Funktionen sind ein zentraler Begriff im Zusammenhang mit Informationssystemen. Das Konstrukt wird in verschiedenen Modellierungsmethoden verwendet, die teilweise unterschiedliche Aspekte im Zusammenhang mit Funktionen betonen. Im weiteren Sinne können alle diese Ansätze als Methoden der Funktionsmodellierung angesehen werden.
Funktionen als Objekt der Systementwicklung
Im Zusammenhang mit technischen Informationssystemen wird der Begriff der Funktion häufig verwendet. Dabei lehnt sich die Begrifflichkeit an ein mathematisches Grundverständnis an: Eine Funktion ermittelt aus gegebenen Eingabedaten (Inputs) bestimmte Ausgabedaten (Outputs).
Im generischen Sinne beschreibt eine Funktion eine Tätigkeit oder eine klar umrissene Aufgabe innerhalb eines größeren Zusammenhangs. Grundidee der Funktionsmodellierung ist also die Komplexitätsreduktion bei der Beschreibung von Informationssystemen durch die Zerlegung in einzelne, abgegrenzte Teileinheiten. Dieses Bestreben betrifft nicht nur die programmtechnische Realisierung eines Systems sondern auch deren fachliche Beschreibung im Rahmen der Systemanalyse. In diesem Sinne sind Funktionen ein wichtiges Element des Fachkonzepts von Informationssystemen.
Das Konstrukt der Funktion ist in etlichen Methoden der Systementwicklung von Bedeutung [Balzert 2000, S. 123 ff]. Alle diese Methoden könnten mit gewisser Berechtigung als spezifische Ansätze der Funktionsmodellierung angesehen werden, auch wenn sie teilweise in einen anderen Kontext eingeordnet werden.
Abb. 1: Verschiedene Aspekte im Zusammenhang mit der Modellierung von Funktionen
Modellierung von Funktionshierarchien
Ein grundsätzliches Anliegen der Funktionsmodellierung ist es, ein Informationssystem als ein Bündel von damit abgedeckten Funktionen zu betrachten und es damit quasi in verschiedene sachlich abgeschlossene Teileinheiten zu zerlegen. Also müssen bei der Funktionsmodellierung einzelne Funktionen identifiziert und voneinander abgegrenzt werden. Dabei wird in Folge des Abstraktionsprinzips typischerweise ein hierarchischer Aufbau modelliert: Ausgehend von einer einzigen Funktion, die das gesamte System repräsentiert, erfolgt sukzessive über mehrere Stufen eine zunehmende Detaillierung der Funktionen. Dadurch erfolgt eine Systematisierung der Funktionen, die der Übersicht dient. Ihren graphischen Ausdruck findet diese Modellierung in der relativ einfachen Darstellungsform von Funktionsbäumen (Abbildung 1, links).
Die in der Systemanalyse modellierten Funktionsbäume können als Ausgangspunkt für die weitere Systementwicklung in der Design-Phase dienen [Balzert 2000, S. 1024 ff]. Dies betrifft insbesondere den Entwurf von technischen Systemmodulen. Dabei werden für die hierarchische Beziehung der einzelnen Module untereinander die jeweils auszutauschenden Parameter (Steuerdaten und Nutzdaten) spezifiziert. Diese Ansätze haben mit der Verbreitung von objektorientierten Entwurfsmethoden an Bedeutung verloren. In [Balzert 2009] werden sie nicht mehr aufgeführt.
Modellierung von Funktionen in ihrem Umfeld
Neben einer hierarchischen Anordnung von Funktionen auf verschiedenen Abstraktionsstufen können noch weitere Aspekte im Zusammenhang mit Funktionen und deren Beziehung untereinander von Interesse sein und modellhaft abgebildet werden.
In Folge der oben angegebenen Begriffsdefinition für eine Funktion ist es naheliegend, für alle Funktionen zu beschreiben, welche Daten sie benötigen (Inputs) und welche Daten sie erzeugen (Outputs) (Abbildung 1, rechts oben). Diese Beschreibung führt zu sog. IPO-Diagrammen (Input-Process-Output, deutsch auch: EVA für Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe). Die Kombination von Funktionsbäumen mit IPO-Diagrammen führt zur in früheren Zeiten sehr gebräuchlichen HIPO-Methode.
In gewisser Weise kann die Strukturierte Analyse als eine Weiterentwicklung der HIPO-Methode angesehen werden. In ihr werden Funktionen im Rahmen von Datenflussdiagrammen modelliert, wobei die eingehenden Datenflüsse als Inputs, die ausgehenden Datenflüsse als Outputs anzusehen sind. Durch die Hierarchisierung von Datenflussdiagrammen mit unterschiedlichem Abstraktionsgrad ergibt sich indirekt ein Funktionsbaum.
Die Modellierung von Funktionen ist letztlich auch in Ansätzen der Prozessmodellierung ein Aspekt, wobei logische Abfolgen im Vordergrund stehen. Dies wird etwa in der Methode der Ereignisgesteuerten Prozessketten (EPK) deutlich. Eine einzelne Funktion wird dabei dadurch charakterisiert, durch welche Ereignisse sie ausgelöst wird und welche Ereignisse sie wiederum auslöst (Abbildung 1, rechts unten). Da ein aus einer Funktion resultierendes Ereignis wiederum eine andere Funktion auslösen kann, entstehen durch das Aneinanderfügen von Ereignis-Funktions-Folgen die Prozessketten. Da auch EPK das Modellieren unterschiedlicher Abstraktionsstufen erlauben, kann ebenfalls ein Zusammenhang zu einem Funktionsbaum hergestellt werden.
Literatur
Balzert, Helmut: Lehrbuch der Software-Technik. Band 1: Software-Entwicklung. 2. Auflage. Heidelberg, Berlin: Spektrum, 2000.
Balzert, Helmut: Lehrbuch der Software-Technik: Basiskonzepte und Requirements Engineering. 3. Auflage. Heidelberg: Spektrum 2009.
