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: Entwicklung und Bereitstellung von betrieblichen Informationssystemen: Aufgaben einer Systementwicklung (Systementwicklung (Software Engineering), Zielkategorien bei der Systementwicklung), Grundsätze einer Systementwicklung (Prinzipien der Software-Entwicklung, Begriffe), Phasen der Systementwicklung (Lebenszyklus) (Initialisierungsphase, Analysephase, Entwurfsphase, Realisierungsphase, Phasen und ihre Ergebnisse (Entwicklung Individual-Software)), Vorgehensmodelle (Wasserfallmodell, V-Modell, Prototyping, Spiralmodell, Weitere Vorgehensmodelle), Methoden und Darstellungstechniken (Darstellungstechniken der Ist-Aufnahme, Pflichtenheft, Wichtige Software-Analysemethoden, Wichtige Entwurfsmethoden), Phasenunabhängige Aufgaben (Projekt-Management, Projektorganisation, Projekt-Vorgehensmodell, Qualitäts-Management, Dokumentation), Einsatz von Standard-Software.

  1. Aufgaben einer Systementwicklung
  2. Grundsätze einer Systementwicklung
  3. Phasen der Systementwicklung (Lebenszyklus)
  4. Vorgehensmodelle
  5. Methoden und Darstellungstechniken
  6. Phasenunabhängige Aufgaben
  7. Einsatz von Standard-Software

Aufgaben einer Systementwicklung

Systementwicklung (Software Engineering)

Gesamtheit der Maßnahmen bei Planung, Entwurf und Realisierung eines IV-Systems.

Grundaufgabe:

Dem Anwender ein für seine Zwecke optimales IV-System zur Verfügung zu stellen.

Aufgabenbereiche:

Software-Management:

Zielorientierte Bereitstellung und systematische Verwendung von Prinzipien, Methoden, Notationen und Werkzeugen für die arbeitsteilige, ingenieurmäßige Entwicklung und Anwendung von umfangreichen Software-Systemen.

Qualitätssicherung:

Gesamtheit von angemessenen, aufeinander abgestimmten Qualitätssicherungsmaßnahmen zur Erfüllung vorzugebender Anforderungen and die Qualität eines Produktes, Bausteins oder Herstellungsprozesses.

Zielkategorien bei der Systementwicklung

Aus den allgemeinen Unternehmenszielen abgeleitete Ziele betreffen bestimmte Punkte der Unternehmensstrategie, z.B.

Personenbezogene Ziele betreffen einzelne Personen oder Personengruppen, z.B.

Sachziele betreffen konkrete fachliche Aufgaben und ihre Durchführung, z.B.

Formalziele betreffen die Qualität eines IV-Systems, z.B.

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Grundsätze einer Systementwicklung

Prinzipien der Software-Entwicklung

  1. Abstraktion: Verallgemeinerung, Hervorheben des Wesentlichen
  2. Strukturierung: Anordnung der Teile eines Ganzen, so dass die wesentlichen Merkmale offenbart werden
  3. Hierarchisierung: Rangordnung, Abstufung, Über-/Unterordnung
  4. Modularisierung: Bildung geschlossener Teil-Systeme, die über Schnittstellen kommunizieren
  5. Geheimnisprinzip: Black-Box-Prinzip, Interna von Modulen sind nach außen zu verbergen
  6. Lokalität: benötigte Informationen liegen eng zusammen
  7. Verbalisierung: Gute Namensgebung beschreibt die Bedeutung von Dingen/Sachverhalten

Begriffe

Methoden:

Vorschriften und Vorgehensweisen, die entsprechend bestimmter Prinzipien planmäßig zum Erreichen festgelegter Ziele angewandt werden
zugehörig: Notation, Verfahren, Überprüfungsregeln

Verfahren:

Ausführbare Anweisungen zum gezielten Einsatz von Methoden

Konzepte:

dient der Erfassung und Modellierung von Sachverhalten nach verschiedenen Gesichtspunkten

Notationen:

ermöglichen Darstellung von Sachverhalten durch Symbole

Paradigma:

Denkmuster, wissenschaftliches Weltbild
Paradigmen der Software-Technik: das strukturierte, das objektorientierte, das wissensbasierte Paradigma

Anforderungen bei der Systementwicklung an:

Anforderungen bei der Systementwicklung

Bildbeschreibung "Anforderungen bei der Systementwicklung": Anforderungen bestehen an allgemeine Eigenschaften (wirtschaftlich, produktiv, zuverlässig, Problem-adäquat, minimale Fehlerwahrscheinlickeit), den Aufbau von Informationsverarbeitungssystemen (funktional, konsistent, modular, kompatibel, parametrisierbar), den Betrieb von Informationsverarbeitungssystemen (effizient, änderbar, erweiterbar, wartbar), die Nutzung von Informationsverarbeitungssystemen (robust, selbsterklärend, benutzerfreundlich), das organisatorische Konzept (abgegrenzt, Schnittstellen) und den Prozess der Systemüberwachung (Akzeptanz, Standards, Werkzeuge, Anwenderbeteiligung, Mehrfachverwendung).

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Phasen der Systementwicklung (Lebenszyklus)

Initialisierungsphase:

Analysephase:

Entwurfsphase:

  1. Individual-Software
    • Organisationsentwurf
    • Software-Entwurf (Architektur, Komponenten)
    • Hardware-/System-Software-Konfiguration
  2. Standard-Software
    • Organisationsentwurf
    • Angebotseinholung / Software-Auswahl
    • Hardware-/System-Software-Konfiguration

Realisierungsphase:

  1. Individual-Software
    • Programmierung
    • Test
    • Freigabe
  2. Standard-Software
    • Software-Beschaffung
    • Software-Installation

Einführungsphase:

  1. Individual-Software
    • Reorganisation / Implementierung
    • Abnahme / Inbetriebnahme
  2. Standard-Software
    • eorganisation / Customizing
    • Umstellung / Abnahme / Inbetriebnahme

Nutzungsphase:

Initialisierungsphase

Analysephase

Ziel der Analysephase ist die Sammlung aller Informationen, die für Planung und Realisierung des geplanten IV-Systems von Bedeutung sind, also z.B. Informationen über Arbeitsabläufe, Ausbaustrukturen, Organisationskonzepte, Aufgaben, Methoden bzw. Verfahren, Datenstrukturen und Datenflüsse.

Die Analysephase schafft damit die Grundlagen für die weiteren Phasen in der Systementwicklung.

Aufgabenbereiche:

Ist-Zustands-Analyse:

  1. Erfassung des Ist-Zustandes oder Ist-Aufnahme
    Fragenbeispiele:
    • Welche Ziele werden verfolgt?
    • Welche Arbeitsgänge kommen in welcher Reihenfolge vor?
    • Welche Daten / Informationen werden verarbeitet?
    • Wo entstehen die Daten, wie werden sie erfasst und übertragen?
    • Welche Schnittstellen bestehen zu anderen Systemen / Bereichen?
    • Welche Qualifikation haben die Mitarbeiter?
    • Welche organisatorischen Regelungen existieren?
    Erhebungstechniken: Vorhandene Unterlagen, Fragebogen, Interview, Beobachtung, Selbstaufschreibung, Konferenz
  2. Beschreibung des Ist-Zustandes
  3. Analyse des Ist-Zustandes auf Schwachstellen und Mängel
  4. Bewertung des Ist-Zustandes im Hinblick auf Verbesserungen

Soll-Zustands-Analyse:

Ziel: detaillierte Beschreibung aller Anforderungen an das System.

Aufgabenbereiche:

Entwurfsphase

Realisierungsphase

  1. Realisierung und Implementierung des Datenmodells
  2. Programmierung und Programmtest (Modultest)
    • Erstellen von Modulbeschreibungen (z.B. als Pseudocode, Struktogramm, Programmablaufplan)
    • Codierung des Programms in einer Programmiersprache
    • Umwandlung der Quellprogramme in Objektprogramme
    • Überprüfen der Programmlogik mit Hilfe von Testdaten und evtl. Korrektur des Programms
      White-Box-Test: Überprüfung der Befehle und Befehlsfolgen
      Black-Box-Test: Überprüfung der Funktion mit Testdaten
  3. Freigabe nach Programm- und Integrationstest

Phasen und ihre Ergebnisse (Entwicklung Individual-Software)

Initialisierung:

Analyse:

Entwurf:

Realisierung:

Einführung:

Nutzung:

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Vorgehensmodelle

Ein Vorgehensmodell bildet das Vorgehen bei der Entwicklung auf der Basis von Beschreibungen und Anleitungen aus verschiedenen Sichten ab:

Vorgehensmodell

Bildbeschreibung "Vorgehensmodell": Das Bild ist unterteilt in vier Bereiche: Das Vorgehensmodell, das Rollenmodell, Methoden und Werkzeuge, Tätigkeitsbereiche. Das Vorgehensmodell definiert das Rollenmodell und gibt Methoden und Werkzeuge vor. Das Rollenmodell ist den Tätigkeitsbereichen zugeordnet, das Vorgehensmodell definiert Regeln für die Tätigkeitsbereiche und die Methoden und Werkzeuge unterstützen die Tätigkeitsbereiche. Die Tätigkeitsbereiche beinhalten Projekt-Management, Konfigurationsmanagment, Qualitäts-Management und Systementwicklung. Diese wiederum sind als Aktivitäten und Ereignisse definiert.

Wasserfallmodell

Wasserfallmodell

Bildbeschreibung "Wasserfallmodell": Bei dem Wasserfallmodell handelt es sich um einen sequentieller Ablauf. Folgende Phasen sind (in nachgenannter Reihenfolge) Teil des Wasserfallmodells: Initialisierung, Analyse, Entwurf, Realisierung, Einführung, Nutzung.

V-Modell

Entstanden im Auftrage des Bundes und eingeführt für Projekte öffentlicher Auftraggeber, aber auch in der Wirtschaft.

V-Modell

Bildbeschreibung "V-Modell": Das V-Modell hat, wie der Name schon sagt, die Form eines "V". An der linken Seite stehen, abwärts angeordnet: Anforderungsdefinition, Grobentwurf, Feinentwurf und Modulimplementation. Dem folgen ablauftechnisch an der rechten Seite aufwärts angeordnet: Modultest, Integrationstest, Systemtest und Abnahmetest. Von der Anforderungsdefinition werden Anwendungsszenarien direkt an den Abnahmetest geleitet. Vom Grobentwurf werden Testfälle direkt an den Systemtest gegeben, ebenso wie vom Feinentwurf zum Integrationstest und von der Modulimplementation zum Modultest. Kommunikationsschritte können sowohl von der linken oberen Seite des "V" aus startend durchlaufen werden als auch von der rechten oberen Seite startend.

Prototyping

Einsatz bei folgenden Voraussetzungen:

Arten von Prototypen:

Schichtenarchitektur:

Prototyping

Bildbeschreibung "Prototyping": Reihenfolge der zu durchlaufenden Abschnitte: Entwurf, Konzept, Realisierung, Pilotsystem, "...?...", Endgültiges System. An der durch "...?..." gekennzeichneten Stelle kann es zu Rückschritten zu den Phasen Konzept oder Realisierung kommen.

Spiralmodell

Vorrangig bestimmt durch Risiken.

Zu Beginn eines jeden Zyklus wird eine Risikoanalyse durchgeführt und abhängig davon das weitere Vorgehen festgelegt.

Erfordert hohen Management-Aufwand, da in jedem Zyklus neu entschieden werden muss, wie weiter vorgegangen werden soll.

Weitere Vorgehensmodelle

Evolutionäres Modell:

Inkrementelles Modell:

Nebenläufiges Modell:

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Methoden und Darstellungstechniken

Darstellungstechniken der Ist-Aufnahme

Pflichtenheft

In einem Pflichtenheft werden festgehalten alle für ein IV-System zu beachtenden:

Die konkrete Ausgestaltung eines Pflichtenhefts kann sehr unterschiedlich sein und hängt hauptsächlich von der jeweiligen Situation ab (z.B. Entwicklung / Standard-Software).

Sehr häufig sind Pflichtenhefte auch Bestandteil von Verträgen.

Wichtige Inhalte:

Wichtige Software-Analysemethoden

SADT Aktivitätenmodell:

Aktivitätenmodell

Bildbeschreibung "Aktivitätenmodell": Betroffen sind Eingabedaten, Ausgabedaten, Steuerungsdaten und der Mechanismus, die durch eine Aktivität verarbeitet werden.

Strukturierte Analyse (SA):

Datenflussdiagramme (Data Flow Diagrams)

Data Dictionaries

Beispiel SA: Data Flow Diagram (DFD)

Bildbeschreibung "BeispielSA: Data Flow Diagram (DFD)": Aktionen in dem Beispiel sind: Sperren aktualisieren (eingehend: sperren; ausgehend: sperren), EC-Verfügung durchführen (eingehend: sperren, EC-Karte, Betrag; ausgehend: Belege, Buchungssätze), Datenträger für Bank (eingehend: Buchungssätze; ausgehend: Datenträger).

Data Dictionary Eintrag für Datenfluss "EC-Karte":
EC-Karte = EC-Kartennummer + Bankleitzahl + Kontonummer + (Vorname) + Name + 0 {Datum+Zeit+Betrag} 3

Objektorientierter Ansatz:

Objekt = ein sich auf Phänomene der realen oder abstrakten Welt beziehende abgeschlossene Einheit, die intern lokale Daten besitzt.

Zu einem Objekt gehören

Mit anderen Objekten kommunizieren Objekte durch Mitteilungen, die Methoden auslösen.

Objektorientierter Ansatz

Bildbeschreibung "Objektorientierter Ansatz": Objekt 1 = Auftrag (Eigenschaften: Auftragsnummer, Kundennummer; Methoden: Auftrag neu anlegen, Auftrag ändern). Objekt 2 = Kunde (Eigenschaften: Kundennummer, Anschrift mit Name, Straße und Ort; Methoden: Kunde neu anlegen, Anschrift auswählen). Objekt "Auftrag" kommuniziert beispielsweise mit Objekt "Kunde", indem es eine die Methode "Anschrift auswählen" auslösende Mitteilung mit Angabe der Kundennummer sendet.

Charakteristika des objektorientierten Ansatzes:

Wichtige Entwurfsmethoden

Strukturiertes Design:

Strukturiertes Design

Bildbeschreibung "Strukturiertes Design": "Menü Kundenverwaltung" wird unterteilt in "Formular Kunde" und "Bericht Kunde". "Formular Kunde" wird erneut unterteilt in "Aktualisieren" und "Umsatzrabatt", "Bericht Kunde" in "Seitenansicht" und "Drucken".

Pseudo-Code und strukturierte Konstrukte:

  1. Reihung (Sequenz)
    Sequentielle Folge von Operationen ohne Bedingung
    Beispiel:

    BEGIN
    Anweisungen
    END

  2. Verzweigung (Auswahl, Selektion)
    Ausführung von alternativen Programmoptionen aufgrund einer Bedingung
    Beispiel:

    IF Bedingung THEN
    Anweisungen1
    ELSE
    Anweisungen2
    ENDIF

  3. Wiederholung (Iteration, Repetition)
    Zyklische Wiederholung von Operationen; Anzahl wird durch eine Bedingung bestimmt
    Beispiel:

    WHILE Bedingung DO
    Anweisungen
    ENDWHILE
    DO
    Anweisungen
    WHILE Bedingung

Unified Modeling Language (UML):

... ist industrieller Quasi-Standard bei der objektorientierten Software-Entwicklung.
... erlaubt die Beschreibung sowohl von Software als auch von Geschäftsprozessen.
... hat folgende Ziele:

... bietet eine Vielzahl an graphischen Darstellungstechniken, mit denen komplexe Systeme umfassend modelliert werden können.

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Phasenunabhängige Aufgaben

Projekt-Management

Projekt (DIN 69901) = Ein Projekt ist ein Vorhaben, das im wesentlichen durch die Einmaligkeit der Bedingungen in ihrer Gesamtheit gekennzeichnet ist, wie z.B.

Projekt-Management (DIN 69901):

Gesamtheit von Führungsaufgaben, -organisation, -techniken und -mittel für die Abwicklung eines Projektes.

Projektorganisation

Lenkungsausschuss:

Projekt-Management:

Projektteam:

Projekt-Vorgehensmodell

  1. Projektplanung
    - Kick-off
    - Projektstruktur (Arbeitspakete, Aktivitäten)
    - Projektaufwand, -kosten und -termine
    • Projektaufwand: Summe der Aufwände für die Arbeitspakete
    • Ressourcenplanung
    • Kostenplan: Bewertung der Ressourcen mit Kostensätzen
    • Projektablaufplan: Netzplan mit Abhängigkeiten der Aktivitäten
  2. Projektrealisation
    • Projektarbeit: sukzessive Fertigstellung der Arbeitspakete
    • Projektdokumentation und Projektberichtswesen
    • Projektsteuerung (Inhalte, Kosten, Termine)
  3. Projektbeendigung
    • Projektende: Abnahme, Übergabe, Close-down, Bewertung
    • Projektabbruch: aus Projektumgebungsfaktoren, z.B. wegen Veränderung wirtschaftl. / strategischer Grundlagen

Qualitäts-Management

Qualitäts-Management umfasst alle vorbeugenden, kontrollierenden und nachbessernden Maßnahmen im Rahmen einer Systementwicklung, die konkret auf die Erreichung von Qualität ausgerichtet sind.

Aufgabenbereiche:

  1. Qualitätsplanung:
    vorbereitende, vorbeugende Maßnahmen zur Erfüllung der Qualitätsanforderungen
  2. Qualitätssteuerung:
    operative Techniken und Tätigkeiten
  3. Qualitätskontrolle:
    kontrollierende und ggf. nachbessernde Maßnahmen

Ein Qualitätsmerkmal ist eine an einem Objekt feststellbare qualitative oder quantitative Eigenschaft, durch die gleichartige Qualitätsobjekte unterschieden werden können und die für die Messung, Beurteilung oder Bewertung von Qualität herangezogen werden kann.

Dokumentation

Richtlinien in

Systemdokumentation:

Benutzerdokumentation:

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Einsatz von Standard-Software

Vorteile des Einsatzes von Standard-Software:

Nachteile des Einsatzes von Standard-Software:

Vor- und Nachteile beim Einsatz von Standardsoftware

Bildbeschreibung "Vor- und Nachteile beim Einsatz von Standard-Software": Ist Standard-Software nicht oder nur gering anpassbar, dann kommt es zu organisatorischer Anpassung. Ist Standard-Software anpassbar, so kommt es zu technischer Anpassung (Customizing). Diese ist unterteilbar in Parameter, Tools (Masken-/Listengenerator), Konfigurierung (Module) und Anpassungsprogrammierung.

Einführungsstrategien von Standard-Software

Zentrierung:

Terminierung: