Studiengang BWL FHDW Vorlesung Betriebliche Informationssysteme I Teil

Studiengang BWL FHDW Vorlesung: Betriebliche Informationssysteme I Teil 1 BI-U 1 1. Quartal 2012 Vorlesung: 1 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Überblick Vorstellung Regeln für die Vorlesungen Einführung und Motivation Grundlagen und Begrifflichkeiten Aufbau von Informationssystemen Netzwerke, Internet Virtualisierung, Überwachung Datenbankmanagementsysteme (DBMS) Sicherheit, Datenschutz etc. Vorlesung: 2 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Regeln für Vorlesungen Wir sollten gemeinsam lernen. Sie sollten möglichst unmittelbar bei Verständnisproblemen nachfragen, da viele Sachverhalte aufeinander aufbauen. Sie sollen in den Vorlesungen fragen – es ist explizit erwünscht! Bitte arbeiten Sie den Stoff selbsttätig nach – aktiv! Sie bekommen Foliensätze, Skript und Verweise auf Sekundärliteratur zur Verfügung gestellt. Von Zeit zu Zeit werden aktuelle Sachverhalte in den Stoff der Vorlesungen integriert. Bitte kümmern Sie sich selbst um Termine, Abgabefristen, Beantragung von Praxisarbeiten etc. , denn => Sie studieren und sind nicht mehr in der Schule!!! (selbstaktives Lernen!!!) Viel Spaß und viel Erfolg!!! Vorlesung: 3 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Warum sollten wir uns mit dem Thema „Betriebliche Informationssysteme“ überhaupt beschäftigen? Existieren Nachteile, wenn wir Kenntnisse über „Betriebliche Informationssysteme“ erwerben? Welchen Nutzen / welche Vorteile können wir daraus ziehen? => ZIELSETZUNG Vorlesung: 4 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Ihrer Ansicht nach ein „Betriebliches Informationssystem“ (BIS)? Wie würden Sie ein BIS definieren / beschreiben? Beispiele? Vorlesung: 5 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Informatik? Vorlesung: 6 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Informatik? „Die Lehre vom Umgang mit Informationen“ „Informatik ist die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen, besonders der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Rechenanlagen. “ (Lieblingsquelle der jungen Generation, Wikipedia, Okt. 2011) Vorlesung: 7 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Wirkungsbereiche der Informatik? Programmieren (Software-Entwicklung) Hardware Administration von Systemen Planung und Einführung von IT-Systemen KI (künstliche Intelligenz) CAD, Konstruktion Steuerungssysteme, Embedded Systems Webserver, Online-Shops etc. Bildbearbeitung, Musikbearbeitung etc. Computerspiele … Vorlesung: 8 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Wirkungsbereiche der Informatik? Welcher Beruf in Deutschland kommt gänzlich OHNE EDV / Informatik aus? Vorlesung: 9 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Informatik? Andere Begriffsdefinition: Informatik Die Informatik befasst sich als Wissenschaft mit der maschinellen, rechnergestützten Verarbeitung und Übermittlung von Daten. Vorlesung: 10 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Wirtschaftsinformatik? Vorlesung: 11 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Wirtschaftsinformatik? Eine Def. : Unter Wirtschaftsinformatik wird die Wissenschaft von Entwurf, Entwicklung und Einsatz rechnergestützter, betriebswirtschaftlicher Informations- und Kommunikationssysteme verstanden. Die sinnvolle Integration von Betriebswirtschaftslehre und Informatik ist ein Ziel. Vorlesung: 12 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Wirtschaftsinformatik? Andere Def. : Lehre vom Aufbau, der Arbeitsweise und der Gestaltung computergestützter betrieblicher Informationssysteme (Grochla) Informationstechnologie für Unternehmen (Szyperski) Anwendung der maschinellen Datenverarbeitung in der Wirtschaft und öffentlichen Verwaltung (Preßmar) Wirtschaftsinformatik [. . . ] befasst sich mit der Konzeption, Entwicklung, Einführung, Wartung und Nutzung von Systemen, in denen die computergestützte Informationsverarbeitung [. . . ] im Betrieb angewandt wird (Mertens) Vorlesung: 13 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Wirtschaftsinformatik? Andere Def. : Wissenschaft von der Entwicklung und Implementierung betriebswirtschaftlicher computergestützter Informationssysteme (Scheer, 1988) Wissenschaft von Entwurf und Anwendung computergestützter Informations- und Kommunikationssysteme (Scheer, 1990) Wissenschaft von den Informations- und Kommunikationssystemen in Wirtschaft und Verwaltung (Heinrich, 1993) Vorlesung: 14 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Wirtschaftsinformatik? Eigene Def. : Die Wirtschaftsinformatik ist eine Kombination der beiden Fachgebiete „Wirtschaftswissenschaften“ und „Informatik“. Dabei sollen die Studierenden die wesentlichen Grundlagen und Terminologien beider Gebiete erlernen. Der spätere berufliche Einsatzbereich besteht daher typischerweise im Grenzbereich von Wirtschaftswissenschaften und Informatik. Optimal lassen sich diese Fähigkeiten und Fertigkeiten im Bereich Beratung und Consulting z. B. im Bereich ERP-Systeme einbringen. Dort geht es um die „Übersetzung“ zwischen den kaufmännischen und informationstechnischen Fachbegriffen. Einsatz im Business Engineering bietet sich also an. Vorlesung: 15 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Kommunikation? Der Austausch bzw. die Übertragung von Informationen zwischen einem Sender und einem Empfänger über einen Kommunikationskanal. Vorlesung: 16 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist ein Informationssystem? Ein Informationssystem dient der rechnergestützten Erfassung, Speicherung, Verarbeitung, Pflege, Analyse, Benutzung, Verbreitung, Disposition, Übertragung und Anzeige von Information. Es besteht aus Hardware, Software und Daten. Vorlesung: 17 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Einführung Zeichen, Daten, Information, Wissen Zeichen (0, 1, 2, 3, 4, . . . , ABC. . . ) Daten = Zeichen + Syntax (Kd. -Nr. = HZ 12; Umsatz = 123, 45 €; Artikelnr. = 1234) Information = Daten + Zweckbezug (Welche Kundengruppe kauft welche Produkte? ) Wissen = Information + Interpretation/Klassifikation (Warum kauft eine bestimmte Kundengruppe eine bestimmtes Produkt? ) Vorlesung: 18 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebliche Info-Systeme BIS Einführung Zahlensysteme Binär Ziffern: 0; 1 Octal Ziffern: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 Dezimal Ziffern: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 Hexadezimal Ziffern: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; A; B; C; D; E; F Vorlesung: 19 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Aufbau von Informationssystemen Das EVA-S Prinzip Eingabe Verarbeitung Ausgabe Speicherung Vorlesung: 20 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg 20

Aufbau von Informationssystemen Prinzip-Darstellung eines Informationssystems Vorlesung: 21 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg 21

Aufbau von Informationssystemen 1 Byte = 8 Bits 1 Kilobyte (KB) = 1. 024 Bytes 1 Megabyte (MB) = 1. 048. 576 Bytes = 1024 KB 1 Gigabyte (GB) = 1. 073. 741. 824 Bytes = 1024 MB 1 Terabyte (TB) = 1. 099. 511. 627. 776 Bytes = 1024 GB 1 Petabyte (PB) = 1. 125. 899. 906. 842. 624 Bytes = 1024 TB 1 Exabyte (EB) = 1. 152. 921. 504. 606. 846. 976 Bytes = 1024 PB Vorlesung: 22 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg 22

Aufbau von Informationssystemen CD-ROM: 640 MB bis 800 MB CD-R: Einmal beschreibbare CD CD-RW: Mehrmals beschreibbare CD DVD-ROM: 4, 7 GB DVD-RAM: wiederbeschreibbare DVD±R: Einmal beschreibbare DVD±RW: Mehrmals beschreibbare DVD-DL: 8, 5 GB (DVD mit zwei beschreibbare Schichten) Blu-ray Disc als Weiterentwicklung: 25 bis 500 GB Vorlesung: 23 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg 23

Aufbau von Informationssystemen RAM = random access memory, Arbeitsspeichers eines Rechners ROM = read only memory Schnittstellen USB 1. 0 / 2. 0 / 3. 0 (Universal Serial Bus) Fire. Wire 400 / 800 Bluetooth: Funkschnittstelle, WPAN seriell: bitweise Übertragung (Tastatur, Maus, Modem) parallel: byteweise Übertragung (Drucker, Scanner) Steckkarten für Notebooks PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) Card. Bus PC Card Express. Card/34 und Express. Card/54 Vorlesung: 24 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg 24

Aufbau von Informationssystemen Das Betriebssystem eines Rechners umfasst sämtliche Programme, die zur Inbetriebnahme des Rechners erforderlich sind. Es steuert den Datenfluss zwischen Software und Hardware und zwischen den einzelnen Hardwarekomponenten des Rechners. MS-DOS, Windows 1. 0/2. 0/3. 1/95/98/98 SE/ME/NT, Windows 2000 (Professional, Server), Windows XP (Home, Professional), Windows 2003 Server, Windows Vista, Windows 7, Windows 2008 Server Mac OS von Apple UNIX (HP-UX von Hewlett Packard, AIX von IBM, Sinix, Solarisvon Sun) Linux (von Linus Torvald) (SUSE, Debian, Ubuntu etc. ) OS/2 von IBM, BS 2000/OSD von Siemens, VMS Vorlesung: 25 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg 25

Netzwerke Vorteile der Vernetzung von Computern Schnelle Kommunikation Gemeinsame Nutzung der Daten Gemeinsame Nutzung der Hardware Gemeinsame Nutzung der Software Dieses Thema wird später separat ausführlicher behandelt. Vorlesung: 26 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg 26

Betriebliche Info-Systeme BIS Was ist Wirtschaftsinformatik? Vorlesung: 27 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebssystem BS Was ist Ihrer Ansicht nach ein Betriebssystem (BS)? Wie würden Sie BS definieren / beschreiben? Beispiele? Vorlesung: 28 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebssystem BS Eine Sammlung von Programmen zur geregelten Verwaltung und Benutzung von Betriebsmitteln (Ressourcen) verschiedener Art für ein Rechensystem. Betriebsmittel sind CPU, RAM und Peripherie. Vorlesung: 29 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

DIN 44300 Betriebssystem “Die Programme eines digitalen Rechensystems, die zusammen mit den Eigenschaften dieser Rechenanlage die Basis der möglichen Betriebsarten des digitalen Rechensystems bilden und die insbesondere die Abwicklung von Programmen steuern und überwachen. ” Daraus ergeben sich drei Aufgabenbereiche: - Abbildung der Benutzerwelt auf die Maschinenwelt - Organisation und Koordination des Betriebsablaufes - Steuerung und Protokollierung des Programmablaufes Vorlesung: 30 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebsmittel (BM)-Kategorien Aktive Betriebsmittel, zeitlich aufteilbar Passive Betriebsmittel, exklusiv benutzt Passive Betriebsmittel, räumlich aufteilbar Zusätzlich spricht man noch von virtuellen und logischen BM. Vorlesung: 31 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Komponenten von BS - Prozessor, Prozesse Passive BM Zentralspeicher, virtueller Speicher Geräte Betrieb der Geräte Datenverwaltung auf dem Gerätebetrieb Logische BM Konfiguration Auftragsabwicklung Bedienung Vorlesung: 32 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Programm Wie wichtig sind Definitionen / Begrifflichkeiten? Was verstehen Sie unter: Programm Prozess Task Thread Vorlesung: 33 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Programm Eine konkrete Beschreibung eines Verfahrens (Algorithmus) mit dem Ziel eine Aufgabe (ein Problem) zu lösen. Diese Beschreibung kann in verschiedenen Formen / Sprachen erfolgen. Vorlesung: 34 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Prozeß “Ein Prozeß ist somit diejenige Verwaltungseinheit, die sich um einen Prozessor bewirbt. ” Ein Prozeß ist ein “aktives”, “lebendes” Programm. Er fordert also Betriebsmittel an und benutzt diese bei Bedarf. Vorlesung: 35 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Task Wir betrachten den Begriff Task vorerst als Synonym zum Begriff Prozeß. Vorlesung: 36 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Thread Ein Thread ist ein Teil eines Prozesses. Wichtig ist also die logische Abhängigkeit von dem Vater. Prozeß (Parent). Beispiel: Autokorrektur, Rechtschreibprüfung bei Text-verarbeitungssystemen. Vorlesung: 37 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Prozeßzustände Ein Prozeß kann in einem Rechensystem von Eintritt bis zum Austritt mehrere Zustände annehmen: W Wartend Deblockieren N Nicht Aktiv B Bereit Starten Vorlesung: 38 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg Aufgeben Blockieren R Rechnend Zuordnen N Nicht Aktiv Beenden

Multitasking MT Die (quasi-)parallele Abarbeitung von Prozessen. „Echt“, wenn mehrere Prozessoren vorhanden sind. Es gibt die im folgenden aufgeführten verschiedenen Formen: Vorlesung: 39 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

kooperatives MT Die Zuteilung bzw. Freigabe von Betriebsmitteln wie z. B. Rechenleistung (CPU) muß durch die Anwendungsprogramme selbst erfolgen (Beispiel: Windows 3. x) Vorlesung: 40 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

preemptives MT - - Die Zuteilung bzw. Freigabe von Betriebsmitteln wie z. B. Rechenleistung (CPU) erfolgt durch eine zentrale Instanz des BS. Diese wird als “Scheduler” bezeichnet. (Beispiel: UNIX, Windows NT, Windows 95. . . ) Weiterhin kann beim preemptiven MT zwischen den folgenden Formen unterschieden werden: echtzeitfähig nicht echtzeitfähig Vorlesung: 41 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Protokoll Ein Protokoll ist die Summe aller Regeln, die zum Datenaustausch zwischen zwei Kommunikationspartnern eingehalten werden müssen. (Beispiel: TCP/IP) Vorlesung: 42 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

GUI Graphical User Interface Eine grafische Benutzungsschnittstelle (Beispiel: Windows 95). Vorlesung: 43 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Eigenschaften UNIX-Betriebssysteme - - - Mehrbenutzer, Mehrprozeßsystem (Multiuser, Multitasking) Zeitscheibenverfahren (Time-Sharing) Geräteunabhängiges, hierarchisches Dateisystem ohne spezielle Zugriffsmethoden Auf allen Computerklassen einsetzbar, da leicht portierbar Kleiner Kern mit nach Bedarf integrierbaren Gerätesteuerprogrammen Umfangreiche, standardmäßige Dienstprogramme Besondere Unterstützung der Softwareentwicklung und der meisten gängigen Programmiersprachen (Schwerpunkt C, C++) Vorlesung: 44 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Eigenschaften LINUX-Betriebssysteme - - Mehrbenutzer, Mehrprozeßsystem (Multiuser, Multitasking) Zeitscheibenverfahren (Time-Sharing) Geräteunabhängiges, hierarchisches Dateisystem ohne spezielle Zugriffsmethoden Auf allen Computerklassen einsetzbar, da leicht portierbar Kleiner Kern mit nach Bedarf integrierbaren Gerätesteuerprogrammen Umfangreiche, standardmäßige Dienstprogramme Besondere Unterstützung der Softwareentwicklung und der meisten gängigen Programmiersprachen (Schwerpunkt C, C++) Offener, frei zugänglicher Quellcode Lizenzkostenfrei Durch den frei zur Verfügung stehenden Quellcode individuell anpassbar für z. B. Firewall-Systeme Vorlesung: 45 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Aufgaben des BS-Kernels - - Der Kern hat folgende Hauptaufgaben: Verwaltung der Prozesse Verwaltung der Ressourcen (CPU, RAM, Peripherie) Bereitstellung von Systemfunktionen (E/A-Operationen, Prozeßsteuerung, Kommunikation etc. ) Handhabung von Unterbrechungen und Ausnahmebedingungen (Hardware-Interrupts, Fehler etc. ) Vorlesung: 46 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Scheduling Die Prozeßauswahl und Zuteilung der CPU-Zeit erfolgt durch einen Prozeß des Kerns, den sogenannten Scheduler. Der Scheduler wird immer aktiv, sobald ein Prozeß einen Systemaufruf tätigt oder eine Ereignismeldung der Hardware auftritt (z. B. Ein-, Ausgabe beendet, Zeitintervall abgelaufen). Dann wird aufgrund der Priorität der bereiten Prozesse und des aktiven Prozesses über die Neuvergabe der CPU entschieden. Die Priorität wird regelmäßig anhand der verbrauchten CPU-Zeit, Prozeßgröße und Wartezeit neu berechnet. Es gibt viele verschiedene Scheduler-Algorithmen und verschiedene Strategien. Vorlesung: 47 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Demand Paging Bei virtuellen Systemen braucht ein Programm eines aktiven Prozesses nicht vollständig im Hauptspeicher vorzuliegen. Ein externer Plattenspeicher dient als sogenannter virtueller Speicher (paging area). Der virtuelle und der physikalische Speicher werden in Seiten (engl. : pages; 1 -4 KB) eingeteilt und je nach Bedarf (engl. : demand) werden Seiten ein- und ausgelagert. Vorlesung: 48 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Swapping Ist der Speicherplatz trotz Paging nicht ausreichend, oder werden zu oft Seiten ein- und ausgelagert, können ganze Prozesse auf einen externen Speicher (swap area) ausgelagert werden. Dies wird vom Prozeß 0 (swapper) durchgeführt, der beim Systemstart erzeugt wird. Vorlesung: 49 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Treiber Prozeß, der alle zum Betreiben eines Gerätes notwendigen Handlungen enthält (Dienstleistungsprozeß). Vorlesung: 50 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

ENDE Fragen? Vorlesung: 51 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg

Quellen Tannenbaum, Andrew, Moderne Betriebssysteme R. Walther, Vorlesungsskript BIS, FHDW 2011 G. Hellberg, Vorlesungsskripte BIS, FHDW 2003 G. Hellberg, diverse Vorlesungsskripte Betriebssysteme, FHDW 2000 -2011 G. Hellberg, Vorlesungsskripte Netzwerke, FHDW 20002011 G. Hellberg, Vorlesungsskripte Technische Grundlagen, FHDW 2007 -2011 Microsoft Whitepapers Diverse Quellen Internet (Wikipedia) Vorlesung: 52 BIS Unit I 2012 Prof. Dr. G. Hellberg