Unterstützung von Periodizität in Informationssystemen

In vielen Anwendungsgebieten kommt zunehmend der Wunsch auf, temporale Aspekte systemseitig zu unterstützen. Ein solches Gebiet ist die Unterstützung von Geschäftsprozessen durch prozessorientierte Informationssysteme. Eine große Herausforderung bildet hier die adäquate Handhabung von Geschäftsprozessen, die aus regelmäßig (periodisch) wiederkehrenden elementaren Aktivitäten oder Abfolgen von Aktivitäten bestehen. Die systemseitige Unterstützung solcher periodischen Prozesse bzw. periodischen Spezifikationen (Periodizität) weist Anforderungen auf, die weit über die temporalen Fähigkeiten heutiger Informationssysteme hinausgehen. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes zur integrierten Unterstützung von Periodizität in (prozessorientierten) Informationssystemen. Das zentrale Anliegen ist hierbei, Konzepte und Modelle zu entwickeln, die als Basistechnologien zur Unterstützung periodischer Zusammenhänge in unternehmensweiten (prozessorientierten) Informationssystemen (auch bei tausenden von Benutzern und aktiven Prozess-Instanzen), wesentlich sein werden.

In dieser Arbeit wird mit dem zyklenorientierten Modell ein logisches (Meta-) Zeitmodell eingeführt, das eine ausdrucksstarke und anwenderorientierte Beschreibung von komplexen periodischen Spezifikationen ermöglicht. Neben einfachen (äquidistanten) periodischen Angaben können auch komplexe (nichtäquidistante) periodische Angaben beschrieben werden. Des Weiteren wird mit dem HSP-Baum eine kompakte und berechenbare Repräsentationsform des (theoretischen) zyklenorientierten Modells vorgestellt. Der HSP-Baum bildet mit seiner präzisen formalen Syntax und Semantik die Grundlage dafür, dass semantisch falsche, inkonsistente oder widersprüchliche Angaben erkannt und korrigiert werden können. Zur Steigerung der temporalen Fähigkeiten heutiger Informationssysteme ist eine operationale Unterstützung unumgänglich, die einen
effizienten Umgang mit periodischen Spezifikationen ermöglicht. Mit der in dieser Arbeit entwickelten Bitletrepräsentation wird ein entsprechender Lösungsansatz vorgestellt. Die Bitletrepräsentation begegnet dem Hauptproblem bestehender Realisierungsverfahren, das zu einem starken Anstieg sowohl des operationalen Aufwands als auch des Repräsentationsumfangs führte. Darüber hinaus kann die Bitletrepräsentation als eine Form der (verlustfreien) Komprimierung von Wiederholungsmustern verstanden werden, was zu äußerst kompakten Repräsentationen periodischer Spezifikationen führen kann.

Insgesamt erlauben die entwickelten Lösungen und Algorithmen eine durchgängige Unterstützung periodischer Zusammenhänge. Auf Basis prototypischer Realisierungen können wir ebenfalls zeigen, dass die Skalierbarkeit und Effizienz der Lösungen auch bei großem Datenvolumen gewährleistet wird.