Datenfluss

Begriff und Grundprinzip

Datenfluss bezeichnet in der Informatik den Durchlauf von Daten oder Informationen durch Rechnersysteme und in der Betriebsorganisation durch Kommunikationssysteme. Rechnersysteme sind etwa Computer und Personal Computer sowie deren Verbindungen zu Rechnernetzen. Kommunikationssysteme dienen in Unternehmen, Behörden und anderen Institutionen der Bürokommunikation.

Im engeren Sinn einer Programmstruktur ist der Datenfluss eine Folge zusammengehöriger Vorgänge an Daten und Datenträgern. Die nicht mehr gültige DIN 44300 definierte ihn als „die zeitlichen Beziehungen im Ablauf einer Menge zusammengehöriger Vorgänge von Daten und Datenträgern.“ Der Datenfluss beziehungsweise Datenstrom ist eine Strömungsgröße, während der Datenbestand eine Bestandsgröße ist. Daten oder Informationen werden über Kanäle zwischen Absender und Empfänger transportiert.

Analyse und Voraussetzungen

Die Datenflussanalyse untersucht den sachlichen, kausalen und zeitlichen Zusammenhang eines Datenflusses.

• Sachlich: Der Idealzustand liegt vor, wenn Daten oder Informationen genau den Stellen zugeführt werden, die ein Recht darauf besitzen. Das Informationsrecht eines Aufgabenträgers ist sein Recht, den eigenen Informationsbedarf regelmäßig oder unregelmäßig durch bestimmte Informationen erfüllt zu bekommen. Eine Informationspflicht entsteht durch die generelle Weisung eines Aufgabenträgers an einen anderen, bestimmte Informationen regelmäßig oder unregelmäßig zu erteilen.

• Kausal: Daten können nur fließen, wenn sie zuvor auf den Weg gebracht wurden.

• Zeitlich: Die übertragenen Daten müssen beim Empfänger zu einem Zeitpunkt eintreffen, zu dem er sie noch verwenden kann.

Besonders bei großen Datenmengen wie Audiodaten und Videodateien ist ein konsistenter Datenfluss notwendig. Er hängt von der Datenübertragungsrate ab.

Darstellung und Programmierung

Datenflüsse lassen sich durch Datenflussdiagramme grafisch darstellen und visualisieren. Die dafür verwendeten Symbole sind in DIN 66001 definiert und genormt. Die Datenfluss-Architektur stellt die Hardware bereit und übernimmt zugleich die Datenflusssteuerung.

Das Datenflussprinzip kann unmittelbar zur Programmierung eingesetzt werden, beispielsweise mithilfe von Futures. Dadurch lässt sich die Parallelisierung oder Sequentialisierung eines Prozessablaufs automatisch planen: Teilprozesse können also gleichzeitig oder nacheinander ausgeführt werden. Die grafische Programmiersprache LabVIEW setzt diesen Ansatz um.

Bedeutung in Analyse und Prozesssteuerung

In der Strukturierten Analyse ist ein Datenfluss ein Element eines Datenflussdiagramms. Er bezeichnet die Datenstrukturen, die zwischen zwei Funktionen ausgetauscht werden. Dadurch legt er die kausale Abhängigkeit der Funktionen fest und ermöglicht es, die Nebenläufigkeit einzelner Teilprozesse zu bestimmen. Nebenläufigkeit bedeutet hier, dass mehrere Teilprozesse überlappend oder gleichzeitig ablaufen können.

In einer nebenläufigen Umgebung bestimmt der Datenfluss außerdem die Punkte der Prozesssynchronisation, an denen Daten übergeben und die beteiligten Prozesse aufeinander abgestimmt werden.

Automatischer Datenfluss und Beispiele

Ein automatischer Datenfluss ist die selbstständige Übertragung von Daten aus einem Messinstrument in einen Speicher oder ein Auswertegerät, ohne dass ein Mensch die Daten manuell übertragen muss. Elektronische Messsysteme ermöglichen diesen automatischen Ablauf von der Erfassung bis zur Auswertung. Gegenüber einer manuellen Übertragung ist er wesentlich schneller und deutlich weniger fehleranfällig.

Typische Beispiele sind die elektronische Zeitnehmung im Sport, etwa mit einer digitalen Stoppuhr, und der Datenfluss in modernen Vermessungsgeräten wie Tachymetern.

Richtung und Informationsfluss

Download oder Downstream bezeichnet den kontinuierlichen Datenfluss von einem Server zu einem Client. Upload oder Upstream bezeichnet die umgekehrte Richtung, also den Datenfluss vom Client zum Server.

Werden Menschen als Anwender oder Benutzer von Computern einbezogen, werden aus Datenflüssen Informationsflüsse. In der Ablauforganisation sind Datenfluss und Informationsfluss identisch.