Wirtschaftsinformatik (Bachelor-Studiengang): Grundlagen der WI (1. Semester)

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WU / CM, Kurs vom 01.04.2002 - 30.09.2002

Grundlagen der Wirtschaftsinformatik: Architektur, Modellierung und Konzepte von betrieblichen Informationssystemen: Systembegriff (Informationssysteme, Topologie von Informationssystemen, Integration von Informationssystemen), Architektur (Informationssystem-Architektur, Anwendungsarchitektur), Modellierung (Klassifizierung von betriebswirtschaftlichen Modellen nach der Zielsetzung, Klassifizierung von betriebswirtschaftlichen Modellen nach Anwendungsbereich, Klassische Unternehmensmodelle, Übersicht wichtiger Modellarten), Spezielle Konzepte (Aufbau eines künstlichen neuronalen Netzes, Aufbau eines Expertensystems (XPS)/ wissensbasierten Systems (WBS)).

  1. Systembegriff
  2. Architektur
  3. Modellierung
  4. Spezielle Konzepte

Systembegriff

Ausgangspunkt der Systemanalyse:

Aufgabenstellung der Systemanalyse:

Ausgangspunkt und Aufgabenstellung führen dann zum eigentlichen System.

Definition des Begriffes System

Bildbeschreibung "Definition des Begriffes System": Ein System besteht aus verschiedenen Elementen, die miteinander in Beziehung stehen. Verschiedene Systeme können über Schnittstellen zur Systemumwelt miteinander verbunden sein. Einzelne Elemente eines Systems können sogenannte Subsysteme darstellen, die erneut verschiedene miteinander in Beziehung stehende Elemente enthalten.

Definition System:

Menge von Elementen, die über Beziehungen verbunden sind und gemeinsam einen bestimmten Zweck zu erfüllen haben.

Merkmale eines Systems:

  1. Systemziel oder -sinn
    • Welche Ergebnisse?
    • Definition der Aufgabenstellung und Systemgrenze
  2. Systemgrenze
    • Trennung zwischen Untersuchungsobjekt und Umwelt
    • Input- und Output-Schnittstellen zur Umwelt
  3. Input und Output
    • Einwirkungen der Umwelt auf das System: Input
    • Einwirkungen des Systems auf die Umwelt: Output
  4. Systemstruktur
    • Vertikal: Aufteilung in Teil-(Sub-)systeme und nicht weiter (sinnvoll) zerlegbare Elemente
    • Lateral: Beziehungen (Kopplungen) zwischen den Teilsystemen und Elementen
  5. Systemverhalten (als Ganzes)
    Zusammenwirken der Elemente zur Erreichung des Systemziels bzw. Zwecks:
    • Aktionen der Elemente
    • Interaktion zwischen Elementen
    • Interaktionen mit der Systemumwelt

Informationssysteme

System zur Beschaffung, Verarbeitung, Speicherung, Übertragung und Bereitstellung von Informationen.

Komponenten:

Differenzierter Aufbau eines Informationssystems:

Differenzierter Aufbau eines Informationssystem: Modellbank, Planungssprache, Methodenbank, Führungsinfo- und Expertensysteme.

Bildbeschreibung "Differenzierter Aufbau eines Informationssystem": Dreigeteiltes Bild. Mitte: Anwender und Modelbank/Expertensysteme stehen in zweiseitiger Kommunikationsbeziehung. Links: Führungsinformationssystem und Datenbank stehen in zweiseitiger Kommunikationsbeziehung. Das Führungsinformationssystem steht ebenfalls mit beiden Elementen des mittleren Bildbereiches in zweiseitiger Kommunikationsbeziehung, die Datenbank steht noch mit der Modelbank in zweiseitiger Kommunikationsbeziehung. Rechts: Planungssprachen und Methodenbank stehen in zweiseitiger Kommunikationsbeziehung. Die Planungssprachen stehen ebenfalls mit beiden Elementen des mittleren Bildbereiches in zweiseitiger Kommunikationsbeziehung, die Methodenbank steht noch mit der Modelbank in zweiseitiger Kommunikationsbeziehung.

Modellbank:

Verknüpfung einzelner Methoden und Verfahren zu ganzheitlichen Modellen

Planungssprachen:

Entwurf individueller Planungs- und Entscheidungsmodelle

Methodenbank:

alle benutzten Methoden und Verfahren

Führungsinfo-Systeme:

gezielte Datenbankabfragen unter Benutzung geeigneter Modelle und Methoden; Nutzung von Planungssprachen und ggf. Expertensystemen

Expertensysteme:

Verknüpfung von Informationen und Regeln zu abrufbarem Wissen

Topologie von Informationssystemen

Topologie von Informationssystemen

Bildbeschreibung "Topologie von Informationssystemen": Informationssysteme werden unterteilt in die Bereiche Software-Erstellung (Individual-Software, Standard-Software), Integrationsgrad (Spezial-Software, Software-Familien, intern integriert, extern integriert), Anwendungsbereich (Branchen-Software, Funktionsübergreifende Software, Funktionsbezogene Software, Spezialprogramme), Automatisierungsgrad (Vollautomation, Teilautomation, Unterstützung, Registrierung) und Verwendungszweck (Administration, Disposition, Führungsinformation, Planung/Kontrolle).

Einteilung betrieblicher Informationssysteme nach Anwendungsbereichen:

Einteilung betrieblicher Informationssysteme nach Verwendungszweck:

Integration von Informationssystemen

Integration von Informationssystemen

Bildbeschreibung "Integration von Informationssystemen": Zwischen dem Beschaffungsmarkt und dem Absatzmarkt sind Informationssysteme sind sowohl in den Güterstrom als auch den Wertestrom integriert. Dabei werden die Bereiche Entwicklung/Gestaltung, Planung, Marktforschung, Beschaffung, Produktion/Service, Absatz, Zahlungsverkehr, Kalkulation und Rechnungswesen passiert.

Ziele integrierter betrieblicher Informationssysteme:

Merkmale integrierter betrieblicher Informationssysteme:

Grundsätze für integrierte betriebliche Informationssysteme:

Hinweis: In der Regel gilt: Hoher Investitionsaufwand - Späte Nutzeffekte!

Integrationsarten von Informationssystemen:

Unterscheidung der Integration nach

  1. Konzept
    • technisch: Hardware-Komponenten -> Rechnerverbund
    • organisatorisch: von Mitarbeitern auszuführende Aufgaben
    • über Methoden: Abstimmung der Methoden oder Werkzeuge
  2. Richtung
    • horizontal: Teilbereiche entlang der betriebl. Wertschöpfungskette
    • vertikal: Verbindung der Abläufe verschiedener Ebenen
  3. Reichweite
    • intern: innerhalb eines Unternehmens (Abteilung, Bereich, Gesamt-Unternehmen)
    • extern: über Unternehmensgrenzen hinweg -> virtuelle Organisation
  4. Objekt
    • Daten: Nutzung derselben Daten von mehreren Funktionen
    • Funktionen: Zusammenfassung mehrerer Arbeitsschritte
    • Programme: Verknüpfung von Programmabläufen
    • Methoden: Abstimmung der implementierten Methoden / Verfahren
    • Prozesse: Abstimmung der Prozesse unterschiedlicher Bereiche
  5. Intensität
    • Vollautomation: Funktionserfüllung ohne menschliche Intervention
    • Teilautomation: mit menschlichem Eingreifen in begrenztem Umfang

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Architektur

Informationssystem-Architektur

Gesamtheit aller Regeln, Vorschriften und Konzepte, die dem Aufbau eines IV-Systems zugrundeliegen.

Wichtige Aufgabe: Festlegung von Standards.

Verschiedene Sichten auf eine Informationssystem-Architektur:

Anwendungsarchitektur

Einheitliche Richtlinien für die Anwendungsentwicklung hinsichtlich:

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Modellierung

Modellierung:

Prozess der Bildung eines Modells.

Modell:

Systeme, mit deren Hilfe Informationen über andere (reale) Systeme erhalten werden sollen.
Merkmal: Im Hinblick auf einen Zweck vereinfachte Abbildung eines Realitätsausschnittes.

Gegenstand der Modellierung (WI):

Unternehmen, Informationssysteme usw.

Unternehmensmodell:

Abstrahierende Beschreibung der statischen und dynamischen Strukturen und Prozesse eines Unternehmens.
Ziel: Potentiale für eine sinnvolle, mögliche IT-Unterstützung erkennen.

Informationssystemmodell:

Ganzheitliche Beschreibung von betrieblichen Informationssystemen bzw. der gesamten IV eines Unternehmens.

Klassifizierung von betriebswirtschaftlichen Modellen nach der Zielsetzung

Ist- und Soll-Modellierung:

  1. Ist-Modell
    • Nachbild
    • Abbild der realen Welt
  2. Soll-Modell
    • Vorbild
    • zeitlich vor der Realität
    • Abbild zukünftiger Möglichkeiten

(Zyklische) Schritte der Modellierung:

  1. Ausschnitt aus der Realität
  2. aktive (Re-)Konstruktion / Modellierung
  3. Ist-Modell
  4. Phantasie
  5. Soll-Modell
  6. Konstruktion
  7. Realität schaffen / ändern

Klassifizierung von betriebswirtschaftlichen Modellen nach Anwendungsbereich

  1. Konzeptionelle Modelle
    • repräsentiert grundlegende Konzepte
    • stellt abstraktes Schema dar
  2. Implementierungsmodelle
    • an die spezifischen (IV-)Gegebenheiten angepasstes Modell
  3. Referenzmodelle
    Standardisiertes Modell für:
    • Unternehmen einer Branche
    • typische Standard-Geschäftsprozesse

Klassische Unternehmensmodelle

Unternehmensmodell = abstrahierende Beschreibung der statischen und dynamischen Strukturen und Prozesse eines Unternehmens.

Statische Sicht auf die Aufbauorganisation:

Modellierung meist als Organigramm:

Modellierung als Arbeitsablauf- oder Prozessdiagramm (innerhalb der hierarchischen Aufbauorganisation).

Prozessorientierung in der Modellierung:

Geschäftsprozess (Business Process)

Übersicht wichtiger Modellarten

Grundprinzipien der Modellierung:

  1. Modelliere einfach - denke kompliziert!
    • Verwendung einer einfachen Modellierungssprache mit dennoch komplexen Abbildungsmöglichkeiten.
  2. Beginne klein und erweitere!
    • Zuerst mit einem Ausschnitt beginnen, nach und nach ergänzen.
  3. Teile und herrsche, vermeide Mega-Modelle!
    • Dekomposition, d.h. Bildung bzw. Betrachtung von Teilmodellen.
  4. Nutze Metaphern, Analogien und Ähnlichkeiten!
    • Ersetzen von komplizierten Modellteilen durch einfachere, aber ähnliche Modelle.
  5. Verliebe Dich nicht in Daten!
    • Zuerst das Modell erstellen und danach die konkrete Beschaffenheit der zu verarbeitenden Daten einbeziehen.
    • Keine Details aufnehmen, nur weil man die dazugehörigen Daten besitzt.

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Spezielle Konzepte

Aufbau eines künstlichen neuronalen Netzes

Neuronales Netz

Bildbeschreibung "Neuronales Netz": Ein neuronales Netz besteht aus drei Schichten. Schicht 1 = Eingangsschicht, Schicht 2 = Verborgene Schicht (hier auch mehrere Zwischenschichten möglich), Schicht 3 = Ausgangsschicht. In jeder Schicht befinden sich n Elemente, genannt Neuronen. Alle Neuronen zweier nebeneinander liegender Schichten stehen miteinander in Verbindung.

Typische Anwendungsbereiche:

Aufbau eines Expertensystems (XPS)/ wissensbasierten Systems (WBS)

Aufbau eines Expertensystems

Bildbeschreibung "Aufbau eines Expertensystems": Drei Eckpunkte (Anwender, Experte und Datenbank). Links: Der Anwender ist verbunden mit einer Dialogkomponente, diese wiederum mit einer Problemlösungskomponente. Mitte: Die Datenbank stellt eine Wissensbais zur Verfügung, diese wiederum eine Erklärungskomponente. Rechts: Der Experte ist verbunden mit einer Wissenserwerbskomponente sowie der Erklärungskomponente. Die Komponenten der linken wie auch der rechten Seite sind zusätzlich noch mit den Komponenten der Mitte verbunden.

Grundkonzept eines Agentensystems:

Agenten = Selbständig agierende, wissensbasierte Systeme, die auf Umweltsignale reagieren, Verbindungen und Zusammenarbeit autonomer Systeme steuern, Dienste zugänglich machen usw.
Ziel ist die gemeinsame und kooperative Erarbeitung von Problemlösungen.

Agentensystem

Bildbeschreibung "Agentensystem": In einem Netzwerk sind mehrere sogenannte Agenten linienförmig miteinander verbunden. Die Agenten können mit verschiedenen Server, Diensteanbietern, Koordinatoren und virtuellen Knoten außerhalb des Netzwerkes in Verbindung stehen.