Dietrich Franz Rudiger Mattes Elektronische Datenverarbeitung - EDV-System - Computertypen - Programmiersprachen - Software - Datennetze - Datenschutz GABLER Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Franz, Dietrich: Elektronische Datenverarbeitung : EDV -System, Computertypen, Programmiersprachen, Software, Datennetze, Datenschutz I Dietrich Franz; Rudiger Mattes. - Wiesbaden : Gabler, 1991 ISBN 978-3-409-19734-2 NE: Mattes, Rudiger: Der Gabler Verlag ist ein Unternehmen der Verlagsgruppe Bertelsmann International. © Betriebswirtschaftlicher Verlag Dr. Th. Gabler GmbH, Wiesbaden 1991 Lektorat: Brigitte Stolz-Dacol Das Werk einschlieBlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschutzt. Jede Verwertung auBerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgeset zes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulilssig und strafbar. Das gilt insbesondere flir Vervielfaltigungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Dieses Buch ist auf silurefreiem und chlorarm gebleichtem Papier gedruckt. ISBN-13: 978-3-409-19734-2 e-TSBN-13: 978-3-322-82836-1 DOl: 10.1007/978-3-322-82836-1 Inhalt 1. Einfilhrnng ............................................................................................................ . 1.1 Begriffe und Wesen ....................................................................................... 1 1.1.1 Daten .................................................................................................. 4 1.1.2 Verarbeitung von Daten ..................................................................... 4 1.2 Aufgaben und Einsatzmoglichkeiten der Datenverarbeitung ........................ 7 1.3 Ziele des Einsatzes der Datenverarbeitung ................................................... 8 2. EDV-System .......................................................................................................... 11 2.1 Komponenten eines ED V -Systems .......... ...................... ...... ......................... 11 2.2 Grundaufbau einer Datenverarbeitungsanlage .............................................. 12 2.3 Hardware ....................................................................................................... 15 2.3.1 Zentraleinheit ..................................................................................... 16 2.3.1.1 Prozessor .............................................................................. 16 2.3.1.2 Zentralspeicher ..................................................................... 16 2.3.1.3 Ein-/Ausgabewerke .............................................................. 18 2.3.1.4 Bussystem ............................................................................. 18 2.3.2 Periphere Einheiten ............................................................................ 19 2.3.2.1 Eingabegerate ....................................................................... 20 2.3.2.2 Ausgabegerate ...................................................................... 20 2.3.2.3 Dialoggerate ......................................................................... 20 2.3.2.4 Speichergerate ...................................................................... 20 3. Computerarten ....................................................................................................... 23 3.1 Digital-Rechner, Analog-Rechner, Hybrid-Rechner ..................................... 23 3.2 Rechnertypen: Mikro-Mini-, GroB-und Superrechner ................................ 24 4. Datenerfassung ................. .......................................... ...... ..................... ........... ..... 26 4.1 Begriff der Datenerfassung ............... ............ ................................................ 26 4.2 Problematik der Datenerfassung ................................................................... 28 4.3 Phasen der Datenerfassung ............ ........... ....... .............. ....................... ......... 28 4.4 Methoden der Datenerfassung ......... .............................................................. 28 5. Datentrager ............................................................................................................ 33 5.1 Nur maschinelliesbare Datentrager .............................................................. 33 5.1.1 Magnetband ........................................................................................ 33 5.1.2 Magnetplatte ...................................................................................... 36 5.1.2.1 Magnetplattenstapel.............................................................. 36 5.1.2.2 Diskette ................................................................................. 38 5.1.3 Bildplatten .......................................................................................... 40 5.2 Maschinell und visuelliesbare Datentriiger .................................................. 41 5.2.1 Markierungsbeleg .............................................................................. 42 5.2.2 Klarschriftbelege ................................................................................ 42 5.2.2.1 OCR-A-Schrift ..................................................................... 42 5.2.2.2 Barcode ................................................................................. 43 5.2.2.3 Handschriftbeleg .................................................................. 43 6. Datenspeicherung .................................................................................................. 45 6.1 Moglichkeiten und Kriterien der Datenspeicherung ..................................... 45 6.2 Exteme Speicher ........................................................................................... 48 7. Progranuniersprachen .... ... ... ....... ..... ... ..... ... ... ... ..... ..... ............ ... ... ..... ....... ..... ........ 50 7.1 Einteilung der Progranuniersprachen ............................................. , .... .......... 50 7.2 Einige bedeutende problemorientierte Universalsprachen ............................ 54 8. Software ................................................................................................................ 58 8.1 Betriebssystem .............................................................................................. 60 8.1.1 Komponenten eines Betriebssystems am Beispiel DOS .................... 61 8.1.1.1 Steuerprogramme ................................................................. 61 8.1.1.2 Dienstprogranune ................................................................. 62 8.2 Betriebsarten .................................................................................................. 63 8.2.1 Einprogrammbetrieb .......................................................................... 64 8.2.2 Mehrprogranunbetrieb ....................................................................... 64 8.3 Formen der Verarbeitung .............................................................................. 65 8.3.1 Stapelverarbeitung ............................................................................. 66 8.3.2 Dialogverarbeitung ............................................................................ 67 8.3.2.1 Einbenutzerbetrieb ................................................................ 67 8.3.2.2 Mehrbenutzerbetrieb ............................................................ 68 8.3.2.2.1 Teilhaberbetrieb ................................................... 68 8.3.2.2.2 Teilnehmerbetrieb ............................................... 68 8.3.3 EDV im und auBer Haus .................................................................... 69 8.4 Anwendersoftware ........................................................................................ 71 8.4.1 Standardsoftware ................................................................................ 71 8.4.2 Individuelle Software ......................................................................... 73 8.4.3 Branchensoftware .............................................................................. 73 8.5 Benutzeroberfliiche ........................................................................................ 73 8.5.1 Meniitechnik ...................................................................................... 75 8.5.2 Hilfefunktion ...................................................................................... 76 8.5.3 Fenstertechnik .................................................................................... 77 8.5.4 Graphische BenutzeroberfUichen ....................................................... 79 9. Datenkommunikation ............................................................................................ 82 9.1 Grundbegriffe ................................................................................................ 82 9.2 Interne Netze ................................................................................................. 82 9.2.1 Topologien ......................................................................................... 83 9.2.2 Standards fiir Zugangsverfahren ........................................................ 88 9.2.2.1 Token Ring ........................................................................... 89 9.2.2.2 Ethernet ................................................................................ 89 9.3 Externe Netze ................................................................................................ 90 9.3.1 Topologien ......................................................................................... 90 9.3.2 Datenkommunikationsnetze ............................................................... 93 9.3.2.1 Telefon .................................................................................. 93 9.3.2.2 DATEX-L ............................................................................. 93 9.3.2.3 DATEX-P ............................................................................. 94 9.3.2.4 ISDN ..................................................................................... 94 9.3.3 Datenkommunikationsdienste ............................................................ 95 9.3.3.1 Telex ..................................................................................... 95 9.3.3.2 Teletex .................................................................................. 95 9.3.3.3 Telebox ................................................................................. 96 9.3.3.4 Bildschirmtext ...................................................................... 96 10. Sollkonzept der Planung, Entwicklung und Erprobung von Software- systemen ................................................................................................................ 98 10.1 Projektierungsphase ...................................................................................... 98 10.1.1 Grundbedingungen ............................................................................. 98 10.1.2 Darstellung des Ist-Zustandes ............................................................ 99 10.1.3 Problemanalyse .................................................................................. 100 10.1.4 Entwicklung einer Sollkonzeption ..................................................... 100 10.2 Einsatzvorbereitung ....................................................................................... 102 10.2.1 Festlegung der Daten und Datenbanken ............................................ 102 10.2.2 Festlegung der VerarbeitungsabHiufe ................................................ 102 10.2.3 Programmierung ................................................................................ 104 10.2.4 Programmtest ..................................................................................... 105 10.2.5 Dokumentation ................................................................................... 106 10.3 Ubernahme-und Kontrollphase .................................................................... 107 11. Logik der Programmerstellung ... .............. ............ ..... ....... ........ ... ....... ..... .............. 109 11.1 DatenfluBplan .. ...... ... ..... ... ............ ...... .... ................. ....... ...... ..... ............. ....... 109 11.1.1 Sinnbilder ........................................................................................... 109 11.1.2 Beispiele fi.ir DatenfluBpliine ............. .... .... ... ..... .......... .............. .... .... 109 11.2 Struktogramm ................... ............ ........... ................................... ................... 111 11.2.1 StrukturblOcke ... ,. ... ... ...................................... ............ ....................... 112 11.2.2 Programmstrukturen ...................... ................................... ................. 113 11.2.3 Beispiele fUr Struktogramme ...................................... ....................... 114 12. Sonderprobleme .................................................................................................... 117 12.1 Prtifziffem ..................................................................................................... 117 12.2 Datenschutz ................................................................................................... 119 12.2.1 Griinde fUr den Datenschutz .............................................................. 119 12.2.2 SchutzbedUrftige Personen und Daten ............................................... 120 12.2.3 Rechte der Betroffenen ...................................................................... 121 12.2.4 Pflichten speichemder Stellen ............................................................ 122 12.3 Datensicherung ...... ........................................................................................ 122 12.3.1 Griinde fUr die Datensicherung .......................................................... 123 12.3.2 MaBnahmen der Datensicherung ....................................................... 124 12.4 Datenbanken .................................................................................................. 126 12.5 Ergonomie ..................................................................................................... 127 Verzeichnis der Abbildungen und Tabellen ............................................................... 131 LOsungen der Aufgaben zur Selbstiiberpriifung ......................................................... 133 Stichwortverzeichnis ................................................................................................... 142 1. Einfiihrung 1.1 BegrifTe und Wesen Lernziele: Sie konnen Bedeutung und Grundprinzip der Datenverarbeitung sowie den Begriff Daten beschreiben. Sie kennen Ziele, M6glichkeiten und Auswirkungen der Datenverarbeitung. Der in die Industriegesellschaft hineingeborene Mensch wird im Laufe seines Lebens immer wieder mit der elektronischen Datenverarbeitung (EDV) konfrontiert. Ob er nun in ein Parkhaus fahrt, Geld am Nachtschalter abholt, im Supennarkt einkauft oder eine Bahnfahrkarte lOst. Ein Automat liest Magnetstreifenkarten, Balkencodes oder druckt eine Fahrkarte. Dahinter verbirgt sieh immer ein Elektronenrechner der mit groBer Schnelligkeit Infonnationen verarbeitet und speichert. Nur wenige hochqualifizierte Berufe kommen heute ohne den Computer aus. Ein Blick in die Stellenofferten groBer Tageszeitungen zeigt, daB in vielen Fallen Kentnisse und Fer tigkeiten in EDV vorausgesetzt werden. 1m besonderen MaBe gilt dies fur kaufmannische und naturwissenschaftliche Berufe. War EDV-Wissen bis in die siebziger Jahre eine Domane von EDV -Spezialisten, wie Programmierem, Systemprogrammierem und Sy stemanalytikem, so hat sich heute das Bild infolge der weiten Verbreitung von Kleinrech nem grundlegend veriindert. Kaum ein Student schreibt seine Examensarbeit noch auf der Schreibmaschine, sondem auf einem PC mit Textprogramm, der Sachbearbeiter nutzt fur Aufstellungen, Berechnungen und das Fuhren von Dateien ganz selbstverstandlich Tabel lenkalkulations-und Datenbankprogramme. Der Computer steht heute nieht mehr nur in einem Rechenzentrum, zu dem nur ausgewahlte Spezialisten Zutritt haben, er steht auf dem Schreibtisch der Sekretann, des Sachbearbeiters und des Abteilungsleiters. 1m Jahr 2000 werden nur noch etwa 36 Prozent aller Erwerbstatigen ohne DV-Kenntnisse auskommen. Abbildung 1 zeigt, daB bereits im Jahr 199043 Prozent aller Beschaftigten eine Berufstatigkeit ausiiben, die von Datenverarbeitung bestimmt ist. Bis zum Jahr 2000 werden es 64 Prozent sein. Ein Trend der letzten Jahre geht immer starker hin zur Datenkommunikation. Mit zuneh mender Verbreitung von Mikrorechnem erscheint es immer unsinniger, ein Dokument mit Hilfe eines Computers zu verfassen, urn es zu drucken und zu versenden. Ohne den Umweg iiber Drucker, Papier und die Post laBt sich ein Dokument blitz schnell von Rech ner zu Rechner senden, per Electronic Mail. Auch der Zugriff auf entfemt gespeicherte Infonnationen, auf Datenbanken ist bereits iiblich. Ein wahrer Run auf lokale Netzwerke, die betriebliche Funktionsbereiehe und deren Klein- und GroBrechner miteinander ver binden, kennzeichnet die Entwicklung der Datenverarbeitung in den letzten Jahren. Com puter sind Maschinen fiir die Verarbeitung von Infonnationen. Informationsverarbeitung kann sehr unterschiedliehe Erscheinungsformen aufweisen. Einige Beispiele: Berechnen mathematischer Aufgabenstellungen, Auswerten von Datensammlungen, - Ordnen von Informationen zu Berichten, Datenfemtibertragung, Steuem von Fertigungsmaschinen, priizise Zeitmessungen im Sport. Die Begriffe Computer!, Rechner und Datenverarbeitungsanlage sind Synonyme. Kommen zur Anlage noch spezifische Programme hinzu, spricht man von einem Daten verarbeitungssystem. Ein Datenverarbeitungssystem ist nach DIN 44 300 eine Funktions einheit zur Verarbeitung von Daten. Beschiiftigungsentwicklung an Arbeitsplatzen mit und ohne EDV 1970 - 2000 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1970 1980 1990 2000 1970 1980 1990 2000 Erwerbstlitige c:::::::J Erwerbstatige ohne Bedarf an EDV-Qualitikation 95,0% 82% 57% 36% 9 Mio. EDV-Randberufe 3,0% 12% 25% 40% 10 Mio. 1,5% 5% 15% 20% 5 Mio. EDV-Kemberufe 0,5% 1% 3% 4% I Mio. Abbildung I: Beschiiftigungsentwicklung an Arbeitspliitzen mit Datenverarbeitung (QueUe: COl 1989)2 Engl. to compute = rechnen 2 Stellenauswertung I. Quartal 1989; Control Data Instltut; S. 3 2 II Gruppierung der Daten H Nach dem Aufbau der Zeichen -l Numerische Daten I I Ziffern 0123456789 ~ Alphanumerische Daten I Ziffern 0123456789 Buchstaben AaBbCcDdEeFfGg Sonderzeichen @%&-, H Nach dem Verwendungszweck -l Ordnungsdaten Daten zum Ordnen Artikeinunnner Sortieren Name Klassifizieren Tagesdatum -1 Mengendaten Zur Mengenangabe StUckzahl Einzelpreis Umsatz y Nach der Best~ndigkeit H Stammdaten Sind Uber einen Artikelbezeichung l~ngeren Zeitraum Einkaufspreis keiner Anderung Verkaufspreis unterworfen Anschriften Personaldaten Tagesdatum -{ Bewegungsdaten variabel Bestellmenge verlindern sich Lieferteruu.n laufend Kontostand Arbeitsstunden Abbildung 2: Gruppierung der Daten 3 1.1.1 Daten Die Begriffe Information und Datum beschreiben im Grunde den gleichcn Sachverhalt. Man versteht unter Daten Angaben, die sich auf Dinge, Lebewesen oder Sachverhalte be ziehen. In einem Betrieb wird stlindig kommuniziert; es werden Nachrichten, die den Menschen tiber etwas informieren (Informationen) ausgetauscht. Diese Informationen setzen sich aus Daten zusammen. Ein Datum ist also nicht eine willktirliche Aneinanderreihung von Zeichen (Buchstaben, Ziffem, Sonderzeichen), sondem eine Aneinanderreihung von Zeichen so, daB dadurch ein bestimmter, den Menschen informierender Begriff (zum Beispiel ein Name, eine Arti kelbezeichnung, eine Kundennummer) entsteht. Anschaulicher UiBt sich der Begriff des Datums und der Daten wie folgt angeben: Daten sind Angaben zu Personen, Dingen und Sachverhalten. Beispiele: Adresse des Kunden, Kundennummer, Bezeichnung, Nummer und Anzahl der bestellten Artikel, Liefertermin. Daten lassen sich nun nach verschiedenen Gesichtspunkten gruppieren, je nachdem, ob der Aufbau der Daten aus einzelnen Zeichen, der Verwendungszweck der Daten oder der Grad der Bestlindigkeit der Daten von Interesse ist. Die bisherige Behandlung des Datenbegriffs und die Gruppierung ist universell und unab hiingig davon, ob eine Datenverarbeitungsanlage verwendet wird oder ob die Daten rein manuell bearbeitet werden. Unter dem Aspekt der Verwendung einer Datenverarbeitungsanlage kommt als weitere Gruppierungsm6glichkeit die Einteilung nach Eingabe- und Ausgabedaten und gespei cherten Daten hinzu: 1m Zusammenhang mit einer Datenverarbeitungsanlage lassen sich auBerdem noch Steuerdaten unterscheiden. Dies sind Daten, aus denen die Computer-Programme aufge baut sind. Sie steuem den Ablauf und die Arbeitsschritte der Datenverarbeitungsanlage. Daten k6nnen mittels sehr unterschiedlicher Medien dauerhaft festgehalten, das heiBt ge speichert werden. Medien zur Datenspeicherung bezeichnet man als Datentrager. 1.1.2 Verarbeitung von Daten Unabhiingig davon, mit was die Verarbeitung nun vorgenommen wird, bedeutet Verarbei tung von Daten fUr die Praxis: 4