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Joachim Reese
Wirtschaftsinformatik
Eine Einflihrung
GABLER
Prof. Dr. Joachim Reese lehrt Betriebswirtschaftslehre an der Rheinischen
Friedrich-Wilhelms-U niversitii.t Bonn.
CIP-Aufnahme der Deutschen Bibliothek
Reese, Joachim:
Wirtschaftsinformatik: eine EinfUhrung / Joachim Reese. -
Wiesbaden: Gabler, 1990
Der Gabler Verlag ist ein Unternehmen der Verlagsgruppe Bertelsmann Internatio
nal.
© Betriebswirtschaftlicher Verlag Dr. Th. Gabler GmbH, Wiesbaden 1990
Lektorat: Ute Arentzen
Das Werk einschliel3lich aller seiner Teile ist urheberrechtlich
geschlitzt. Jede Verwertung auBerhalb der engen Grenzen des
Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags
unzulassig und strafbar. Das gilt insbesondere fUr Vervielflilti
gungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspei
cherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
ISBN-13: 978-3-409-13380-7 e-ISBN -13 :978-3-322-86440-6
DOl: 10.1007/978-3-322-86440-6
Vorwort
Ohne Information ist eine sinnvolle wirtschaftliche Betatigung nieht moglieh. Diese
Erkenntnis gilt seit jeher, hat aber keinen besonderen AnstoB zur Entwieklung einer
eigenen Informationswirtschaft gegeben. Vielmehr waren Informationsprozesse so
lange von nachrangiger Bedeutung fUr die Wirtschaft, wie entweder ausreichend In
formation zur Bewaltigung der anstehenden Probleme vorhanden war oder dies zu
mindest unterstellt wurde. Erst mit zunehmend groBer und komplexer werdenden
Aufgaben ist das Problem der Informationsunsieherheit allgemein starker ins
BewuBtsein gerUckt. Information wurde zu einem knappen Produktionsfaktor mit
speziellen Eigenschaften. Gleichzeitig waren auBerhalb der Wirtschaftswissenschaf
ten die technischen Anstrengungen gediehen, urn fUr umfassende Informations
prozesse geeignete Hilfsmittel zur Hand zu haben. Quintessenz aus okonomischer
Sieht war das Entstehen einer Disziplin, die versucht, eine wirtschaftliche Erzeugung
und Nutzung von Informationen zu gewahrleisten. In Anlehnung an die Wissenschaft
von der anwendungsneutralen, maschinellen Datenverarbeitung, die als Informatik
bezeichnet wird, spricht man bei okonomischen Anwendungen dementsprechend von
Wirtschaftsinformatik.
Wirtschaftsinformatik befaBt sich also mit der systematischen, rechnergesmtzten
Bereitstellung von Informationen zum Zweck der betrieblichen und Uberbetrieblichen
Leistungserstellung und Leistungsverwertung. Erkenntnisobjekt ist das Informations
system, das die ursprUnglieh erhobenen, im allgemeinen noch nieht direkt verwertba
ren Daten unter Zuhilfenahme von hierfUr speziell entwickelten Rechenanlagen nach
bestimmten Programmen in die nachgefragten Informationen transformiert. Daten,
Maschinen und Programme sind deshalb die wesentlichen Elemente des Systems, die
aufeinander abgestimmt sein mUssen, damit das Informationsziel erreicht wird.
Neben diesen Innenbeziehungen hat jedes Informationssystem auch eine Anbin
dung an seine reale AuBenwelt. Zum einen muB es von dieser abgeschirmt sein, damit
es seinen Zweck auch storungsfrei und ohne unerwUnschte Ausstrahlungseffekte er
fUllen kann. Diesem Aspekt der Systemsicherheit steht das Anliegen gegenUber, ge
rade durch Kontakte mit der Umwelt den InformationsprozeB wesentlich zu unter
stUtzen. Das Prinzip der Arbeitsteilung fUhrt folgerichtig zur Kommunikation mit an
deren, selbstandig funktionierenden Systemen. Und erst der Bezug zur Untemeh
mensrealitiit ermoglieht die angestrebten Anwendungen, indem fUr konkrete Pro
blemstellungen Daten in das System eingegeben werden, die zu den erwUnschten In-
v
Vorwort
formationen verarbeitet und wieder ausgegeben werden soUen. Diese bilden dann ne
ben anderen Faktoren eine wichtige Grundlage fUr die anschlieBenden Leistungspro
zesse, sei es daB mit den gewonnenen Informationen GUter beschafft oder hergesteUt,
sei es daB hergestellte GUter am Markt abgesetzt oder sonstige BegleitmaBnahmen
eingeleitet werden.
Systemsicherheit
Informationssystem:
-Daten
-Maschinen
-Programme
Systemanwendung
Systemkommunikation
Die vorliegende EinfUhrung in die Wirtschaftsinformatik ist nach diesen Ge
sichtspunkten strukturiert. 1m AnschluB an eine einleitende Ubersicht Uber Vergan
genheit, Gegenwart und Zukunft der Datenverarbeitung behandeln die Kapitel 2 bis 6
die eigentlichen Systemkomponenten sowie ihre Abhlingigkeiten in Struktur und
Ablauf. Die Kapitel 7 bis 9 haben die Systemsicherheit, Systemkommunikation sowie
betriebliche Anwendungen zum Gegenstand. Dabei werden in den einzelnen Kapiteln
nicht alle technischen Gestaltungsalternativen von Informationssystemen im Detail
verfolgt. Gerade weil es sich urn eine EinfUhrung handeln soU, wUrden Einzeldaten
fUr den Leser, der zum ersten Mal mit der Materie in Kontakt kommt, kaum Informa
tionen darstellen und zudem den LesefluB behindern. Gelegentlich werden einzelne
Gedanken vertieft und einige subjektiv empfundene Schwerpunkte gesetzt. Ange
sichts der rapiden Entwicklung neuer Instrumente und Verfahren konnen diese jedoch
ohnehin nur Beispielcharakter haben. 1m Zentrum stehen deshalb vielmehr die grund
stlindigen Konzeptionen, die die Wirtschaftsinformatik zur unverzichtbaren Teil
disziplin im GefUge dispositiver unternehmerischer Aktivitliten erhoben haben.
Dem Buch liegt der Stoff zugrunde, den ich im Rahmen der wirtschaftswissen
schaftlichen Grundausbildung an der Universitlit Bonn fUr eine grundlegende Lehr-
VI
Vorwort
veranstaltung tiber moderne Datenverarbeitung ausgewahlt habe. Wie dort, so wtirde
es auch der Absicht des Buches entsprechen, wenn es gelingen sollte, nieht nur Fak
ten aufzuzahlen und Zusammenhiinge darzustellen, sondern zugleich motivierend zu
wirken und zur weiteren, vertiefenden Beschiiftigung mit der Materie anzuregen. Ne
ben Studierenden der Wirtschaftswissenschaften sind auch solche Interessierten in
nerhalb und auBerhalb von Hochschulen angesprochen, die sieh zunachst in groBen
Ztigen und zeiteffizient tiber die wiehtigsten Grundlagen der Wirtschaftsinformatik
unterriehten lassen wollen, ohne daB hierftir besondere Vorkenntnisse erforderlich
waren.
Ftir die Erstellung des druckfahigen Typoskripts gebtihrt vor allem Herrn cando
rer. pol. Rainer Paffrath mein herzlieher Dank. AuBerdem waren Frau cando rer. pol.
Andrea Wittlinger sowie die Herren cando rer. pol. Martin Klein und Andreas Menke
an den technischen Vorarbeiten beteiligt. Ihnen danke ich ebenfalls fOr ihr Engage
ment. AIle haben bewiesen, daB sie ihre EDV -Kenntnisse auch praktisch bestens um
setzen konnen.
JOACHIM REESE
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Einfiihrender Uberblick ......................................... 1
1.1 Kurze Geschichte der maschinellen Datenverarbeitung ............... 1
1.2 Begriff und Wesen der elektronischen Datenverarbeitung ............. 7
1.3 Prinzipieller Autbau von elektronischen
Datenverarbeitungsanlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
1.4 Tiitigkeitsfelder der elektronischen Datenverarbeitung ...............1 2
2 Systemgerechte Datendarstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1 Grundlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Maschinencodes ......................................... 20
2.3 Datentriigercodes ........................................ 26
3 Datenorganisation ............................................ 31
3.1 Dateiorganisation ........................................ 31
3.1.1 Definitionen ....................................... 31
3.1.2 Autbau von Datenfeldern .............................. 32
3.1.3 Autbau von Datensiitzen ............................... 35
3.1.4 Aufbau von Dateien .................................. 38
3.2 Datenbankorganisation .................................... 47
3.2.1 Einfiihrende Bemerkungen ............................. 47
3.2.2 Konzeptionelle Ebene einer Datenbankarchitektur ............. 49
3.2.3 Interne Ebene einer Datenbankarchitektur ................... 53
3.2.4 Externe Ebene einer Datenbankarchitektur . . . . . . . . . . . . . . . . .. .54
4 Maschinelle Anlagen (Hardware) ................................. .55
4.1 Notwendigkeit der Systemabstimmung ......................... 55
4.2 Chips ................................................ .56
4.3 Einfache Transistorschaltungen .............................. .58
4.4 Zentraleinheit ...........................................6 0
4.5 Eingabeeinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.6 Peripherer Speicher .......................................7 2
4.7 Ausgabeeinheit ..........................................7 3
4.8 Hardware-System ........................................ 75
IX
Inhalt
5 Programme (Software) .........................................7 7
5.1 Ubersicht ..............................................7 7
5.2 Programmiersprachen ..................................... 78
5.3 Betriebsarten ........................................... 81
5.4 Systemsoftware ......................................... 83
5.5 Standard-Anwendungssoftware ...............................8 7
6 Programmentwicklung .........................................8 9
6.1 Aufgaben der Programmentwicklung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....8 9
6.2 Phasen der Programmentwicklung. . . . . . . . . . . . . ................9 0
6.3 Externe Programmbeschaffung vs. interne
Programmentwicklung ................................... 106
7 Systemsicherung und System schutz ............................... 109
8 Systemkommunikation ........................................ 116
8.1 Ubersicht ............................................. 116
8.2 Kommunikationseinrichtungen .............................. 116
8.3 Kommunikationskonzepte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. 119
8.4 Kommunikationsprotokolle ................................ 121
8.5 Rechnernetze .......................................... 123
8.5.1 Netztypen ........................................ 123
8.5.2 Netzklassen ....................................... 126
8.5.3 Wirtschaftlichkeitsfaktoren der Nutzung von
Rechnernetzen .................................... .127
9 Betriebliche Systemanwendungen ................................ 128
9.1 Ubersicht und Einfiihrung ................................. 128
9.2 Anwendungssysteme ..................................... 130
9.3 Konzept der horizontalen Integration am Beispiel
von Administrations- und Dispositionssystemen ................. .134
9.4 Betriebliche Systemanwendungen in einzelnen
Funktionsbereichen ..................................... .138
Literatur ................................................... 147
Sachverzeichnis .............................................. 151
x
Kurze Geschichte
1 Einrtihrender Uberblick
1.1 Kurze Geschichte der maschineUen Datenverarbeitung
Die Erfindung von Rechenmaschinen basiert grundsiitzlich auf der Einsicht des Men
schen, daB Rechnen mechanisierbar ist. Rechenbretter, wie etwa der bekannte Abakus
(300 v. Chr.), sind die iiltesten bekannten Rechenhilfsmittel. Mit ihnen konnen unter
Ausnutzung des Stellenprinzips die einfachen Grundrechenarten der Addition und
Subtraktion unterstUtzt werden. Spiiter wurden dann Hilfsmittel entwickelt, z.B. Re
chenstiibchen (Lord NAPIER 1570) oder der Rechenschieber (Edmund GUNTER 1620),
die auch andere Rechenarten wie Multiplikation, Division und Prozentrechnung ge
statten.
Die Entwicklung der mechanischen Rechenmaschine ist eng mit den Namen
Wilhelm SCHICKARD, Blaise PASCAL und Gottfried Wilhelm LEIBNIZ verbunden.
SCHICKARD baute 1623 mit seiner Rechenuhr die erste Maschine, die mit Hilfe des
automatischen "Zehneriibertrags" alle vier Grundrechenarten ermoglichte. Er ver
wendete dabei erstmals das Dekadische Ziihlrad. Dieses Ziihlrad war auch Standard
bauteil der Maschinen von PASCAL und LEIBNIZ. Allerdings waren sowohl die
"Pascaline" als auch der Leibniz-Rechner in ihrer Funktionstiichtigkeit durch die
damals noch mangelhaften feinmechanischen Fertigkeiten beeintriichtigt.
Die Rechenmaschinen des 17. Jahrhunderts besaBen keine Programmsteuerung,
wie sie heute mit dem Namen "Computer" stets verbunden wird. Erst Charles
BABBAGE entwarf 1833 eine programmgesteuerte Rechenmaschine, den sogenannten
analytischen Rechenautomaten. Die Rechenschritte wurden der Maschine durch ein
Programm vorgegeben. Prinzipiell hatte BABBAGE bereits an die Bestandteile eines
Computers von heute gedacht. Allerdings lieB sich seine Entwicklung aufgrund
finanzieller Engpiisse nie in den Bau eines Prototypen umsetzen. Der analytische
Rechenautomat bestand nur auf dem Papier.
Erst mehr als hundert Jahre spilter wurde die Idee von BABBAGE verwirklicht.
Unabhiingig voneinander entwickelten Konrad ZUSE (1941) und Howard AIKEN
(1944) die ersten programmgesteuerten Rechenautomaten. ZUSES Maschine ging als
Z3 in die Computergeschichte ein. Gegeniiber dem Automaten von BABBAGE wurde
hier erstmals das - eben falls von LEIBNIZ entwickelte - Biniirsystem realisiert, und
zwar mit Hilfe von bistabilen Schaltelementen.
AIKENS HARV ARD MARK I (urspriingliche Bezeichnung: ASCC - Automatic
Sequence Controlled Computer) wurde mit erheblichen Mitteln der US-Navy, des
Staates und von IBM unterstiitzt. Sie war mit 30 Tonnen Gewicht und 16 Metern
Liinge wesentlich groBer und schwerer als die Z3, obwohl die Z3 im allgemeinen
geringere Rechenzeiten benotigte. Zum Beispiel dauerte die Multiplikation zweier
1
Einfiihrender Uberblick
zehnstelliger Zahlen mit der MARK I sechs Sekunden. Beide Rechenautomaten
nutzten die Kenntnisse auf dem Gebiet der Relaistechnik.
Der erste Rohrenrechner entstand 1942. Statt elektromagnetischer Relais enthielt
er Elektronenrohren. Allerdings war diese Maschine von ATANASOFF und BERRY von
der Iowa State University yom Anwendungsbereich her so spezialisiert, daB erst ein
anderer Rechner die Rohrentechnik popular machte. Dieser Rechner war der ENIAC
(Electronic Numerical Integrator and Computer), der im Herbst 1945 fertiggestellt
wurde. Der ENIAC enthielt 18.000 Rohren und war tausendmal schneller als der
MARK I. Er wurden von MAUCHLY und ECKART an der University of Pennsylvania
fUr die US-Army konstruiert. Zum Team gehOrte auch der Mathematiker John von
NEUMANN, der ein besonderes Grundkonzept fUr Datenverarbeitungsanlagen ent
wickelte, welches heute noch als von-Neumann-Architektur das Wesen moderner
Rechenanlagen bestimmt. Danach wird das Programm ebenso wie die Information
codiert und intern gespeichert. Die von-Neumann-Architektur wurde allerdings erst
1949 in dem Nachfolgemodell des EN lAC, dem EDV AC (Electronic Discrete
Variable Automatic Computer) verwirklicht. Der EDV AC wurde hauptsachlich fUr
die Entwicklung der Wasserstoffbombe genutzt.
Die Entwicklung des Computers vollzog sich anschlieSend in schnellem Tempo.
ECKART und MAUCHLY konstruierten 1951 UNIVAC I, den ersten kommerziell
vertriebenen Rechner. 1952 lieS sich mit diesem Rechner beispielsweise die Wahl
ErSENHOWERS zum Prasidenten der Vereinigten Staaten mit einer Fehlertoleranz von
3% vorhersagen. 1953 brachte IBM seinen ersten Rechner unter der Bezeichnung
IBM 701 auf den Markt. Andere Anbieter wie General Electric, Honeywell Bull und
NCR folgten. Alle diese Computer zahlen heute zur ersten Generation (1951-1959),
da sie mit Elektronenrohren bestiickt waren. Der Markt war insgesamt noch sehr
begrenzt. Lediglich Militar- und Forschungseinrichtungen konnten sich Computer
leisten (vgl. auch Tabelle 1.1).
Die Computer der zweiten Generation (1959-1964) arbeiteten mit Transistoren
statt Rohren. Schon 1948 in den Bell Laboratories entwickelt, dauerte es also mehr
als zehn Jahre, bis der Transistor beim Computerbau beriicksichtigt wurde. Seine
Hauptvorteile sind die geringe GroBe, die hohe Zuverlassigkeit bei groBer Leistung
und der geringe Energieverbrauch. In diese Zeit der zweiten Rechnergeneration fiel
auch die Entwicklung bedeutender Programmiersprachen, etwa COBOL und
FORTRAN.
Die EinfUhrung von integrierten Schaltkreisen definiert den Beginn der dritten
Rechnergeneration (1964-1970). Die elektronischen Bestandteile wurden dabei in
Kristallblocken zusammengefaBt bzw. integriert. Man baute sogenannte Hybrid
rechner, die zunehmend kleiner und schneller wurden. Bedeutendster Vertreter dieser
Computergeneration ist die IBM/360. Diese Bezeichnung gilt fUr eine ganze Familie
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