Einsatz von Anwendungssystemen WS 2013/14Prof. Dr. Herrad Schmidt
Kapitel 2
Architektur von Anwendungssystemen
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2 Architektur von Anwendungssystemen
Die innere Struktur eines Anwendungssystems mit ihren Kompo-
nenten und Beziehungen wird als Architektur bezeichnet.
Generelle Systemkomponenten:
Präsentation (Benutzerinteraktion)
Verarbeitung (Verarbeitungslogik)
Datenhaltung (Verwaltung, Speicherung)
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2.1 Monolithische Systeme/Zentral-/Großrechner-Systeme
Host-Rechner (i.d.R. Mainframe)
zentral: Datenhaltung, Verarbeitungslogik, Bildschirmmasken
Anbindung von Terminals zur Benutzerinteraktion
textbasierte Oberfläche
Kommunikation über Transaktionen
Steuerung der Transaktionen über sog. TP-Monitore (Transaction Processing Monitor)
Proprietäres Dateisystem
Geschlossenes System
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Moderne Mainframes
s.a. http://www-03.ibm.com/systems/de/z/index.html
Zur Verarbeitung von Massendaten
Höchste Sicherheitsstufe
Für komplexe Geschäfts- undBetriebssystemanalysen
Serverkonsolidierung
Konsolidierung der SAP-Infrastruktur
Bereitstellung von Rechnerleistungin der Cloud
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2.2 Verteilte Systeme
Ein verteiltes System wird durch Subsysteme gebildet, die auf mehreren Rechnern verteilt sind, die koordiniert miteinander kooperieren und über Kommunikationseinrichtungen miteinander kommunizieren.
Ein verteiltes System wird als Client/Server-System, Multi-Prozessor-System, über Grid-Computing oder mittels service-orientierter Architektur (SOA) realisiert.
Server
Client AAnfrage
Reaktion
Client B
Anfrage
Reaktion
Client/Server-Modell
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Als Basis für die Verteilung im Client/Server-System erfolgt eine Schichtenbildung:
User Interface
Ablaufsteuerung
DB Interface
Datenschicht
Verarbeitungslogik
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Auf der Basis der Schichten sind verschiedene Verteilungsformen möglich:
Physische Datenzugriffs-
schicht
VerteiltePräsentation
Physische Datenzugriffs-
schicht
Physische Datenzugriffs-
schicht
Physische Datenzugriffs-
schicht
Physische Datenzugriffs-
schicht
Physische Datenzugriffs-
schicht
Logische Datenzugriffs-
schicht
Logische Datenzugriffs-
schicht
Logische Datenzugriffs-
schicht
Logische Datenzugriffs-
schicht
Logische Datenzugriffs-
schicht
Logische Datenzugriffs-
schicht
Applikation Applikation
Applikation Applikation Applikation Applikation
Steuerung
Steuerung Steuerung Steuerung Steuerung Steuerung
PräsentationPräsentation
Physische Datenzugriffs-
schicht
PräsentationPräsentationPräsentationPräsentation
ApplikationApplikation
EntferntePräsentation
VerteilteFunktionalität
EntfernteDatenhaltung
EntfernteDatenbank
VerteilteDatenbank
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Beispiel: SAP
Quelle: http://help.sap.com/saphelp_webas620/helpdata/de/fc/eb2e97358411d1829f0000e829fbfe/content.htm
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Internet, HTTP/XMLLokales Netz
Lokales Netz
Von der Windows-Anwendung zum web-basierten Anwendungssystem:
Windows-Anwendungssystem
Web-basiertes Anwendungssystem
Datenbank-Server
Applikations-Server
Windows-PC
Datenbank-Server
Applikations-Server
Web-BrowserWeb-Server
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Web-Architektur:
Mehrschichtige Client-Server-Architektur
Web-Client: realisiert nur die PräsentationsschichtZugriff über einen Web-Browser, der die Verbindung zum Web-Server herstellt, keine Anwendungsinstallation, keine permanente Verbindung zum Web-Server
Web-Server:verteilt HTML-Dokumente, Multimediaobjekte oder Java-Applets auf der Basis des HTTP-Protokolls undstellt die Kommunikation mit dem Applikationsserver her
Applikations- oder Anwendungsserver:Bereitstellung der Funktionalität
Datenbankserver:Bereitstellung und Speicherung der Daten in der Datenbank
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Applikations-
Schichtenmodelle für Web-Architekturen
Web-Client Web-Client Web-Client Web-Client
Web-ServerWeb-Server Web-ServerWeb-Server
Daten-Server
Applikations-server
Applikations-server
Daten-Server Daten-Server
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Web-Anwendung, Web-Applikation (1)
Server
Webserver
Webserver
Web-Applikation
Web-Applikation
Datenbank
Datenbank
1
2
3 4
5
6
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Web-Anwendung, Web-Applikation (2)
1. Über den Browser des Clients wird ein URL-Request für Webanwendungen (z.B. php oder aspx) an den Server (Rechner im Netz) geschickt und dort vom Webserver (z.B. Apache, IIS) empfangen.
2. Der Webserver hostet den Applikationsserver und gibt die Anforderung an diesen weiter.
3. Dieser fragt die Datenbank ab.
4. Das Datenbanksystem gibt die angeforderten Daten zurück.
5. Der Applikationsserver stellt die Daten für die Antwort zusammen und liefert diese an den Webserver.
6. Der Webserver sendet die Daten an den Client in Form einer HTML-Seite.
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2.3 Graphische Benutzeroberflächen (GUI)
Über die graphische Benutzeroberfläche (Graphical User Interface) erfolgt die Mensch-Maschine-Interaktion.
Im Detail:
Strukturierung der Oberfläche
Steuerung eines Anwendungssystems
Darstellung von Daten und Graphiken
Eingabe von Daten
Auslösen von Ereignissen und Funktionen
Aufbau mit standardisierten Bedienelemente
Funktionsbereiche: Menüleiste, Symbolleiste, Statusleiste, Taskleiste, Bildlaufleisten
Spezielle Funktionen wie Kontextmenü, Drag-and-Drop
Personalisierung
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Bedienelemente (Steuerelemente, Controls):
Textboxen
Anzeigefelder
Schaltfläche
Menübalken
Pull-down-Menü, drop-down-Menü
Listenfeld, Drop-down-Liste
Ikonen, Piktogramme
Checkboxen, Auswahlkästchen
Radiobutton
Registerkarten
BaumQuelle: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Pull-Down-Menue-pull-down-menue.html
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User Interface (GUI):SAP GUI for Windows
Quelle: http://www.sapdesignguild.org/editions/philosophy_articles/colors.asp
Beispiele für Benutzeroberflächen:
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SAP GUI for HTML
Quelle: http://www.synactive.com/docu_e/specials/webgui.html
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Quelle: http://www.munnin.com/de/help/gui.html
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Selligent X@ Architektur: http://
www.dbs-deutschland.de/Produkte+Selligent_CRM+Positionierung+Web_Architektur+mmml
Quelle: http://www.dbs-deutschland.de/Produkte+Selligent_CRM+Funktionsumfang_+CRM_Kampagnenmanagement+mmml
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Grundsätze der Dialoggestaltung DIN EN ISO 9241-110 (1)
AufgabenangemessenheitEin Dialog ist aufgabenangemessen, wenn er den Benutzer unterstützt, seine Arbeitsaufgabe effektiv und effizient zu erledigen.
SelbstbeschreibungsfähigkeitEin Dialog ist selbstbeschreibungsfähig, wenn jeder einzelne Dialogschritt durch Rückmeldung des Dialogsystems unmittelbar verständlich ist oder dem Benutzer auf Anfrage erklärt wird.
ErwartungskonformitätEin Dialog ist erwartungskonform, wenn er konsistent ist und den Merkmalen des Benutzers entspricht, z.B. den Kenntnissen aus dem Arbeitsgebiet, der Ausbildung und der Erfahrung des Benutzers sowie den allgemein anerkannten Konventionen.
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Grundsätze der Dialoggestaltung DIN EN ISO 9241-110 (2)
FehlertoleranzEin Dialog ist fehlertolerant, wenn das beabsichtigte Arbeitsergebnis trotz erkennbar fehlerhafter Eingaben entweder mit keinem oder mit minimalem Korrekturaufwand durch den Benutzer erreicht werden kann.
SteuerbarkeitEin Dialog ist steuerbar, wenn der Benutzer in der Lage ist, den Dialogablauf zu starten sowie seine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis das Ziel erreicht ist.
IndividualisierbarkeitEin Dialog ist individualisierbar, wenn das Dialogsystem Anpassungen an die Erfordernisse der Arbeitsaufgabe, individuelle Vorlieben des Benutzers und Benutzerfähigkeiten zulässt.
LernförderlichkeitEin Dialog ist lernförderlich, wenn er den Benutzer beim Erlernen des Dialogsystems unterstützt und anleitet.
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User Interface Guidelines (Styleguides):
sind Richtlinien zur Gestaltung graphischer Oberflächen
Konsistentes Look and Feel (Layout, Farben, Fenster, Ikonen,…)
einheitliche Interaktionsabläufe (Menü, Dialogboxen, …)
Nutzung von radio buttons, check boxes, drop-down-lists, sliders, …
Tooltips, Wizard
Reaktion
Sprache
Barrierefreiheit
Beispiele aus: Windows Vista User Experience Guidelines
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2.4 Datenschicht
Die Datenschicht wird durch ein relationales Datenbank-Management-System (DBMS), kurz Datenbanksystem, realisiert.
Ein Anwendungssystem fordert über eine standardisierte Schnittstelle, z.B. ODBC, mittels der Standard-Abfragesprache SQL Daten vom DBMS an oder übergibt Daten zur Speicherung oder Änderung.
Hersteller von Anwendungssystemen bieten i.d.R. kein eigenes Datenbanksystem an, unterstützen aber Systeme anderer Hersteller,z.B. SAP: ADABAS D, DB2/400 (auf AS/400), DB2/Common Server, DB2/MVS, INFORMIX, Microsoft SQL Server, ORACLE und ORACLE Parallel Server. Quelle: help.sap.com/saphelp_webas620/helpdata/de/fc/eb2e97358411d1829f0000e829fbfe/content.htm
Die Datenbank enthält alle Stamm- und Bewegungsdaten der konkreten Implementierung des Anwendungssystems, sowie Meldetexte, Einträge für Listboxen, Customizingdaten, etc.
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Das Anwendungssystem basiert auf einem Datenmodell, dessen Realisierung sich in der Datenbankstruktur manifestiert.
Beispiel für die Entität „Firma“ in Microsoft CRM (Microsoft SQL-Server)
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2.5 Service-orientierte Architektur
Eine service-orientierte Architektur (SOA) besteht aus Komponenten, die jeweils einen spezifischen Dienst anbieten, die „lose“ zusammen-gekoppelt werden. Dabei kann es sich um Web-Services handeln.
Quelle: http://www.w3.org/2003/Talks/0521-hh-wsa/slide5-0.html
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Definition des World Wide Web Consortium (W3C):
A Service Oriented Architecture (SOA) is a form of distributed systems architecture that is typically characterized by the following properties:
Logical view: The service is an abstracted, logical view of actual programs, databases, business processes, etc.
Message orientation: The service is formally defined in terms of the messages exchanged between provider agents and requester agents.
Description orientation: A service is described by machine-processable meta data.
Network orientation: Services tend to be oriented toward use over a network, though this is not an absolute requirement.
Platform neutral: Messages are sent in a platform-neutral, standardized format delivered through the interfaces. XML is the most obvious format that meets this constraint.
Quelle: W3C. Web services architecture. http://www.w3.org/TR/2004/NOTE-ws-arch-20040211/wsa.pdf (gekürzt)
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Beispiel SAP:
Die Technologie-Plattform SAP NetWeaver organisiert das Zusammenspiel der Enterprise Services, koordiniert Dienste und bindet Anwendungen ein.
Quelle: SAP (Seite existiert nicht mehr)
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2.6 Integration
Ziel: Abteilungsübergreifende, durchgängige Unterstützung der Geschäftsprozesse auf der Basis einer zentralen Datenbasis
Bereiche, auf die sich die Integration bezieht:
innerhalb des Systems (Modulintegration),
Integration von Anwendungssystemen,
Integration von Altsystemen (legacy system),
zwischenbetriebliche Integration.
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Gegenstand der Integration (1):
Datenintegration- Datenaustausch: Ein System übergibt über eine Schnittstelle die Daten an ein anderes System (manuell oder automatisch)- gemeinsame Datenbank: Die (Teil-)Systeme speichern ihre Daten in Tabellen einer gemeinsamen Datenbank. Die Tabellen werden über Fremdschlüssel miteinander verknüpft.- Data Warehouse: Die Daten aus verschiedenen Quellen werden in eine vereinheitlichte Struktur für eine integrierte Sicht und für Analysen zusammengeführt.
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Gegenstand der Integration (2):
FunktionsintegrationVerknüpfung betrieblicher Funktionen in einem System
Prozess-/VorgangsintegrationVerknüpfung von Funktion zu Vorgangsketten
MethodenintegrationKombination und Abstimmung der in verschiedenen Geschäftsbereichen benutzten Methoden
ProgrammintegrationIntegration von Modulen bzw. fremden oder legacy Systemenüber Integration der Benutzerschnittstelle, Integration der Kommunikationskanäle, Geräteintegration
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Vorteile des Einsatzes integrierter Programmsysteme:
keine Mehrfacherfassung
keine Redundanzen
keine Inkonsistenzen
Optimierung der Geschäftsprozesse
einheitliche Benutzeroberfläche
höhere Datenqualität (weniger Fehler, einheitliche Formate)
Nachteile des Einsatzes integrierter Programmsysteme:
komplexes Anwendungssystem
„Funktionsüberhang“
hoher Investitionsbedarf
kein oder wenig Raum für Speziallösungen (=Insellösungen)
Folgefehler
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2.7 Schnittstellen
Eine Schnittstelle (Interface) ist eine Verbindungsstelle zwischen zwei Systemen zum Zwecke der Kommunikation. In der Schnittstellen-beschreibung werden die Regeln für den Austausch festgelegt.Meistens sind Schnittstellen standardisiert.
Verschiedene Arten und Bedeutungen:
zwischen Rechner und peripheren Geräten (Hardwareschnittstelle)
Schnittstelle von Funktionen, Signaturen von Klassen, und Diensten
Schnittstellen für die Interprozesskommunikation, z.B. Sockets, ODBC
Schnittstelle zwischen Anwendungsprogramm und Betriebssystem oder Treiber (API=Application Programming Interface), z.B. TAPI, MAPI
Datenschnittstelle
Benutzerschnittstelle (Mensch-Maschine-Schnittstelle)
organisatorischer Begriff (Interaktion von Menschen)
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