Der Begriff "verteilte Informationssysteme" ist bei der Diskussion um die unternehmensweite Datenverarbeitung in den Vordergrund gerückt. Häufig fehlt es jedoch an genauen Definitionen, welche konzeptionellen Organisationsformen sich dahinter verbergen. Thomas Stutenbäumer* versucht in dieser Serie, die Grundlagen zu skizzieren und eine Systematisierung dieses komplexen Themas vorzunehmen. Teil 1 befaßt sich neben einem historischen Abriß mit der Struktur von Informationssystemen.
Während in der Vergangenheit die DV lediglich als ein Hilfsmittel betrachtet wurde, das keiner zentralen Koordination bedarf, hat man in jüngerer Zeit erkannt, daß die Informationen selbst eine unternehmensweite Bedeutung besitzen. Aus diesem Grund sollen fachbereichsübergreifende offene Systeme entstehen, die alle Informationen eines Unternehmens verwalten können.
Zu Beginn der elektronischen Datenverarbeitung gab es aufwendige zentrale Rechenanlagen, deren Leistung weit unter dem Niveau heutiger Arbeitsplatz-Systeme lag. Die Bedienung dieser Anlagen war nur wenigen Experten vorbehalten. Durch ständige Innovationen gelangten ab Mitte der 60er Jahre Großrechner-Anlagen zur Serienreife. Sie waren für den Einsatz in mittleren und größeren Unternehmen als zentrale Einrichtung mit zum Teil großen Terminalnetzen prädestiniert.
Eine explosionsartige Verbreitung der DV-Technik fand erst Anfang der 80er Jahre mit dem Vertrieb von Personal Computern statt. PCs boten für bestimmte Anwendungen eine preiswerte Alternative zu den aufwendigen Großrechner-Lösungen. Die hohen Wartungskosten und teueren Softwareprodukte der Zentralrechner beschleunigten diese Entwicklung. Parallel dazu kamen mittlere Systeme für Anwendungen kleinerer Arbeitsgruppen auf den Markt.
Die Beschaffung kleinerer und mittlerer Rechenanlagen lag bei den meisten Unternehmen im Verantwortungsbereich der Fachabteilungen und unterlag keiner zentralen Koordination. Erst in den letzten Jahren wurde den Verantwortlichen bewußt, daß sich die Wirtschaftlichkeits- und Rationalisierungseffekte der Datenverarbeitung um ein Vielfaches steigern lassen, wenn die vorhandenen Rechner miteinander kommunizieren können.
Idealerweise sollte ein vernetztes Rechnersystem die betriebliche Organisation eines Unternehmens widerspiegeln. Es stellte sich bei näheren Untersuchungen jedoch deutlich heraus, daß in vielen Fällen die Arbeitsabläufe reorganisiert und an die Möglichkeiten der Datenverarbeitung angepaßt werden mußten.
Die in den Unternehmen unkontrolliert und unkoordiniert eingesetzten Rechenanlagen warfen aufgrund der notwendigen Umstrukturierungen schwerwiegende Probleme auf, die bisher nicht zufriedenstellend gelöst werden konnten: Die existierenden Rechner stammen von verschiedenen Herstellern und lassen sich nicht ohne weiteres miteinander vernetzen. Für spezielle Aufgaben müssen zusätzlich Rechner anderer Anbieter beschafft werden. Der anwendungsorientierten Datenhaltung fehlt es an einer unternehmensorientierten Struktur, und ein zentrales Abfragen des gesamten Datenbestandes ist nicht möglich.
Zur Lösung verschiedenster Probleme entwickelte fast jeder Hersteller seine eigenen Theorien zu den Themen Datenbanken, Rechnernetze, verteilte Anwendungen und Management-Informationssysteme. Es entstand ein kaum überschaubares Produktangebot für die verschiedenen Komponenten verteilter Informationssysteme.
Damit Unternehmen mit einer heterogenen Rechnerwelt Konzepte der verteilten Informationsverarbeitung anwenden konnten, entstanden einerseits Normierungsbehörden oder Gremien auf nationaler oder internationaler Ebene, und andererseits wurde die Verbreitung sogenannter "offener Systeme" forciert.
Offene Systeme zeichnen sich durch einen modularen Aufbau der Schichten Hardware, Betriebssystem, Datenhaltung und Anwendung aus. Die Schnittstellen zwischen diesen Schichten sind eindeutig definiert, so daß jede Schicht jederzeit ausgetauscht werden kann.
Die Entwicklungen führten bisher dazu, daß sich häufig die marktstärksten Anbieter durchsetzen konnten, obwohl deren Produkte in vielen Fällen nicht unbedingt die besten beziehungsweise wirtschaftlichsten Lösungen aus der Sicht der Endbenutzer darstellen. Heute fehlt es vor allem an einem allgemeinen Verständnis für verteilte Informationssysteme. Es wird durch eine begriffliche Vielfalt und sprachliche Verwirrungen sowie durch ein kaum überschaubares Produktangebot verhindert.
Zunächst gilt es also, den Begriff "verteilte Informationssysteme" einzugrenzen. Dazu müssen vorab Anforderungen aus unternehmensweiter Sicht aufgestellt werden. Erst durch die Differenzierung des Informationssystems in unterschiedliche Komponenten wird die Voraussetzung für eine flexible Gestaltung der Informationsverarbeitung geschaffen.
Der Begriff "Informationssystem" läßt sich wie folgt definieren: Das Informationssystem eines Unternehmens besteht aus den Informationen selbst und aus der Gesamtheit aller technischen Einrichtungen (Ressourcen) sowie den Methoden, Verfahren und Werkzeugen zu ihrer Übermittlung und Bearbeitung. Es hat die Aufgabe, jedem Mitarbeiter rechtzeitig die Informationen zur Verfügung zu stellen, die er für seine tägliche Arbeit benötigt. Die Informationen können in sprachlicher, schriftlicher oder gespeicherter Form vorliegen.
In den weiteren Ausführungen der Serie werden überwiegend gespeicherte Informationen betrachtet. Aus der fachbereichsübergreifenden Sicht ergeben sich dabei folgende grundsätzliche Anforderungen:
1. Eindeutigkeit der Information, das heißt, die Informationen, ihre Strukturen und Beziehungen untereinander müssen unternehmensweit eindeutig definiert werden;
2. Aktualität der Information, das bedeutet, die für die Arbeit notwendigen Informationen sind jedem Mitarbeiter mit dem jeweils aktuellsten Stand zur Verfügung zu stellen;
3. Verfügbarkeit der Information - verschiedene Organisationseinheiten müssen gleichzeitig auf den einheitlichen Informationsbestand zugreifen können;
4. Unabhängigkeit der Verarbeitung: Damit ist gemeint, daß mehrere Organisationseinheiten unabhängig voneinander die Informationen bearbeiten können müssen;
5. Verteilung aller Komponenten eines Systems, das heißt, Informationen, Ressourcen und Anwendungen sind jederzeit dort im Unternehmen zur Verfügung zu stellen, wo sie benötigt werden;
6. Flexibilität der Komponenten: Zwischen den Organisationseinheiten ist ein definierter Datenaustausch zu gewährleisten, der je nach Bedarf neu konfiguriert werden kann;
7. Schutz der Informationen, das bedeutet, die Informationen dürfen nur bestimmten Mitarbeitern zugänglich sein, und ein ungewollter Zugriff durch Dritte muß verhindert werden;
8. Verfügbarkeit der Anwendungen - also die Anwendungen sind auf die Ressourcen derart zu verteilen, daß bei dem Ausfall einer Komponente möglichst viele Mitarbeiter weiterhin arbeiten können.
Es wird wohl kaum ein System geben, welches allen Forderungen in vollem Umfang entspricht. Vielmehr sind Kompromisse erforderlich, deren Schwerpunkt in der Erfüllung bestimmter unternehmensspezifischer Anforderungen liegt.
Nach heutigen Erkenntnissen kann mit Hilfe verteilter Informationssysteme eine flexible Informationsstruktur aufgebaut werden, die an die verschiedenen Bedürfnisse der Unternehmen angepaßt werden kann und auch bestehende Ressourcen weiterhin nutzt.
In verteilten Informationssystemen wird unter den Aspekten
- des erforderlichen Informationsflusses,
- der notwendigen Verarbeitungsfunktionalität und
- der Wirtschaftlichkeit
eine Verteilung der Informationen und Anwendungen auf die vorhandenen Ressourcen vorgenommen. Alle Elemente eines solchen Systemes sind so abzustimmen, daß sie ineinandergreifen und integriert werden können.
Die Komplexität verteilter Informationssysteme und damit der Koordinationsaufwand scheinen mit der Größe des Unternehmens exponentiell zu wachsen. Eine strukturierte Vorgehensweise ist aus diesem Grund die Voraussetzung für die Planung und Realisierung komplexen Systeme.
Da die meisten Unternehmen hierarchisch gegliedert sind, kann das von H. P. Boell (1) vorgeschlagene 4-Ebenen-Konzept (siehe Tabelle 1) zugrunde gelegt werden. Die Organisationsstruktur eines Unternehmens ordnet jeder Ebene einen bestimmten Funktionsumfang zu.
Unternehmen müssen zeitweilig schnell auf neue Entwicklungen des Marktes reagieren. Daraus ergeben sich häufig interne Umstrukturierungen von Organisationseinheiten. Aus diesem Grund sind Informationssysteme entsprechend flexibel zu gestalten.
Die geforderte Flexibilität ergibt sich aus einem modularen Aufbau (siehe Tabelle 2).
Jeder Ebene sind entsprechend ihres Aufgabenumfanges bestimmte Teile der Komponenten Ressourcen, Informationen und Anwendungen zuzuordnen. Die Verteilung der Komponenten wird in Informationssystemen einerseits horizontal, das heißt innerhalb der Ebenen, andererseits vertikal, das heißt zwischen den verschiedenen Ebenen, vorgenommen.
In den nächsten Folgen sollen konzeptionelle Aspekte zu den in Tabelle 2 genannten Modulen im Vordergrund stehen. Unabhängig von den Vorstellungen und Architekturen verschiedener Anbieter wird dargestellt, welche Möglichkeiten zur Gestaltung von Informationssystemen existieren.