Wirtschaftsinformatik 1 Skript WiSe 21/22 Jascha-Alexander Koch Peter Gomber PDF

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OWIN SkriptWiSe 21/Sinn und Zweck von InformationssystemenKenntnis über Informationssystemen sind erforderlich für alle Mitarbeiter eines Unternehmens, um effizient und profitable arbeiten zu können. Informationssystem können Unternehmen dabei unterstützen , weit entfernte Standorte zu erreichen , n...

Description

OWIN Skript WiSe 21/22 ! Sinn und Zweck von Informationssystemen Kenntnis über Informationssystemen sind erforderlich für alle Mitarbeiter eines Unternehmens, um effizient und profitable arbeiten zu können. Informationssystem können Unternehmen dabei unterstützen , weit entfernte Standorte zu erreichen , neue Produkte und Dienstleistungen anzubieten, Tätigkeitsbereich und Geschäftsprozesse neu zu organisieren und möglicherweise auch die Art und Weise grundlegend zu ändern, mit der sie ihre Geschäfte abwicklen.!

BETRIEBLICHE VERÄNDERUNGEN !

- Die Entstehung und Stärkung der globalen Wirtschaft." - Der Wandel von Industriegesellschaften zu wissens- und informationsbasierten -

Dienstleistunggesellschaften." ! Die Entstehung des vernetzen Unternehmens." ! #

- Entwicklung neuer"

- Effizienzsteigerungen - Integration des Produktionsprozesses!

Unternehmerische Herausfordungen

Produktionsprozesse!

- Entwicklung neuer"

- Aufbau des SupplyChain-Systems

Managementtechniken!

- Erhöhung der

Bereitschaft " der Manager zur Datenanalyse

Managment

- Entwicklung neuer Geschäftsprozesse!

- Einrichtung neuer

Organisation

Informationskanäle!

Informationssystem

Unternehmerische Lösungen

- Schulung der Mitarbeiter in Systemnutzung

- Anzeige und Bericht der

- Entwicklung von Systemen für den Außeneinsazt! - Einrichtung von E-MailVerbindungen zu den Bedienern! - Entwicklung einer Datenbank zum Speichern der Informationen

Technik

Daten! - Berichte über die Produktion! - Onlinekoordination

- Optimierung - Steigerung der Produktionseffizienz!

- Koordination der

Produktionsprozesse

- Informationstechnik (IT) ist ein Oberbegriff für die Informations- und Datenverarbeitung. IT umfasst Verfahren zur Verarbeitung von Informationen und Daten sowie der Telekommunikation. Während man unter Technologie das Wissen über technische Zusammenhänge versteht, ist Technik die Anwendung oder Umsetzung einer Technologie."

- Die heutige Wirtschaft hängt so sehr von Wissen und Informationen ab, dass IT und Informationssysteme eine enorme Bedeutung gewonnen haben.! Warum?

- Exzellente Betriebsabläufe" Informationsysteme erhöhen Effektivität!

- Neue Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle! Informationssysteme und -technologien sind ein wichtiges Werkzeug für Unternehmen bei der Erstellung neuer Produkte und Dienstleistungen sowie völlig neuer Geschäftsmodelle."

- Kunden- und Lieferantennähe! Wenn ein Unternehmen die Wünsche seiner kunden gut kennt und entsprechen erfüllt, kommen diese Kunden in der Regel wieder und tätigen weitere Einäufe." Je mehr eine Unternehmung seine Lieferanten in Anspruch nimmt, desto besser können diese wichtige Beiträge liefern, um Kosten zu senken."

- Optimierte Entscheidungsfindung! Manager können aufgrund von Informationssysteme vermehrt Entscheidungen treffen, die auf Echtzeit-Markdaten basieren."

- Wettbewerbsvorteile! Qualitativ hochwertige Informationssysteme ermöglichen Wettbewerbsvorteile."

- Unternehmensfortbstand! Un ter n ehm en i nve sti eren i n In for mat io nss yst eme u nd - tec hno log ie n, w eil e s Geschäftsprozesse gibt, für deren Durchführung dies notwendig ist. (Geldautomate, Daten Speicherung, Finanzdiesntleistungen, Datenschutz usw.)!

ANWENDUNGSSYSTEME UND INFORMATIONSSYSTEME! Ein Anwendungssystem ist ein System, das alle Programme beinhaltet, die als Anwendungssoftware für ein konkretes betriebliches Anwendungsgebiet entwicklet, eingeführt und Eingesetz werden. ! Ein Anwendungssystem ist der technisch realistierte Teil eines Informationssystems, entspricht also der funktionsfähigen Hardware/Software sowie den Daten zur Bearbeitung von Anwendungsaufgaben.! Ein Informationssystem ist ein System, das für die Zwecke eines teils eines bestimmten Unternehmens entwicklet und implementiert bzw. in diesem Betrieb eingesetzt wird. Ein Informationssystem enthält die dafür notwendige Anwendungssoftware und Daten und ist in die Organisations-, Personal- und Technikstrukturen des Unternehmens eingebettet.! " Informationen sind Daten, die in eine Form gebracht wurden, die für Menschen bedeutungsvoll und nützlich sind.! Rohdaten, die Ereignisse in Unternehmen oder deren physischem Umfeld repräsentieren und noch nicht strukturiert oder in eine für Menschen verständliche und verwendbare Form gebracht wurden. Durch die Verarbeitung werden diese Rohdaten in eine für Menschen verständliche Form gebracht. ! Unter Ausgabe versteht man das Verteilen der verarbeiteten Informationen an die Personen, die diese Informationen verwenden.! Formales Systeme ist ein System, das auf akzeptierten und festen Definitionen für Daten und Verfahren beruht, und nach vordefinierten Regeln arbeitet.! Anwendungsystem! ! Verarbeitung Klassifizierung Ausgabe

Eingabe Strukturierung Berechnung Rückmeldung

Alle Rechte vorbehalten Wirtschaftsinformatik : eine Einführung / Kenneth C. Laudon, Jane P. Laudon, Detlef Schoder

OWIN Skript! WiSe 21/22! Vorlesung 4 ! DATAMANAGEMENT & DATA SCIENCE Grundlagen der Datenorganisation Informationen werden innerhalb von Anwendungssystemen in Form von Daten dargestellt, deren logische Organiation in einer Hierarchie angeordnet werden kann. Ein Bit repräsentiert die kleinste Dateneinheit, die ein Computer verarbeiten kann. Durch die Bildung festgelegter Bitfolgen werden einzelne Zeichen codiert, wobei es sich hierbei um eine Buchstaben, eine Ziffer oder ein anderes Zeichen handeln kann. ! Die kleinste gespeicherte Dateneinheit zur Beschreibung von Informationen stellt ein Datenelement dar. Ein Datenelement gruppiert codierte Zeichen zu einem Wort, einer Gruppe von Wörtern oder einer Zahl, die eine Eigenschaft (auch Attribut gennant) einer Entität beschreibt. Eine Entität ist ein Phänomen, beispielsweise eine Person, ein Ort, Ding oder Ereignis, über das Daten gespeichert und gepflegt werden sollen.! Eine Gruppe mitenander in Beziehung stehender Datenelemente, d.h. Datenelemente, die verschieden Attribute derselben Entität beschreiben, bilden zusammen einen Datensatz. Logisch zusammengehörende, gleichartige Datensätze werden zu einer Datei zusammengefasst. Darüber hinaus können Dateien, zwischen denen logische Anhängigkeit bestehen, zu einer Datenbank zusammengestellt werden.!

Traditionelle Datenorganisation

Datenorganisation Un te r D atenredundanz wi rd da s meh rf a che Vork omm en i den tis cher Datenelemen te in verschied en Dateien verstanden. Datenredundanz entsteht aufgrund mehrfachen Speicherns derselben Daten an unterschiedlichen Speicherorten. ! # Folgen einer Datenredundanz können unter anderem das Verschwenden von Speicherressourcen sowie ein mögliches Auftreten von Dateninkonsistenzen sein.! Dateninkonsistenzen liegen vor, wenn für das selbe Attribut unterschiedliche Werte in zugehörigen Datenelementen gespeichert sind. Über diese Inkonsistenzen hinaus kann es dazu kommen, dass in unterschiedlichen Funktioneinheiten für die selben Entitäten bzw. Attribute unterschiedliche Bezeichnungen unbd Codierungen verwendet werden.! All diese Inkonsistenzen erschwerene es Unternehmen, betriebliche Informationssysteme zu entwicklen, in denen Daten aus unterschiedlichen Quellen zusammengeführt werden müssen.!

Fehlender Datenaustausch und mangelnde Flexibilität In Dateien organisierte Daten sind unflexibel gegenüber Auswertungen und Verknüpfungen, da ein gleichzeitiger Zugriff aus mehrere Attribute und eine entsprechende Auswertung der Datenelemente zeitaufwendige Such- und Sortierverfahren erfordert. Daher ist es schwierig, Informationen zwischen Funktionsbereichen oder zwischen verschiedenen Teilen eines Unternehmens auszutauschen, sodass ein entsprechender Datenaustausch zwischen verschiedenen Informationssystemen in der Regel nicht stattfindent.! Aufgrund der aufwendigen Verwaltung von Dateien an mehreren unterschiedlichen Speicherorten durch die einzelnen Funktionsbereiche kann vom Management kaum kontrolliert oder gesteuert werden, wer auf die Daten des Unternehmens zugreift oder dieser sogar verändert.!

VON DER TRADITIONELLEN DATENORGANISATION ZUR DATENINTEGRATION Der Datenbanksatz kann viele Probleme der Datenorganisation beheben, die aus dem Dateiansatz resultieren. Zentrale Elemente des Datenbankansatzes sind:#

- Datenbankmanagementsystem (DBMS) - Gruppe von Dateien, zwischen denen logische Abhängigkeiten bestehen.# In engeren Sinne definiert ist eine Datenbank eine Sammlung von Daten, die darauf ausgelegt ist, einen effizienten und gleichzeitigen Zugriff von mehreren Benutzern und Anwendungen auf möglichst redundanzfreie Daten sowie eine flexible Auswertung und Verknüpfung dieser Daten zu ermöglichen. ! Statt Daten für einzelne Anwendungen in verschiedenen Dateien zu speichern, werden die Daten so gespeichert, dass es für die Benutzer scheint, als befänden sie sich an einem gemeinsamen Speicherort.! Idealerweise werden mittels eines DBMS die in der Datenbank enthaltetenen Daten nur einmal definiert und gleichzeitig von mehreren Benutzern oder Anwendungen genutzt. !

Name Sozialversicherungsnummer Krankenversicherung Personalnummer Name Adresse Sozialeversicherungsnummer Position Einstellungsdatum Bruttogehalt Steuerklasse Lebensversicherung Rentenversicherung Krankenversicherung

Gemeinsame Datenbank für das Personalwesen

Datenbankmanagementsystem

logische Sicht für die Personalabteilung

Name Sozialversicherungsnummer Bruttogehalt Steuerklasse logische Sicht für die Lohnbuchhaltung

DATENBANKMANAGEMENTSYSTEME Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist eine Sammlung von Programmen, die es einem Unternehmen ernöglicht, Daten zentral und effizient zu verwalten. Das DBMS fungiert als Schnittstelle zwischen Anwendungsprogrammen und physischen Datendateien und ermöglicht es mehreren Anwendungen gleichzeitig, die von ihnen benötigten Daten zu speichern, zu exrtahieren und zu manipulieren, ohne eigene Dateien erstellen zu müssen.! Bei Verwendung von Datendateien müssten Programmierer die Größe, das Format und die Speicherposition der einzelnen Datenelemente fest in die Anwendung einbetter, damit Daten aus diesen Dateien verarbeitet werden können. Ein DBMS trennt die physische und logische Datenstruktur, sodass Anwendungsprogramierer oder Endanwender nicht mehr wissen müssen, wo und wie die Daten tatsächlich gespeichert werden. ! Datenbankmanagementsysteme können Datentedundanzen und Dateninkonsistenzen in einem Unternehmen möglicherweise nicht ganz beseitigen. Sie helfen jedoch, auftretende Redundanzen unter Kontrolle zu halten. Sie stellen sicher, dass die einzelnen Instanzen redundanter Daten jeweils stets identische Werte aufweisen. Ein Datenbankmangementsystem hebt die enge Abhängigkeit zwischen Programmentwicklung und Wartung. Der Zugriff und die Verfügbarkeit von Informationen können verbessert werden, weil Benutzer und Programmierer jederzeit Daten aus der Datenbank abfragen und neu kombinieren können. !

Datenorganisation

Datenbankorganisation

Datenspeicherung

Speicherung in programmspezifischen Dateien

Speicherung in datenkbankspezifischen Dateien

Datenzugriff

Direkter Zugriff auf physische Dateien

Zugriff auf logische Dateien

Datenstruktur

Verflechtung von logischer Struktur im Programmentwurf und physischer Datenorganisation

Trennung von logischer Struktur und physicher Speicherung

Datenverwendung

Verwendung nur für spezifische Anwendung

Anwendungsübergreifende Verwendung

Redundanzen

Kaum zu vermeiden, dadurch inkonsistente Daten

Konsistente Daten durch Vermeidung von Redundanzen

Entity-Relationship-Modell (ERM) Was ist ein Modell? Ein Modell ist ein vereinfachtes Abbild der Wirklichkeit. Das Abbild kann die Form konkreter Gegenstände haben (Modell-Eisenbahn, Computersimulation u. ä.) oder rein abstrakt dargestellt sein (Theorien; Gleichungen). Datenbankmanagementsysteme benutzen verschieden Ansätze zur Darstellung des konzeptionellen Datenbankschmeas und zur Verwaltung von Entitäten, Attrbituen und Beziehungen. Die entsprechend unterschiedlichen Datenmodelle bieten jeweils bestimmte Vorteile hinsichtlich der geschäftlichen Datenverarbeitung.! Ein Modell ist:#

- eine auf ein Erklärungsziel bezogene Abbildung! - eines zu untersuchenden Realweltausschnitts! - in welcher mittels Abstraktion eine Beschränkung auf essentielle problem - und strukturierungsrelevante Sachverhalte - unter Zuhilfenahme einer Problembeschreibungssprache vorgenommen wird.!

Modellierung ist ein Vorgang: #

- bei dem ein Modellersteller! - auf Basis seiner Wahrnehmung! - ein Bild des Sachverhaltes (real, gedacht) konstruiert.! Modellierung ist zweckorientiert:#

- Modellzweck durch Modellnutzer definiert! - (Modell-)Komponenten der Wahrnehmung müssen vor dem Hintergrund des Zwecks als relevant empfunden werden! - Auswahl der Komponenten erfolgt durch Modellersteller! Modelle werden häufig in künstlicher, formalisierter Sprache dargestellt. Das Entity-Relationship-Modell dient dazu, im Rahmen der semantischen Datenmodellierung den in einem gegebenen Kontext (z. B. einem Projekt zur Erstellung eines Informationssystems) relevanten Ausschnitt der realen Welt zu bestimmen und darzustellen. Das ER-Modell besteht im Wesentlichen aus einer Grafik (ER-Diagramm, Abk. ERD) sowie einer Beschreibung der darin verwendeten Elemente.! Ein ER-Modell dient sowohl in der konzeptionellen Phase der Anwendungsentwicklung der Verständigung zwischen Anwendern und Entwicklern (dabei wird nur das Was behandelt, d. h. fachlichsachliche Gegebenheiten, nicht das Wie, z. B. die Technik) als auch in der Implementierungsphase als Grundlage für das Design der – meist relationalen – Datenbank.!

Der Einsatz von ER-Modellen ist der De-facto-Standard für die Datenmodellierung, auch wenn es unterschiedliche grafische Darstellungsformen für Datenmodelle gibt. Das ER-Modell wurde 1976 von Peter Chen in seiner Veröffentlichung The Entity-Relationship Model vorgestellt.!

Was ist ein Entity? Als Entität wird in der Datenmodellierung ein eindeutig zu bestimmendes Objekt bezeichnet, über das Informationen gespeichert oder verarbeitet werden sollen. Das Objekt kann materiell oder immateriell, konkret oder abstrakt sein. Beispiele: Ein Fahrzeug, ein Konto, eine Person, ein Zustand. Ein Entität ist ein reales oder abstraktes Ding / Objekt, das für den betrachteten Realweltausschnitt von Interesse ist und dieses durch eine definierte Kombination von Attributwerten beschreibt.!

# Was ist ein Entity-Typ? Ein Entitätstyp wird eingesetzt, um eine gleichartige Menge (Entitätsmenge) materieller oder immaterieller Realtweltobjekte (Entitäten) abzubilden. Dabei wird jedem Entitätstyp ein „sprechender“ Name zugeordnet. Beispiele sind „Kunde“, „Produkt“ und „Auftrag“; als graphisches Symbol wird das Rechteck verwendet. ! Ein Entity-Typ ist die formale Struktur eines Entity, einschließlich Wertebereichen der das Entity beschreibenden Attribute. Für Entity-Typen kann analog zu Relationen ein Schlüssel als identifizierende Attributmenge definiert werden. In der graphischen Darstellung werden die entsprechenden Attribute unterstrichen.!

# Was ist ein Relationship-Typ? Ein Beziehungstyp erlaubt es, eine gleichartige Menge von Zuordnungen zwischen Realtweltobjekten (Beziehungen) abzubilden: Entitätstypen werden durch einen Beziehungstyp miteinander verbunden. Als Name von Beziehungstypen werden Bezeichnungen eingesetzt, die die Zuordnung verbal darstellen. Beispiele sind „Kunde erteilt Auftrag“ und „Auftrag bezieht sich auf Produkt“. Als graphisches Symbol wird die Raute verwendet. Ein Beziehungstyp beinhaltet auch eine Angabe darüber, wie viele Entitäten des einen Entitätstyps mit einer Entität des anderen Entitätstyps in Beziehung stehen können und vice versa. Diese Angabe bezeichnet man als Komplexität bzw. Kardinalität des Beziehungstyps.!

Kardinalitäten in Min-Max-Notation Die Min-Max-Notation (auch (min,max)-Notation) ist eine Art, die Kardinalität einer Beziehung zwischen Entitätstypen in einem Entity-Relationship-Modell einzuschränken. Mit der (min,max)-Notation können sowohl untere als auch obere Schranken präzise ausgedrückt werden.! Bei der (min,max)-Notation wird für jeden an einer Beziehung beteiligten Entitätstyp ein geordnetes Paar mit einem Minimal- und einem Maximalwert angegeben. Diese Werte geben an, an wie vielen Beziehungsausprägungen die Entitätausprägungen mindestens teilnehmen müssen und an wie vielen sie höchstens teilnehmen dürfen.! Min-Max-Notation gibt an: - wie oft eine Entität mindestens eine Beziehung eingehen muss und! - wie oft sie maximal eine Beziehung eingehen kann! Beziehung zwischen zwei Entity-Typen charakterisiert durch: - zwei (min, max)-Paare! - Eins für jeden Entitytyp!

Alle Rechte vorbehalten Wirtschaftsinformatik : eine Einführung / Kenneth C. Laudon, Jane P. Laudon, Detlef Schoder

OWIN Skript! WiSe 21/22! Vorlesung 5.!

Relationales Datenmodell ! Eine relationale Datenbank ist eine digitale Datenbank, die zur elektronischen Datenverwaltung in Computersystemen dient und auf einem tabellenbasierten relationalen Datenbankmodell beruht. Grundlage des Konzeptes relationaler Datenbanken ist die Relation. Sie stellt eine mathematische Beschreibung einer Tabelle dar und ist ein im mathematischen Sinn wohldefinierter Begriff. In andere Wörter, ist eine Relationales Datenmodell ein weitverbreitetes logisches Datenmodell, bei dem Daten in Tabellen dargestellt werden. In einer Tabelle enthaltene Daten können mit Daten einer anderen Tabelle in Beziehung gesetzt werden, sofern beide Tabellen ein geminsames Datenelement besitzen. Ein Relation, ist eine Tabelle einer realtionale Datenbank, deren Spalten die Attribute einer

Relationsname

Liste der Attribute mit Domänen (Wertebereiche); definiert Struktur der Tabelle

Liste von Integritätsbedingungen

Entität bestimmen, d.h. den Entitätstyp definieren. Die Zeilen können Datensätze aufnehmen, die konkrete Entitäten beschreiben.!

SCHEMA EINER RELATION Datenbankschema : Summe aller auftretenden Relationschemata einer Datenbank Ein Datenbankschema steht für die logische Konfiguration einer relationalen Datenbank oder eines Teils davon. Es kann sowohl als anschauliche Darstellung als auch als Integritätseinschränkungen, d. h. als Gruppe von Formeln, denen eine Datenbank unterliegt, dargestellt werden. !

Integritätsbedingungen Eine Integritätsbedingung ist eine Regel, die zu Optimierungszwecken verwendet wird. Ein Primärschlüssel und Integritätsbedingungen über Fremdschlüssel dienen zur Definition von Beziehungen zwischen Tabellen. Die sichern Korrektheit und Vollständigkeit der Daten! und werden vom DBMS bei DB-Änderungen überwacht.

Eigenschaften einer Relation:

-

Keine doppelten Tupel (eine Relation ist eine Menge!) ! Reihenfolge der Tupel ist nicht definiert. ! Reihenfolge der Attribute ist nicht definiert. ! Attributwerte sind atomar, d.h. eine weitere Zerlegung ist nicht zulässig – z.B.: Kunde (KNR, Adresse(Straße, PLZ, Ort), Bonität)!

Schlüssel (-kandidat) / Primärschlüssel einer Relation Ein Schlüssel dient in einer relationalen Datenbank dazu, die Tupel (Datensätze, „Zeilen“) einer Relation (Tabelle) eindeutig zu identifizieren, sie zu nummern. Ein Schlüssel ist dann eine Gruppe von Spalten (oder eine einzelne), die so ausgewählt wird, dass jede Tabellenzeile über die Werte dieser Spaltengruppe eine einmalige (und damit eindeutige) Wertekombination hat.! Eine Attributmenge A heißt identifizierend für eine Relation, wenn zu keinem Zeitpunkt zwei Tupel der Relation gleiche A- Werte besitzen → da...