Handelsinformationssysteme

Kurzskript zur Vorlesung Handelsinformationssysteme Prof. Dr. Jörg Becker

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... 2. Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS)... 3 2. Logisches Datenmodell... 5 2.. Zweck logischer Datenmodelle... 5 2.2. Aufbau logischer Datenmodelle nach dem Entity-Relationship-Ansatz... 5 2.2.. Entities und Entitytypen... 5 2.2.2. Relationships und Relationshiptypen... 5 2.2.3. Attribute... 7 2.3. Beispiele und besondere Strukturen... 7 2.4. Generalisierung/Spezialisierung... 0

. Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) Die Komponenten eines Informationssystems und ihre Beziehungen zueinander werden als Architektur bezeichnet. Mit der Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) soll sichergestellt werden, dass betriebswirtschaftliche Tatbestände von Informationssystemen vollständig den Anforderungen gerecht werden. Dazu werden auf die betriebswirtschaftliche Problematik ausgerichtete Beschreibungssichten und sprachen genutzt. ARIS ist somit ein Rahmenkonzept zur ganzheitlichen Beschreibung (Modellierung) computergestützter Informationssysteme. Die ARIS-Architektur (vgl. Abbildung ) folgt dem entwickelten Integrationskonzept durch Unterstützung von Geschäftsprozessen. Dazu wird zunächst ein Modell für Unternehmensprozesse entwickelt, das aufgrund der hohen Komplexität in verschiedene Sichten und Ebenen zerlegt wird, so dass es möglich wird, einzelne Sichten bzw. Ebenen durch besondere Methoden zu beschreiben, ohne das ganze Modell einbeziehen zu müssen. ARIS unterscheidet insgesamt vier Sichten:. Ereignisse, z.b. Kundenauftrag eingetroffen oder Rechnung erstellt sind durch Daten repräsentierte Informationsobjekte. Auch Zustände wie Rechnungsstatus oder Kundenstatus werden durch Daten dargestellt. Zustände und Ereignisse bilden somit die Datensicht. 2. Die Beschreibung der Funktion an sich, die Aufzählung der einzelnen Teilfunktionen sowie die Anordnungsbeziehungen zwischen den Funktionen werden durch die Funktionssicht abgebildet 3. Wegen ihres engen Zusammenhangs werden Bearbeiter und Organisationseinheiten und ihre Beziehungen in der Organisationssicht dargestellt. Das ARIS-Haus: DV-Konzept Implementierung Daten Organisation FK DV-Konzept Implementierung DV-Konzept Prozesse DV-Konzept Fachkonzept Fachkonzept Implementierung Fachkonzept Implementierung Funktionen vgl. Scheer, A.W.: Wirtschaftsinformatik (998), S. 7 Abbildung.

4. Die Komponenten der Informationstechnik bilden einen vierten Beschreibungsgegenstand, die Steuerungs- bzw. Prozesssicht. Sie behandelt die Verbindung zwischen Funktionen, Organisation und Daten. Dadurch werden die zur Komplexitätsreduzierung getrennt dargestellten Entwurfsergebnisse miteinander verknüpft und integriert. ARIS definiert in jeder Sicht unterschiedliche Beschreibungsebenen, die sich nach der Nähe zur Informationstechnik richten. Dabei werden drei Stufen unterschieden:. Ausgangspunkt ist zunächst die betriebswirtschaftliche Problemstellung. Zunächst werden halbformale Beschreibungsmethoden eingesetzt, um die betriebswirtschaftliche Problemstellung darzustellen. Damit das zu unterstützende Anwendungskonzept präzise in die Informationstechnik umgesetzt werden kann, ist es notwendig, das Konzept auf Fachkonzeptebene zunächst durch semantische Modelle zu formalisieren. 2. Auf DV-Konzeptebene findet eine Übertragung der betriebswirtschaftlichen Begriffswelt in die Kategorie der DV-Umsetzung statt. 3. Die technische Implementierung überträgt das DV-Konzept auf konkrete hardware- und softwaretechnische Komponenten. Auf diese Weise wird die physische Verbindung zur Informationstechnik geschaffen. Im folgenden wird ausschließlich auf die Beschreibungsebenen der Datensicht eingegangen. Eine genauere Ableitung und Darstellung von ARIS gibt Scheer, A.-W.: ARIS, Modellierungsmethoden, Metamodelle, Anwendungen, 4. Aufl. 200. Beispiel für eine Sichtenintegration Daten Kunde FB Kundenanschrift FB Kunde Kunde suchen Funktionen Kundenkontakt aufgenommen Kundenliste angezeigt Organisation Kunde aus Liste identifizieren Call Center xor Kunden nicht vorhanden Kunden identifiziert...... Abbildung 2

2. Logisches Datenmodell 2.. Zweck logischer Datenmodelle In einem logischen Datenmodell sollen die im Betrachtungsgebiet relevanten Daten unabhängig von einem konkreten Datenbankmodell und unabhängig von Funktionen, in denen die Daten verarbeitet werden, dargestellt werden. Ein logisches Datenmodell kann (im Prinzip) in ein beliebiges Datenbankmodell überführt werden. 2.2. Aufbau logischer Datenmodelle nach dem Entity-Relationship-Ansatz Das ERM ist ein Hilfsmittel zur Darstellung eines logischen (konzeptionellen) Datenmodells und unabhängig von einem bestimmten Datenbankmodell. Das Datenmodell hält auf logischer Ebene die im Betrachtungsbereich relevanten Objekte (Entitäten) und Beziehungen (Relationships) zwischen diesen formal fest. Objekte und Beziehungen können durch Eigenschaften (Attribute) näher beschrieben werden. Es stellt sich folgende Frage: Was im Betrachtungsbereich ist eine Entität, was ist eine Relationship und was ist ein Attribut? 2.2.. Entities und Entitytypen Entity: Entitytyp: einzelnes reales Objekt, z. B. Mitarbeiter Meier, Student Schmidt Zusammenfassung gleichartiger Entities zu einer Menge, z. B. alle Mitarbeiter, alle Studenten. Darstellung durch ein Rechteck. 2.2.2. Relationships und Relationshiptypen Beziehungstyp (auch Relationshiptyp): Logische Zuordnung zwischen Entitytypen, z. B. Kunden - kaufen - Artikel; Studenten - studieren - Studienfach. Darstellung durch eine Raute. Beziehungstypen übernehmen, wenn notwendig, die Schlüsselattribute der durch sie verbundenen Entitytypen. Durch jeden Entitytyp wird eine Menge möglicher Entitäten vorgegeben. Zwischen einzelnen Mengen können verschiedene Arten von Beziehungen existieren (Kardinalitäten). Zu unterscheiden sind folgende Kardinalitäten:

. Menge 2. Menge : - Beziehung n : - Beziehung : n - Beziehung n : m - Beziehung Aus: Scheer, A.-W.: EDV-orientierte Betriebswirtschaftslehre, Seite 2, 990. (n:- und :n- Beziehung geändert) Abbildung 3 : - Beziehung: Jedes Objekt der ersten Menge geht mit genau (höchstens) einem Objekt der zweiten Menge eine Beziehung ein und umgekehrt. n: - Beziehung: Jedes Objekt der ersten Menge geht mit n Elementen der zweiten Menge eine Beziehung ein (n 0 oder n > 0), umgekehrt geht jedes Element der zweiten Menge mit genau (höchstens) einem Element der ersten Menge eine Beziehung ein. :n - Beziehung: wie n:-beziehung; vertausche erste und zweite Menge n:m - Beziehung: Jedes Element der ersten Menge geht mit n (n wie oben) eine Beziehung ein und umgekehrt. Problem: Wie unterscheidet man eine Kann-Beziehung von einer Muss-Beziehung? Einführung der Min-Max-Notation Bei der Min-Max-Notation wird angegeben, wie oft eine Entität mindestens eine Beziehung eingehen muss und wie oft sie maximal eine Beziehung eingehen kann. Um eine Beziehung zwischen zwei Entitytypen zu charakterisieren, sind also zwei (min, max)-paare notwendig (eins für jeden Entitytyp). Hat die Minimum-Kardinalität den Wert eins, dann spricht man auch von einer existenziellen Abhängigkeit.

. Menge 2. Menge (,) : (,) - Beziehung (0,) : (,) - Beziehung (0,n) : (,) - Beziehung (,n) : (,m) - Beziehung Abbildung 4 2.2.3. Attribute Attribut: Eigenschaften, die ein Entity (und damit auch einen Entitytyp) oder eine Beziehung beschreiben, z. B. Mitarbeiter, werden beschrieben durch: Name, Abteilung, Gehaltsklasse, Personalnummer; Studenten werden beschrieben durch: Matrikelnummer, Name, Studienfach, Semester. Darstellung durch eine Blase an dem jeweiligen Objekt. Mindestens ein Attribut steht in einer :-Beziehung zum Entitytyp/Beziehungstyp. Dieses wird als Schlüsselattribut bezeichnet und in der Zeichnung unterstrichen. Domäne: Wertebereich eines Attributs (z. B. Domäne des Attributs Mitarbeitername = Meier, Schulz, Müller-Lüdenscheid...) 2.3. Beispiele und besondere Strukturen Student,n Studienfach,n des Studenten Studienfach Jeder Student muss mindestens ein Studienfach studieren. Er kann aber auch mehrere Studienfächer belegen. Jedes Studienfach muss mindestens von einem Studenten studiert werden. Student, Studienort,n des Studenten Studienort

Jeder Student hat genau einen Studienort. Jeder Studienort beherbergt mindestens einen oder auch mehrere Studenten. Professor 0, Haarfarbe 0,n des Professors Haarfarbe Jeder Professor hat höchstens eine Haarfarbe (muss er aber nicht, wenn er eine Glatze hat!). Jede Haarfarbe kann beliebig vielen Professoren zugeordnet werden. Es gibt ggf. aber auch Haarfarben, die keiner der Professoren hat. Lieferant 0,n Bezugsnachweis 0, Artikel Jeder Lieferant kann mehrere Artikel liefern. Jeder Artikel kann maximal von einem Lieferanten bestellt werden. Abbildung 5 Beispiel Hierarchie-Verhältnis: Es soll das Hierarchie-Verhältnis in einer Firma modelliert werden. Dabei hat jeder Untergebene einen eindeutigen Vorgesetzten. Müller Maier Schmidt Huber Meier Bäcker Weber Bauer Abbildung 6 Wie lässt sich die Hierarchie in einem Entity-Relationship-Modell darstellen?

Mitarbeiter untergeordnet 0, 0,m Hierarchie übergeordnet Abbildung 7 Geht ein Entitytyp mehrfach in eine Beziehung ein, so ist die Vergabe von Rollennamen zweckmäßig, um unterscheiden zu können, wie ein Objekt in eine Beziehung eingeht. Beispiel einer komplexen Baugruppenstruktur: Die Zusammensetzung eines Produktes E aus Baugruppen, Unterbaugruppen und Einzelteilen lässt sich durch folgenden Gozintographen darstellen: E B B 2 UB UB 2 UB 3 Abbildung 8 ET ET 2 ET 3 Wie lässt sich dieser Sachverhalt durch ein Entity-Relationship-Modell darstellen? Versuch: E Abbildung 9,n 0,m,n 0,m,n 0,m B UB ET Probleme: Die Struktur ist zu speziell und damit gegenüber Änderungen der Produktzusammensetzung zu wenig flexibel. Die Unterscheidung in verschiedene Teilearten ist zu starr, da ein Teil einmal auf der Stufe Einzelteil stehen kann und z. B. gleichzeitig auf der Stufe Baugruppe. Deshalb ist es sinnvoller, nicht zwischen den Teilearten zu unterscheiden, sondern nur den Entitytyp TEIL

zu beachten. Die Struktur der Teile untereinander wird durch eine Abbildung des Entitytyps TEIL auf sich selber erreicht. Teil untergeordnet 0,n 0,m Struktur Abbildung 0 Beziehungstypen übernehmen die Schlüssel der Entities, die sie verbinden, d.h. ein Beziehungstyp wird durch die Kombination mehrerer Schlüssel identifiziert. Beispiel:,,n Abbildung 2.4. Generalisierung/Spezialisierung Bei der Generalisierung werden zwei (oder mehrere) "ähnliche" Entitytypen zu einem verallgemeinerten Entitytyp zusammengefasst. Gemeinsame Attribute aller ähnlichen Entitytypen gehen auf den verallgemeinerten Entitytyp über, spezielle Attribute verbleiben bei den jeweiligen Entitytypen. Die Spezialisierung betrachtet denselben Sachverhalt in umgekehrter Richtung. Allerdings muss nicht für alle Objekte des allgemeineren Entitytyps auch eine Zugehörigkeit zu einem der spezielleren Typen gegeben sein. Spezialisierungen können folgende Eigenschaften haben: D = disjunkt: Ein Entity darf nur maximal genau einem Spezialfall angehören. N = nicht disjunkt: Ein Entity darf beliebig vielen Spezialfällen angehören. T = total: Jedes Entity muss mindestens einem Spezialfall angehören. P = partiell: Ein Entity darf einem Spezialfall angehören, muss aber nicht.

Beispiel: Man kann die Entitytypen MINDERJÄHRIGER (Personen unter 8) und RENTNER (Personen über 65) zu dem Entitytyp PERSON generalisieren. Jeder Minderjährige und jeder Rentner ist eine Person. Allerdings gilt nicht der Umkehrschluss, dass jede Person entweder ein Minderjähriger oder ein Rentner ist. Minderjähriger Person D,P Rentner Abbildung 2 2.5. Beispiel Stückliste (Bill of Material (BOM)) Ein Fahrrad besteht aus sehr vielen Einzelteilen, die von unterschiedlichen Lieferanten bezogen werden. Der Zusammenhang zwischen Artikel und Lieferant lässt sich fachkonzeptuell folgendermaßen darstellen: LNR LName Lieferant (0, m) Bezugsnachweis LNR, ANR Artikel (0, m) Preis ANR ABEZ

Auf DV-konzeptueller Ebene ergeben sich somit folgende Relationen: R. Artikel R. Bezugsnachweis R. Lieferant ANR ABEZ LNR ANR Preis LNR LName Fahrrad (deluxe) 0 3 47,00 0 Müller 2 Rad 3 39,00 Meier 3 Rahmen 7,00 2 Schulz 4 Speiche 2 3 45,00 3 Schlösser 5 Bereifung 2 7 0,80 6 Felge 2 8,00 7 Schlauch 3 4 0,0 8 Mantel 3 6 3,00 9 Ventil 0 Nippel 20 Fahrrad (standard) Die Zusammensetzung des Endproduktes Fahrrad lässt sich exemplarisch durch folgenden Gozintographen darstellen: Fahrrad (deluxe) 20 Fahrrad (standard) 2 2 3 Rad Rahmen... 32 4 5 6 Speiche Bereifung Felge 7 Schlauch 8 Mantel 9 Ventil 0 Nippel Dieser Sachverhalt soll als ERM dargestellt werden. Eine Unterteilung in einzelne Baugruppen und Unterbaugruppen usw. ist nicht zweckmäßig, da diese Struktur zu speziell und somit bei Änderung der Produktzusammensetzung wenig flexibel wäre. Stattdessen wird eine flexible Artikelstruktur aufgebaut, in der jede Produktkomponente abstrakt als Artikel erfasst wird.

ÜANR, UANR überg. Stückliste Prod.Koeff. (0, m) Artikel (0, m) unterg. ANR ABEZ Über die Stückliste wird festgelegt, welcher untergeordnete Artikel sich auf welche übergeordneten Artikel bezieht. Anders als bei der Hierarchie, in der maximal ein übergeordnetes Element existiert, so dass der übergeordnete Elementschlüssel als Fremdschlüssel in die Element-Relation eingeht und somit keine eigene Relation für die Hierarchie aufgebaut wird, muss bei der (0, m) : (0,m) Struktur im DV-Konzept eine eigene Stücklistenrelation gebildet werden. Der Primärschlüssel (ÜANR, UANR), d.h. die übergeordnete bzw. untergeordnete Artikelnummer, referenziert den Primärschlüssel (ANR) aus der Relation Artikel. Somit werden beispielsweise dem Endprodukt (Fahrrad deluxe) die Baugruppen 2 (Rad) und 3 (Rahmen) mit der jeweiligen Mengenangabe (Produktionskoeffizient) zugeordnet. R. Stückliste ÜANR UANR Prod.Koeff. 2 2 3 2 4 32 2 5 2 6 5 7 5 8 7 9 7 0 20 3