Modellierung betrieblicher Informationssysteme

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis II Abbildungsverzeichnis III

1 Einführung und Gang der Arbeit

2 Begriffsbestimmung
2.1 Definition
2.2 Zweck der Modellierung und Rolle im Software-Entwicklungsprozeß

3 Basistechniken und Sichtweisen der Modellierung
3.1 Allgemeines
3.1.1 Anforderungen an Modellierungstechniken
3.1.2 Wesen und Funktion der Sichteneinteilung
3.2 ARIS-Sichten
3.3 Mehrdimensionales Konzept und die dazugehörigen Techniken

4 Objektorientierte Software-Entwicklung mit der Unified Modeling Language
4.1 Grundbegriffe der Objektorientierung
4.2 Die Unified Modeling Language (UML)

5 Schlußbetrachtung
5.1 Bedeutung der Modellierung von Informationssystemen in der Zukunft
5.2 Beurteilung der objektorientierten Modellierung

Literaturverzeichnis

Anhang

Ehrenwörtliche Erklärung

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Übersicht - Definitionen

Abbildung 2 Komponenten des Informationssystems

Abbildung 3 Anforderungen an Modellierungssprachen

Abbildung 4 Anforderungen an die Basistechniken

Abbildung 5 ARIS-Sichten

Abbildung 6 Überblick über Basiskonzepte der Software-Entwicklung

Abbildung 7 Einsatz der Basiskonzepte in verschiedenen Phasen der Software-Entwicklung

Abbildung 8 Symbole zur Beschreibung von Data-Dictionary-Einträgen

Abbildung 9 Beispiele für Data-Dictionary-Einträge

Abbildung 10 Datenstrukturen aus Abb. 9 als Jackson-Diagramme

Abbildung 11 Notation ER-Diagramm - Beispiel

Abbildung 12 Beispiel - Vererbung Ober- und Unterklassen

Abbildung 13 Beziehungen zwischen Objekten in Form einer Aggregation

Abbildung 14 Anwendungsfalldiagramm - Beispiel

Abbildung 15 Zustandsdiagramm - Beispiel

1 Einführung und Gang der Arbeit

Die Bedeutung von Software zur Unterstützung und zur Koordination betrieblicher Informationssysteme ist in den letzten zehn Jahren kontinuierlich gestiegen. Dazu geführt haben u.a. die Entfaltung von Anwendungssoftware zu einem eigenständigen Wirtschaftsgut, da die Softwarekosten heute bei weitem die der Hardware übersteigen, die wachsende Komplexität der Aufgaben eines Informationssystems und folglich auch der Software, sowie zunehmende Qualitätsanforderungen an diese.¹

Ihre Modellierung entscheidet über die Zuverlässigkeit, Anwendbarkeit und Stabilität eines Systems. Die Modellierung stabiler, systemunabhängiger und anwendungsneutraler Datenmodelle im Rahmen der Entwicklung von Anwendungssoftware stellt deshalb die Grundlage für ein effizientes, kostengünstiges und vielseitig verwendbares Informationssystem dar.² Informationssysteme spielen in betrieblichen Zusammenhängen eine entscheidende Rolle, weil sie Informationen zur Erfüllung der Aufgaben eines Unternehmens bereitstellen.

Diese Arbeit erläutert die Stellung der Modellierung innerhalb des Software-Entwicklungs- prozesses und die angewandten Techniken. Zunächst erfolgt eine Definition von ,,Modellierung" und ,,Informationssystem", sowie der damit verbundenen Begriffe. Anschließend wird die Stellung der Modellierung im Prozess der Systementwicklung untersucht. Punkt 3 stellt zwei Sichtenkonzepte der Modellierung vor und zeigt die zur Modellbildung benötigten Methoden und Werkzeuge sowie deren Anwendungsbereiche auf. Im vierten Abschnitt geht die wissenschaftliche Abhandlung insbesondere auf die objektorientierte Modellierung und die Objektmodellierungssprache UML (Unified Modeling Language) ein. Den Abschluß bilden eine kritische Betrachtung der Objektorientierten Sichtweise, sowie ein Ausblick über die Zukunft dieser Methode und der Modellierung im allgemeinen.

2 Begriffsbestimmung

2.1 Definition

Zum besseren Verständnis der Thematik und ihrer Merkmale erfolgt zunächst eine einzelne Erklärung der verwendeten Begriffe:

Modell ,,Ein Abbild eines bereits real existierenden oder geplanten oder gedachten Objekts oder Systems."Krückeberg/ Spaniol (1990): Lexikon der Informatik und Informationstechnik, S. 403

Modellierung ,,Mit Modellierung bezeichnet man die Entwicklung eines Modells."

Heinken (1997): Objektorientierte Modellierung von Online Transaktionen, S. 4

,,Beschreibung aller relevanten Aspekte eines zu entwickelnden/ wartenden/ migrierenden Informationssystems in einer Beschreibungssprache."Desel (1999a): Angewandte Informatik I, S. 1 System ,,Ein System besteht aus einer Menge von Elementen, die über Beziehungen für die Erreichung eines bestimmten Ziels oder Zwecks interagieren. (...) Ein System kommuniziert und interagiert üblicherweise mit seiner Umwelt, ist aber klar abgegrenzt ." Schwarze (1997): Einführung in die Wirtschaftsinformatik, S. 146

,,Ausschnitt aus der realen oder gedanklichen Welt, bestehend aus Systemkomponenten bzw. Subsystemen, die untereinander in verschiedenen Beziehungen stehen können."Balzert (1996): Lehrbuch der Softwareentwicklung, S. 46

Information ,,Information ist Kenntnis von Tatsachen, Ereignissen, Abläufen etc."

Zilahi-Szab ó (1998): Lehrbuch Wirtschaftsinformatik, S. 4

Informationssystem

,,Informationssysteme sind Softwaresysteme zur Speicherung, Wiedergewinnung, Verknüpfung und Auswertung von

Informationen. Engesser (1993): Duden-Informatik, S. 274

,,Ein Informationssystem ist ein nach organisatorischen und technischen Prinzipien zusammengefaßtes Ganzes von Informations- und Kommunikationsbeziehungen zwischen Menschen und Maschinen, die Informationen erzeugen, benutzen, ausgeben und vernichten"

Krückeberg/ Spaniol (1990): Lexikon der Informatik und Kommunikationstechnik, S. 301

Betriebliches ,,Ein betriebliches Informationssystem dient der Abbildung der Informationssystem Leistungsprozesse und Austauschbeziehungen im Betrieb, sowie zwischen dem Betrieb und seiner Umwelt."Zilahi-Szab ó (1998): Lehrbuch Wirtschaftsinformatik, S. 301

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Übersicht - Definitionen

Die Modellierung beschreibt folglich die Abbildung eines in der Realität existierenden

Objektes in einem Modell, gleich ob materieller, gedanklicher oder virtueller Art. Modelliert werden Daten, Unternehmensprozesse sowie die dazugehörigen Strukturen und Regeln. Die Datenmodellierung bildet die Grundlage für den Entwurf eines Informationssystems bzw.

eines Datenbanksystems³, welches die Unternehmensprozesse maßgeblich bestimmt. Dies beinhaltet eine genaue Beschreibung von Strukturen, Beziehungen und Wertebereichen, welche die Daten im System annehmen sollen.

Betriebliche Informationssysteme dienen der Aufgabenerfüllung von Personen und Organisationen.⁴ Sie erfassen, verarbeiten und sammeln Informationen und versenden sie an die jeweiligen Adressaten. Diese haben Zugang zu denjenigen Informationen, die sie benötigen, um Prognosen und Planungen zu erstellen, sowie Entscheidungen zu treffen. Ein betriebliches Informationssystem bietet seinen Benutzern Hilfestellungen bei der Wahrnehmung und Erfüllung ihrer Aufgaben.⁵,,Informationssysteme gibt es auf unterschiedlichem Niveau, d. h. von der reinen Bereitstellung von Informationen über die zusätzliche Verfügbarkeit von Erklärungen bis hin zu Entscheidungsvorschlägen für den Anwender. Für derartige Systeme wird häufig der Begriff Entscheidungsunterstützungssystem (Decision-Support-System, DSS) verwendet."⁶ Abbildung 2 veranschaulicht die Komponenten eines Informationssystems.

2.2 Zweck der Modellierung und Rolle im Software-Entwicklungsprozeß

Wie bereits in der Einführung erwähnt, nimmt die Modellierung im Prozeß des Software- Engineerings einen bedeutenden Rang ein. Treten Fehler in einer sehr frühen Phase auf, bedarf es eines hohen Aufwands, sie in späteren Phasen zu entfernen. Sowohl eine genaue Anforderungsdefinition als auch eine gute Modellierung entscheiden über den Erfolg eines Projekts.⁷

Die Modellierung von Informationssystemen findet überwiegend in der Definitionsphase der Software-Entwicklung statt.⁸ Nach Abschluß der Planung sowie der Anforderungsdefinition⁹ soll sie anhand der dabei formulierten Anforderungen eine Lösung entwickeln. Die Modellbildung¹⁰ dient u.a. der Analyse und Reorganisation von Informationssystemen in Kommunikation mit den Anwendern, ebenso Dokumentationszwecken, der Planung des Ressourceneinsatzes, Entwurfs- und Wartungszwecken u.s.w. Die mit der Modellierung beauftragten Systemanalytiker müssen Rücksicht auf die Bedürfnisse der Anwender, auf Systemumgebungen, geographische Verhältnisse und unternehmens- bzw. betriebspolitische Aspekte, wie z.B. vorhandene Ressourcen, nehmen.

3 Basistechniken und Sichtweisen der Modellierung

3.1 Allgemeines

3.1.1 Anforderungen an Modellierungstechniken

Techniken zur Unterstützung der Modellierung unterliegen bestimmten Anforderungen. Ob die Modellierungskonstrukte angemessen sind, hängt zum einen von der Sichtweise ab, also von den Kunden, Anwendern, Analytikern, Designern und Programmierern, zum anderen vom Zweck, d.h. ob das Modell einer Anforderungsanalyse, Entwurfszwecken, der Codierung oder der Dokumentation dient.¹¹ Die Abbildungen 4 und 5 enthalten je eine Auflistung der wichtigsten Anforderungen, die eine Modellierungssprache bzw. Basistechnik erfüllen sollte.

Die heute in der Wirtschaftsinformatik verwendeten Methoden lassen sich auf wenige Basistechniken zurückführen. Techniken unterscheiden sich von Methoden, welche planmäßige und zielgerichtete Vorgehensweisen sind, indem sie als Beschreibungsformalismen fungieren. Der Einsatz der Basistechniken vollzieht sich mit unterschiedlicher Semantik und zu verschiedenen Zwecken.¹² Abbildung 6 veranschaulicht die Zuordnung der Techniken zu den oben bereits vorgestellten Sichtweisen und Abbildung 7 teilt sie nach Verwendung in den Phasen der Software-Entwicklung ein. In Abschnitt 3.3

findet eine Zuordnung ausgewählter gängiger Techniken zu den jeweiligen Betrachtungsweisen, in denen sie ihre Anwendung finden, statt.

3.1.2 Wesen und Funktion der Sichteneinteilung

,,Modelliert man ein System müssen verschiedene Sichten und ihre Zusammenhänge beschrieben werden."¹³ Die hohe Komplexität der heutigen Unternehmensprozesse zwingt Unternehmen bei der Entwicklung von Informationssystemen dazu, den Gesamtzusammenhang in einzelne Betrachtungsfelder zu zerlegen.¹⁴ Diese stellen jeweils wiederum eigene Modellierungs- und Entwurfsfelder dar. Die Sichtenzerlegung ermöglicht die Anwendung speziell zugeschnittener Methoden für die Beschreibung ihrer jeweiligen Inhalte und somit auch die Vernachlässigung der Beziehungen und Zusammenhänge der einzelnen Konzepte untereinander.¹⁵ Nach der Modellierung gilt es, die Beziehungen zwischen den Betrachtungsebenen wiederherzustellen und redundanzfrei zu einer Gesamtbetrachtung der Prozessketten zusammenzuführen.¹⁶

Es existieren in der Wissenschaft unterschiedliche Konzepte über die Sichtweisen, innerhalb derer eine Modellierung durchgeführt werden soll. Die folgenden Ausführungen stellen zwei dieser Entwürfe vor: Die Sichtweisen im ARIS-Konzept¹⁷ von A.W. Scheer, sowie eine mehrdimensionale Version kombiniert aus den Ansätzen von H.-P. Bullinger und K.-P. Fähnrich bzw. H. Balzert.

3.2 ARIS-Sichten

Bei Scheer¹⁸ bildet ein Unternehmensprozeß mit den Komponenten Vorgänge, Ereignisse, Zustände, Bearbeiter, Organisationseinheiten und Ressourcen der Informationstechnik den Ausgangspunkt. Zur Reduktion der Prozeßkomplexität findet eine Zerlegung in Sichten statt, die jeweils eigene Modellierungsfelder darstellen. Die Beziehungen innerhalb der Komponenten sind sehr hoch, zwischen den Komponenten besteht jedoch eine sehr lose Kopplung. Die ARIS-Sichten und ihre Inhalte zeigt Abbildung 3.

3.3 Mehrdimensionales Konzept und die dazugehörigen Techniken

Dieses Sichtenkonzept unterscheidet sich nicht im wesentlichen vom ARIS-Konzept. Es besteht laut Bullinger/ Fähnrich aus der funktionsorientierten, ereignisorientierten, datenorientierten und objektorientierten Modellierung. Balzert erweitert dieses Konzept um die algorithmische, regelbasierte sowie zustandsorientierte Sichtweise, wobei er auf die ereignisorientierte verzichtet.¹⁹

Die funktionsorientierte Betrachtung beschreibt die Funktionen, die ein System erfüllen soll. Ausgehend von Hauptfunktionen erfolgt eine schrittweise Aufschlüsselung in die jeweiligen Teil- und Unterfunktionen und eine gleichzeitige Modellierung der Anwendungsdaten. Durch die Stapelung der Datenmengen besteht meistens keine Gesamtsicht auf die im System vorhandenen Daten.²⁰

Die Zerlegung von Funktionen in Teilfunktionen führt zu einem Funktionsbaum. Er veranschaulicht die statische oder dynamische Hierarchie von Funktionen, Diagrammen, Modulen, etc. Eine weitere funktionsorientierte Methode ist das Datenflußdiagramm. Es enthält Funktionen in Form von Prozessen und Transformationen, sowie deren Verarbeitung. Der Datenflußplan dokumentiert den Fluß der Daten durch das Verarbeitungssystem.

Die ereignisorientierte Modellierung versucht, Schwachstellen der funktionsorientierten Modellierung zu beseitigen. Ein System reagiert auf ein Ereignis, das von außen an es herantritt. Dies beruht auf der Ansicht, daß eine gemeinsame Modellierung von Funktionen und Daten ein hohes Maß an Ressourcen beansprucht. Hinzu kommt die Einführung von externen Geschäftsvorfällen, welche die Systembearbeitung steuern. Die ereignisorientierte Modellierung orientiert sich somit an der dialogorientierten Arbeitsweise, wie sie Beginn der 80er Jahre propagiert wurde.

Datenorientierte Methoden spielen bei der Modellbildung eine übergeordnete Rolle und finden in der Praxis häufige Anwendung.²¹ Die Grundlagen hierfür stammen aus dem Datenbankentwurf. Zur Abbildung der Daten in einer physikalischen Datenbank existieren klassische Datenmodelle. Zur Illustration zusätzlicher Abstraktionsmechanismen für die darstellungsunabhängige Beschreibung der Informationsstruktur einer Anwendung entstanden die semantischen Datenmodelle, zu denen unter anderem das ER-Modell²² gehört. Sie beschreiben die Struktur der einzelnen Daten und deren Beziehungen zueinander.²³ Weitere Abstraktionsmechanismen, wie Generalisierung/ Spezialisierung, Aggregation, Klassifizierung und Gruppierung²⁴, helfen, komplexe semantische Strukturen der Elemente im Anwendungsbereich abzubilden.

Der Data Dictionary (DD) enthält, als eine Ausprägung der datenorientierten Methoden, Informationen über die Strukturen der Daten, deren Eigenschaften sowie deren Verwendungen. Die Jackson-Methode legt Daten- und Funktionsstrukturen als Hierarchien aus und hebt deren Analogien besonders hervor. Während die Jackson-Methode sich einer grafischen Notation bedient, kann ein Data Dictionary textuell beschrieben werden. Die Abbildungen 8, 9 und 10 zeigen ein Beispiel für die Darstellung anhand eines Data Dictionary und der Jackson-Methode. Die am häufigsten verwendete datenorientierte Methode ist das ER-Modell. Es schildert statische Relationen zwischen Entitäten innerhalb einer Datenbank. Mehrere Entitäten gleichen Typs bilden eine Entitätsmenge. Zwischen Entitäten herrschen Relationen (Beziehungen), ,,eine Relationsmenge ist eine eindeutig benannte Kollektion von Relationen gleichen Typs".²⁵ Kardinalitäten²⁶ geben die Art dieser Relationen wieder. Beispielsweise können bei einer 1:m-Relation jeder Entität der Menge 1 beliebig viele Entitäten der Menge 2 zugeordnet werden. Sowohl Entitätsmengen als auch Relationsmengen besitzen Attribute (Eigenschaften). Schlüsselattribute dienen der eindeutigen Identifikation der Entitätsmengen. Ein vereinfachtes ER-Modell enthält Abbildung 11.

Die Arbeit verzichtet an dieser Stelle auf die Darstellung der objektorientierten Modellierung, weil eine genaue Ausführung in Abschnitt 4.1 folgt.

Algorithmische Techniken konzentrieren sich auf den Algorithmus einer Funktion. ,,Ein Algorithmus ist eine Verarbeitungsvorschrift zur Lösung eines klar definierten und begrenzten Problems und besteht aus mehreren elementaren Schritten, die in einer bestimmten Reihenfolge durchzuführen sind, wobei Wahlmöglichkeiten und Verzweigungen zugelassen sind."²⁷ Sie verwenden Kontrollstrukturen, welche aus den Elementen Sequenz, Wiederholung sowie Auswahl bestehen und steuern den Ablauf eines Algorithmus. Der Pseudocode, welcher in einer beliebigen, vom Computer nicht direkt verständlichen Sprache verfaßt ist, und das Struktogramm symbolisieren Ausprägungen dieser Sichtweise.

Hinzu kommen die regelbasierte Sicht sowie die zustandsorientierte Sicht. Regelbasierte Techniken sind bspw. Entscheidungstabellen und Regeln, zu den zustandsorientierten Techniken gehören der Zustandsautomat und die Petri-Netze. Entscheidungstabellen ermöglichen eine eindeutige tabellarische Zuordnung von Bedingungen und Maßnahmen in Entscheidungssituationen. Sie stellen formalisierte Entscheidungsprozesse in übersichtlicher

Form dar. Hingegen eignen sich ,,Petri-Netze zur Modellierung, Analyse und Simulation von dynamischen Systemen mit nebenläufigen und nichtdeterministischen Vorgängen."²⁸

4 Objektorientierte Software-Entwicklung mit der Unified Modeling Language

4.1 Grundbegriffe der Objektorientierung

Das Paradigma der Objektorientierung nimmt einen immer höheren Rang nicht nur in der Programmierung, sondern zunehmend auch im Bereich der Informationsanalyse und des Designs und der praktischen Umsetzung von Informationssystemen ein.²⁹ Zentrale Datenstrukturen in Betrieben, wie z.B. in Numerierungssystemen festgelegt, zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer aus. Werden Änderungen im organisatorischen Umfeld vorgenommen, beeinflußt dies eher funktionale oder prozeßorientierte Aspekte eines Informationssystems.

Die objektorientierte Modellierung sieht Daten nicht mehr als Ein- und Ausgabedaten für Funktionen, sondern als eine operativ einzusetzende Einheit.³⁰ Sie beabsichtigt, Umweltsachverhalte anhand eines Datenkonstruktes zu modellieren, welches sowohl das Verhalten als auch die Struktur berücksichtigt. Objekte stellen Dinge aus der realen Welt dar, die einen Zustand (Attribute) und bestimmte Funktionen besitzen, anhand derer sie mit ihrer Umwelt in Kontakt treten können (Verhalten).³¹ Dieser Ansatz verwirklicht Konzepte, wie Klassifizierung und Vererbung. Eine Methode zur Darstellung der objektorientierten Sichtweise ist die im nächsten Abschnitt erläuterte Beschreibungssprache UML.³²

Die besondere Vorgehensweise der objektorientierten Modellierung gestaltet sich wie folgt: Auf die Identifikation der Objekte anhand einer einfachen Beschreibung des Systems schließt sich eine Definition der Beziehungen (Relationen) zwischen diesen Objekten an. Daraufhin werden ihre Attribute (Eigenschaften) festgelegt und gleichartige Objekte in Klassen zusammengefaßt. ,,Eine Klasse ist ein Bauplan oder ein Prototyp, der die allen Objekten gemeinsamen Variablen und Methoden definiert."³³ Die Vererbung von Eigenschaften der Oberklasse (Superclass) an die Unterklasse (Subclass) kann eine Vereinfachung des Modells und somit eine Reduktion der Komplexität erreichen.³⁴ Dies geschieht innerhalb eines iterativen Prozesses mit ständiger Verbesserung und Verfeinerung des Modells.

Klassen verfügen ebenfalls über Attribute, Operationen (Verhalten) und Zusicherungen³⁵ und können hierarchisch gegliedert werden. Assoziationen stellen Beziehungen zwischen verschiedenen Elementen einer Klasse dar. Eine Variante der Assoziationen, die Aggregation³⁶, besteht zwischen zwei oder mehreren Objekten, wenn das eine Objekt die Gesamtheit, die anderen den Teil des Ganzen beschreiben. Objekte kommunizieren untereinander per Nachrichtenversendung.³⁷ Eine Nachricht setzt sich aus drei Komponenten zusammen:

- Aus dem Objekt, das die Nachricht erhält,
- aus der Bezeichnung/ dem Namen des Verhaltens,
- und aus den notwendigen Parametern für das Verhalten.³⁸

4.2 Die Unified Modeling Language (UML)

In Zeiten immer komplexer werdender Systeme steigt das Bedürfnis nach guten Modellierungstechniken, welche als eine der wichtigsten Faktoren für den Erfolg eines Projektes gelten. Eine Modellierungssprache besteht aus:

- Modellelementen - grundlegendes Konzept und die Semantik, _ Notationen³⁹ - Visuelle Darstellung der Elemente und

- Guidelines - Richtlinien für den Gebrauch.⁴⁰

Die Modellierungssprache UML ist eine objektorientierte Methode. Das Unternehmen Rational definiert sie wie folgt:

,,The UML is a language for specifying, visualizing, constructing, and documenting the artifacts of software systems, as well as for business modeling and other non-software systems. The UML represents a collection of best engineering practices that have proven successful in the modeling of large and complex systems."⁴¹

Die graphische Modellierungstechnik UML entstand durch Zusammenführung der Modellierungstechniken von Grady Booch, Ivar Jacobson, Jim Rumbaugh mit einer einheitlichen Notation.

Die folgenden Ausführungen stellen die wichtigsten Elemente der UML vor.

- Anwender (Actor): Eine Person oder Sache, die mit einem zu entwickelnden System arbeiten wird.
- Anwendungsfall (Use Case): Verhaltensweise eines Systems bei der Interaktion zwischen Actor und System.
- Scenario: spezielle Form des Anwendungsfalles; für jede Verhaltensweise (Use Case) sind alle Verwendungsarten (Scenarios) zu beschreiben.
- Anwendungsfalldiagramm (Use Case Diagram): Darlegung des externen

Systemverhaltens aus der Sicht des Anwenders und Aufzeigen der Beziehungen zwischen Akteuren und Anwendungsfällen.

- Klassendiagramm (Class Diagram): Genaue Beschreibung der Klassen und ihrer Beziehungen zueinander. Verwendete Elemente: Klassen, Attribute, Operationen, Schnittstellen, Zusicherungen, Merkmale, Stereotypen, etc.⁴²

- Verhaltensdiagramm:

- Aktivitätsdiagramm: spezielle Form des Zustandsdiagrammes; enthält ausschließlich Aktivitäten, d.h. einzelne Schritte im Verarbeitungsprozeß, welche entweder einer Klasse, Operation oder einem Anwendungsfall zugeordnet sind.

- Sequenzdiagramm (Sequence Diagram): Chronologische Darstellung der Interaktionen zwischen den Objekten (zeitlicher Verlauf der Nachrichten).

- Kollaborationsdiagramm (Collaboration Diagram): Darstellung der Interaktionen und Verflechtungen zwischen Objekten. Hier stehen die Objekte und ihre Zusammenarbeit untereinander im Mittelpunkt.

- Zustandsdiagramm (State Transition Diagram): Aufzeigen des dynamischen Verhaltens der Objekte, d.h. ihrer Zustände, Zustandsübergänge und Ereignisse, die sie im Laufe ihres Lebens annehmen.⁴³

Um die Notationen der UML, ihrer Diagramme und Elemente zu veranschaulichen, folgen in den Abbildungen 12 und 13 jeweils eine beispielhafte Darstellung einer Vererbung (mit Oberund Unterklasse), sowie ein Beispiel für eine Aggregation und in den Abbildungen 14 und 15 eine zusammenfassende und beispielhafte Illustration der Diagramme

Anwendungsfalldiagramm und Zustandsdiagramm.

5 Schlußbetrachtung

5.1 Bedeutung der Modellierung von Informationssystemen in der Zukunft

Die Bedeutung der Modellierung von betrieblichen Informationssystemen und den damit verbundenen Prozessen wird weiter wachsen. Die elektronische Datenverarbeitung dringt in Zeiten verstärkter Netzwerknutzung und optischer Datenarchivierung auf Speichermedien immer mehr in den Vordergrund. Akten werden künftig nicht mehr in Ordnern zwischen Abteilungen ausgetauscht, sondern nur noch per Datennetz zwischen den Arbeitsplätzen verkehren. Die wachsende Komplexität der Unternehmensprozesse zwingt Entwickler, ihre Methoden und Werkzeuge an die gestiegenen Anforderungen anzupassen.

5.2 Beurteilung der objektorientierten Modellierung

Zwar sind datenorientierte Techniken die zur Zeit am weitesten verbreiteten Methoden der Modellierung von Informationssystemen. Sie werden für die Abbildung von Daten in sogenannten. Relationalen Datenbanken genutzt. Das ER-Modell, die wichtigste datenorientierte Technik, wird unter anderem in der Anwendungssoftware der SAP AG verwendet.

Dennoch wird die objektorientierte Modellierung in einer steigenden Anzahl von Projekten der kommerziellen Software-Entwicklung eingesetzt. Leider fehlt es immer noch an korrespondierenden CASE-Tools⁴⁴, die diese Art der Modellbildung unterstützen. Dies und die hohe Anzahl von Ansätzen hindern User daran, sich den objektorientierten Software- Entwicklungsmethoden zuzuwenden. Die Object Management Group (OMG) versucht jedoch, objektorientierte Modellierungssprachen zu standardisieren und dadurch die Möglichkeit des Transfers eines Modells von einem CASE-Tool zum anderen zu schaffen, sowie Investitionen in Technologien und Training zu schützen.⁴⁵ Bis zur Schaffung der UML gab es auf dem Gebiet der objektorientierten Software-Entwicklung keine einheitlichen Methoden, die sich einer gemeinsamen Sprache oder Notation bedienten.

Die Vorteile der Objektorientierung liegen z.B. in ihrer Aktualität mit neuen Analyse- und Designtechniken, in der Möglichkeit, Programmteile modular zu testen und zu erstellen, sowie bereits entwickelte Programmteile wiederverwenden zu können und letztlich in der Tatsache, daß sie den Stand der Technik verkörpern.⁴⁶

Die Weiterentwicklung der UML stellt einen Schritt zur Verbreitung der objektorientierten Methoden dar. Dennoch gibt es keinen Zweifel, daß sich die betriebliche Software- Entwicklung künftig objektorientierte Methoden und Technologien zuwenden wird.⁴⁷

Literaturverzeichnis

Balzert, H. (1993): CASE, Systeme und Werkzeuge, 5. Auflage, Mannheim, Leipzig, Wien, Zürich

Balzert, H. (1996): Lehrbuch der Software-Technik, Band 1: Software-Entwicklung, 1. Auflage, Heidelberg, Berlin, Oxford

Bullinger, H.-J./ Fähnrich, K.-P. (1997): Betriebliche Informationssysteme - Grundlagen und Werkzeuge der methodischen Softwareentwicklung, 1. Auflage, Berlin, Heidelberg

Desel, J.(1999a): Angewandte Informatik I - Einführung, Katholische Universität Eichstaett, URL: http://mathsrv.ku-eichstaett.de/MGF/informatik/angeinfo/einf.html vom 06.01.2000

Desel, J. (1999b): Angewandte Informatik I - Modellierung von Geschäftsprozessen und Informationssystemen, Katholische Universität Eichstaett, URL: http://mathsrv.ku- eichstaett.de/MGF/informatik/angeinfo/mod/mod20.html vom 11.01.2000

Ellmer, E./ Huemmer, C. (1996): Grundzüge der Wirtschaftsinformatik II, Hausarbeit, Universität Wien

Engesser, H. (Hrsg.) (1993): Duden Informatik, Mannheim

Frank, U. (1998): Object-Oriented Modeling Languages - State of the Art and Open

Research Questions, in: Schader, M. /Korthaus, A. (Hrsg.): The unified modeling language - technical aspects and applications, 1. Auflage, Heidelberg

Ghazanfari, N./ Voshmgir, S. (1997): Verfahrensvergleich von ARIS und SOM,

Seminararbeit im Rahmen des Seminars: Methoden der Geschäftsprozessmodellierung,

Universität Wien, URL: http://www.wu-wien.ac.at/usr/h92/h9250216/SOM.1/inhalt.html vom 04.01.2000

Hahsler, M./ Rudorfer, G./ Schönfeldinger, W. J. (1999): Folien zur AG:

Objektorientiertes Programmieren in C++ - Einheit 1: Objektorientiertes Design, URL: http://mortadello.wu-wien.ac.at/~cp/ag/intro/intro.html vom 04.01.2000

Heinken, T. (1997): Objektorientierte Modellierung von Online-Transaktionen, Hausarbeit im Fach ABWL, Johann-Wolfgang-Goethe-Universität, Frankfurt

Krückeberg, F./ Spaniol, O. (Hrsg.) (1990): Lexikon der Informatik und Kommunikationstechnik, 1. Auflage, Düsseldorf

Kutsche, R.-D. (1997): Objektorientierte Modellierung und Spezifikation heterogener,

verteilter Informationssysteme, URL: http://www.cis.cs.tu-berlin.de/Forschung/rk-oo.html vom 25.11.1999

o.V.: Bestandteile der Objekt-Orientierten Modellierung, URL: http://www.kbs.uni- hannover.de/info1/info97/vorlesungsskript/oo_bestandteile.html vom 04.01.2000

o.V.: Datenmodellierung, Basis betrieblicher Informationssysteme, URL: http://www.qui.de/datenm.html vom 25.11.1999

Oestereich, B. (1997): Objektorientierte Softwareentwicklung mit der Unified modeling language, 3. Auflage, München, Wien

Rational Homepage: UML Summary - version 1.1, 1st September 1997, URL: http://www.rational.com/uml/resources/documentation/formats.jtmpl

Scheer, A.-W. (1997): Wirtschaftsinformatik - Referenzmodelle für industrielle Geschäftsprozesse, 7. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York

Schwarze, J. (Hrsg.) (1997): Einführung in die Wirtschaftsinformatik, 4. Auflage, Berlin Sopicki, M. (1999): Folien zur Einführung - Entity Relationship Model, URL:

http://www.sopicki.de/uni/uebung4/sld001.html

Zilahi-Szabó, M. G. (1998): Lehrbuch der Wirtschaftsinformatik, 2. Auflage, München, Wien

Anhang

Anforderungen an Modellierungssprachen

- Ausdrucksmächtigkeit:

Alle relevanten Aspekte müssen modellierbar sein.

_ Angemessenheit der Modellierungskonstrukte _ Erweiterbarkeit der Sprache

_ Einfachheit, Verständlichkeit

Formalisierungs- bzw. Präzisierungsgrad:

Flexible Anpaßbarkeit an das Ziel der Modellierung und die Zielgruppe des Modells.

- Visualisierungsmöglichkeiten:

Graphische Darstellung unterschiedlicher Sichten, Modularisierbarkeit, Detaillisierungsgrade.

- Entwicklungsunterstützung:

Methodische Unterstützung für die Modellierung, Werkzeugunterstützung. _ Analysier- und Validierbarkeit:

Prüfung syntaktischer Eigenschaften wie Fehlen isolierter Elemente oder Zyklen, Analyse anwendungsbezogener Aspekte wie Durchlaufzeiten und Reaktionszeiten, Überprüfung inhaltlicher Richtigkeit.

_ Ausführbarkeit/ Simulierbarkeit

Abb. 3: Anforderungen an Modellierungssprachen Quelle: Desel, J. (1999b), S. 8.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anforderungen an die Basistechniken:

- Abstraktion:

Vernachlässigung von Details, Konzentration auf wesentliche Aspekte Reduktion der Komplexität.

- Strukturierung:

erfolgt durch Hierarchisierung und Modularisierung, für ein komplexes System wird eine reduzierte Darstellung gefunden.

- Hierarchisierung:

Festlegung einer Ranordnung der Elemente in einer Hierarchie. _ Modularisierung:

Zusammensetzung eines Systems aus einzelnen Bausteinen, Modulen mit möglichst fester innerer Bindung.

- Standardisierung:

entwickelte Software entspricht unternehmensinternen Standards, z.B. Masken- und Listengestaltung.

- Vererbung:

bei der objektorientierten Softwareentwicklung übertragen hierarchisch übergeordnete Objekte ihre Eigenschaften an niedrigere Objekte.

Abb. 4: Anforderungen an die Basistechniken Quelle: Zilahi-Szabó, M. G. (1998), S. 207f.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5 ARIS-Sichten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6 Überblick über Basiskonzepte der Software-Entwicklung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7 Einsatz der Basiskonzepte in verschiedenen Phasen der Software-Entwicklung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 8: Symbole zur Beschreibung von Data-Dictionary-Einträgen

Quelle: Balzert, H. (1993), S. 46.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 9: Beispiele [Straße + Hausnummer | Postfachnummer] + für Data- (Länderkennzeichen) + PLZ + Ort + (Zustellbereich) Dictionary-Einträge Quelle: Balzert, H. (1993), S. 46.

Abbildung 9 Beispiele für Data-Dictionary-Einträge

Abbildung 10 Datenstrukturen aus Abb. 9 als Jackson-Diagramme

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11 Notation ER-Diagramm - Beispiel

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die unterstrichenen Attribute sind Schlüsselattribute, die der Identifikation der jeweiligen Entität dienen.

Die Objekte Fleckvieh, Rotbunt und Schwarzbunt sind Unterklassen der Klasse Rinderrassen.

Abbildung 12 Beispiel - Vererbung Ober- und Unterklassen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 13 Beziehungen zwischen Objekten in Form einer Aggregation

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Beziehung (Assoziation) zwischen den einzelnen Elementen besteht in Form einer Aggregation, wobei die Klassen zueinander wie ein Ganzes zu seinen Teilen stehen. Die oben angebildeten Beziehungen könnten auch in Form einer Komposition auftreten, weil weder Fleckvieh, noch andere Rassen ohne die Objekte Kuh, Bulle, etc. bestehen können.

Abbildung 14 Anwendungsfalldiagramm - Beispiel

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Das Anwendungsfalldiagramm stellt die Beziehungen zwischen den Akteuren und den Anwendungsfällen dar, also das Verhalten eines Systems über die Systemgrenzen hinaus, jedoch aus Sicht des Anwenders. Alle Anwendungsfälle zusammen schaffen ein Modell zur Beschreibung des Auftretens des Gesamtsystems. Der Begriff ,,uses" zeigt an, daß der Anwendungsfall, auf den der Pfeil zeigt, mitbenutzt wird, ,,extends" beschreibt eine Variation (Abweichungen, Erweiterungen) des Anwendungsfalles.

Abbildung 15 Zustandsdiagramm - Beispiel

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Das obige Beispiel zeigt ein Zustandsdiagramm für die Flugreservierung. Das Objekt kann die Zustände ,,ohne Reservierung", ,,teilweise reserviert", ,,ausgebucht" und ,,geschlossen" annehmen. Das Diagramm schildert, durch welche Anlässe jeweilige Handlungen ausgelöst werden und welchen Zustand das Objekt jeweils dabei annehmen kann.

Ehrenwörtliche Erklärung

Hiermit versichere ich, daß ich meine Seminararbeit mit dem Thema:

Modellierung betrieblicher Informationssysteme - Methoden und Techniken

selbständig verfaßt habe und keine anderen als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt habe.

Wächtersbach, 28.01.2000

Unterschrift

¹ Vgl. Balzert (1996), S. 27ff und Rational Homepage - UML Summary, S. 2.

² Vgl. o.V.: Datenmodellierung - Basis betrieblicher Informationssysteme.

³ Datenbanksysteme und Informationssysteme finden hier eine synonyme Verwendung, weil sowohl Datenbanksysteme einen Informationsaustausch zulassen als auch Informationssysteme durchaus aus Datenbanken bestehen.

⁴ Vgl. Zilahi-Szabó (1998); S. 6f.

⁵ Vgl. Desel (1999a), S. 7.

⁶ Schwarze (1997), S. 157.

⁷ Vgl. Desel (1999b), S. 3.

⁸ Vgl. hierzu: Phasen der Software Entwicklung in Balzert (1996): Planungsphase - Definitionsphase - Entwurfsphase - Implementierungsphase - Abnahme- und Einführungsphase - Wartungs- und Pflegephase.

⁹ Definition der Anforderungen in Zusammenarbeit mit dem Anwender.

¹⁰ Die Begriffe Modellierung und Modellbildung werden im folgenden synonym verwendet.

¹¹ Vgl. Desel (1999b), S. 7.

¹² Vgl. Balzert (1993), S. 40.

¹³ Balzert (1996), S. 96.

¹⁴ Vgl. Ghazanfari/ Voshmgir (1997), S. 6.

¹⁵ Dies dient der Reduktion der oben bereits angesprochenen Komplexität.

¹⁶ Vgl. Ellmer/ Huemmer (1996), S. 12.

¹⁷ ARIS = Architektur Integrierter Informationssysteme.

¹⁸ Vgl. Scheer (1997), S. 4ff.

¹⁹ Vgl. Balzert (1993), S. 40ff.

²⁰ Vgl. Bullinger/ Fähnrich (1997), S. 16.

²¹ Vgl. Bullinger/ Fähnrich (1997), S. 17f.

²² ER-Modell = Entitiy-Relationship-Modell

²³ Vgl. Zilahi-Szabó (1998), S. 213.

²⁴ Die genannten Begriffe werden unter Punkt 4 im Rahmen der objektorientierten Modellierung erläutert.

²⁵ Balzert (1993), S. 48.

²⁶ Vgl. Sopicki (1999), S. 16: ,,Die Kardinalität gibt an, mit wie vielen anderen Entitäten eine Entität einer bestimmten Entitätsmenge in einer konkreten Beziehung steht.".

²⁷ Schwarze (1997), S. 53.

²⁸ Balzert (1993), S. 43.

²⁹ Vgl. Kutsche (1997), S.1.

³⁰ Vgl. Bullinger/ Fähnrich (1997), S. 18f.

³¹ Vgl. Hahsler/ Rudorfer/ Schönfeldinger (1999), S. 15.

³² Obwohl hier eine sehr ausführliche Darstellung der objektorientierten Modellierung folgt, kann aufgrund der Begrenztheit der Arbeit kein Anspruch auf Vollständigkeit gestellt werden.

³³ o.V.: Bestandteile der objektorientierten Modellierung, S.4.

³⁴ Vgl. Abbildung 12.

³⁵ Vgl. Oestereich (1997), S. 36: ,,Bedingungen, Voraussetzungen und Regeln, die Objekte erfüllen müssen".

³⁶ Vgl. Abbildung 13.

³⁷ Vgl. Oestereich (1997), S. 33ff.

³⁸ Vgl. o.V.: Bestandteile der Objekt-Orientierten Modellierung, S. 3: Das Verhalten eines Objektes wird durch seine Methoden ausgedrückt.

³⁹ Notation = visuelles/ graphisches Darstellungselement einer Modellierungssprache.

⁴⁰ Vgl. Rational: UML Summary, S. 2.

⁴¹ Rational: UML Summary, S. 1.

⁴² Eine Erklärung der Begriffe erfolgte bereits in Abschnitt 4.1 Grundbegriffe der Objektorientierung.

⁴³ Zur Aufzählung vgl. Oestereich (1997), S. 145ff und Hahsler/ Rudorfer/ Schönfeldinger (1999), S. 22ff. Auf eine Vorstellung der Implementierungsdiagramme Komponentendiagramm und Einsatzdiagramm wird hier verzichtet, da sie im allgemeinen nur sehr selten Anwendung finden.

⁴⁴ CASE = Computer Aided Software Engineering.

⁴⁵ Vgl. Frank (1998), S. 14.

⁴⁶ Vgl. Hahsler/ Rudorfer/ Schönfeldinger (1999), S. 3ff.

⁴⁷ Vgl. Frank (1998), S. 15.