2.3 Prozesse und Prozessmodelle 2.3.2 ARIS Modellierung

Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
Grundmodul WG1.2
Kapitel 2: Modelle und Konzepte
Prof. Dr. Andreas Speck
Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Informatik
Herrmann-Rodewald-Straße 3
D-24118 Kiel
Raum: 404a, 2. Stock
Telefon: 0431 880 1573
E-Mail: andreas.speck@email.uni-kiel.de
WWW: http://www.informatik.uni-kiel.de/angewandte-informatik-wirtschaftsinformatik/

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
Aufbau der Vorlesung
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 2
5.
4.
3.
2.
1.
Anwendungssysteme:
eine Auswahl
Informationsdarstellung
Vernetzung von Rechnern
Modelle und Konzepte
Einführung in die
Wirtschaftsinformatik
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2 Modelle und Konzepte
2.1 Modelle
2.2 Modelltypen
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.4 Informationssysteme
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 3
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.1 Was sind Modelle?
- beschreiben reale, greifbare und sichtbare Objekte
Modelle unterstützen die
- Visualisierung,
- Spezifikation,
- Konstruktion und
- Dokumentation der Konstruktionselemente.
Beispiel: Bauplan mechanischer Elemente
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 4
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.1 Was sind Modelle?
- beschreiben nicht sichtbare Zusammenhänge und Abhängigkeiten,
- schaffen Übersicht über die Realität und
- geben wichtige Zusatzinformationen über einzelne Elemente
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 5
Hauptschalter
001Q011
...
A
Einspeisung
2 2 2
1 1 1
X1H X1H X1H X1H X1H
001A01 1 2 3 4 5
1
X1
L1 L2 L3 N PE 1
EINSPEISUNG
400 V / 50 Hz
1
001F021
A
1
1 001T004
VA
400/230
V 1
1
001F031
001F03
2
A
1
Transformation
230 V ~ to 24 V ~
Beispiel: Schaltplan (Auszug) für die
Einspeisung der Elektrik einer Fertigungsanlage
X2
1
X2
2
A
1
1
1
1
X2
2
X2
3
001F06
1
X2
4
X2
5
1
2
Steuerspannung 24 V ~
L01.
1
L0.1
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.1 Was sind Modelle?
Modelle sind Abstraktionen der realen Welt
beschreiben reale, greifbare und sichtbare Objekte
z.B. Plan eines Hauses, Grundriss, Bauplan von mechanischen
Elementen
beschreiben reale, aber nicht greifbare, bzw. nicht sichtbare
Objekte
z.B. elektrische Schaltpläne, physikalische Phänomene (Kraft, Impuls)
beschreiben statische Zusammenhänge von virtuellen Objekten
z.B. Funktionshierarchien, objektorientierte Klassendiagramme
beschreiben dynamische Abläufe von virtuellen Objekten
z.B. Geschäftsprozesse, Fertigungsprozesse, Interaktionsdiagramme
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 6
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.1 Was sind Modelle?
Vorgehen der Modell-basierten Entwicklung von Systemen
Untersuchungs
-
ziel
Untersuchungs
-
objekt
Untersuchungsproblem
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 7
Analyse,
Evaluierung
z.B. Entwicklung
von Anwendungssysteme
Auswahl
Modellierung
z.B. für ein
Handelsunternehmen
anwendungsorientierte
Forschung
Modellierungsansatz
Modell
Zwischenrepräsentation
Bereitstellung
Unterstützung
z.B.
ARIS-Konzept
Anwendung +
Interpretation
z.B.
ARIS-Modelle
wie EPKs
Lösung
z.B.
Anwendungssysteme
Problemlösung
Forschung
modellgestützte
Anwendungsentwicklung
P. Chamoni. Vorlesung Integrierte Anwendungssysteme, Universität Duisburg Essen, 2004/2005
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.2 Arten von Modellen
Funktionsorientierte Ansätze (datenflussorientiert)
- z.B. HIPO (Hierarchy of Input Hierarchy of Input-Process
Process-Output Output) der IBM (1965-)
- z.B. SA (Structured Analysis) von DeMarco (1979-)
Datenorientierte Ansätze
- z.B. ERM ( ERM (Entity--Relationship--Model)
von Chen (1976-)
Objektorientierte Ansätze
- z.B. UML (Unified Unified Modelling Language)
von Booch, Rumbaugh, Jacobson (1996-)
Geschäftsprozessorientierte Ansätze
- z.B. ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) von Scheer (1988-)
- z.B. SOM (Semantisches Objektmodell) von Ferstl, Sinz (1990-)
Weitere Modelle: Petri-Netze, Workflow-Modelle (z.B. BPEL oder Intershop
Pipelines)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 8
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.2 Arten von Modellen
Gründe für die Vielfalt der Modellierungskonzepte
● Spezialisierung auf Domänen des Betrachtungsgegenstands
(z. B. Software, Anwendungssystem, IT-Gesamtsystem, Unternehmen,
Unternehmensverbünde)
● Änderung der Untersuchungsaspekte
(z. B. Daten, Funktionen, Organisationen, Geschäftsprozesse)
● unterschiedliche Aufgabenstellungen/Zielsetzungen im Entwicklungsprozess
(z. B. Analyse, Gestaltung, Optimierung/Reengineering, Customizing)
● Änderung der Lösungsverfahren
(z. B. Standardsoftware, objektorientierte Software, datenbankgestützte Software,
Workflow-basierte Software)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 9
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.2 Arten von Modellen
Probleme mit der Vielfalt der Modellierungskonzepte
● unterschiedliche Modelle mit “ähnlicher” Semantik aber nur bedingt kompatibel
(z. B. Petri Netze und Zustandsübergangsdiagramme)
● Modelle unterschiedlicher Abstraktionsstufen sind inkonsistent
(z. B. EPKs und BPEL, Aktivitätsdiagramme, Interaktionsdiagramme und
Zustandsübergangsdiagramme)
● Inkonsistenz von Modellen zur Beschreibung unterschiedlicher Systemaspekte
(z. B. Funktionshierarchie und Datenfluss vs. Klassenmodelle in UML)
● unklare Semantik im Modell und uneindeutige Bezeichnungen
(z. B. sehr abstrakte Modelle wie Wertschöpfungskette)
● Missverständnisse in der Kommunikation
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 10
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.1 Modelle
2.1.2 Arten von Modellen
Abstraktionsgrad der Modellierungskonzepte (Hierarchie)
vergleiche ARIS (oder Compilerbau)
Meta-Metaebene
(3.Ebene)
Metaebene
(2.Ebene)
Typebene
(1.Ebene)
Ausprägungseben Auftrag 2001
Auftrag 2001
(0.Ebene)
erfassen Auftrag 2001
Ereignis Auftrag prüfen
Aufgabe Auftrag erfassen erfasst
erfasst
Aufgabe Auftrag prüfen
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 11
Bausteintyp
Aufgabe
Klasse
(betriebliche)
Aufgabe
Baustein
Auftrag
erfassen
Aufgabe
hat
Beziehung
verbindet
Beziehung
Auftrag
erfasst
Bausteintyp
Beziehung
Ereignis
Ereignis
Auftrag
prüfen
Aufgabe
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
Betrachtete Modelltypen:
2.2.1 Datenstrukturmodelle (Datenbanken)
2.2.2 Funktionsstrukturen und HIPO
2.2.3 Datenflussmodelle
2.2.4 Geschäftsprozessmodelle
Einteilungsmöglichkeiten
• statische Modelle
• dynamische Modelle
• Datenmodelle
• integrierte Modellkonzepte
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 12
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.1 Datenstrukturmodelle
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 13
für Datenbanksysteme
Datenstrukturen sind sind von besonderer Bedeutung bei betrieblichen
Systemen
im Gegensatz zu Funktionen sind Datenstrukturen sind sehr konstant
Datenstrukturen sind z.B. bei der Gestaltung von Integrationsaufgaben
sehr hilfreich
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.1 Datenstrukturmodelle
Entity Relationship Model
(Realsierung mit Datenbanktabellen siehe Kapitel 4)
grafische Beschreibung von Daten und deren Abhängigkeiten
Entität (Entity; Objekt)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 14
StudentIn
Attribut (Attribute; Eigenschaft)
Beziehung (Relationship)
(Gleichartige Beziehungen werden zu
Beziehungstypen zusammengefasst.)
Matrikelnr.
hört
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.1 Datenstrukturmodelle
Entity Relationship Model
Kardinalitäten der Beziehungen:
● 1 zu 1: ein PKW hat einen Motor
● 1 zu n: eine Universität hat mehrere StudentIn(-nen) immatrikuliert
● n zu 1: mehrere StudentIn(-nen) sind an genau einer Universität immatrikuliert
● n zu m:
(mehrere) Artikel gehören zu [unterschiedlichen] mehreren Bestellungen
(mehrere) Bestellungen umfassen mehrere Artikel
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 15
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.1 Datenstrukturmodelle
Entity Relationship Model
Kardinalitäten der Beziehungen (1):
1 zu 1
ein PKW hat einen Motor
1 zu n
eine Universität hat
mehrere StudentIn(-nen) immatrikuliert
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 16
PKW
1
hat
1
Motor
n 1
n zu 1
StudentIn immatrikuliert Universität
mehrere StudentIn(-nen) sind an genau einer
Universität immatrikuliert
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.1 Datenstrukturmodelle
Entity Relationship Model
Kardinalitäten der Beziehungen (2):
n zu m
(mehrere) Artikel gehören zu [unterschiedlichen] mehreren Bestellungen
(mehrere) Bestellungen umfassen mehrere Artikel
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 17
Artikel
n
gehören zu
m
Bestellung
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.1 Datenstrukturmodelle
Entity Relationship Model
Beispiel:
Entity Relationship Model
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 18
DiplomarbeitID
Abgabedatum
1
Diplomarbeit
n
betreut
Studienfach
Thema
Ausrichtung
RaumNr
bearbeitet
1
EmailAdr
1
Geburtstag
StudentIn
Fach
Lehrstuhl
1
hat
Name
n
MitarbeiterIn
1
stellt
TelephonNr
m
schreibt
Bezeichnung
MatrikelNr
Klausur
n
Name
n
Note
PersonalNr
KlausurID
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.1 Datenstrukturmodelle
Bewertung
+ übersichtliche und formale Beschreibung von Daten in Applikationen
+ graphische Darstellung
+ direkte Umsetzung in Datenbanksystem
+ unterstützt unternehmensweite Modelle (Unternehmensdatenmodell)
- keine Beschreibung der Funktionen, die auf den Daten arbeiten
- keine Beschreibung der Änderungen / Anpassungen in den Daten
- unterstützt nur relationale Datenbanken, weniger geeignet für
Flat Data Bases (z.B. XML Dokumente)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 19
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.2 Funktionsstrukturen und HIPO
Funktionsstrukturen:
Modellierung der statischen Abhängigkeiten von Funktionen
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 20
Modellierungsbeispiel:
Text Editor
Menu
File Edit
View
Open Save Insert Cut Copy Paste
[DEM78]: DeMarco, T., Structured Analysis and System Specification.
Yourdon Press, 1978
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.2 Funktionsstrukturen und HIPO
HIPO – Hierarchy of Input Process Output: Abbildung P:I → O
(Modellierung der statischen Abhängigkeiten von Funktionen wie bei Funktionsstrukturen)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 21
Modellierungsbeispiel:
Text Editor
Menu
File Edit
View
Open Save Insert Cut Copy Paste
[DEM78]: DeMarco, T., Structured Analysis and System Specification.
Yourdon Press, 1978
Prof. Dr. A. Speck
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.2 Funktionsstrukturen und HIPO
HIPO – Hierarchy of Input Process Output: Abbildung P:I → O
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 22
Eingabe
I 0
I 1
I 2
HIPO-Diagramm
Verarbeitung
P 0
P 1
P 2
P 3
Ausgabe
O 0
O 1
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.2 Funktionsstrukturen und HIPO
HIPO – Hierarchy of Input Process Output: Abbildung P:I → O
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 23
Eingabe Verarbeitung Ausgabe
Dateiname
Dateipfad
Musterbeispiel: Funktion Open
Dateiname
einlesen und
Dateipfad
einlesen;
Datei öffnen
Text lesen
und ausgeben;
Text der Datei
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.2 Funktionsstrukturen und HIPO
Bewertung
+ übersichtliche und formale Beschreibung von Daten in Applikationen
+ graphische Darstellung
- keine Zuordnung der Daten zu den Funktionen (HIPO rudimentär)
- Baumartigen Darstellungen sind nicht realistisch (Querbeziehungen)
- Aufrufbeziehungen sind nur bedingt sichtbar
- keine Zuordnung zu Modulen / Komponenten
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 24
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.2 Funktionsstrukturen und HIPO
Nachtrag zu Querbeziehungen (Cross-Tree-Constraints):
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 25
O r d e r P r o c e s s
T a x P a y m e n t
S h i p p i n g C o s t P r i c e M o d e l
P a y o n D e l i v e r y
Legend:
A p p r o v a l T r a n s a c t i o n R e c u r r i n g O r d e r B a s k e t F u l f i l l m e n t
P a y b y B i l l P r i c e L i s t
D i s c o u n t
C r e d i t C a r d
m a n d a t o r y
o p t i o n a l
a l t e r n a t i v e
E l e c t r o n i c D e l i v e r y
S h i p p i n g
S e r v i c e D e l i v e r y
Cross-Tree Constraints:
• Shipping Cost requires Shipping
• Pay on Delivery mutex Electronic Delivery
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.3 Datenflussmodelle
Datenflussdiagramme
(Modellierungselemente)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 26
P
T
Process
S Store
Terminator
Data Flow
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.3 Datenflussmodelle
Datenflussdiagramme
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 27
Overview
Top-level DFD
refined DFD
(2nd Level)
Key-
Board
i1
i2
refined DFD (3rd Level)
i1
Destination
Schedule
Date & Time 1 sell Fare
Class
Ticket
Validation
i11
P1.1
i12
i2
f2
P1.2
P1.2
f1
P1
P1.3
o1
f4 f5
Local Data
f3
Display
o1
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.3 Datenflussmodelle
Datenflussdiagramme und Funktionshierarchien
M f1.1
M f1
funktionale
Dekomposition
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 28
M main
M f1.2
M f2
Overview DFD Mini Specs
per Process
Data Dictionary
Entry
per Data Flow
refined DFDs
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.3 Datenflussmodelle
Bewertung
+ übersichtliche und formale Beschreibung von Daten in Applikationen
+ graphische Darstellung
+ Zuordnung der Daten zu Funktionen, Data Dictionary
+ Zuordnung zu Modulen
- Baumartigen Darstellungen sind nicht realistisch (Querbeziehungen)
- keine Klassifikation
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 29
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.4 Geschäftsprozessmodelle
siehe Abschnitt 2.3
Prozessmodelle
(Geschäftsprozesse)
ARIS for Enfinity
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 30
1 Geschäftsszenarien
Buyer
Scenario
2 Geschäftsprozessübersicht
3 Geschäftsprozesse
4 Workflow Design
Marketplace
Scenario
Product
selection
Selection
by search
Manage
Order-
Process
simple
search
advanced
search
Order
creation
Order
process
Manage
RFQ
Seller
Scenario
Order-
Management
Content
Management
Client
Management
Account
Section
selected
User
selects
product
Bid Auction
Catalog
Management
Client group
management
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09
Bookmarks
selected
ShoppingList
selected
Adressbook
selected
Product
Management
User
Management
Load
Bookmarks
Load
Shopping List
Load
Adressbook
Reveres
Auction
Promotion
Management
Role
Management

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.2 Modelltypen
2.2.4 Geschäftsprozessmodelle
Bewertung
+ übersichtliche und formale Beschreibung von Daten in Applikationen
+ graphische Darstellung
+ verschiedene Abstraktionsebenen möglich
+ ARIS als integriertes Modellierungskonzept
- Konsistenz zwischen den Modellen auf unterschiedlichen Abstraktionsstufen
muss von Hand geprüft werden
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 31
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.1 Prozesse und Geschäftsprozesse
Prozess: Dynamischer Ablauf verbunden mit einer Veränderung des Zustands
Beispiel für Prozesse:
- Verkaufsprozesse
- Fertigungsprozesse
- biologische Prozesse
- chemische Prozesse
- Entwicklungsprozesse (z.B. Software Entwicklung)
- organisatorische Prozesse
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 32
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.1 Prozesse und Geschäftsprozesse
Beispiel: Verkaufsprozess
Beschreibung des Ablaufs (also Prozess) eines Verkaufs
(Hier in der Modellform einer Wertschöpfungskette,
als abstrakte Beschreibung eines Prozesses)
Informationsphase Vereinbarungsphase Abwicklungsphase
Bedarfsermittelung
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 33
Bestandskontrolle
Lieferantenauswahl
Budgetfreigabe
Bestellung
Bestellüberwachung
Liefereingang
Zahlungsabwicklung
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.1 Prozesse und Geschäftsprozesse
Zusammenhang zwischen betriebswirtschaftlichen Prozesse
und der Informatik
Automatisierung der wirtschaftlich automatisierbaren Abläufe
Beispiele sind:
- Ausschnitte aus Verkaufsprozessen:
Produktsuche, Preissuche, Präsentation, Bezahlprozess, ...
- häufig wiederholte Fertigungsprozesse:
Umformungsprozesse, Montageprozesse, ...
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 34
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.1 Prozesse und Geschäftsprozesse
Zusammenhang zwischen betriebswirtschaftlichen Prozesse
und der Informatik
Automatisierung der wirtschaftlich automatisierbaren Abläufe
Warum wird automatisiert?
- Verringerung der Kosten / Zeit / Fehlerhäufigkeit
- Erringung der in Kap 1.3 beschriebenen Vorteile
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 35
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.1 Prozesse und Geschäftsprozesse
Ereignisgesteuerte
Prozesskette (EPK)
aus ARIS HOBE Konzept
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 36
Buyer
Beispiel:
Beschreibung des Ablaufs
(also Prozess) einer Produktsuche
(Hier in der Modellform EPK zur
fachlich konkreten Beschreibung)
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Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS HOBE: (Architektur integrierter Informationssysteme;
House of Business Engineering)
• Entwicklung von IDS Scheer und SAP
ursprünglich Modellierung von betriebswirtschaftlichen
Geschäftsprozessen in Informationssystemen verwendet worden [Sch98b]
• Modell mit vier Ebenen; verschiedene Implementierungsmöglichkeiten
[Sch98a] A.-W. Scheer. ARIS - Modellierungsmethoden, Metamodelle, Anwendungen, 3. Aufl., Berlin, Heidelberg: Springer Verlag 1998.
[Sch98b] A.-W. Scheer. ARIS - Vom Geschäftsprozess zum Anwendungssystem, 3. Aufl., Berlin, Heidelberg: Springer Verlag 1998.
[KNS92] G. Keller, M. Nüttgens und A.-W. Scheer. Semantische Prozessmodellierung. Technischer Bericht Nr. 89, Veröffentlichungen des
Instituts für Wirtschaftsinformatik, Saarbrücken, 1992.
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 37
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS
Modellierung
ARIS Metamodell
A.-W. Scheer. ARIS - Modellierungsmethoden,
Metamodelle, Anwendungen.
Berlin, Springer 1998
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 38
Fachkonzept
DV-Konzept
Implementierung
Datensicht
strategische Geschäftsprozessanalyse
Fachkonzept
DV-Konzept
Implementierung
Fachkonzept
DV-Konzept
Implementierung
Steuerungssicht
Fachkonzept
DV-Konzept
Implementierung
Leistungssicht
Organisationssicht
Fachkonzept
DV-Konzept
Implementierung
Funktionssicht
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS HOBE: Ebenen in Anlehnung zu der Fertigung im Maschinenbau [Sch98 b]
Ebene I: Prozessgestaltung
Modellierung der Geschäftsprozesse:
Prozess- und Produktmodell, Referenzmodell, Wissensmanagement, Bewertung,
Benchmarking, Simulation, Qualitätssicherung, Process Warehouse
Ebene II: Prozessplanung und -steuerung
Sicht des Business Process Owner:
Monitoring, Zeit- und Kapazitätssteuerung, Executive Information System
Ebene III: Workflow-Steuerung
Abstrakte Abläufe:
Monitoring, Zeit- und Kapazitätssteuerung, Executive Information System
Ebene IV: Anwendungssystem
Konkrete Abläufe:
Standard-Software-Module, Komponenten, Business Objects, Objektbibliotheken,
Java-Applets, Datenbank
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 39
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS HOBE
Die Ebenen I bis IV werden zu einem Framework (V) zusammengefasst
Zwischen den Ebenen I bis IV gibt es bei benachbarten Ebenen
Sicht des Business Process Owner:
Monitoring, Zeit- und Kapazitätssteuerung, Executive Information System
Ebene III: Workflow-Steuerung
Abstrakte Abläufe:
Monitoring, Zeit- und Kapazitätssteuerung, Executive Information System
Ebene IV: Anwendungsssystem
Konkrete Abläufe:
Standard-Software-Module, Komponenten, Business Objects, Objektbibliotheken,
Java-Applets, Datenbank
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 40
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS HOBE
Die Ebenen I bis IV werden zu einem Framework (V) zusammengefasst
Zwischen den Ebenen I bis IV gibt es bei benachbarten Ebenen
gibt es Rücksprungmöglichkeiten: Continuous Process Improvement
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 41
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS-Meta-Geschäftsprozessmodell:
Einheiten: Funktionen, Ereignisse, Organisationseinheiten Leistungen,
zusätzlich: Ziele des Prozesses, menschliche Arbeitsleistung,
Maschinen, Hardware und Anwendungssoftware sowie Umfelddaten
Funktionen: repräsentieren die einzelnen Arbeitschritte
z.B. Bearbeitung eines Auftrags, Erstellen eines Angebots oder die Suche
nach Produkten in einem Katalog
Ereignisse: entweder das Ergebnis einer Funktion des Geschäftsprozesses
(z.B. gefundenes Produkt nach einer Produktsuche)
oder sind außerhalb des betrachteten Prozesses ausgelöst
(z.B. Verhalten eines Kunden auf einer Web-Seite: “Kunde wählt Produktsuche”)
Eintreffen eines Ereignisses kann auch als explizite Nachricht (Briefsymbol
in der Notation)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 42
Prof. Dr. A. Speck
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS-Meta-Geschäftsprozessmodell:
Organisationseinheiten: Abteilungen oder Gruppen eines Unternehmens
übernehmen bestimmte Funktionen, werden als Organisationseinheiten
bezeichnet.
Leistungen: sind Arbeitsergebnisse
in einem anderen Geschäftsprozess als dem aktuellen Prozess genutzt
oder erbracht werden.
z.B. für Leistungen sind Fertigungspläne oder Tabellen zur Steuerberechnung
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 43
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS-Meta-
Geschäftsprozessmodell
Legend:
Organizational
Flow
Operational
Flow
Service Flow
Information
Flow
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 44
Logical Connector
»AND«
Machine
Hardware
In-Event
Environment
Data
Input
Delivery
Logical Connector
»OR«
Organizational
Unit
Output
Delivery
Human
Labour
Logical Connector
»XOR«
Goal
Function Out-Event
Application
Software
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
Spezifische Sichten
Organisationsmodell: Organisationseinheiten, menschliche Arbeitsleistung,
Maschinenressourcen und benötigte Hardware
Beispiel für die Organisationssicht ist in dem Interaktionsdiagramm
Funktionssicht: beinhaltet die Funktionen, die Ziele und die verwendete
Anwendungssoftware.
Leistungsmodell: werden nur Leistungen betrachtet.
Datensicht: besteht aus den Ereignissen, Nachrichten und Umfelddaten.
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 45
Prof. Dr. A. Speck
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
Spezifische Sichten: Interaktionsdiagramm initiate
Order
Supply
required
Procurement
Payment
Supplier
initiate
Order
Customer
Payment
Sales
orders
ships Material
releases
Production Article Shipping
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 46
verifies
Order
Planning,
Production
ships Article
Shipmen
t
Zwischen den organisatorischen Einheiten (Aufgabenträger)
bestehen Leistungs- und Kommunikationsbeziehungen.
Diese Darstellung ist sehr leicht verständlich. Allerdings wird die genaue
Reihenfolge der Abarbeitung der Anforderungen nicht genau ersichtlich.
Daher wird diese Darstellungsart bei komplexeren Zusammenhängen
sehr schnell unübersichtlich.
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.1 Prozesse und
Geschäftsprozesse
Funktionssicht:
ARIS Funktionsfluss des
Geschäftsprozess “Auftragsbearbeitung”
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 47
Customer
initiate
Order
Customer
receive
Article
Customer
pay
Invoice
Sales
check
Order
Sales
accept
Payment
Production
initiate
Order
Production
pay
Invoice
Production
prepare
Production
Production
produce
Article
Supplier
process
Order
Supplier
accept
Payment
Shipping
ship
Article
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
Leistungssicht:
Gliederung von Leistungsarten
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 48
Sachleistung
Leistung
Informationsdienstleistung
Dienstleistung
sonstige
Dienstleistung
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.1 Prozesse und
Geschäftsprozesse
ARIS Implementierung:
Intershop eCommerce
Business Solutions
ARIS for Enfinity
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 49
1 Geschäftsszenarien
Buyer
Scenario
2 Geschäftsprozessübersicht
3 Geschäftsprozesse
4 Workflow Design
Marketplace
Scenario
Product
selection
Selection
by search
Manage
Order-
Process
simple
search
advanced
search
Order
creation
Order
process
Manage
RFQ
Seller
Scenario
Order-
Management
Content
Management
Client
Management
Account
Section
selected
User
selects
product
Bid Auction
Catalog
Management
Client group
management
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09
Bookmarks
selected
ShoppingList
selected
Adressbook
selected
Product
Management
User
Management
Load
Bookmarks
Load
Shopping List
Load
Adressbook
Reveres
Auction
Promotion
Management
Role
Management

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
1 Geschäftsszenarien
Überblick über die Kernfunktionalitäten
der angestrebten Lösung
2 Geschäftsprozessübersicht
Überblick über die Hauptgeschäftsprozesse
und Funktionalitäten;
Detaillierung der Kernfunktionalitäten Adressbook
Compare
Products
Manage
roles
Create
Browse Products
by Manufacture
3 Geschäftsprozesse
Überführung der Funktionalitäten in
dynamische Geschäftsprozesse
4 Workflow Design
Verknüpfung zu den Enfinity Pipelines -
Technische Spezifikation und
Dokumentation
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 50
Executes & Supports Ex ecut es & Sup ports Executes & Supports
Or ganiz ation al el em ents & App . licat ion system
ARIS Implementierung:
ARIS for Enfinity
User fills
baskets
Procurement Production
Marketing
Password
Reminder
Notification
Agent
Buyer Login
Display
Account
Information
Adressbook
selected
Load
Adressbook
User is
logged in
Account
Section
selected
User
selects
product
User
User
selection
"Add to basket"
is selected
Basket
is complete
User provides
additional
information
Bookmarks
Shopping Lists
Simple
Product
Search
Advanced
Product
Search
ShoppingList
selected
Load
Shopping List
Requisite
is identified
Bookmarks
selected
Load
Bookmarks
Template
"basket"
is shown
System
(enfinity)
...adds product
to basket
Product is
added
Administration
ViewBasket-Add
Basket is
created
Manage
user
Start
P_UpdateBudgets
P_DetermineFirmProfile
error (out)
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09
Create
user
Edit (process)
user
Delete
user
Display
user
role
Subtract
P_UpdateBudget

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
1 Geschäftsszenarien
Component - Overview am Beispiel eProcurement Solution
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 51
Procurement
Solution
Hosted Marketplace
Component
Auction
Component
Authorization Workflow
Component
Business System
Integration Component
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
Register
user
Login
user
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
1 Geschäftsszenarien
Wertschöpfungskette Beispiel eProcurement
Manage
Usere
Account
Manage
Access
Rights
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 52
Simple
search
Advanced
search
Discount
search
Manage
catalog
Manage
Rating
Types
Manage
Messaging
System
Localization
Process
Manage
content
Display
product
information
Manage Price
Notification
Agent
Negotiation
process
Authorization
process
Manage
Public
Tendering
Auction
process
Express
purchase
Group
purchasing
Manage
Request
Order
process
Fulfillment
Payment
process
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
2 Geschäftsprozessübersicht
Funktionsbaum der
Administrationsfunktionalität
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 53
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
2 Geschäftsprozessübersicht
Funktionsbaum der Administrationsfunktionalität
Customer
feature,
mostly covered
by ENFINITY
standard
Features
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 54
Customer
feature,
mostly covered
by ENFINITY
Solutions
Customer
feature,
not or only
partly covered
by ENFINITY
standard
Features
Funktionsbaum
aktuelles Variabilitätsmodell (Marketing)
ENFINITY
standard
Feature, not
requested by
Customer
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
3 Geschäftsprozesse
ereignisgesteuerte Prozessketten (EPKs)
Start des Login Prozesses
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 55
Kunde ist
Sammelbesteller
Kunde auf
Web Page
Registrierung
online
Start
Login
Prozess
Überprüfung
der Kundendaten
Kunde ist
Endkunde
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
3 Geschäftsprozesse
ereignisgesteuerte Prozessketten (EPKs)
User is
logged in
Suche-Prozess
Select
search
type
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 56
Simple
search is
selected
Advanced
search is
selected
Enter
search
term
Buyer Supplier
Enter
search
attributes
Buyer Supplier
Search
term is
entered
Search
attributes
entered
Start
search
Buyer Supplier
Search
result is
displayed
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity 3 Geschäftsprozesse (hierarchische EPKs)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 57
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity 3 Geschäftsprozesse
(EPKs zu Spaltendiagramme;
EPKs mit Aktoren)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 58
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity 4 Workflow Design
EPK Spaltendiagramme,
Pipelines und Pipelets
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 59
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
4 Workflow Design
Pipelines als Code Modelle
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 60
Pipeline Elemente
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.2 ARIS Modellierung
ARIS for Enfinity
4 Workflow Design
Pipelines als Code Modelle
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 61
Start
Subpipeline
Start
Decision
Pipeline Darstellung
Pipelet
Pipelet
Call
Pipelet
Template
Interaction
Template
Interaction
Return
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
Erste Strukturierung eines Rechensystems (EVA Prinzip)
Von-Neumann Architektur (1946 John von Neumann)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 62
Eingabewerk Speicher
Rechenwerk
[DI89] Duden Informatik, Dudenverlag, 1989
Steuerwerk
Steuersignale Datensignale
Ausgabewerk
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
Hardware-Komponenten eines PCs:
Tastatur
Maus
Bildschirm
nicht-periphere Geräte (Zentraleinheit)
und periphere Geräte (alles um die Zentraleinheit herum)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 63
Grafikkarte
Prozessor
Hauptspeicher (RAM)
Mother-
Controller für
Massenspeicher
board Diskettenlaufwerk
Netzwerkkarte
(Ethernet)
Signalverbindung über Kabel
Festplatte
CD-Rom
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 64
Die CPU eines Rechners arbeitet die Programme ab ⇒ Prozess
periphere
Einheiten
Zentraleinheit
Hauptspeicher
RAM
Memory
Cache
Rechenwerk
Register
Leitwerk
Prozessor
Achtung: Bei PCs werden meist nur die Prozessoren aufgrund ihrer
integrierten Bauweise als CPU bezeichnet!
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
Wie arbeitet die CPU Programme ab? Was genau arbeitet der Prozessor ab? (1)
Programm,
z.B. C Programm
HelloWorld.c
#include (stdio.h)
void main () {
char * name = "Hello";
printf ("Say: %s",
name);
}
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 65
...
main:
pushl %ebp
movl %esp,%ebp
subl $4,%esp
call printf
addl $8,%esp
...
1. Transformation:
(Precompiler,
Compiler)
Compilation, Assembilerung
z.B. Assembler File
HelloWorld.s
2. Transformation:
(Assembler,
Linker, Loader)
das „sieht“ der
Prozessor:
HelloWorld
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
Wie arbeitet die CPU Programme ab? Was genau arbeitet der Prozessor ab? (2)
Compilation, Assembilerung
z.B. Assembler File
HelloWorld.s
...
main:
pushl %ebp
movl %esp,%ebp
subl $4,%esp
call printf
addl $8,%esp
...
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 66
2. Transformation:
(Assembler,
Linker, Loader)
das „sieht“ der
Prozessor:
HelloWorld
ELF???????
??????? „4?
??Às??????
4? ??__gmon
x1
x2
3. Interpretation:
(Firmware)
Hardware, el. Schaltkreise
Prozessor
R1 R2 R4
Tv
R3
Tp
T1
+5 V
0 V
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09
D
T2
y = ¬(x1 ∧ x2)

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
main:
.L1:
ausführbares
Programm
pushl %ebp
movl %esp,%ebp
subl $4,%esp
movl $.LC0,-4(%ebp)
movl -4(%ebp),%eax
pushl %eax
pushl $.LC1
call printf
addl $8,%esp
movl %ebp,%esp
popl %ebp
ret
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 67
Program
Counter
Leitwerk
Wie arbeitet ein Prozessor?
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Input
Output
ALU
Registerspeicher
Register 0
Register 1
Register 2
Register 3
Accumulator
ALU: Arithmetic Logic Unit (arithmetisch logische Einheit)
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 68
Program
Counter
Leitwerk
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Input
Output
ALU
Registerspeicher
Register 0
Register 1
Register 2
Register 3
Accumulator
ALU: Arithmetic Logic Unit (arithmetisch logische Einheit)
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
2: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 69
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
Output
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
0. vor Beginn des Miniprogramms
Registerspeicher
Register 0
# 00 00
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 00
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 70
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# 00 08
Output
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
Registerspeicher
Register 0
# 00 00
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 00
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
1. Einlesen des ersten Werts an der Speicheradresse von Register 2
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 71
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# xx xx
Output
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
Registerspeicher
Register 0
# 00 08
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 00
2. Übertragen des Werts in Input in das Register 0
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 72
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# 00 0C
Output
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
Registerspeicher
Register 0
# 00 08
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 00
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
3. Einlesen des ersten Werts an der Speicheradresse von Register 3
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 73
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# xx xx
Output
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
Registerspeicher
Register 0
# 00 08
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 0C
4. Übertragen des Werts von Input in den Accumulator
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 74
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# xx xx
Output
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
# 00 14
Registerspeicher
Register 0
# 00 08
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 0C
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
5a. Addiere den Wert des Registers 0 mit dem Wert des Accumulator
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 75
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# xx xx
Output
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
Registerspeicher
Register 0
# 00 08
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 14
5b. Schreibe das Ergebnis der Addition in den Accumulator
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
Prof. Dr. A. Speck
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I – WS 2008/09

Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(8 + 12 = ?)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 76
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# xx xx
Output
# 00 14
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
Registerspeicher
Register 0
# 00 08
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 14
6. Übertrage den Wert in dem Accumulator an den Ausgang
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
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Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.3 Prozesse in der Informationstechnik
ausführbares
Programm
(dec: 8 + 12 = 20
hex: #08 + #0C = #14)
1: movemem reg2 in
2: movereg in reg0
3: movemem reg3 in
4: movereg in acc
5: add reg0
6: movereg acc out
7: movemem reg1 out
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 77
Program
Counter
Aus- und Eingang
zu den Daten im RAM
Leitwerk
Input
# xx xx
Output
# 00 14
Wie arbeitet ein Prozessor nun genau?
ALU
Registerspeicher
Register 0
# 00 08
Register 1
# 1B A1
Register 2
# 1B A0
Register 3
# 1B A1
Accumulator
# 00 14
Speicheradresse
des Ergebnisses
Speicheradresse
von Wert 8
Speicheradresse
von Wert 12
7. Speichere den Wert im Ausgang an der Speicherstelle in Register 1
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.4 Steuerung von Produktionsprozessen durch IT
1. Steuerung (/ Regelung) über Mechanik
Beispiel hier:
Übertragung einer linearen Kraft (in Form einer translatorischen
Bewegung) in ein Drehmoment (rotatorische Bewegung)
weitere Beispiele: Reglung durch Fliehkraftregler
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 78
translatorische
Bewegung
rotatorische
Bewegung
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.4 Steuerung von Produktionsprozessen durch IT
2. Steuerung (/ Regelung) über Elektronik
Beispiel hier:
(analoge) Reglung eines Elektromotors auf Basis des Motorstrom
weitere Beispiele: Transistorradio,
einfache Geräte (Küchengeräte, Gartengeräte),
Steuerungstechnik in Automatisierungssysteme
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 79
Sollwert
analoger
Regler
Gemessener Wert
als Rückkopplung
I
Elektromotor
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Angewandte Informatik (Wirtschaftsinformatik)
Grundlagen Wirtschaftsinformatik I
2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.4 Steuerung von Produktionsprozessen durch IT
3. Steuerung (/ Regelung) durch Software
Beispiel hier:
(digitale) Reglung eines Elektromotors auf Basis des Motorstrom
weitere Beispiele: höherwertige Geräte (teure Waschmaschine),
digitale Steuerungstechnik in der Automatisierung,
Antriebe in Fahrzeugen
Verschiedene Sollwerte
entsprechend der Programmierung
Digitaler Regler
(kleiner Einplatinenrechner)
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 80
Algorithmen zur Reglung
(also Vergleich der Rückkopplung mit dem Sollwert
und entsprechende Reaktion)
sind als Programme / Software realisiert
Elektromotor
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2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.4 Steuerung von Produktionsprozessen durch IT
3. Steuerung (/ Regelung) durch Software
Wie wirkt Software oder wie wirken Programme auf die Hardware?
Aus den (verschiedenen) Sollwerten
und den Werten der Rückkopplung
werden durch Programme (Prozesse),
die die Algorithmen zur Reglung
realisieren neue Ausgangswerte
(Werte, die an die gesteuerten Geräte
weitergegeben werden) berechnet und
im Hauptspeicher abgelegt.
0000 0001 0002
... ... ...
4093 4094 4095
Speicherzellen (Byte)
aus Kap. 2.2.1
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 81
Die Werte im
Hauptspeicher werden
als elektronische
Signale ausgegeben.
Das Ausgeben der Werte
erfolgt zyklisch (Takt im
Bereich MHz oder KHz).
Die ausgegebenen Werte
werden entsprechend
elektrisch verstärkt,
z.B. aus Wert 1 wird 1 V
Ausgangsspannung.
analoger
Verstärker
Grenze
Rechner Geräte
Peripherie
Ausgabe an ein
Gerät über Kabel
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2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.4 Steuerung von Produktionsprozessen durch IT
3. Steuerung (/ Regelung) durch Software
Wie wirkt Software oder wie wirken Programme auf die Hardware?
Rückinformation
der Geräte, z.B.
Motorzustand
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 82
Grenze
Geräte Rechner
Peripherie
zyklisches
Einlesen
der Werte
A
D
Einlesen über
Kabel Die eingelesenen
Spannungswerte werden
durch A/D-Wandler
(analog-digital Wandler)
in digitale Werte gewandelt,
z.B. 10 V → A hex .
Die digitalen Werte im
Hauptspeicher werden
durch Programme
weiterverarbeitet.
0000 0001 0002
... ... ...
4093 4094 4095
Speicherzellen (Byte)
aus Kap. 2.2.1
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2.3 Prozesse und Prozessmodelle
2.3.4 Steuerung von Produktionsprozessen durch IT
3. Steuerung (/ Regelung) durch Software
Anwendung des Grundkonzepts für die Interaktion zwischen Rechner und
Peripherie gilt für jegliche Geräteansteuerung
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 83
Drehmaschine Montageroboter
Maus
Bildschirm
Tastatur
Grafikkarte
Drucker
Netzwerkkarte
(Ethernet)
Controller für
Massenspeicher
Diskettenlaufwerk
Festplatte
CD-Rom
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2.3 Prozesse und Prozessmodelle
Verwandte Gebiete:
• Programmierung und Compilerbau
• Betriebssysteme: Prozesse, Speicherverwaltung und
Gerätemanagement
• Rechnerarchitektur
• Graphentheorie und Prozesskalküle
Kapitel 2 Modelle und Konzepte
Folie 84
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