von Redundanz und Konvertierungsaufwand) Zentraleinheit (CPU = Central Process Unit) führt eine Kette von Anweisungen des Benutzers aus, die sich als Zustandsveränderungen im Hauptspeicher darstellen Prozessor Leistungsmerkmale sind die Taktfrequenz (gemessen in Megahertz (MHz)), die die Anzahl ausführbarer Befehle pro Sekunde definiert die Prozessorarchitektur (z.b. der Bussysteme) der Befehlsumfang besteht aus dem Steuerwerk und dem Rechenwerk Das Steuerwerk ist für die Bereitstellung der Anweisungen verantwortlich und greift auf den Adressbus zu Das Rechenwerk führt die entsprechenden Anweisungen aus und greift über den Datenbus auf den Hauptspeicher zu Business Computing and Operations Research 25 Business Computing and Operations Research 26 Der schematische Aufbau der Zentraleinheit Software Daten eingabe Hauptspeicher Cache Cache Prozessor Steuerwerk Rechenwerk Daten ausgabe In einer Programmiersprache (z.b. C, C++, LISP, FORTRAN, Assembler) geschriebene Programme, die nach der entsprechenden Übersetzung ausführbar sind Sind Voraussetzung für den Betrieb von Rechnern Nach der Hardwarenähe unterscheidet man Software in Systemsoftware Dienen dazu die vorhandene Hardware einfacher nutzbar zu machen. Ansonsten müssten Anwendungssysteme plattformspezifische Routinen zur Ansteuerung der Peripherie (z.b. der Drucker) vorsehen Anwendungssoftware Software für weitere Aufgaben. Dies kann entweder - Standardsoftware oder - Individualsoftware sein Business Computing and Operations Research 27 Business Computing and Operations Research 28

8 Systemsoftware I Betriebssysteme Schnittstelle zwischen Benutzer und Anwendungsprogrammen einerseits und der vorhandenen Hardware andererseits Regeln den Zugriff auf die Hardware und ermöglichen durch die Entkopplung von hardwarespezifischen Informationen eine weitaus höhere Portabilität von Anwendungsprogrammen Übersetzer für Programmiersprachen dienen zur Transformation eines Quellcodes in den Objektcode Compiler übersetzen in einem Stück das gesamte Programm in den Objektcode. Dieser ist noch nicht ausführbar, sondern wird durch den Linker noch um Hilfsprogramme für I-O Ansteuerung ergänzt Interpreter übersetzen nur Befehl für Befehl und führen diesen direkt aus. Es entsteht kein archivierbarer Objektcode Kombinationen kennt man z.b. bei Java mit Hilfe der Java Virtual Machine, die einen OS-unabhängigen Austausch von Bytecode erlaubt Eigenschaften von Programmiersprachen Imperativ Der Programmierer legt fest, wie eine Aufgabe durchzuführen ist Programme sind als Menge von abzuarbeiten Befehlen konzipiert Prozedural Trennung von Daten- und Befehlsstrukturen Meist OS-portierbar Untermenge der imperativen Sprachen Objektorientiert Sammlung von Objekten, die in Interaktion stehen und deren Verhältnis zu definieren ist Klassen stellen Mengen gleichartiger Objekte dar Vererbung ist bei Unterklassen möglich Methoden verändern Inhalte von Objekten Zwecke sind Wiederverwendung, Redundanzvermeidung und Komplexitätsreduktion durch eine natürlichere Abbildung Untermenge der imperativen Sprachen Business Computing and Operations Research 29 Business Computing and Operations Research 30 Eigenschaften von Programmiersprachen Deklarativ Der Programmierer formuliert was gelöst werden soll, nicht mehr wie Die Ablauffolge wird dann durch das Übersetzungsprogramm erzeugt Funktionsorientiert Ist deklarativ Programme sind als mathematische Funktionen definiert Sie werden nach bestimmten Regeln gebildet und abgeleitet Logikbasiert Anhand von logischen Reduktionsregeln wird Wissen eingesetzt, um neues Wissen zu erlangen Der Programmierer versetzt die Maschine in die Lage aus dem vorhandenen neues zu erschließen Kommt häufig in Anwendungssystemen, die Methoden der künstlichen Intelligenz einsetzen, zur Anwendung Überblick (vgl. Mertens et al. (2012)) OO Imperativ Prozedural Deklarativ Funkt.- orient. Logikbasiert Regelbasiert Wissensbasiert C X X C++ X X X C# X X EIFEL X X LISP X X X VISUAL BASIC X X X Pascal X X PROLOG X X X X Java X X SMALL TALK X X SQL X Business Computing and Operations Research 31 Business Computing and Operations Research 32

9 Systemsoftware II Anwendungssoftware I Dienstprogramme Wickeln systemorientierte häufig wiederkehrende Aufgaben ab z.b. Sortier- und Suchprogramme oder systemorientierte Hilfsprogramme Kopieren von Dateien Datensicherung Optimierung der Speicherorganisation Transaktionssysteme Sichern eine der Anwendung entsprechende Abwicklung von speziellen nebenläufigen Routinen Dabei wird kurzer exklusiver Zugriff mit der Garantie eines gültigen Endzustandes ermöglicht (z.b. Buchungsvorgänge) Treiber (Driver) Übersetzer zwischen Protokollen von Funktionseinheiten oder einem Programm und einer Funktionseinheit z.b. Druckeransteuerung, Bildschirmtreiber, Standardsoftware Produkte, die für den Massenmarkt konzipiert sind Für Standardanwendungen sehr einfach zu installieren (per Standardinstaller), aber aufwendig anzupassen (customizing) für spezielle Anwendungen Basissoftware (z.b. Browser-, programme, usw) ermöglicht grundsätzliche Funktionalitäten, die unabhängig von spezifischen Aufgabengebieten genutzt werden können Standardbürosoftware Textverarbeitung, Präsentationsgrafik, Tabellenkalkulation, Desktop Publishing Funktionsorientierte Software Anwendung kommt von einer betriebswirtschaftlichen Funktion (z.b. Materialwirtschaft, Vertrieb, Personal, Produktion) Prozessorientierte Software Funktionsbereichübergreifende Prozesse werden hierdurch unterstützt (z.b. durch Workflow Management Systeme). Basieren häufig auf zentralen Datenbanken Business Computing and Operations Research 33 Business Computing and Operations Research 34 Anwendungssoftware II Anwendungsbeispiel Individualsoftware Für ausgewählte Anwendung speziell konzipiert Dies kann auch spezielle Hardwarelösungen umfassen Hohe Entwicklungskosten Komponentenarchitekturen Modularisierung von Anwendungssystemen z.t. komplexes Zusammenspiel von Einzelsystemen (Komponenten), die wiederum Individual- und Standardsoftware sein können Eine Softwarekomponente ist dabei ein Codebaustein mit Schnittstellen, Eigenschaften und einer definierten Funktionalität Komponentenarchitekturen (Frameworks) legen das Zusammenspiel fest und bieten die Plattform einer Laufzeitumgebung Laufzeitumgebung ermöglicht die Ausführung von Code und Anbindung an andere Dienste / Informationssysteme Komponenten können dabei auf unterschiedlichen Rechnern ausgeführt werden Beispiele von Plattformen sind J2EE von Sun Microsystems und.net von Microsoft Internetshops Produktkataloge können mit einem speziellen Anwendungssystem eingesehen werden Beurteilungssysteme werden durch eine weitere Komponente bereitgestellt Bezahlsysteme (zur Kreditkartenidentifikation und zahlungsabwicklung) werden über sichere Protokolle als weitere Komponenten angebunden Business Computing and Operations Research 35 Business Computing and Operations Research 36

10 Anwendungssoftware III Web Services Nicht einheitlich definiert Stellen Technologien zur Interaktion von Anwendungssystemen über das Internet bereit Ermöglichen somit Komponentenarchitekturen durch Identifikationsund Kommunikationsvereinbarungen Komplexe Geschäftsprozesse werden so ausführbar Mit Hilfe von BPEL4WS wird Interaktion zwischen den Services ermöglicht Beispiele Buchung einer Urlaubsreise löst Ausführungskette von interdependenten Web Services aus (Expertensystem für Urlaubsort interagiert mit Services zur Auswahl und Buchung von Flug-, Hotel-, oder Freizeitaktivitäten) Steuerung von Supply Chains benötigt bei Plananpassungen Interaktion mit den Planungssystemen anderer Teilnehmer der Wertschöpfungskette. Hier wäre eine Web Service basierte Realisierung zu prüfen Netzwerke Integration von verschiedenen Einzelrechnern in einem geschlossenen Verbund Wesentliche Gründe: Leistungsverbund: Nutzung der vorhandenen Rechnerkapazität, d.h. verteile die Arbeit unter den Rechnern Datenverbund: Paralleler Zugriff auf Daten, Redundanzvermeidung Programmverbund: Gemeinsame Nutzung von Programmen Kommunikationsverbund: Informationsaustausch zwischen Rechnern (z.b. per ) Geräteverbund: Teilung von Geräten Sicherheitsverbund: Kontrollierte Redundanz auf verschiedenen Rechnern für wichtige Daten Entscheidungsverbund: Informations- und Entscheidungsverknüpfung von Entscheidungsträgern Business Computing and Operations Research 37 Business Computing and Operations Research 38 Komponenten Rechner einschließlich der physikalischen Netzwerkanbindung (Netzwerkkarte und Modem) Verbindungs- und Kommunikationsrechner in und zwischen den Netzen Hubs / Switches: Verbinden Rechner in einem Netz miteinander, d.h. über Ports werden Nachrichten empfangen und weiterkopiert Bridges: Verbinden zwei Local Area Networks miteinander durch ungeprüftes Weiterleiten der Pakete Router: Verbinden unterschiedliche Netztypen miteinander, z.b. LAN- Verbindung mit dem Internet Datenübertragungswege Verdrillte Kupferkabel sind günstig und einfach handhabbar, aber störungsempfindlich (Induktion) Koaxialkabel (Antennenkabel) sind abgeschirmt und leistungsstärker, aber schwerer zu verlegen Glasfaserkabel (Lichtwellenleiter) sind extrem leistungsstark, abhörsicher und relativ kostengünstig Mobilfunk (für große Entfernungen werden auch Satellitenstrecken eingesetzt) Bluetooth (offener Technologiestandard) Infrarotschnittstelle Protokolle Legen eindeutig fest, welche Vereinbarungen und Verfahren bei der Kommunikation zwischen Rechnern Verwendung finden TCP/IP TCP = Transmission Control Protocol IP = Internet Protocol TCP zerlegt Nachricht in Datenpakete beim Sender und ist verantwortlich für das Zusammensetzen am Empfänger IP sorgt für korrektes Routen der Pakete durch des Netz Business Computing and Operations Research 39 Business Computing and Operations Research 40