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Kommerzielle Datenverarbeitung auf 32-Bit-Minicomputern mit Fortran:

Hardware-Unabhängigkeit durch Software

24.09.1982

DUISBURG - Zu einem Rechnerverbundsystem, aufgebaut aus Minicomputern, entschloß sich die Duisburger Thyssengas GmbH, als es um die Neustrukturierung der Datenverarbeitung ging. Doch mit der Abkehr von der reinen Batch-Verarbeitung allein war es noch nicht getan. Das Unternehmen beschloß, die gesamte Anwendungssoftware mit Ausnahme eines Datenbanksystems in Fortran zu entwickeln. Welche Gründe und Auswirkungen die Nutzung dieser Technikern und Naturwissenschaftlern vorbehaltenen Programmiersprache hatte, beschreibt Lutz Ockert, Abteilungsleiter Datenverarbeitung bei der Thyssengas GmbH.

Die Aufgabe des Umstellungsprojektes war es, einen hohen Integrationsgrad der Datenverarbeitung bei gleichzeitiger Anpassung an die verschiedenartigen Aufgaben der beteiligten Fachabteilungen zu erreichen und alle gegebenen Rationalisierungsmöglichkeiten durch Vereinfachung, Straffung und sonstige Verbesserungen zu realisieren. Es sollte ein interaktives System mit dezentraler, fachabteilungsbezogener Datenein-/-ausgabe (Bildschirm-Arbeitsplätze) bei zentraler Verarbeitung verwirklicht werden.

Diese Aufgabenstellung erforderte nicht nur von der DV-Abteilung eine völlig neue Konzeption der EDV-Aktivitäten (EDV-Organisation, Programmentwicklung, Operating und Hardware-Einsatz), sondern sie wirkte außerdem entscheidend auf die Gestaltung der fachabteilungsinternen Arbeitsplätze ein.

Aufgrund der für 1976 neuen Konzeption wurde entschieden, nicht eine kommerzielle Mainframe-Anlage einzusetzen, sondern Minicomputer - da die auf Batch-Applikationen ausgerichteten kommerziellen EDV-Anlagen damals teuer und für interaktive Datenverarbeitung nicht genügend schnell waren. Zwar schnitten die Minicomputer bei der I/O-Leistung bezüglich Plattenzugriff und Druckleistung erheblich schlechter ab; demgegenüber waren vertretbare Bildschirmresponszeiten für die Anwendung nur auf den Minicomputern zu erreichen. Bei einer Hardware-Investitionssumme von zirka 1,5 Millionen Mark für die Erst-Installation konnten die Mainframer nicht die geforderten Leistungsmerkmale vorweisen.

Hardware leistungsfähiger als Systemsoftware

Thyssengas entschied sich 1976 für den Hersteller Perkin-Elmer (damals Interdata), da aufgrund von vergleichenden Tests die Rechengeschwindigkeit, das klare Schnittstellenkonzept, die Hardwareverfügbarkeit und die Ausbaufähigkeit für diese Rechner sprachen. Entscheidend waren vor allem die 32-Bit-Architektur, die zur damaligen Zeit allein von Perkin-Elmer realisiert war, und der Ein-MB-Hauptspeicher, der direkt adressiert werden konnte. (Heute werden vergleichbare Rechner auch von Digital Equipment, Prime oder Hewlett-Packard angeboten.)

Leider stellte sich wenig später heraus, daß die System- und systemnahe Software mit der Leistungsfähigkeit der Hardware nicht Schritt hielten. Hier hatten die kommerziellen Anlagen zweifellos ihren großen Vorteil. Da aber auch für sie interaktive, transaktionsorientierte Datenverarbeitung Neuland war, wurde diesem Aspekt nicht die erste Priorität beigemessen.

Für Thyssengas standen bezüglich der Software-Entwicklung folgende Prämissen im Vordergrund:

1. Die neue EDV sollte möglichst keine Strukturveränderungen bezüglich der Unternehmensorganisation bewirken.

2. Bei der Entwicklung der einzelnen EDV-Systeme sollte die Unabhängigkeit vom Hardwarehersteller gewahrt bleiben.

3. Die Verantwortung bezüglich der Einsatzes der entwickelten Systeme und der Integrität der gespeicherten Stamm- und Verarbeitungsdaten sollte in die anwendenden Fachabteilungen verlagert werden.

4. Die Softwarekonzeption und die Programmentwicklung sollten in solcher Form durchgeführt werden, daß sie weitgehend unabhängig von den entwickelnden EDV-Mitarbeitern gepflegt, gewartet und ergänzt werden können.

Standard-Software nur mit Einschränkungen

Diese Vorgaben führten zu folgenden Auswirkungen:

Die Rücksichtnahme auf die gegebene Strukturorganisation sowohl aus der Sicht des Gesamtunternehmens als auch aus der Sicht der Fachabteilung (Arbeitsplatzbeschreibung) bedeutete, daß sich die zu entwickelnde Software an den bestehenden Arbeitsabläufen zu orientieren hatte, und nicht umgekehrt. Standard-Software-Einsatz wäre daher nur mit großen Einschränkungern möglich gewesen, zumal die zur Verfügung stehenden Standard-Software-Produkte fast ausschließlich auf IBM- und Siemens-Anlagen zum Laufen gebracht werden konnten. Außerdem setzten die Softwarepakete einen Cobol-Compiler voraus, dessen Standard von allen Minicomputerherstellern 1976 noch nicht erreicht worden war.

Thyssengas entschied sich daraufhin, die Software für die kommerziellen Projekte

- Personaldaten-Verarbeitung

- Materialwesen

- Rechnungswesen

- Gasmengen-Abrechnung

- Energiepotential-Informationssystem

ebenso wie technisch-wissenschaftliche Applikationen und Unternehmensplanungsaufgaben ausschließlich in Fortran zu entwickeln.

Ein Stammdatenbanksystem wurde wegen der ISAM-Zugriffsmöglichkeiten in Cobol entwickelt. Inzwischen aber bietet der Hersteller selbst ein Datenbanksystem mit Fortran-Schnittstellen an, das Thyssengas für Neuentwicklungen einsetzt.

Service und Wartung im eigenen Haus

Die Entwicklung der Programme im Standard-Fortran brachte den Effekt, daß diese ohne großen Aufwand auch auf DV-Anlagen anderer Hersteller zum Laufen gebracht werden können, ohne große Umstellungsarbeiten in Kauf zu nehmen.

Thyssengas entwickelte in Fortran eine eigene Bildschirmmasken-Bibliothek, die als Schnittstelle zwischen den Programmen und dem einzusetzenden Bildschirmtyp dient. Die Programme selbst bedurften fast keiner Modifikation beim Einsatz auf anderen Rechenanlagen. Lediglich die Bildschirmbibliothek mußte geändert werden. Der Aspekt der Unabhängigkeit vom Hardwarelieferanten war damit gesichert und ist auch heute noch ein wichtiger Punkt für den Ausbau bei Hard- und Software.

Bei einem Wechsel der Hardware (aus welchem Grund auch immer) stände das Unternehmen nicht mehr vor dem Problem einer großen Umstellungsphase, zumal aus Sicherheitsgründen im eigenen Haus Service und Wartung selbst durchgeführt werden.

Batch-Systeme im herkömmlichen Sinne führten vor der Umstellung dazu, daß, bis auf das richtige Ausfüllen von Belegen und Formularen, die Verantwortung für die richtige Durchführung der Programme und die Sicherung der Datenbestände in der Hand des RZ-Personals lag. Die eingesetzten Operatoren hatten mehr Sachbearbeiterfunktion in den kommerziellen Aufgabenstellungen als eigentliche EDV-Tätigkeiten. Aufgrund der Fülle der neuen und komplexeren Aufgaben nach Umstellung wurde die Verantwortung für die Eingabe und die ordnungsgemäße Bearbeitung der Fachabteilung übertragen. Das führte natürlich am Anfang zu Schwierigkeiten bezüglich der Kompetenzverteilung und des Wissenstandes. Durch gezielte Schulungs- und organisatorische Maßnahmen konnten diese Probleme gelöst werden.

Die Entscheidung für Fortran als allgemein zu verwendende Programmiersprache hatte folgende Gründe:

- Minicomputer eignen sich von ihrer Herkunft her (Prozeßrechner und technisch-wissenschaftliche Anwendungen) besser als andere Maschinen für transaktionsorientierte Dialoganwendungen und Fortran-Applikationen (schnelle CPUs und schnellere Floating-Point-Prozessoren).

- Die Fortran-Compiler haben einen höheren Level als die Cobol-Übersetzer.

- Fortran-Programme lassen sich leichter auf Rechner anderer Minicomputerhersteller implementieren (aufgrund des besseren Standards im Vergleich zum Cobol-Standard bei Minicomputerherstellern).

- Der Fortran-Compiler brachte erheblich bessere Laufzeitverhalten bei den umgewandelten Programmen und kleinere Hauptspeicherbelegung.

- Die Übersetzungszeit war - wie die Speicherbelegung - für den Compiler wesentlich geringer.

- Die Reentrant-Fähigkeit von Compiler und Run-time-Bibliotheken brachte weitere Speichereduzierung.

- Die Testmöglichkeiten sind erheblich komfortabler als beim Cobol-Compiler.

- Interaktive Bildschirmbearbeitung, komplexe logische Prüfungen und allgemeine Plausibilitätsprüfungen lassen sich gut mit Fortran-Programmen realisieren.

Vorteile durch Fortran

Thyssengas hatte dabei zwei gewichtige Vorteile: Weder mußte ein großer Stab eingefahrener Cobol-Programmierer weiter beschäftigt werden, noch mußten eine Reihe von alten Cobol-Programmen auf die neue Anlage gebracht werden. Mit einem Wort: "Alte Zöpfe" brauchten nicht hinübergeschleppt zu werden.

Diejenigen Vorteile, die Cobol zu geschrieben werden (selbst-dokumentierend, Druckaufbereitung), lassen sich durch diszipliniertes Programmieren, durch Dokumentationsrichtlinien und Programmierungsrichtlinien und den Einsatz moderner Software-Engineering-Verfahren ausgleichen beziehungsweise durch eine kommerzielle Unterprogrammbibliothek realisieren. Einmal kann die selbstdokumentierende Pflicht zur Cobol-Programmierung an vielen Stellen hinderlich sein, zum anderen eröffnet die Fortran-Stringverarbeitung alle Möglichkeiten, Listaufbereitung und Druckausgabe einfach zu programmieren und Datenstrukturen zu definieren.

Cobol kommt bei der heutigen Art der interaktiven Datenverarbeitung im Gegensatz zu Fortran, nicht ohne "aufgesetzte" transaktionsorientierte herstellerspezifische Systemsoftware aus, wobei dann der Aspekt der Abhängigkeit zum Hersteller mit all seiner Problematik (Betriebssystemänderung, Wartung, Pflege, Hardware-Erweiterung) wieder stärker zu berücksichtigen ist.

Zusammenfassend ist zu sagen daß aus heutiger Sicht die Entscheidung, nicht einen kommerziellen Mainframer, sondern ein Verbundsystem aus Minicomputern einzusetzen, richtig war. Die Wahl, im gesamten Unternehmensbereich Fortran einzusetzen, brachte wesentliche Vorteile. Mit diesen Werkzeugen sieht sich Thyssengas in der Lage die zur Zeit anliegenden und zukünftig zu erwartenden Anforderungen in bezug auf Hardwareausbau und Softwareprojekte mit vertretbarem Aufwand, ohne besondere Abhängigkeit zu DV-Herstellern und Lieferanten und ohne neue größere Umstellungsphasen zu bearbeiten.

*Lutz Ockert ist Abteilungsleiter Datenverarbeitung der Thyssengas GmbH.