Zur Ausstattung der Hochschulen in der Bundesrepublik Deutschland mit Datenverarbeitungskapazitaet fuer die Jahre 1992 bis 1995 Empfehlungen der Kommission fuer Rechenanlagen Deutschen Forschungsgemeinschaft Herausgegeben von der Deutschen Forschungsgemeinschaft Bonn, Dezember 1991 Druck: Moeker Merkur GmbH, Koeln ******************************************** Inhalt: Vorwort Einleitung I Allgemeine Voraussetzungen 1 Die Anforderungen an die Versorgung mit Datenverarbeitungskapazitaet 1.1 Die Aufgabe des Versorgungssystems 1.2 Die benoetigten Arten der Datenverarbeitungsleistung 1.2 Versorgungsqualitaet 1.4 Wissenschaftliche und betriebliche Datenverarbeitung 2 Stand der Technik und wichtige Trends 2.1 Allgemeine Trends 2.2 Technologische Entwicklungen 2.3 Rechnerarchitekturen 2.4 Rechner- und Kommunikationsnetze 2.5 Systembetrieb und -management 2.6 Folgerungen II Forschung und Lehre 3 Bedarf und Versorgungsstand in Forschung und Lehre 3.1 Der Bedarf in Forschung und Lehre 3.2 Stand der Versorgung von Forschung und Lehre mit Rechenkapazitaet 3.3 Funktionelle Leistungsmerkmale 3.4 Versorgungsqualitaet 4 Das kuenftige Versorgungskonzept 4.1 Kooperative Rechnerversorgung 4.2 Betriebs- und Anwendungssoftware 4.3 Hoechstleistungsrechner 4.4 Zentrale Server und zentrale Geraete 4.5 Lokale Server und Arbeitsplatzrechner 4.6 Netze 4.7 Heimarbeitsplaetze 4.8 Organisatorische Struktur 5 Die kuenftigen Aufgaben des Hochschulrechenzentrums 5.1 Die Grundaufgaben des Hochschulrechenzentrums 5.2 Der Betrieb der zentralen Rechnerressourcen 5.3 Betrieb des hochschulweiten Netzes 5.4 Das Kompetenzzentrum 5.5 Unterstuetzung der Hochschulleitung bei Planung, Standardisierung und Koordinierung 5.6 Zusammenarbeit der Hochschulrechenzentren III Betriebliche DV-Systeme in der Hochschule 6 Bibliotheken 6.1 Der Bedarf 6.2 Stand der Versorgung 6.3 Die kuenftige Versorgung 7 Medizinische Versorgung 7.1 Der Bedarf 7.2 Stand der Versorgung 7.3 Die kuenftige Versorgung 8 Hochschulverwaltung 8.1 Der Bedarf 8.2 Stand der Versorgung 8.3 Die kuenftige Versorgung IV Zusammenfassung 9 Empfehlungen Anhang: Verzeichnis wichtiger Begriffe und Abkuerzungen Vorwort Die Bedeutung der Datenverarbeitung fuer Wissenschaft und Lehre muss heute nicht mehr hervorgehoben werden. Es stellt sich aber die Frage, auf welche Weise in den naechsten Jahren mit den vorhandenen und zu erwartenden finanziellen Mitteln eine DV-Versorgung an den Hochschulen gewaehrleistet werden kann, wie sie zum Erhalt und zum Ausbau des Leistungsniveaus unserer Hochschulen erforderlich ist. Eine Antwort wird hier von der Kommission fuer Rechenanlagen der Deutschen Forschungsgemeinschaft gegeben. Mit dem verteilten kooperativen Versorgungskonzept schlaegt die Kommission bedeutende Aenderungen in der Struktur der DV-Versorgung vor. Ich empfehle allen, die sich mit der Finanzierung und der strukturellen Gestaltung der Hochschulen befassen, diese grundlegenden Vorschlaege anzunehmen. Prof. Dr. Hubert Markl Praesident der Deutschen Forschungsgemeinschaft Einleitung Diese Empfehlungen zur Ausstattung der Hochschulen in der Bundesrepublik Deutschland mit Datenverarbeitungskapazitaet wurden in einer Situation verfasst, die sich von der Ausgangslage der frueheren Empfehlungen in zweierlei Hinsicht unterscheidet: Zum einen zwingt die dramatische Leistungssteigerung der Rechner, die grundlegenden Versorgungskonzepte fuer die Hochschulen zu ueberdenken, zum anderen sind bei Bedarfsschaetzungen auch die Anforderungen der Hochschulen in den neuen Bundeslaendern zu beruecksichtigen. Diese zeichnen sich heute noch nicht mit der Klarheit ab, die fuer Prognosen erforderlich ist. Die Kommission hat sich daher entschlossen, zunaechst die Konzepte fuer die kuenftige Struktur der Rechnerversorgung darzustellen. Ein Nachtrag, der in einigen Monaten erscheinen wird, soll die Angaben zu dem erwarteten Investitionsbedarf und Hinweise zur Antragsgestaltung enthalten Die Empfehlungen gelte.n in gleicher Weise fuer Wissenschaftliche Hochschulen, Fachhochschulen und andere Hochschulen entsprechend ihren Aufgabenprofilen. I Allgemeine Voraussetzungen 1 Die Anforderungen an die Versorgung mit Datenverarbeitungskapazitaet 1.1 Die Aufgabe des Versorgungssystems Das DV-Versorgungssystem der Hochschulen muss den Bedarf decken, der sich aus den Anforderungen aller Bereiche von Forschung und Lehre sowie der betrieblichen Ablaeufe in Bibliothek, Klinikum und Verwaltung ergibt. Die Anforderungen betreffen - maschinelle Leistungen, d.h. Leistungen, die von Hardware, Software oder Netzwerken erbracht werden, und - personelle Leistungen, d. h. Dienste im Zusammenhang mit Beschaffung, Installation, Betrieb und Nutzung von Hardware, Software und Netzen. 1.2 Die benoetigten Arten der Datenverarbeitungsleistung Moderne Datenverarbeitungssysteme stellen dem Anwender eine Vielfalt verschiedener Leistungen bereit. Diese lassen sich nach ihrer Funktion in folgende Kategorien einteilen: - Berechnungen: Aufgaben numerisch orientierter Datenverarbeitung. Anwendungen z. B. in naturwissenschaftlicher oder technischer Analyse, Modellierung , Simulation und Prognose. - Informationsspeicherung und -verwaltung: Speichernde, archivierende, strukturierende und verwaltende Funktionen fuer Informationsbestaende auf digitalen Speichermedien. Anwendungen in Datenbanken, Informationssystemen, Datenarchiven, Datensicherung. - Mensch-Maschine-Kommunikation: Unterstuetzung der Mensch-Rechner-Kommunikation bei Ein- und Ausgabe in alphanumerischer, graphischer und auch sprachlicher und taktiler Form. Anwendungen: Textein- und -ausgabe, graphische Nutzeroberflaechen, insbesondere auch modulare und parametrisierbare Visualisierung und Animation, Spracheingabe und -interpretation. - Rechner-Rechner-Kommunikation: Uebermittlung von Daten zwischen Benutzern oder Systemstandorten, Nutzung von Systemfunktionen an entfernten Standorten. Anwendungen in Form verschiedener Dienste: Electronic mail (E-mail, Nachrichtenaustausch in Texten), Zugriff zu Datenbanken und Archiven, Nachrichtenaustausch von Massendaten durch File-Transfer, multimediale Kommunikation auch ueber Audio- und Videoinhalte, Adressbuchdienste. - Prozesssteuerung: Beobachtung, Ueberwachung und Steuerung von Prozessen. Anwendungen: Automation, Robotik, Mess- und Regelungstechnik, Realzeitsysteme . - Textverarbeitung: Erfassen, Veraendern, Auswerten, Verwalten und Archivieren textlicher Information, zum Teil in Verbindung mit Graphik. Anwendungen: Textsysteme, Publikationssysteme, Dokumentverarbeitung. 1.3 Versorgungsqualitaet Der Anwender bewertet die Qualitaet der angebotenen Leistung von Datenverarbeitungssystemen im wesentlichen nach folgenden Merkmalen: - Zugaenglichkeit: Einfachheit des Zugangs, liberale Regelungen hinsichtlich Ort und Zeit, Zugriff insbesondere vom Arbeitsplatz aus. - Antwortverhalten: Gewaehrleistung angemessen kurzer Reaktionszeit der Datenverarbeitungssysteme durch ausreichende Kapazitaet aller Systemkomponenten. - Benutzerfreundlichkeit: Benutzergerechte, aufgabengemaesse Benutzerfuehrung durch das System. - Verfuegbarkeit: Technische Zuverlaessigkeit und Ausfallsicherheit der Systeme und Dienste. - Aufgabenbezogenheit: Effizienz des Arbeitens durch fachspezifische Funktionalitaet. - Betreuung: Verfuegbarkeit von Anwenderberatung und Systemservice. - Kommunikationsfaehigkeit und Systemoffenheit: Moeglichkeit der Kooperation mit anderen Anwendern auch an anderen Standorten und damit des Zugriffs auf weltweit verfuegbare Ressourcen. Durchlaessigkeit der Systemfunktionen beim Zusammenwirken mit anderen Systemen in heterogenen Umgebungen. - Sicherheit fuer Daten und Programme: Schutz der Daten und Programme gegen unberechtigten Zugriff und gegen Zerstoerung. 1.4 Wissenschaftliche und betriebliche Datenverarbeitung Die Datenverarbeitung in Forschung und Lehre und die Datenverarbeitung zur Unterstuetzung der betrieblichen Ablaeufe in Bibliothek, Klinikum und Verwaltung sind in der Struktur ihrer Aufgabe und der Durchfuehrung sehr verschieden. Sie werden deshalb im folgenden getrennt nacheinander behandelt. 2 Stand der Technik und wichtige Trends 2.1 Allgemeine Trends Umfang und Qualitaet des Einsatzes von Rechenanlagen sind in entscheidendem Masse von den technischen Faehigkeiten dieser Anlagen abhaengig. Die in den letzten Jahrzehnten feststellbare hohe Innovationsgeschwindigkeit hat sich stark vergroessert und zu sehr leistungsfaehigen Systemen gefuehrt. Ein Ende dieser Entwicklung ist gegenwaertig nicht absehbar. Die immer engere Verschmelzung von Rechentechnik und Kommunikationstechnik fuehrt nicht nur zu ausserordentlich leistungsfaehigen verteilten Datenverarbeitungssystemen, sondern eroeffnet auch neue Anwendungsbereiche wie etwa die interaktive Problemloesung mittels visualisierter Ergebnisdarstellung . 2.2 Technologische Entwicklungen Die derzeitige Prozessor- und Speichertechnik basiert auf einer Silizium-Halbleitertechnik , mit der 100 000 bis 1 Million Transistorfunktionen auf einem Chip realisiert werden. Die erreichbaren Schaltfrequenzen liegen bei 5 bis 10 GHz (ECL). Weitere Fortschritte in der Integrationsdichte sind durch Einsatz hoeher aufloesender Verfahren (< 1 Mikrometer), Kombination von CMOS und ECL (BICMOS) und der GaAS-Technologie fuer ultraschnelle Prozessoren zu erwarten. In der Massenspeichertechnik werden zukuenftig verstaerkt optische Speichermedien zum Einsatz kommen. Die Uebertragungstechnik hoher Bandbreiten wird derzeit durch Lichtwellenleiter gepraegt. Weitere Fortschritte sind hinsichtlich der Uebertragungsraten (bis zu 10 Gbit/s) und der Verstaerkerabstaende (mehrere 100 km) zu erwarten. Im Nahbereich werden sich wahrscheinlich auch sehr billige Plastikfasern fuer den kostenguenstigen Anschluss einzelner Endeinrichtungen etablieren. In der Displaytechnik ist zu erwarten, dass hochaufloesende CRT-Bildschirme zukuenftig mehr und mehr durch fluessigkristall- und halbleiterbasierte Techniken abgeloest werden. 2.3 Rechnerarchitekturen Die Leistungssteigerung in der Rechnertechnik ist ausser von den vorgenannten technologischen Fortschritten ganz wesentlich von Aenderungen in der Architektur und Organisationsform gepraegt. Innerhalb des letzten Jahrzehnts sind neben die bislang vorherrschenden CISC-Prozessoren RISC-Prozessoren in unterschiedlichen Auspraegungen getreten. Effiziente Verarbeitungsprinzipien (Load-Store-Architekturen , Pipelining, Befehls- und Daten-Caching, Numerik-Koprozessoren) in Verbindung mit optimierenden Compilern haben die Mikroprogramm-Ebene ueberfluessig gemacht. Typische Leistungsdaten derartiger Prozessoren liegen zwischen 25 und 100 MIPS bei 25 MHz Systemtakt. RISC-Prozessoren finden vor allem Einsatz in Workstations. Die weitere Entwicklung laesst demnaechst Workstation-Leistungen von 500 bis 1000 MIPS erwarten. Parallel zu dieser Entwicklung werden auch weiterhin Hoechstleistungsrechner eine Rolle spielen, und zwar in Form von Vektorrechnern und parallelen Systemen. # sind heute als Superworkstation oder Supercomputer im Einsatz, vorwiegend fuer rechenzeitintensive Anwendungen. Es ist zu erwarten, dass ein Teil dieser Anwendungen von massiv-parallelen Systemen uebernommen wird. Der Einsatz von Prozessoren mit zusaetzlicher hoher Kommunikationsleistung sowie zunehmender Intelligenz in den Verbindungsnetzwerken ermoeglicht ausserordentlich leistungs- faehige Architekturen, welche die Basis fuer eine neue Generation von Supercomputern bilden. Der in der Vergangenheit dominierende klassische Universalrechner (Mainframe) wird im Lichte der vorgenannten Entwicklungen weiter an Bedeutung verlieren. Seine Verarbeitungsund Speicherfunktionen werden zunehmend von lokalen und zentralen Computeund File-Servern in verteilten Versorgungskonzepten wahrgenommen. Grundlage dieser Konzepte sind Rechnerund Kommunikationsnetze. 2.4 Rechner- und Kommunikationsnetze Rechnernetze haben in den vergangenen Jahren in starkem Masse Eingang gefunden, und zwar als sog. PC-Netze zur Vernetzung von Personal Computern, als lokale Rechnernetze (LAN) zur gebaeudeinternen Vernetzung auf Instituts- oder Bereichsebene sowie als Campus-Backbone zum Anschluss dieser LANs an die zentralen Rechner der Hochschulrechenzentren. Die typischen Uebertragungsraten liegen im Bereich von 1 bis 10 Mbit/s (PC-Netze, LANs) sowie zwischen 10 und 140 Mbit/s (Backbone). Die Netze sind entweder in Form von Bussystemen auf Basis des CSMA/ CD oder von Ringsystemen (Token-Ring, z. B. bei FDDI) realisiert. Die Verbindung dieser Teilnetze erfolgt durch Netzkoppeleinrichtungen (Bridges, Router, Gateways). Im Gegensatz zu den relativ schnellen Netzen im hochschulinternen Bereich stellt die geringe Uebertragungsrate der Paket-Weitverkehrsnetze (X.25) oder des sich im Aufbau befindlichen (Schmalband)-ISDN mit maximal 64 Kbit/s einen wesentlichen Engpass fuer die Vernetzung auf Landes- oder Bundesebene dar. Hoehere Uebertragungsraten sind im neuen Wissenschaftsnetz WIN (2 Mbit/s) oder auf der Basis des Vorlaeufer-Breitbandnetzes (VBN) geplant oder befinden sich im experimentellen Stadium. Die weitere Entwicklung der Netztechnik ist durch den Stand der Forschung und die Netzplanungen vorgezeichnet. Hochgeschwindigkeits-LANs mit typischerweise 140 Mbit/s (FDDI) werden die Funktion der Campus-Backbones wahrnehmen, aber auch vereinzelt bereits auf Bereichsebene zur Vernetzung von Compute-Servern und Workstations mit Hochleistungs-Graphik Eingang finden. Ihr Bedarf ist qualitativ durch Einzelanwendungen (schneller File-Transfer, Visualisierung durch Bewegtbild- uebermittlung ) und quantitativ durch das gesteigerte Verkehrsaufkommen bedingt. Noch hoehere Uebertragungsraten bis zu 1 Gbit/s und darueber sind erforderlich fuer die rechenzentrumsinterne Vernetzung von Supercomputern, Massen-File-Servern, Bild- datenspeichern und Netzkoppeleinrichtungen zu externen Hochgeschwindigkeitsnetzen mittels Hochgeschwindigkeits-Lokalnetzen (HSLAN). Campusuebergreifend zeichnen sich Hochgeschwindigkeitsnetze in Form von Metropolitan Area Networks (MAN) auf der Basis des sich stabilisierenden Standards DQDB oder in Form des Breitband-ISDN auf Basis des Asynchronen Transfermodes (ATM) ab. Diese Netze arbeiten typischerweise bei 150 Mbit/s bzw. 600 Mbit/s; prototypische Netze sind aber bereits bei 1,2 Gbit/s in Erprobung. Sie sind nicht als reine Rechnernetze geplant, sondern dienen der Integration aller Dienste fuer Daten, Audio- und Videoanwendungen . Sie erlauben ferner die Einrichtung virtueller Privatnetze, welche eine wesentlich guenstigere Gebuehrenstruktur aufweisen sollten, als dies heute in Form von Miet- oder Waehlleitungen der Fall ist. 2.5 Systembetrieb und -management Die staendig zunehmende Komplexitaet und Vielfalt der Systeme und Netze erschwert die Zusammenarbeit. Herstellerspezifische Loesungen werden deshalb immer haeufiger durch international standardisierte oder weit verbreitete und von vielen Herstellern unterstuetzte Quasi-Standard-Produkte verdraengt. Die Entwicklung weist eindeutig den Weg zu offenen, heterogenen Systemen, sowohl in der Kommunikationstechnik (Open Systems Interconnection, OSI) als auch in der Datenverarbeitungstechnik (Open Distributed Processing, ODP). Im Bereich der Betriebssysteme setzt sich immer mehr das von vielen Herstellern unterstuetzte offene System UNIX durch. Allgemeine und spezielle Anwendungen werden von genormten Diensten unterstuetzt, welche nach dem Client/Server-Prinzip aufgebaut sind (Transaction Processing, Remote Procedure Call, Virtual Terminal, XWindows , File-Transfer und Access Management, Message Handling System u. a. m.). Mit der Vernetzung einer grossen Anzahl heterogener Systeme waechst der Bedarf nach ihrer Verwaltung. Dieses Netzmanagement erstreckt sich auf Fragen der Systemkonfiguration, der Fehlererkennung und -behebung, der Sicherung von Daten gegen unbefugten Zugriff oder Missbrauch, der Beobachtung und Sicherstellung der Systemleistung sowie der Leistungsabrechnung. Protokolle fuer dieses Netzmanagement sind ebenfalls Gegenstand der internationalen Normung und werden sich voraussichtlich in den naechsten Jahren durchsetzen. 2.6 Folgerungen Aus diesen kurzen Feststellungen zum Stand der Technik und den erkennbaren Trends koennen Schlussfolgerungen abgeleitet werden, die als Richtschnur fuer die Empfehlungen zur kuenftigen Rechnerinfrastruktur zu dienen vermoegen: - Die dezentral in Form von Workstations verfuegbare Rechenkapazitaet (Prozessorleistung und Speicherkapazitaet) waechst unvermindert und verschiebt weiterhin die Preis-Leistungs-Relation zugunsten verteilter Loesungen. - Zentrale Server werden in Form von Supercomputern, massiv parallelen Rechnern und File-Servern hoher Kapazitaet benoetigt und den Benutzern ueber Netzzugang gemeinsam zur Verfuegung gestellt. Zentrale Server muessen nicht notwendigerweise auch an einem zentralen Ort aufgestellt sein. Die Aufgaben klassischer Universalrechner verlieren dagegen an allgemeiner Bedeutung. - Basis eines abgestuften, mehrschichtigen Versorgungskonzeptes ist ein Kommuni- kationsnetz , bestehend aus LAN, Campus-Backbone und HSLAN. Das Hoch- schulnetz ist an Weitverkehrsnetze (Paketnetze nach X.25, WIN, ISDN, spaeter MAN und B-ISDN) angeschlossen, welche die Verbindung von Hochschulnetzen untereinander, den Zugang zu Datenbanken und den Zugang von Heimarbeitsplaet- zen aus ermoeglichen. - Anwendungsorientierte Aufgaben werden arbeitsteilig auf dezentralen Workstations, zentralen Compute/File-Servern oder externen Rechnern geloest. Hoechstleistungsrechner und graphische Workstations ermoeglichen neue Anwendungsfor- men wie interaktive Bearbeitung mit On-line-Visualisierung, Multimedia-Kommunikation , verteilte Verarbeitung oder rechnerunterstuetzte Teamarbeit. - Bei Betriebs-, Anwendungs- und Management-Software setzen sich zunehmend international standardisierte Produkte durch, welche offene heterogene Systeme unterstuetzen. II Forschung und Lehre 3 Bedarf und Versorgungsstand in Forschung und Lehre 3.1 Der Bedarf in Forschung und Lehre Zum Bedarf und zum Stand der Versorgung der Hochschulen in der Bundesrepublik Deutschland mit Datenverarbeitungskapazitaet werden hier nur qualitative Aussagen gemacht. Sie gruenden sich nicht auf eine umfassende Erhebung, sondern auf die zahlreichen Stichproben, die der Kommission bei ihrer Begutachtung vieler Hunderter von Antraegen zur Kenntnis gelangen. Der Bedarf fuer die Forschung entwickelt sich im gesamten Hochschulbereich nach Qualitaet und Quantitaet stetig weiter nach oben. Er folgt damit aus guten Sachgruenden und aus den Zwaengen des internationalen Wettbewerbs heraus stets unmittelbar den Forschritten, die die technische Innovation bei den Leistungen von DV-Systemen ermoeglicht. Der Bedarf fuer die Forschung setzt damit an den Hochschulen auch den Trend fuer die allgemeine Weiterentwicklung in der Versorgung mit DV-Leistungen. Die Akzeptanz des Rechners als Arbeitsmittel nimmt in allen Wissenschaftsberei- chen zu. Daher ebnen sich allmaehlich fruehere Unterschiede im Bedarf ein, jedenfalls fuer Systeme am Arbeitsplatz. Es bestehen zwar auch weiterhin Unterschiede im Bedarfsvolumen zwischen den Wissenschaftsbereichen, die Unterschiede im Bedarfs- profil druecken sich jedoch vor allem im Softwarebedarf, weit weniger in Anforderungen an die Organisation der Versorgung aus, so dass sich fuer die Versorgungsstruktur in der Forschung ueberall aehnliche Konzepte entwickeln lassen. Der Bedarf fuer die Lehre kann untergliedert werden in Ressourcenbedarf zur Vermittlung von Grundkenntnissen und zur Aneignung vertieften Fachwissens. Die Vermittlung von Grundkenntnissen wird heute in fast allen Studienfaechern angeboten und erfolgt ueberwiegend im Grundstudium. Die Aneignung vertieften Fachwissens geschieht ueberwiegend waehrend des Hauptstudiums, und zwar mit fachspezifischer oder informationstechnischer Orientierung. Darueber hinaus entsteht in manchen Faechern ein erheblicher Ressourcenbedarf fuer Studenten im Aufbaustudium und fuer Doktoranden, der noch staerker als im Hauptstudium fachspezifisch orientiert ist. Allgemein gilt, dass Breitenarbeit und Vermittlung von Grundkenntnissen an Anfanger zwar von relativ einfachen Systemen, etwa auf PC-Niveau, bewaeltigt werden koennen, dass sich die Ausbildung in fachlichen Belangen jedoch mit fortschreitendem Studium immer mehr auf aktuelle, praxisuebliche Systeme verlagern muss, wie sie z.T. auch als Werkzeuge in der Forschung eingesetzt werden. Die Anforderungen an die Funktionalitaet der Systeme fuer die Lehre und der fuer die Forschung sind deshalb nur in einigen Teilbereichen wesentlich verschieden. 3.2 Stand der Versorgung von Forschung und Lehre mit Rechenkapazitaet Fuer den erreichten Stand der Versorgung von Forschung und Lehre mit Rechenkapazitaet koennen ebenfalls nur qualitative Angaben gemacht werden. Zu der Versorgung tragen neben dem HBFG-Programm auch Beschaffungen bei, die nur aus Hochschul- mitteln und aus Drittmitteln stammen und die in ihrer Gesamtheit statistisch kaum erfassbar sind. Es kann auch nicht versucht werden, die sehr heterogene Landschaft im einzelnen zu beschreiben. Allgemein ist zu beobachten, dass einem ueberall steigenden Bedarf ein sehr unterschiedlicher Grad der Versorgung gegenuebersteht. Fuer einzelne Bereiche der Versorgung mit Rechnern wurden von der Kommission fuer Rechenanlagen in ihren Empfehlungen fuer 1988 bis 1991 Planzahlen genannt, die sich zwar an internationalen Standards der Ausstattung orientierten, jedoch ihnen gegenueber bereits Abstriche enthielten. Fuer die alten Bundeslaender wird die tatsaechliche Erfuellung dieses Programms im folgenden mit den Planzahlen verglichen. Die insgesamt vorhandene Versorgung laesst sich nur exemplarisch skizzieren. Fuer die Versorgung mit Hoechstleistungs- und Universalrechnern, die in aller Regel in Rechenzentren stehen, wurde der empfohlene Plan ungefahr erfuellt. Der Stand der Versorgung wird im Mittel als befriedigend bis gut betrachtet. Technisch erfolgt die Versorgung mit Universalrechnerleistung zunehmend durch vernetzte Workstations. Fuer Bereichs-Server und Spezialsysteme in den Ingenieur- und Naturwissenschaften einschliesslich der zentralen Rechner in Fachhochschulen konnten nur ca. 75 % des empfohlenen Plans in Beschaffungen umgesetzt werden. Dieser Versorgungsaspekt ist aber fortan auch vor dem Hintergrund der Versorgung mit wissenschaftlichen Arbeitsplatzrechnern zu sehen. Die Versorgung der Wissenschaftler mit Arbeitsplatzrechnern (WAP) zeigt dort, wo die Beschaffungen bereits angelaufen sind, erste ueberaus positive Auswirkungen. Die dezentrale Versorgung mit WAP-Rechnern weist jedoch noch grosse Luecken auf. Zahlreiche Bundeslaender haben noch keine WAP-Anmeldungen vorgelegt. Die Fachhochschulen nutzen bis jetzt nur vereinzelt die Moeglichkeit, WAP-Rechner zur Ausstattung ihrer Lehrkraefte zu beantragen. Die Kommission fuer Rechenanlagen haelt die grosse Luecke zwischen Bedarf und Erfuellung fuer verhaengnisvoll und empfiehlt dringend, den Ausbau der dezentralen Versorgung zu beschleunigen. Das Computer-Investitions-Programm (CIP) hat die Zielsetzung, die Studenten an Computern auszubilden. Das Programm wurde 1985 eingerichtet. Es war zunaechst auf vier Jahre befristet. Sein eindrucksvoller Erfolg, seine ueberaus positiven Wirkungen und seine grosse Bedeutung fuer die Hochschulen haben 1990 zu einer unbegrenzten Verlaengerung gefuehrt. Damit ist CIP die Basis fuer die DV-Versorgung im Bereich der Lehre geworden. Das Programm hat die Hochschulen bei DV-Geraeten im Bereich der Lehre im allgemeinen bereits auf einen guten Stand gebracht. Der Schwerpunkt der Beschaffungen lag in den ersten Jahren bei Geraeten fuer die fachneutrale Grundausbildung. Jetzt hat sich der Bedarf in Richtung leistungsfaehiger Geraete fuer die fachspezifische Ausbildung verschoben. Hinzu kommen jetzt verstaerkt Ersatzbeschaffungen fuer Rechner, die am Anfang des CIP beschafft wurden und nun das Ende ihrer nutzbaren Lebensdauer erreicht haben. Trotz des insgesamt sehr guten Ergebnisses von CIP ist festzustellen, dass die fuer 1988 bis 1991 empfohlenen Planzahlen nicht vollstaendig in Beschaffungen umgesetzt werden konnten und dass die fuer die Grundausbildung empfohlene Relation von einem Arbeitsplatz auf 15 Studenten in der Flaeche bei weitem noch nicht erreicht ist. Der aktuelle Stand der dezentralen Versorgung insgesamt unterscheidet sich in den einzelnen Hochschulen oder in den einzelnen Fakultaeten erheblich voneinander. Es gibt Lehrstuehle, Fakultaeten und sogar ganze Hochschulen, deren wissenschaftliches Personal weitgehend Zugang zu Workstations oder zu leistungsfaehigen vernetzten PCs hat, und in denen die Studenten je nach Fachrichtung und Studienphase mit einer Relation Arbeitsplatz/Student von 1:15 bis 1:7 versorgt sind. Beschaffungen dienen dort der Erneuerung und der Anpassung an den technologischen Fortschritt. Dieser hohe Stand der Versorgung ist aber eher die Ausnahme und gilt nicht fuer den breiten Durchschnitt. Es gibt naturwissenschaftliche Fakultaeten, deren Versorgung vor Ort oberhalb der einfachen PCs endet, und es gibt Massenfaecher, wie z. B. die Wirtschaftswissenschaften, deren Studenten im Grundstudium nur mit einer Relation Arbeits- platz/Student von 1:100 oder weniger versorgt werden. 3.3 Funktionelle Leistungsmerkmale Zu einem wesentlichen Leistungsmerkmal hat sich in den letzten Jahren die Faehigkeit zur Kommunikation zwischen Rechnern entwickelt. In vielen Fachbereichen wurden LANs bereits verlegt und in Betrieb genommen. Trotzdem ist meist noch keine Flaechendeckung erreicht. Die LANs der Fachbereiche wurden meist koordiniert durch die Hochschulrechenzentren zu einem hochschulweiten Netz verbunden und der Zugang zu dem deutschen Wissenschaftsnetz WIN hergestellt. Damit kann zwischen Rechnern sowohl innerhalb einer Hochschule als auch weltweit kommuniziert werden. Hochgeschwindigkeitsnetze auf der Basis von FDDI-Technologie werden als Backbone fuer eine hochschulweite Vernetzung der Fachbereich-LANs zur Zeit an den ersten Standorten installiert. Direktanschluesse von Arbeitsplatzrechnern fuer Breit- band-Multimedia-Anwendungen sind noch Forschungsobjekt. Von den Kommunikationsdiensten sind verbreitet: Elektronische Post (E-mail), Datei-Transfer (FTAM, File Transfer Access and Management), Fernstart (RJE, Remote Job Entry) und verteilte Verarbeitung (z. B. Client-Server, Remote Procedure Call, Network File System). Diese Dienste und ihre Kommunikationsprotokolle entstammen noch unterschiedlichen Kulturen (z. B. TCP/IP und uucp aus UNIX, X.400/500 aus OSI). Die Textverarbeitung wird auf Rechnern heute besonders haeufig benutzt. Dabei werden einfache Editoren, aber auch Textsysteme mit gemischten Schriftarten und -groessen oder mit Graphik bis zu leistungsfaehigen Publiziersystemen (DTP, Desk Top Publishing) eingesetzt. Farbgraphik und Visualisierung entwickeln sich zu einem wichtigen Leistungsmerkmal an der Schnittstelle zum Benutzer. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen der Graphik nur fuer die Benutzerfuehrung und der Darstellung von zwei- oder dreidimen- sionalen Objekten der Anwendungen. Die graphische Benutzerfuehrung auf Workstations und PCs mit Fenstertechnik ist heute Standard. Fuer die Visualisierung von Anwenderobjekten spannt sich ein weiter Bogen von einfachen Geschaeftsgraphiken auf PCs ueber 2D-Graphiken auf PCs oder Workstations, ueber 2D- und 3D- Entwurfsobjekte z. B. des Maschinenbaus auf Hochleistungs-Graphiksystemen bis hin zu hochaufloesenden Visualisierungssystemen fuer Bewegtbilder, wie sie im Anschluss an Hoechstleistungsrechner benutzt werden. Informationsverwaltung und Datenarchivierung haben sich weitgehend zu den Benutzern in die Institute verlagert (Streamer-Bandlaufwerke, DAT-Bandlaufwerke, Optische Platten). Grosse zentrale Archivierungssysteme bleiben dennoch erforderlich. Als Datentraeger fuer die Software-Pflege (Update) und Dokumentation werden zunehmend CD-ROMs verwendet. Der Bedarf an Hoechstleistungsrechnern kommt aus fast allen wissenschaftlichen Disziplinen. Sie werden dort hauptsaechlich eingesetzt fuer die Simulation komplexer Systeme, die Loesung extrem grosser Gleichungssysteme, die Darstellung nichtlinearer Materialeigenschaften , Berechnungen an nichtsymmetrischen Koerpern usw. Mit der explosiven Entwicklung der Leistung von Workstations konkurrieren diese auch im Bereich des Hoechstleistungsrechnens. Eine weitere Konkurrenz entsteht in den massiv parallelen Systemen mit Tausenden von Rechnereinheiten, die sich jedoch noch in der Phase der Entwicklung befinden. 3.4 Versorgungsqualitaet Die in Abschnitt 1.3 aufgestellten Anforderungen an die Versorgungsqualitaet sind unterschiedlich gut erfuellt. Grundlegendes Merkmal der Versorgungsqualitaet ist die Zugaenglichkeit zu Datenverarbeitungssystemen zu jeder Zeit und moeglichst von jedem Ort aus. Diese Zugaenglichkeit bietet natuerlich am konsequentesten der Arbeitsplatzrechner. Das Antwortverhalten hat sich durch zunehmende Dezentralisierung und Verarbeitung vor Ort und die Leistungssteigerung der Systeme deutlich verbessert. Davon hat insbesondere die Arbeit mit Textsystemen profitiert. Fuer die Benutzerfuehrung haben sich Fenstertechnik und graphische Pull-Down- Menues in Verbindung mit Mausbedienung auf breiter Basis bewaehrt. Immer mehr Entwicklungsaufwand, Rechnerleistung und Speicher werden einer leicht verstaendlichen und sich selbst erklaerenden Benutzerfuehrung gewidmet. Verfuegbarkeit und technische Sicherheit wurden traditionell von den Rechenzentren geboten. Bei dezentralen Systemen muss der Benutzer selbst dafuer sorgen. Heute ist jeweils zu definieren, welche Aufgaben der Betriebsueberwachung, der Fehlerbehe- bung und der vorsorglichen Erstellung von Sicherungskopien der Benutzer selbst, welche der lokale Systemverwalter und welche ein Rechenzentrum wahrzunehmen hat. Die fachspezifische Funktionalitaet der Datenverarbeitungssysteme ist wesentlich eine Frage der Software. Industriell entwickelte und kommerziell vertriebene Software ist deshalb fuer die anwendungsbezogene Lehre und Forschung unentbehr- lich. Der Bedarf entsteht speziell im Hauptstudium von technisch-naturwissenschaftlichen Studiengaengen (z. B. nach CAD-Paketen fuer den Maschinenbau) und bereits im Grundstudium von Studiengaengen mit praxisorientierter DV-Grundausbildung (z. B. betriebliche Datenverarbeitung in der Betriebswirtschaftslehre). Solche Softwarepakete sind heute fuer die Hochschulen oft zu teuer und deshalb zu selten im Einsatz. Hier muss dringend Abhilfe geschaffen werden. Die Frage der Betreuung insbesondere der dezentralen Systeme ist zur Zeit offen. Es haben sich vielfach innerhalb der bisherigen Versorgungsstrukturen zufaellige Ad-hoc- Loesungen herausgebildet, die teilweise sehr gut, teilweise unzulaenglich funktionieren. Hierzu bedarf es einer klaren organisatorischen Regelung im Rahmen eines neuen Versorgungskonzeptes. Offene Systeme sind im Hochschulbereich von zentraler Bedeutung. Durch standardisierte Kommunikationsprotokolle, durch industrielle quasi-Standards (z. B. TCP/IP, NFS), durch Adaption herstellerbezogener Netzarchitekturen (z. B. SNA, DECnet, TRANSDATA) ist diese Offenheit (d.h. Kommunikationsfaehigkeit) fuer den Transportdienst der Nachrichten (Schicht 4 im OSI-Sinn) im Hochschulbereich vielfach erreicht. Die zunehmende Verbreitung des UNIX-Betriebssystems und die zunehmende Adaption oder Migration weg von proprietaeren VMS (z. B. VMS, MVS, BS2000, NOS) liefert eine immer breitere Basis auch fuer Offenheit und Portierbarkeit von Anwendungsprogrammen. Die Erfordernisse des Schutzes von Programmen und Daten wurden in der Aufbruchsstimmung zu vernetzten und offenen Systemen hin zunaechst vernachlaessigt, lediglich der Passwortschutz ist weit verbreitet. Aber auch in der offenen akademischen Welt steigt die Akzeptanz darueber hinausgehender Verfahren der Verschluesselung und der Zugangskontrolle und Authentizierung (etwa durch Chip- karten). 4 Das kuenftige Versorgungskonzept 4.1 Kooperative Rechnerversorgung Die maschinelle Seite des DV-Versorgungssystems der Hochschulen beruht kuenftig in immer staerkerem Masse auf verteilten und vernetzten Rechnerressourcen, die in einer sinnvollen Arbeitsteilung zusammenwirken und so ein durchgaengiges Versorgungssystem bilden. Dies erfordert den Einsatz von offenen Systemen, also von Systemen, die standardisierte und offengelegte interne und externe Schnittstellen von den Hardwarekomponenten und Netzen bis zu den Benutzeroberflaechen verwenden. Die Basis der Kooperation in einer solchen offenen Versorgungsstruktur ist das Client-Server-Paradigma: Spezialisierte Rechner (Server) stellen Dienstleistungen ueber offene Schnittstellen fuer andere Rechner oder Prozesse (Clients) bereit. Fuer die weitere Betrachtung wird der Bedarf an DV-Ressourcen in Grundbedarf und Spitzenbedarf gegliedert. Grundbedarf ist derjenige Bedarf, der regelmaessig und gleichmaessig anfaellt und der dementsprechend Ressourcen, die eigens fuer ihn bereitgestellt und dimensioniert sind, oekonomisch auslasten kann. Solche Ressourcen koennen bedarfsgerecht vor Ort (dezentral) oder im Rechenzentrum (zentral) bereitgestellt werden. Falls wirtschaftlich moeglich, ist die dezentrale Bereitstellung zu bevorzugen. Neben den Grundbedarf tritt der Spitzenbedarf. Er faellt unregelmaessig und ungleichmaessig an und muss daher organisatorisch gebuendelt werden, um Ressourcen wirtschaftlich auszulasten. Die Ressourcen fuer den Spitzenbedarf werden daher vorzugsweise zentral bereitgestellt werden. Haupttraeger der DV-Versorgung einer Hochschule war traditionell der grosse Universalrechner im Time-Sharing-Betrieb, mit einem herstellerspezifischen Terminalnetz und proprietaerer Software. Dieser sogenannte Mainframe erfuellte eine Vielzahl der unterschiedlichsten Anforderungen. Wegen der technischen Entwicklung ist es heute vorteilhafter, fuer die einzelnen Aufgaben dedizierte und gemaess der Aufgabe dimensionierte Rechnersysteme (Server) einzusetzen. Beim Client-ServerPrinzip wird der Universalrechner des Rechenzentrums durch eine Reihe spezialisierter Server und Rechnerarbeitsplaetze abgeloest, die alle ueber moeglichst leistungsfaehige Netze verbunden sind. Beispiele fuer solche Server sind: Compute-Server, Datei-Server, Software-Server, Archiv-Server, Informations-Server, Kommunikations-Server, Applikations-Server. Solche Server stehen in einem Hochschulrechenzentrum, aber zusaetzlich von Fall zu Fall auch dezentral vor Ort, um die entsprechende Funktion lokal wahrzunehmen. Ein wesentlicher uebergeordneter Gesichtspunkt fuer das kuenftige Versorgungssystem ist die Integration aller Teile im Rahmen einer modernen verteilten Datenverarbeitung. Rechner in den Instituten und zentrale Ressourcen muessen nach Bedarf zu einem engen, reibungsfreien Zusammenwirken gebracht werden, um fuer jede Rechneranwendung eine moeglichst optimale technische Kombination der Ressourcen zu erzielen. In diesem kooperativen Versorgungssystem muss insbesondere gelten, dass Programme nicht auf groesseren Rechnern ablaufen als noetig und dass Rechner moeglichst nahe am Endnutzer aufgestellt werden. Die personellen Leistungen koennen zukuenftig ebenfalls nur in einer geeigneten Arbeitsteilung und Kooperation zwischen dem Personal des Hochschulrechenzentrums und dem Personal der Lehrstuehle und Institute erbracht werden. Fuer eine Uebergangszeit koennen heute noch Abstriche vom gewohnten Standard notwendig sein, dort naemlich, wo derzeit offene Systeme noch Defizite aufweisen, beispielsweise beim Accounting. In dieser Zeit des Strukturwandels benoetigt jede Universitaet ein Konzept, wie sie von dem bisherigen zentralen Versorgungskonzept zu einem verteilten Konzept und von den proprietaeren Systemumgebungen zu den offenen Systemen uebergehen will. Das Migrationskonzept muss auch organisatorisch unterstuetzt werden. Aber auch bei einer Umverteilung zugunsten der dezentralen Komponenten muessen genuegend zentrale Ressourcen erhalten bleiben. Naeheres hierzu wird in Kapitel 5 ausgefuehrt. 4.2 Betriebs- und Anwendungssoftware Nicht nur in der Forschung und der forschungsnahen Lehre, sondern auch schon bei der Grundausbildung in DV-Wissen sollte an professionellen Rechnersystemen mit graphischen Oberflaechen, mit guter Bedienerfuehrung und mit anwendungsorientierter, industrieller Software grosser funktionaler Maechtigkeit gearbeitet werden. Der Anteil der Software an den Gesamtkosten eines Systems steigt stark. Ein besonderes Problem ist dabei die hohe Anzahl der dezentralen Arbeitsplaetze und Server, fuer die eine Softwareausstattung auf der Basis von Einzellizenzen nicht mehr finanzierbar ist. Ein weiteres Problem ist die Finanzierung der Folgekosten fuer die Pflege der Software und die neuen Versionen. Es sind daher zusammen mit den Firmen geeignete Mechanismen zu entwickeln, um diese Probleme zu loesen. Ansatzpunkte koennten sein: - Stueckzahl-Lizenzen, - Campus- und Landeslizenzen, - hoch rabattierte Preise fuer Forschung und Lehre unter Ausschluss einer kommerziellen Nutzung, - Ausleihe von Software durch das Rechenzentrum an Wissenschaftler und Studenten fuer voruebergehenden Bedarf, - Einbezug der Pflege der Software und der Lieferung neuer Versionen in die erweiterte Gewaehrleistung, - Reduktion der Pflegekosten dadurch, dass Erweiterungen und Verbesserungen nicht mehr an jeden Endbenutzer, sondern nur noch an das Rechenzentrum gehen. Dort werden sie in die Referenzversion integriert und ueber einen Software-Server abrufbar gemacht. Solche zentrale Bereitstellung von lizenzierter Software fuer eine breite Nutzerschaft reduziert nicht nur die betraechtlich anwachsenden Kosten, sondern fokussiert auch die Serviceleistung auf eine noch handhabbare Anzahl unterschiedlicher Produkte und erleichtert die Kommunikation und Kooperation unter den Benutzern. Trotzdem darf der von der Generallinie abweichende Erwerb von Softwareprodukten nicht behindert werden, da haeufig spezielle Forschungsaufgaben oder Kooperationen Abweichungen erforderlich machen. Die finanziellen und betreuungstechnischen Vorteile bei zentral bereitgestellten Mehrfachlizenzen sollten genuegend Anreiz bieten, nicht ohne Not eigene Wege zu gehen. Auch Anwendungssoftware sollte offen sein. Geschlossene Anwenderprogramme sollten nur noch dann beschafft werden, wenn kein annaehernd vergleichbares Programm mit offenen Schnittstellen auf dem Markt ist. Auch die Hochschulen selbst sollten bei ihrer Softwareentwicklung nur offene standardisierte Schnittstellen verwenden. 4.3 Hoechstleistungsrechner Im Hinblick auf die internationale Konkurrenzsshigkeit der Wirtschaft und der Forschung muss in Deutschland immer mindestens ein Rechner der jeweils hoechsten Leistungsklasse fuer die Wissenschaft verfuegbar sein. Dieser Hoechstleistungsrechner soll ausschliesslich fuer solche Wissenschaftler zur Verfuegung stehen, die zur Loesung ihrer Probleme gerade seine Leistung benoetigen und das System angemessen ausnutzen koennen. Als Hoechstleistungsrechner sind heute Vektorrechner oder parallele Systeme zu sehen, da in den naechsten Jahren Vektorrechner noch nicht von Parallelrechnern abgeloest werden. Es ist daher erforderlich, auf die Verfuegbarkeit beider Rechnerarten im Hoechstleistungsbereich zu achten. Da ausserdem verschiedene Herstellerlinien und Architekturen eine Rolle spielen, deren langfristige Entwicklung und Bedeutung noch nicht abzusehen ist, sollte nicht nur ein System, sondern eine angemessene Vielfalt von Systemen im Hoechstleistungsbereich zur Verfuegung stehen. Dies bedeutet, dass in dem hier betrachteten Zeitraum von vier Jahren je nach Bedarf und Fortschritt der technischen Entwicklung ein bis zwei Hoechstleistungssysteme fuer die Bundesrepublik erforderlich sein werden. Die Steuerung der Nutzung solcher Hoechstleistungssysteme erfolgt langfristig mit der Investitionsentscheidung und kurzfristig durch die Gestaltung des Zugangs. Hierbei geht es hauptsaechlich darum sicherzustellen, dass die Programme auf den fuer sie optimal geeigneten Anlagen ablaufen. Die Nutzung der Hoechstleistungsrechner muss den Aufgaben vorbehalten werden, die gerade die speziellen Ressourcen des Hoechstleistungsrechners benoetigen und gut ausnutzen. Bei Vektorrechnern ist daher ein hoher Vektorisierungsgrad zu fordern. Insgesamt sind die Hoechstleistungssysteme dem Spitzenbedarf vorbehalten und nicht fuer die Bearbeitung einer grossen Zahl von Kleinaufgaben einzusetzen. Diese sowie die Vor- und Nachbearbeitung grosser Aufgaben soll auf kleineren Rechnern am Ort des Anwenders erfolgen. Fuer die Hoechstleistungsysteme sollten der Zugang und die Zuteilung der Ressourcen von einer fachlichen Begutachtung der Anwendungsprojekte, auch bezueglich des Umfangs der Inanspruchnahme, abhaengig gemacht werden. Eine etwa jaehrliche Ueberpruefung und Neuzuteilung der Ressourcen ist erforderlich. Dies kann in einem speziellen Lenkungsgremium erfolgen. Bei der Verplanung der Ressourcen muss darauf geachtet werden, dass fuer den einzelnen Nutzer die verfuegbaren Ressourcen bezueglich Zeit und Umfang kalkulierbar sind. Nur so koennen Verpflichtungen in Forschungsprojekten eingegangen werden. 4.4 Zentrale Server und zentrale Geraete Eine Aufgabe der zentral aufgestellten Rechnersysteme ist die Abdeckung des Spitzenbedarfs. Dieser setzt sich aus zwei Anteilen zusammen, der Ueberlaufkapazitaet und der Nutzung sehr teurer Ressourcen. Die Forderung nach Bereitstellung von Ueberlaufkapazitaet ist darin begruendet, dass sich der Rechnerbedarf an einer Stelle der Universitaet jederzeit aendern kann. Er haengt beispielsweise von der aktuellen Forschungsrichtung, dem Beginn und Ende rechenintensiver Projekte, von Berufungen, Einstellung oder Fortgang von Mitarbeitern, bisherigen Arbeitsergebnissen, dem Verlauf von Experimenten oder der Zusammenarbeit mit anderen Instituten ab. Die dezentrale Rechnerausstattung kann im allgemeinen nicht ohne grosse Verzoegerung an solche Bedarfsaenderungen angepasst werden. Solche Ueberlaufkapazitaet wird sinnvollerweise durch Systeme, die den dezentral eingesetzten Systemen in Funktionalitaet und Leistung entsprechen, bereitgestellt, beispielsweise also durch einen Park von Workstations. Die andere Art des Spitzenbedarfs benoetigt Ressourcen, die so teuer sind, dass sie nur durch die Zusammenfassung mehrerer Bedarfe gerechtfertigt werden koennen. Hierzu gehoeren typischerweise die frueher genannten Hoechstleistungsrechner, aber auch Compute-Server mit Hochleistungsprozessoren, Spezialrechner, Datei-/Datenbank-Server, Applikations-Server und Spezialgeraete wie Blindenarbeitsplaetze, Farblaserdrucker, Belichter fuer hochaufloesende Satzausgabe, Farbscanner, Schriftlesegeraete, Arbeitsplaetze fuer multimediale Anwendungen oder Arbeitsplaetze fuer Hoechstleistungsgraphik. Compute-Server: Die Kapazitaet der Compute-Server wird in der Regel deutlich ueber der Kapazitaet der dezentral verfuegbaren Server und Workstations liegen muessen. Im Hinblick auf das gute Preis-Leistungs-Verhaeltnis im Workstationbereich muessen zentrale Compute-Server sorgfaeltig geplant werden, beispielsweise kann es wirtschaftlicher sein, mehrere Compute-Server geringerer Leistung an Stelle eines sehr grossen Servers einzusetzen. Soweit der Bedarf im einzelnen vorliegt, sollten in allen Hochschulrechenzentren kleinere Vektorrechner und massiv parallele Systeme vor -handen sein. Heute liegen solche Systeme im Preisbereich von 400 000 bis 1,5 Millionen DM. Die massiv parallelen Systeme werden zukuenftig hohe Rechenleistung wirtschaftlich bereitstellen koennen. Die Entwicklung von Algorithmen und Werkzeugen fuer solche Systeme ist noch Gegenstand der Forschung. Da auch noch Forschungsarbeiten hinsichtlich der Einbettung in das gesamte Versorgungssystem in die Entwicklung einfliessen muessen, wird vorgeschlagen, die massiv parallelen Systeme vorzugsweise im Rechenzentrum aufzustellen, aber den jeweiligen Forschungsprojekten entsprechend ihren Beduerfnissen gewidmet bereitzustellen. Durch diese Massnahmen wird die erforderliche Kompetenz in den Rechenzentren aufgebaut und dem breiten Einsatz solcher Systeme der Weg geebnet. Applikations-Server: Das kooperative Versorgungskonzept erfordert offene Systeme. In einer Ubergangszeit, in selteneren Faellen auch langfristig, werden aber in bestimmten Anwendungsbereichen, beispielsweise den Wirtschaftswissenschaften, auch Anwenderprogramme eingesetzt, die nur in einer proprietaeren Systemumgebung ablaufen koennen. Fuer solche Anwendungen kann im Rechenzentrum nach dem Client-Server-Modell ein spezieller Rechner mit der benoetigten Hardware- und Softwareumgebung eingesetzt werden. Er uebernimmt keine allgemeine Versorgung, sondern ist ausschliesslich nach den genannten besonderen Beduerfnissen einer mehr oder weniger grossen Benutzergruppe konfiguriert. Es ist, wie immer, zu pruefen, ob die finanziellen und personellen Aufwendungen fuer den Applikations-Server in einem angemessenen Verhaeltnis zu den Forschungs- und Lehrbeduerfnissen stehen. Gegebenenfalls muss auch ueberlegt werden, ob die Groesse seiner Benutzerschaft einen Betrieb durch das Rechenzentrum noch rechtfertigt, oder ob wie bei anderen Spezialgeraeten die Verantwortung an eine Benutzergruppe gehen kann. Archiv-Server: Sie stellen Datensicherungs- und Archivierungsdienste fuer die dezentralen Systeme bereit. Es muss zukuenftig ein abgestuftes Konzept entwickelt werden, um eine sinnvolle Arbeitsteilung zwischen lokaler Archivierung und zentraler Archivierung zu erreichen. Informations-Server: In Zukunft wird in einem solchen komplexen Versorgungssystem die Information des Benutzers ueber lokal und international verfuegbare Ressourcen und Dokumentation einen hohen Stellenwert einnehmen. Kommunikations-Server: Sie uebernehmen eine Reihe zentraler Kommunikationsdienste, wie Uebermittlung von elektronischer Post oder Zugang zu oeffentlichen Netzen. Referenzinstallationen: Die Rechenzentren werden zukuenftig eine Vielzahl neuer Aufgaben fuer die dezentralen Systeme wie Beratung bei der Beschaffung oder Systemunterstuetzung uebernehmen muessen. Um diese Aufgaben wahrnehmen zu koennen, sind Referenzsysteme im Rechenzentrum erforderlich. Es ist anzustreben, dass wichtige Hersteller ihre jeweils neuesten Systeme in einer Referenzinstallation fuer die Beratung der Nutzer beim Kauf kostenlos zur Verfuegung stellen. Beispiele dafuer finden sich heute schon in PC- und Workstation-Labors. Software-Server: Ueber Software-Server werden Referenzversionen von Grund- und Anwendungssoftware fuer den Endbenutzer bereitgestellt. Er kann diese ueber das Netz fuer einen kuerzeren Zeitraum ausleihen oder, je nach Lizenzsituation, bei sich permanent installieren. Fuer den Bedarf, der in einer Hochschule nicht wirtschaftlich gedeckt werden kann, muessen entsprechende Ressourcen landesweit oder bundesweit bereitgestellt werden. 4.5 Lokale Server und Arbeitsplatzrechner Die Deckung des Grundbedarfs an maschinellen Leistungen, insbesondere an Prozessorleistung, Hauptspeicher- bzw. Massenspeicherkapazitaet und an Druckerleistung, kann heute auf oekonomische Weise groesstenteils an dem Ort geschehen, an dem der Bedarf entsteht, naemlich am Arbeitsplatz des Anwenders. Nur hierdurch laesst sich die geforderte Versorgungsqualitaet erreichen. Entsprechend den fachlichen Beduerfnissen werden Personal Computer, Workstations oder X-Terminals als Endgeraete fuer den Benutzer eingesetzt. In der Regel wird es zweckmaessig sein, solche Systeme in Cluster einzubinden und durch lokale Server zu ergaenzen. Letztere koennen auch Workstations sein, die nur bezueglich Arbeitsspeicher und Plattenspeicher besser ausgestattet sind. Fuer Bereichsrechner in den Fakultaeten besteht nur noch in Sonderfallen ein Bedarf, beispielsweise wenn eine Fakultaet einen eigenen Vektorrechner oder eine Hoechstleistungs-Graphikstation selbst auslasten kann und selbst betreiben moechte. Bei der Beschaffung ist im dezentralen Bereich ebenfalls auf offene Systeme und zusaetzlich auf moeglichst gute Homogenitaet innerhalb einer Nutzergruppe zu achten. Dies soll den Aufwand fuer den Betrieb der dezentralen Systeme in angemessenen Grenzen halten. Im Hinblick auf die schnelle technologische Entwicklung ist es sinnvoll, moeglichst leistungsfaehige Systeme zu beschaffen, um eine grosse nutzbare Standzeit zu erreichen. Dagegen ist der Versuch, die Standzeit durch Beschaffung von Systemen mit flexibler Ausbaubarkeit zu verlaengern, normalerweise nicht mehr sinnvoll. Anstelle der Aufruestung nach ein oder zwei Jahren ist es meist wirtschaftlicher und auch technisch sinnvoller, neue Systeme zusaetzlich zu beschaffen und die vorhandenen fuer andere Zwecke, beispielsweise fuer die Lehre, zu nutzen. Zwar ist das Preis-Leistungs-Verhaeltnis der offenen Systeme dauernd gesunken, aber gleichzeitig waechst bei der Grundsoftware und den Anwendersystemen der Ressourcenbedarf in einer unerwarteten Groessenordnung. Dies hat nicht zuletzt seine Ursache in der Verbesserung der Versorgungsqualitaet und der benutzerorientierten graphischen Oberflaechen. Industrielle Software mit grosser funktioneller Maechtigkeit benoetigt ebenfalls erhebliche Rechnerressourcen. Trotzdem sind beim interaktiven Arbeiten lange, unproduktive und demotivierende Wartezeiten fuer Wissenschaftler oder Studenten nicht zu vertreten. Reaktionszeiten sollten bei einfachen Aufgaben deutlich unter einer Sekunde liegen. Das fuehrt zu erhoehten Anforderungen an die Hardwareausstattun. Die Folgekosten sollten durch Beschaffung von Systemen mit mehrjaehriger Garantie niedrig gehalten werden. Da die technologische Entwicklung im Bereich der Personal Computer und Workstations fuer alle Komponenten eine sehr hohe Lebensdauer gebracht hat, sollten Hersteller auf einen Preisaufschlag fuer mehrjaehrige Garantie verzichten. Nach Ablauf der Garantie ist es oft sinnvoll, defekte Geraete ausser Betrieb zu nehmen und auszuschlachten. Beim Kauf von Software sollte darauf geachtet werden, dass fuer die Hochschulen im Kaufpreis ohne Preisaufschlag nicht nur "Updates", sondern auch die Lieferungen neuer Versionen waehrend der Standzeit des Systems enthalten sind. Ein Student sollte waehrend seines gesamten Studiums Zugang zu einem Rechner haben und auch ausreichend Zeit fuer freies Ueben erhalten. Fuer das Arbeiten mit dem Rechner ist einschliesslich freiem Ueben eine Zeit von durchschnittlich etwa drei bis zehn Stunden je Woche und Student je nach Fachrichtung und Durchdringung mit DV-Anwendungen vorzusehen. Fuer die Zeit der Studien- und Diplomarbeiten kann sich dieser Wert vervielfachen. Da die Beduerfnisse fachspezifisch und oertlich weit streuen und da die Durchdringung mit DV-Anwendungen in den letzten Jahren stark zugenommen hat, ist es sinnvoll, keine weiteren fachspezifischen Einschraenkungen des Bedarfs vorzuschreiben. Bei der fachspezifischen Ausbildung lernt der Student die Nutzung von Anwenderprogrammen zur Bearbeitung fachspezifischer Aufgaben. Hier werden in der Lehre bevorzugt Systeme eingesetzt, die auch in der Forschung (und in der Industrie) verwendet werden. Dadurch laesst sich einerseits der Betreuungsaufwand des Instituts reduzieren, weil nicht getrennte Systeme fuer die Lehre und die Forschung betreut werden muessen; andererseits ergibt sich eine Reduzierung des Aufwands fuer den Studenten, da er bei seiner Diplomarbeit, die ja forschungsnah ist, nicht von einem ausbildungsorientierten System auf das in der Forschung verwendete professionelle System umsteigen muss. Da im Rahmen des CIP bereits die Ersatzbeschaffungen anlaufen, aber der Bedarf bei weitem noch nicht gedeckt ist, sind erhebliche Anstrengungen von Bund und Laendern erforderlich, um sowohl die dringend notwendige Ausweitung der Versorgung mit DV-Systemen als auch den Ersatzbedarf finanzieren zu koennen. Dabei ist zu beachten, dass der Anteil der Software an den Gesamtkosten immer hoeher wird und die Preise fuer Software eine deutlich steigende Tendenz haben. Rechnerarbeitsplaetze fuer Wissenschaftler sind dringend erforderlich. Diese koennen ueber HBFG-Antraege auf WAP-Cluster beschafft werden. Zum Erhalt eines hohen Niveaus in der Forschung muss von dieser Moeglichkeit in steigendem Masse Gebrauch gemacht werden. Problembereiche sind, wie bei CIP auch, das erforderliche Personal und die notwendigen Sachmittel. Bei Beschaffung von Rechnern im Rahmen von CIP/WAP ist es ganz wichtig, dass offene Systeme und moderne Konzepte in Hardware und Software eingesetzt werden, da nur so die Hochschulabsolventen den Beduerfnissen beim Eintritt in die berufliche Praxis gerecht werden koennen. 4.6 Netze Die vorgestellte kooperative Versorgungsstruktur enthaelt als zentrales Element ein umfangreiches Rechnernetz. Die elektronische Kommunikation ueber Netze ist bereits heute in vielen Faechern unentbehrlich. Sie wird insbesondere zum Austausch von Nachrichten und Datenbestaenden, zum Recherchieren in Bibliotheken, zur Fernkooperation der Wissenschaftler und zum Zugriff auf spezielle Dienste eingesetzt, die lokal, im Hochschulrechnernetz, bundesweit oder international angeboten werden. Nutzungswissen darueber ist in vielen Faechern bereits ebenfalls vollkommen unentbehrlich. Das Hochschulnetz weist eine hierarchische Struktur auf: - Hoechstgeschwindigkeitsnetze mit Uebertragungsraten im Bereich Gigabit je Sekunde (Gbit/s) werden innerhalb des Rechenzentrums eingesetzt, um zum Beispiel Datei-Server hoher Leistung mit Compute-Servern zu verbinden. - Hochgeschwindigkeitsnetze mit Uebertragungsraten im Bereich 100 Mbit/s auf der Basis von Lichtwellenleitern verbinden als Backbone-Netze die einzelnen Gebaeude einer Hochschule. Die gegenwaertige Technologie ist ein FDDI-Ring. In besonderen Faellen sind Hochleistungs-Workstations des Benutzers, z. B. bei Bildverarbeitung oder Visualisierung, auch direkt in ein solches Netz integriert. - Innerhalb eines Gebaeudes sind auf den einzelnen Stockwerken lokale Netze (Gebaeude-Backbones) mit Uebertragungsraten bis etwa 10 Mbit/s installiert, beispielsweise auf der Basis der Ethernet-Technologie. Es ist zu erwarten, dass in der naechsten Generation diese Netze durch Lichtwellenleiter abgeloest werden. - An das Gebaeude-Backbone-Netz sind Subnetze fuer die einzelnen Benutzergruppen angeschlossen. Diese Subnetze sind lokale Netze, an die typischerweise ein Server und mehrere Arbeitsplatzrechner angeschlossen sind. Durch eine solche hierarchische Struktur wird erreicht, dass der Datenverkehr moeglichst lokal bleibt und das Netz insgesamt nicht ueberlastet wird. Das geschilderte hierarchisch aufgebaute Hochschulnetz ist in ein nationales Wissenschaftsnetz (WIN) eingebunden. Dieses verbindet die deutschen Hochschulen untereinander und mit dem Ausland. Das derzeitige Wissenschaftsnetz ist leistungsschwach. Es stellt nur Verbindungen mit Uebertragungsraten von 64 Kbit/s bereit. Im Hinblick auf die angestrebten nationalen Versorgungsstrukturen und die Beduerfnisse der Wissenschaft, auch im internationalen Vergleich, sind Hochleistungsverbindungen in der Groessenordnung von 140 Mbit/s Uebertragungsleistung dringend notwendig. Solche Verbindungen wurden bereits im Netzmemorandum der Kommission fuer Rechenanlagen flaechendeckend bis Mitte der neunziger Jahre gefordert. Hier ist eine staerkere Unterstuetzung insbesondere von politischer Seite, beispielsweise bei dem Problem der Gebuehren fuer Breitbandnetze, dringend erforderlich. Das Wissenschaftsnetz und das Hochschulnetz sollen fuer alle Hochschulangehoerigenen zugaenglich sein. Der Zugang ueber das Netz zu den einzelnen Rechnern ist kontrolliert. Moderne Techniken der Zugangskontrolle sind dafuer laengerfristig unumgaenglich. Sensitive Daten, die ueber das Netz uebertragen werden, koennen mit bekannten Techniken auf der Basis von Verschluesselungen geschuetzt werden. Entsprechende Einrichtungen, wie Verschluesselungsdienste und vertrauenswuerdige Netzknoten, sind vorzusehen. In Ausnahmefaellen koennen getrennte Netze sinnvoll sein. Derzeit scheint eine Trennung des Kliniknetzes vom allgemeinen Wissenschaftsnetz erforderlich. 4.7 Heimarbeitsplaetze Ein ueber das Netz anzubietender Dienst besonderer Art ist die Anschlussmoeglichkeit von Rechnern am haeuslichen Arbeitsplatz. Solche Heimarbeitsplaetze sind sowohl fuer Wissenschaftler als auch fuer Studenten von immer groesserer Bedeutung, so dass ihre Integration in den Forschungs- und Studienbetrieb anzustreben ist. Neben den Regelungen fuer einen funktionsgerechten, von den Nutzern auch finanzierbaren Zugang sind weitere Probleme zu loesen, beispielsweise die Nutzung von Software, fuer die die Universitaet die Lizenz erworben hat, oder der Zugang zu Bibliothekesdiensten und wissenschaftlichen Datenbanken. Heimarbeitsplaetze fuer Hochschulangehoerige sind auch unter den Gesichtspunkten Frauenfoerderung, Familienfoerderung oder Bereitstellung von Teilzeitarbeitsplaetzen interessant. Die grosse Bedeutung der studentischen Heimarbeitsplaetze wird durch die sehr positiven Ergebnisse des vom Bundesminister fuer Bildung und Wissenschaft unterstuetzten zweijaehrigen Muenchner Modellversuchs "Integration studenteneigener Rechner in die Ausbildung" unterstrichen. In Zukunft sind daher Massnahmen notwendig, die u. a. - den preisguenstigen Erwerb von eigenen Rechnern durch die Studenten, - die Ausleihe von Rechnern an Studenten waehrend des Studiums, - die Ausleihe von Anwendungssoftware, beispielsweise waehrend des Semesters fuer einen Kurs, ermoeglichen und - studenteneigene Rechner vermehrt in den Unterricht einbeziehen und entsprechende Netzanschluesse vorsehen. 4.8 Organisatorische Struktur Das Versorgungssystem wird wesentlich durch das Nebeneinander von dezentral und zentral bereitgestellten Ressourcen bestimmt. Das quantitative Verhaeltnis beider haengt von den oertlichen Gegebenheiten ab. Wie sich das Verhaeltnis mittelfristig entwickeln wird, ist noch nicht absehbar, zunaechst wird wegen des in vielen Hochschulen noch notwendigen Auf- und Ausbaus der dezentralen Komponenten der notwendige Investitionsaufwand hierfuer eher hoeher liegen als fuer zentrale Ressourcen. Ein dezentrales, vernetztes Versorgungssystem ist wesentlich schwieriger zu betreiben als ein herkoemmliches zentrales System. Deshalb werden die personellen Dienstleistungen an Umfang und Bedeutung erheblich zunehmen. Eine fuer das einwandfreie Funktionieren des Versorgungssystems wesentliche Frage ist die Aufteilung der Verantwortung auf das Personal in den Instituten und im Hochschulrechenzentrum. Die Verantwortung fuer die dezentral aufgestellten Systeme wird im Regelfall bei den Lehrstuehlen und Instituten liegen. Fuer bestimmte Faecher kann es aber auch sinnvoll sein, die dezentralen Rechner durch das Rechenzentrum zu beschaffen und zu betreiben (bediente Rechnerleistung vor Ort). Einmalige oder seltenere Aufgaben wie Installation von Rechnern, Implementierung von Softwaresystemen, Einrichtung von Netzen, Fehleranalyse und -behebung werden in der Regel zweckmaessigerweise von Spezialisten durchgefuehrt. Diese sollten einen zentralen Stab bilden, dessen Leistung den Instituten von Fall zu Fall auf Abruf zur Verfuegung steht. Die Zentralisierung der DV-fachlichen Kompetenz hat den Vorteil, dass in den Zentralen ein hoeherer Grad der Spezialisierung, ein intensiverer Erfahrungsaustausch und eine dauernde Nachfrage nach den Leistungen des Spezialisten moeglich wird, welche hilft, seine fachliche Qualitaet auf wirtschaftliche Weise zu erhalten. Unter den gegebenen Umstaenden bietet es sich an, diese Aufgabe dem bisherigen Rechenzentrum als einem Kompetenzzentrum fuer vernetzte Systeme zu uebertragen. Auf der Benutzerseite muessen ebenfalls Systemverantwortliche fuer den taeglichen Routinebetrieb der dezentralen Systeme benannt werden. Dies ist als erwuenschte Zusatzqualifikation der Mitarbeiter zu sehen. Deshalb sollte die Systemverantwortung im allgemeinen nicht nur an Inhaber von Dauerstellen, sondern auch an junge wissenschaftliche Mitarbeiter gegeben werden, deren Zeit der Systemverantwortung allerdings auf ein bis zwei Jahre begrenzt wird. In der Hochschule muss der Zugang zu Rechnern und Netzen im Bereich von Lehre und Forschung liberal gehandhabt werden. Es ist daher wichtig, Mitarbeiter und Studenten zu verantwortlicher Nutzung der Anlagen zu fuehren und insbesondere auch zur Einhaltung von Lizenzbedingungen zu verpflichten. Der Anteil des Bedarfs, der aus zentralen Ressourcen des Rechenzentrums gedeckt wird, geht stark zurueck. Um so mehr waechst jedoch der Bedarf an Information ueber die am Arbeitsplatz und im Netz erreichbaren Ressourcen, ueber Stand und Trend der technischen Entwicklung, ueber Preise und Vertragskonditionen u.a. Die Bereitstellung solcher Information und weitere Dienste fuer die dezentralen Systeme werden zu zentralen Aufgaben des Hochschulrechenzentrums. Der zunehmende Einsatz von Rechnern und Netzen fuehrt auch zu einer engeren Verflechtung von Aufgabenbereichen, die bisher durch getrennte Institutionen unabhaengig wahrgenommen wurden. Deshalb erfordern Auskunftssysteme, die von Bibliotheken oder Verwaltungen eingerichtet werden, einheitliche Benutzeroberflaechen, damit sich der Benutzer dieser Dienste nicht je nach Anwendung unterschiedlich verhalten muss. Da das Versorgungssystem hochschulweit in staendiger Weiterentwicklung ist, wird in der Hochschule eine rollende Planung noetig. Hierbei sind auch Gesichtspunkte wie Standardisierung, Datenschutz, Entwicklungsstrategie der Hochschule und die Anpassung des Versorgungssystems an die technische Entwicklung zu beachten. Dafuer ist ein hochschulweit wirkendes Lenkungsgremium erforderlich. 5 Die kuenftigen Aufgaben des Hochschulrechenzentrums 5.1 Die Grundaufgaben des Hochschulrechenzentrums Der Haupttraeger der Versorgung mit Datenverarbeitungskapazitaet in frueheren Versorgungskonzepten war das Hochschulrechenzentrum. Obwohl die Rechenzentren manchmal Probleme haben, ihren Aufgaben fuer die Benutzer gerecht zu werden, ist es nach Lage der Dinge am aussichtsreichsten, den notwendigen Strukturwandel mit ihrer Hilfe durchzufuehren und ihnen dabei klar ihre neuen Aufgaben zuzuweisen. Wegen der Wichtigkeit dieser Frage in der gegenwaertigen Situation wird den Rechenzentren ein eigenes Kapitel gewidmet. Die veraenderten Aufgaben, die in einem verteilten, kooperativen Versorgungssystem dem Hochschulrechenzentrum zufallen, lassen sich in vier Gruppen einteilen: - Betrieb der zentralen Ressourcen, - Betrieb des hochschulweiten Netzes, - Bereitstellung einer Gruppe von Spezialisten fuer DV-Fragen der Anwender (Kompetenzzentrum), - Unterstuetzung der Hochschule bei Planung, Standardisierung und Koordinierung in uebergreifenden DV-Fragen. 5.2 Der Betrieb der zentralen Rechnerressourcen Hinsichtlich der maschinellen Dienstleistung ist das Rechenzentrum zustaendig fuer den Spitzenbedarf. Dieser setzt sich aus zwei Teilen zusammen: - einem quantitativen, fuer den zentrale Ueberlaufkapazitaet bereitgestellt werden muss, um Bedarfsschwankungen abzufangen, - einem qualitativen, der sich auf Ressourcen richtet, die so teuer sind, dass sie nur durch die Zusammenfassung mehrerer Bedarfe gerechtfertigt werden koennen. Ausstattung und Arbeitsanfall des Rechenzentrums sind von der dezentral erbrachten Versorgung abhaengig. Nach dem Bisherigen ergeben sich jedoch folgende Geraete, die fuer die Hochschulen jeweils zentral bereitgehalten werden muessen: - Vektorrechner: Sie werden mindestens als kompatible Systeme fuer die Vorbereitung von Anwendungen auf entfernten Hoechstleistungsrechnern benoetigt. - Parallelrechner: Das Rechenzentrum, das Parallelrechner betreibt, muss mit den Forschungsgruppenen eng kooperieren und dabei Erfahrungen sammeln. - Parks von Workstations als UeberlauJkapazitaet: Der zentrale Pool muss vergleichbare, zu den dezentralen Systemen kompatible Leistung fuer die Abdeckung des Spitzenbedarfs bereitstellen. - Compute-, Applikations-, Datei-, Kommunikations-, Informations- und andere Server: Die Leistung der Compute-Server muss dabei deutlich ueber der Leistung der dezentralen Systeme liegen. - Teure Spezialgeraete wie zum Beispiel: Farblaserdrucker, Belichter fuer hochaufloesende Satzausgabe, elektrostatische Ausgabegeraete fuer Grossformate in Farbe, Farbscanner, Arbeitsplaetze fuer multimediale Anwendungen. Die Dimensionierung aller Geraete soll auf den unmittelbaren Bedarf hin geschehen und nicht auf Vorrat. Die Ergaenzung durch additive Geraete bei Bedarf ist normalerweise wirtschaftlicher. 5.3 Betrieb des hochschulweiten Netzes Notwendige Voraussetzung fuer das Funktionieren des kooperativen Versorgungssystems ist das Netz, das wegen dieser grundsaetzlichen Bedeutung besonderer Beachtung bei allen Planungen bedarf. Es stellt eine komplexe Infrastruktur aus Leitungen und aufeinander abgestimmten Hardware- und Softwarekomponenten dar, die eine dauernde hauptamtliche Betreuung erfordert. Diese Aufgaben koennen nur von einer zentralen Einrichtung wahrgenommen werden. Als solche bietet sich das Hochschulrechenzentrum an. Da dieses nicht auch das gesamte Kabelsystem der Universitaet betreuen kann, ist eine klare Regelung der Zustaendigkeiten erforderlich. Insbesondere muss in die Zustaendigkeit und Verantwortung des Hochschulrechenzentrums das gesamte Netzmanagement einschliesslich der Fehlerlokalisierung und die elektronisch aktiven Komponenten des Hochschulnetzes fallen. Zu seinen Aufgaben gehoert auch die Verwaltung der Mail-Adressen. 5.4 Das Kompetenzzentrum Zum Betrieb der dezentralen Rechner in den Instituten ist eine Arbeitsteilung zwischen Institutsmitarbeitern und dem Hochschulrechenzentrum zwingend erforderlich. Zwar liegt im Regelfall die Verantwortung fuer den Betrieb bei den Instituten. Diese muessen also auch den hierfuer erforderlichen saechlichen und personellen Aufwand tragen. Es gibt aber Aufgaben, die bei allen Instituten anfallen und lokal wiederholt werden muessen, beispielsweise das Austesten und Einspielen neuer Systemversionen. Das Rechenzentrum sollte unter dem Gesichtspunkt einer Reduzierung des Gesamtaufwandes geeignete Dienstleistungen erbringen. Die wichtigsten Dienste, die der Wissenschaftler in einem solchen Versorgungssystem von einem Kompetenzzentrum benoetigt, sind: - Unterstuetzung bei der Planung der DV-Systeme am Arbeitsplatz, - Hilfe bei Installation und Softwareimplementierung der lokalen Netze, - Distribution und Pflege der Systemsoftware fuer Systeme am Arbeitsplatz, - Unterstuetzung gegenueber Lieferfirmen, Wartungstechnikern und Postdiensten, - Analyse von Stoerungen an dezentralen Rechnersystemen, Hilfe bei der Behebung, - Analyse von Fehlern in lokalen Netzen und Hilfe bei ihrer Behebung, - Beratung zur Softwarebeschaffung, - Distribution und ggf. Betreuung breitgestreut einsetzbarer Anwendungssoftware, - Hilfe bei der Nutzung externer Hochleistungsrechner, - Kurse ueber Betriebssysteme, Nutzung von Netzen und Anwendungspaketen, - Kurse zur Programmierung von Vektor- und Parallelrechnern, - Informationsveranstaltungen zum Stand der Rechnertechnologie. Um die Kompetenz der Rechenzentren in ihrem gesamten Veranwortungsbereich zu gewaehrleisten und damit eine effiziente Beratung der Nutzer, insbesondere auch der von Arbeitsplatzrechnern, sicherzustellen, ist die Einrichtung von Arbeitsplatzrechnerlabors mit entsprechender Softwareausstattung in den Rechenzentren notwendig. Hier muss eine typische Anlagenauswahl modernsten Zuschnitts sowie ein breit gefaechertes Softwareangebot fuer Erprobungszwecke und zur Orientierung fuer Interessenten aus der Universitaet verfuegbar sein. Ein anderer Gesichtspunkt ist das Bereithalten von Informationen und Kenntnissen. Kenntnisse, die bei der taeglichen Rechnernutzung benoetigt werden, sollten dezentral verfuegbar sein. Kenntnisse, die in einem Institut seltener benoetigt werden, beispielsweise nur einmal je Monat, sollten bei Spezialisten im Rechenzentrum abrufbar sein. Kenntnisse, die noch seltener benoetigt werden, koennen auch im Rechenzentrum nicht mehr wirtschaftlich vorgehalten werden. In diesen Faellen ist ein Zugriff auf Mitarbeiter von Firmen erforderlich. Das Rechenzentrum muss den Informationsfluss zu den Anwendern hin auch dadurch unterstuetzen, dass es kompetente Benutzer zusammenfuehrt und selber als Informationsboerse wirkt. Andererseits kann die Kompetenz des Rechenzentrums nur durch die bewusste Beschraenkung auf ein wohldefiniertes Soft- und Hardwarespektrum erreicht werden. Insbesondere diese neue Aufgabenstellung des Rechenzentrums als kooperatives Kompetenzzentrum und Informationsboerse macht eine andersartige Arbeitsweise als bisher noetig. Die Rechenzentren werden kuenftig daran gemessen werden, inwieweit sie in der Lage sind, dem Informationsbedarf der Benutzer ueber die von ihnen vermittelten oder selbst bereitgestellten Dienste zu entsprechen. Um hierbei Effizienz zu erreichen, werden personelle Umstrukturierungen im Rechenzentrum noetig sein, aber auch wissensbasierte und selbsterklaerende Systeme staerker zum Einsatz kommen muessen. 5.5 Unterstuetzung der Hochschulleitung bei Planung, Standardisierung und Koordinierung Das DV-Versorgungssystem der Hochschule einschliesslich des Netzes ist ein wesentlicher Bestandteil der Infrastruktur. Seine steigende Bedeutung fuer Forschung und Lehre und die hohen Aufwendungen machen es erforderlich, dass die zustaendigen Leitungsgremien der Universitaet ihm besondere Aufmerksamkeit widmen. Hierbei benoetigen sie die Unterstuetzung durch einen Beraterstab, der die Entscheidungen vorbereitet. Im einzelnen werden dessen Aufgaben sein: - Entwurf der Hochschulstrategie fuer die Datenverarbeitung, - Vorbereitung der mittelfristigen DV-Entwicklungs- und Investitionsplaene fuer die Hochschule, - dauernde Aktualisierung der Planung, - Bewertung einzelner Entscheidungsalternativen, - Ausarbeitung hochschulweit gueltiger Regeln ueber Hardware-, Software-, Netz schnittstellen, Systemparameter, Anwendungspakete, Nutzungsregeln u. a., - Begutachtung von Vorhaben mit uebergreifender Bedeutung. 5.6 Zusammenarbeit der Hochschulrechenzentren Umfang und Komplexitaet der Anforderungen an das Rechenzentrum der Zukunft erzwingen angesichts der begrenzten Kapazitaeten die Arbeitsteilung zwischen den Rechenzentren eines Landes und darueber hinaus. Mit der Verfuegbarkeit schneller Netze und zunehmender Fernkooperation der Wissenschaftler wird der Ort, an dem Server fuer bestimmte Anwendungsbereiche aufgestellt sind, sekundaer. Damit wird aber auch die Arbeitsteilung und Kooperation zwischen den Hochschulrechenzentren noetig und moeglich. Sie muss besonders im Hinblick auf die begrenzten maschinellen und gerade auch personellen Ressourcen ausgebaut werden. Es ist deshalb erforderlich, dass zwischen den Rechenzentren eines Landes die Aufgaben hinsichtlich der Bereithaltung bestimmter Hardware, Software und Fachkenntnis aufgeteilt werden und die Rechenzentren sich spezialisieren. Dazu ist eine landesweite Absprache notwendig. Mittelfristig muss aber auch die laenderuebergreifende Kooperation enger werden. Ein besonderes Problem stellt dabei die Nutzung von Rechnern ueber die Landesgrenzen hinweg dar. Es ist dringend wuenschenswert, dass die Laender Vereinbarungen treffen, die solche Nutzung ohne verwaltungsmaessige Erschwernisse fuer die Wissenschaftler ermoeglichen. Ohne derartige Regelungen wird es nicht moeglich sein, die Beschaffung von Hoechstleistungsrechnersystemen auf wenige Exemplare zu begrenzen. Aus dem Spannungsfeld zwischen Dienstleistung auf allen Niveaustufen und Einbindung neuester Techniken und Produkte in bestehende komplexe Systeme erwachsen technisch-wissenschaftliche Fragen und Herausforderungen eigener Art. Zu deren Bewaeltigung muss das Rechenzentrum moeglichst eng in die Arbeit der Fachbereiche integriert werden. Um all diesen Anforderungen zu genuegen, werden sich die Rechenzentren in Richtung auf Institute fuer praktische Informatik hin entwickeln muessen, die neben der Loesung der Alltagsprobleme die wissenschaftlichen Fragen des Rechnereinsatzes im Auge haben. III Betriebliche DV-Systeme in der Hochschule Zur Versorgung der Hochschulen mit Datenverarbeitungskapazitaet zaehlt auch die DVUnterstuetzung fuer die internen Dienstleistungen des Hochschulbereichs, naemlich fuer Bibliotheken, medizinische Versorgung in den Kliniken und die Hochschulverwaltung. Diese Datenverarbeitung fuer den Hochschulbetrieb folgt wegen der engen Verzahnung mit den Betriebsablaeufen eigenen Regeln und bedarf der Behandlung in gesonderten Abschnitten. 6 Bibliotheken 6.1 Der Bedarf Auf den verschiedenen institutionellen Ebenen der wissenschaftlichen Hochschulen sollten computergestuetzte Bibliothekssysteme fuer die Beschaffung, Erschliessung und Ausleihe von Literatur eingesetzt werden. Dabei kann es sich um die zentrale Hochschulbibliothek, die Fachbereichsbibliotheken oder die Institutsbibliotheken handeln. In den regionalen und ueberregionalen Bibliotheksverbundzentren werden die Katalogisierungsdaten der Literatur vorgehalten. Die zentralen Hochschulbibliotheken und die dezentralen Bibliotheken uebernehmen diese Daten fuer ihren eigenen Katalogisierungsbedarf; dadurch laesst sich der Aufwand einer Mehrfacherfassung gleicher Daten vermeiden. Voraussetzung hierfuer ist eine Vernetzung der Bibliothekssysteme untereinander. Wissenschaftliche Bibliothekssysteme haben kuenftig weitreichende Dienstleistungen fuer den Benutzer vorzuhalten. Dazu gehoert zunaechst die Faehigkeit, qualifizierte Literaturrecherchen in lokalen, ueberregionalen und internationalen Bestaenden anzu- bieten; daneben sollte die Fernleihe ueber ein Datenendgeraet veranlasst werden koennen. Ausserdem muss im Regelfall der Zugang zu kommerziellen Informationsdatenbanken ueber das lokale Bibliothekssystem ermoeglicht werden; dazu muessen computergestuetzte Abrechnungsverfahren in die Mittelverwaltung der Bibliothek einbezogen werden. Schliesslich muss die Bibliothek ein multimediales Angebot fuer die Benutzer auf der Grundlage computergestuetzter Informationsspeicherung vorhalten. Dabei sollte Lehr- und Lernsoftware sowie audiovisuelle Information unter Verwendung von digitalen Bild- und Tonspeichermedien zur Verfuegung stehen. Der Zugang zu den Bibliotheksdiensten muss ueber den Arbeitsplatzrechner des Wissenschaftlers vorgesehen werden; die Studierenden benoetigen einen vergleichbaren Zugang ueber die Ausbildungsgeraete in den oeffentlich zugaenglichen Raeumen der Hochschulen. Voraussetzung dabei ist die Einbindung der Bibliothekssysteme in das Computernetz der Hochschulen. 6.2 Stand der Versorgung In den Bibliotheken der Hochschulen werden gegenwaertig Anstrengungen unternommen, um moderne dialogorientierte Systeme einzufuehren. Dabei wird versucht, durch die Konzentration auf wenige standardisierte Anwendersysteme das Entwicklungsrisiko und die Softwarekosten zu begrenzen. Hochschulbibliotheken sind regionalen und ueberregionalen Bibliotheksverbundsystemen angeschlossen. Bei der erforderlichen ueberregionalen Vernetzung bestehen noch Defizite. Defizite in der Computerausstattung sind vor allem an kleineren Bibliotheken der Fachbereiche und der Institute zu verzeichnen. Weitergehende Dienstleistungen fuer Benutzer erfordern zusaetzliche Mittel, z. B. die Erweiterung der Bibliothekssysteme als Anbieter fuer multimediale Informationen. Daneben sind Vorkehrungen erforderlich, um nationale und internationale Literaturrecherchen durchzufuehren sowie den Zugang zu kommerziellen Informationsbanken zu eroeffnen. 6.3 Die kuenftige Versorgung In den Hochschulbibliotheken sind wegen der geforderten Betriebsverhaeltnisse zugunsten einer dauernden Verfuegbarkeit dedizierte Computersysteme vorzusehen. Das Versorgungskonzept weist eine dreistufige Struktur auf, wobei Bibliotheksver- bundzentren auf regionaler und ueberregionaler Ebene zentrale, kooperativ gefuehrte Katalogdatenbanken vorhalten und ueber Vernetzung die lokalen Bibliotheken durch Datenangebote bei der Erfassung von Schriftgut und das Angebot von Informations- dienstleistungen fuer ihre Benutzer unterstuetzen. Die Anwendersysteme sollen durch Nutzung von Standardsoftware oder durch Uebernahme marktgaengiger Systeme realisiert werden, wobei im Hinblick auf die Portabilitaet der UNIX-Kompatibilitaet der Vorzug zu geben ist. Wegen der ausserordentlich hohen Entwicklungskosten sollten hoechstens zwei bis drei konkurrierende Standardsoftwaresysteme im HBFG-Verfahren finanziell gefoerdert werden. Alle Bibliothekssysteme sind in das Computernetz der Hochschule mit dem Ziel zu integrieren, vom Arbeitsplatzrechner der Wissenschaftler und der Studenten aus Dienstleistungen der Bibliothek in Anspruch zu nehmen. Fuer die Netzverbindungen im regionalen und im ueberregionalen Bereich sind daher zusaetzliche Kosten der Installation und des Betriebs zu veranschlagen. Schliesslich sind die peripheren Speichereinrichtungen in Verbindung mit entsprechenden Servern unter Verwendung von "Bildplattenspeichern" derart auszubauen, dass multimediale Dienstleistungen ueber das Hochschulnetz angeboten werden koennen. 7 Medizinische Versorgung 7.1 Der Bedarf Eine umfassende DV-Versorgung wird heute sowohl vom Krankenhausmanagement als auch vom aerztlichen und pflegerischen Personal erwartet. Die DV-Infrastruktur innerhalb der Krankenhaeuser ist so weit auszubauen, dass Daten und Informationen, auch Text- und Bildinformationen, autorisierten Benutzern unter Wahrung der datenschutzrechtlichen Belange zeitgerecht und in verstaendlicher Form dort zur Verfuegung stehen, wo sie benoetigt werden. Das Krankenhausmanagement soll in der Lage sein, die fuer eine effiziente, wirtschaftliche Betriebsfuehrung und fuer die Erfuellung gesetzlicher Auflagen benoetigten Daten aus allen Bereichen des Klinikums zeitnah und in der benoetigten Aggregationsform zu gewinnen. Das aerztliche und pflegerische Personal muss von unnoetigen, repetitiven Arbeiten entlastet und bei der Patientenversorgung durch unmittelbare Zugriffsmoeglichkeiten auf alle vorhandenen Patientendaten, auf Informationsdienste und wissensbasierte Verfahren umfassend unterstuetzt werden. Die verfuegbaren Daten muessen fuer qualitaetssichernde Massnahmen genutzt werden. Die DV-Anwendungen in den Krankenhaeusern sind zu umfassenden Systemen fuer Informationsmanagement in allen Bereichen der Verwaltung und der klinischen Versorgung auszubauen. Diese Systeme muessen ein Hoechstmass an Verfuegbarkeit und Datensicherheit aufweisen. 7.2 Stand der Versorgung Der erreichte Stand der Versorgung ist in einzelnen Anwendungsbereichen der medizinischen Datenverarbeitung sehr unterschiedlich. Verfahren zur Patientendatenverwaltung sind in den Universitaetskliniken im stationaeren Bereich verfuegbar, realisiert fast ausschliesslich auf Mainframe-Systemen, haeufig als Eigenentwicklungen. Vielfach sind die Verfahren noch aufnahme-(fall-)orientiert, so dass die langfristige Speicherung von Patientendaten nicht unterstuetzt wird. Aus der Patientendatenverwaltung werden Patientendaten an die betriebsgebundenen Verfahren (Fakturierung, Finanzbuchhaltung etc.) sowie an klinische Subsysteme (Labor, Radiologie etc.) ueber in der Regel eigenentwickelte Schnittstellen weitergegeben. In einzelnen Kliniken werden heute bereits Leistungsdaten aus Subsystemen fuer Leistungserfassung und Abrechnung automatisch uebernommen. Betriebsgebundene Verfahren, insbesondere Finanzbuchhaltung, Anlagenbuchhaltung und andere Nebenbuchhaltungen sowie die Kosten-Leistungs-Rechnung, sind in allen Kliniken verfuegbar. Vielfach werden innerhalb der Kliniken jedoch nur Daten erfasst und zur Batch-Verarbeitung an zentrale Rechenzentren uebergeben. Dialogorientierte Zugriffe auf Daten fuer die Betriebssteuerung sind dadurch haeufig nicht zeitnah oder nur eingeschraenkt moeglich. Verfahren zur Unterstuetzung von Materialwirtschaft und Bestellwesen haben angesichts der Kostendiskussion zunehmend an Bedeutung gewonnen. Landesweite Konzepte zur Einfuehrung integrierter Systeme fuer die betriebsgebundenen Verfahren wurden aufgestellt und werden realisiert. Bei den klinischen Subsystemen sind vor allem Systeme fuer klinisch-chemische Labors, Radiologie, Pathologie, Mikrobiologie, Blutbank weiter verbreitet. Fuer diese Systeme werden marktgaengige Produkte angeboten, vielfach bereits unter UNIX und mit modernen Datenbanksystemen. Systeme zur Speicherung, Verarbeitung und Uebertragung von Bildern befinden sich noch im experimentellen Stadium. Deutliche Defizite bestehen im Bereich der Kommunikation sowie bei der Unterstuetzung der aerztlichen und pflegerischen Taetigkeiten im Krankenhaus. Hier ist ein zunehmender Bedarf zu beobachten, der von marktgaengigen Produkten derzeit nicht befriedigt wird. In allen Kliniken werden umfassende Netze zur Verbindung von Funktionsbereichen, Leistungsstellen und Stationen aufgebaut bzw. entsprechende Konzepte entwickelt. Viele der derzeit in Kliniken eingesetzten Systeme sind ueberaltert und muessen kurz und mittelfristig ersetzt werden. 7.3 Die kuenftige Versorgung Zwei konkurrierende Zielsetzungen charakterisieren die Versorgung eines Universitaetsklinikums mit Rechnerkapazitaet. - Die Qualitaet der Patientenversorgung, der Forschung und der Lehre muss auf moeglichst hohem Niveau sichergestellt werden. - Die betriebswirtschaftlichen Kosten sollen moeglichst niedrig gehalten werden. Beide Zielsetzungen werden durch den Aufbau klinikweiter Krankenhauskommunikations- und -informationssysteme unterstuetzt. Sie dienen der sachgerechten Wahrnehmung folgender Aufgaben in einem Klinikum: - Patientenversorgung, - Forschung und Lehre sowie der damit verbundenen - Betriebssteuerung und Wirtschaftsfuehrung. Als Aufgaben- und Anwendungsbereiche seien im einzelnen genannt: - Organisationsunterstuetzung (z. B. Leistungsanforderung, Leistungserfassung, Patienteneinbestellung). - Informationsbereitstellung (z. B. Befunduebermittlung, synoptische Datenaufbereitung, Bildverarbeitung), - Entscheidungsunterstuetzung (z. B. Aufbereitung administrativer Daten entsprechend gesetzlicher Anforderungen, Informationspraesentation, Einsatz wissensbasierter Systeme fuer die Patientenversorgung). Diese Systeme sollen als integrierte, offene Systeme mit weitgehend verteilter Verarbeitung nach dem Client-Server-Prinzip konzipiert sein, in denen funktionsspezifische Aufgaben durch eigene, ueber Standardschnittstellen fuer die medizinische Kommunikation verbundene Server wahrgenommen werden. An diese Server sind die kommunikationsorientierten Arbeitsplaetze in Verwaltung, Kliniken, Funktionsbereichen und Leistungsstellen angeschlossen. Die Rechner sind ueber ein klinikeigenes, gegen Zugriff von aussen besonders abgesichertes Netz verbunden, wobei dieses auch in der Lage sein soll, die zu erwartenden Anforderungen fuer Bilduebertragung zu erfuellen. Das Gesamtsystem - d. h. Hardware, Software, Netze und periphere Arbeitsplaetze - ist so auszulegen, dass die Belange des Datenschutzes und der Datensicherheit erfuellt und die in Kliniken notwendige hohe Verfuegbarkeit und Betriebssicherheit gewaehrleistet werden koennen. Das Versorgungskonzept soll aus den einschlaegigen organisatorischen Forderungen die Anwendungssoftware ableiten, aus der Anwendungssoftware die Anforderungen an Systemsoftware und -hardware. Dabei sind langfristige technische Entwicklungen zu beachten. Der Fortentwicklung und Ergaenzung marktgaengiger Systeme wird der Vorzug vor Neuentwicklungen gegeben. Neuentwicklungen sind dann als bedeutsam in Betracht zu ziehen, wenn neuartige Organisations- und Systemkonzepte entwickelt werden, mehrere Pilotanwender zur Verfuegung stehen und der Softwareentwickler wesentliche Vor- oder Eigenleistungen zur Verfuegung stellt. Fuer den Anwender sollten langfristig jeweils mehrere Entwicklungen verschiedener Anbieter als Alternativen zur Auswahl stehen. Wissenschaftliche Anwendersysteme sollen von dem Versorgungssystem der Klinik getrennt betrachtet werden, wobei jedoch das Zusammenwirken mit dem Versorgungssystem sicherzustellen ist. Konsistenz und Integritaet der Daten sind durch ein umfassendes Krankenhausdatenmodell und einheitliche Datendefinitionen in einem zentralen Data Dictionary (Thesaurus) zu gewaehrleisten. Im Hinblick auf die Entwicklung der Datenbanktechnologie sind SQL-Schnittstellen und relationale und/oder objektorientierte Modelle mit Beruecksichtigung multimedialer Daten vorzuziehen. In allen Bereichen muss der Uebergang zu offenen, marktgaengigen Systemen im Vordergrund der weiteren Entwicklungen stehen. Die Abloesung veralteter, nicht in dieses Konzept einzuordnender Systeme ist einzuleiten. Dabei sind folgende Bereiche als Schwerpunkte anzusehen: - der Ersatz fallorientierter Patientenverwaltungssysteme durch patientenorientierte Verfahren mit langfristiger Speicherung von Patientendaten, - die Einrichtung dialogorientierter, integrierter Systeme fuer Betriebssteuerung und Krankenhausmanagement, - der weitere Ausbau von klinikweiten, gegen Zugriffe von aussen abgesicherten Netzen, - die Einfuehrung von Systemen zur Unterstuetzung der aerztlichen und pflegerischen Taetigkeiten, - der Aufbau von umfassenden, alle Bereiche des Klinikums versorgenden Kommunikations- und Informationssystemen (KIS), - die Beschaffung von funktionsorientierten Subsystemen einschliesslich bildverarbeitender Verfahren mit Standardschnittstellen zu Patientenverwaltung, betriebs- steuernden Verfahren und zu KIS, - die Definiton und Einfuehrung von Standardschnittstellen. Klinische Rechenzentren: Die Betreuung der klinischen DV-Versorgung wird durch klinische Rechenzentren wahrgenommen. Zu den Hauptaufgaben der klinischen Rechenzentren gehoeren die umfassende klinische DV-Versorgung im Sinne offener Systeme sowie die kontinuierliche Schulung der Mitarbeiter der Kliniken. Weitere Aufgaben sind: - die Systembetreuung der Klinik-Server, - das Management der Kliniknetze, - die Administration der Datenbanken, - die organisatorische Betreuung von zentralen Funktionen wie Dictionary, Informationsdiensten etc., - die Beschaffung, Verteilung und Betreuung von PC-Systemen und Software, - die Integration von Subsystemen der Abteilung und Unterstuetzung bei diesen Systemen. Die Fachverantwortung fuer die klinischen Rechenzentren liegt bei den Instituten/ Abteilungen fuer Medizinische Informatik. Dort sollten langfristig fuer die Leitung der klinischen Rechenzentren Professuren fuer angewandte Medizinische Informatik angestrebt werden. Die personelle Ausstattung der klinischen Rechenzentren ist den zunehmenden Aufgaben durch Ausbau der klinischen DV-Versorgung, Netzmanagement, Datenbankadministration anzupassen. 8 Hochschulverwaltung 8.1 Der Bedarf Wegen der grossen Anzahl von Studierenden muss die Verwaltungsautomation in allen Verwaltungsbereichen der wissenschaftlichen Hochschulen umfassend eingefuehrt werden, um dadurch die gebotenen Rationalisierungsmoeglichkeiten im Interesse einer Effizienzsteigerung auszuschoepfen. Zielsetzung ist ein integriertes computergestuetztes Verwaltungssystem, das sowohl die zentralen Verwaltungsinstanzen als auch die dezentralen Verwaltungseinrichtungen auf Fachbereichs- und Institutsebene ein- schliesst. Zum Funktionsumfang der Verwaltungsautomatisierung zaehlt zunaechst die Bueroautomation, insbesondere Textverarbeitung und Dokumentenverwaltung mit Anschluss an Datenuebertragungseinrichtungen im regionalen und ueberregionalen Verbund. Dazu kommen Anwendersysteme fuer die Verwaltung von Finanzmitteln, Planstellen, Personal, Material, Gebaeude sowie die computergestuetzte Betreuung der Gremienarbeit. In das maschinelle Verwaltungssystem der Hochschule sind die Pruefungsaemter einzubeziehen. Dabei muessen Anwendersysteme fuer die Verwaltung der Studienleistungen im Vor- und Hauptstudienabschnitt, fuer die Erstellung von Benachrichtigungen, Bescheinigungen und Urkunden, fuer die Organisation der Pruefungen und die Kontrolle des Studienverlaufs zum Einsatz kommen. 8.2 Stand der Versorgung Die Versorgung der Hochschulen mit computergestuetzen Verwaltungssystemen ist durch Heterogenitaet und deutliche Defizite im Funktionsumfang gekennzeichnet. An den meisten Hochschulen werden proprietaere Rechenanlagen fuer die Studentenverwaltung eingesetzt; die Softwaresysteme werden in verschiedenen Varianten von der HIS (Hochschul-Informations-Systeme GmbH) geliefert. In juengster Zeit werden zunehmend UNIX-Systeme eingesetzt; dies gilt insbesondere fuer Neuausstattungen. An sehr vielen Hochschulen fehlen integrierte und funktionell umfassende Anwendersysteme; Standardisierung und Portabilitaet der Software muessen ausserdem verbessert werden. Besonders gravierende Luecken in der Versorgung mit EDV-Systemen sind auf der Ebene der Fachbereiche und Institute zu beklagen. Hier fehlen die Hardwaresysteme fuer den Verwaltungsbereich ebenso wie Softwaresysteme, deren Entwicklung mit hohen Investitionskosten verbunden ist. Eine fuer den Einsatz von standardisierten Anwenderprogrammen bedeutsame Schwierigkeit ergibt sich aus den Unterschieden in den Verfahrensweisen und Verfahrensablaeufen der einzelnen Verwaltungen und Pruefungsaemter. Daher entstehen erhoehte Kosten fuer die Anpassung der Anwendersysteme am jeweiligen Einsatzort. 8.3 Die kuenftige Versorgung Die Verwaltungsautomatisierung erfordert wegen der speziellen Betriebsverhaeltnisse und wegen des Datenschutzes dedizierte EDV-Systeme. An groesseren Hochschulen sind zweistufige Versorgungsstrukturen zweckmaessig, wobei eine zentrale Computer- anlage mit uebergreifenden Funktionen und dezentrale Systeme fuer die Verwaltungseinheiten der Fachbereiche und Pruefungsaemter vorzusehen sind. Alle Teilsysteme sind zunaechst mit dem zentralen DV-System vernetzt. Die Vernetzung kann durch Mitnutzung des Computernetzes der Hochschule erfolgen; allerdings muessen qualifizierte Verfahren des Datenschutzes eingesetzt werden, um eine sichere Trennung zwischen hochschuloeffentlicher Kommunikation und Verwaltungskommunikation zu erreichen. Wo der Datenschutz gefahrdet sein kann, ist auch ein separates Kommunikationsnetz fuer die Verwaltung in Erwaegung zu ziehen. Die Anwendersysteme sollten als portable Standardsoftware fuer eine UNIXUmgebung spezifiziert sein. Als Datenbasis sind Datenbanksysteme mit standardisierten Schnittstellen zu waehlen, um die Portabilitaet auf der Grundlage der Datenbankschnittstelle zu gewaehrleisten. Einzelne EDV-Systeme koennen als Mehrplatzsysteme oder als eine Konfiguration aus vernetzten Arbeitsplatzrechnern entsprechend dem Client-Server-Prinzip ausgefuehrt werden. Bestimmend fuer die Systemgestaltung sollten Kosten und Betriebsverhalten im gegebenen Anwendungsfall sein. Schliesslich ist anzustreben, die Sekretaria- te der Institute und Lehrstuehle unter Beachtung des Datenschutzes an die Verwaltungssysteme durch Computervernetzung anzuschliessen. Saemtliche Teilsysteme sind auf der Grundlage gemeinsamer Datenbanksysteme zu gestalten. Die Integration der dezentral aufgestellten DV-Anlagen wird mit Hilfe der Computervernetzung erreicht, dabei ist insbesondere auf die Belange des Datenschutzes zu achten. Ein vordringliches Ziel der Vernetzung besteht darin, eine Mehrfacherfassung von Daten einzusparen und Teile des Briefverkehrs durch maschinelle Datenkommunikation zu ersetzen. IV Zusammenfassung 9 Empfehlungen Forschung und Lehre - 1 Jede Hochschule sollte ihre Vorstellungen von der Deckung ihres Bedarfs an maschinellen und personellen DV-Leistungen in einem Versorgungskonzept formulieren. Dieses Konzept soll von der Vorstellung einer modernen verteilten Datenverarbeitung ausgehen. Vernetzungen sollen, wo immer sie sinnvoll sind, auf der Grundlage des Client-Server-Prinzips und des Einsatzes offener Systeme vorgenommen werden. Der Grundbedarf der wissenschaftlichen Anwender an maschinellen Dienstleistungen soll dabei am Ort des Anwenders selbst gedeckt werden. Fuer den Spitzenbedarf sind geeignete zentrale Ressourcen zu planen. Das Verhaeltnis der Aufwendungen fuer die dezentrale und fuer die zentrale Rechnerausstattung ist den oertlichen und sich wandelnden Verhaeltnissen anzupassen. - 2 Fuer den Uebergang von dem heutigen Zustand zu dem im Versorgungskonzept angestrebten, insbesondere fuer den Uebergang von den heute noch vorherrschenden proprietaeren Systemen zu offenen Systemen, benoetigt jede Hochschule einen Migrationsplan. Hierbei ist vor allem Gewicht auf die kuenftige Zuordnung von Verantwortung, Personal und Mitteln zu legen. - 3 Laender und Hochschulen muessen sich verstaerkt um den Abschluss kostenguenstiger Softwarelizenzen bemuehen, um die steigenden Beschaffungskosten zu begrenzen. Die Folgekosten, insbesondere auch der Aufwand fuer die Betreuung der Software, muessen durch klare Regelung der Zustaendigkeiten innerhalb der Hochschulen und durch rationelle Organisation der Ablaeufe eingedaemmt werden. Gleichwohl darf keine einengende Vereinheitlichung der Anwendungssoftware die Forschung behindern. - 4 Die Wissenschaft der Bundesrepublik benoetigt in den kommenden vier Jahren ein bis zwei Hoechstleistungsrechner der groessten international in der Forschung zum Einsatz kommenden Leistungsklasse. Hierzu sind Vereinbarungen ueber Investition, Betrieb, Nutzung und deren Steuerung zwischen den Bundeslaendern noetig. - 5 Die Ausstattung der Hochschulen mit Wissenschaftler-Arbeitsplatzrechnern (WAP) muss zur Deckung des Grundbedarfs dringend beschleunigt werden. - 6 Das CIP muss im bisherigen Rahmen weiter gefoerdert werden. Systeme fuer die fachspezifische Ausbildung der Studenten muessen den Standards fuer Forschung und Einsatz in der Wirtschaft entsprechen, d. h., sie erfordern die gleiche Ausstattung, vor allem auch industrieuebliche Softwaresysteme. - 7 Es sind verstaerkte Anstrengungen notwendig, um die Hochschulnetze als unerlaessliche Voraussetzung des kooperativen Versorgungssystems so leistungsfahig wie moeglich auf- und auszubauen. Es ist dringend notwendig, die Hochschulrechenzentren mit Planung und Betrieb der Hochschulnetze, insbesonders auch dem Netzmanagement und der Fehlerlokalisierung zu beauftragen. Es ist dringend notwendig, dass die Kosten der Hochgeschwindigkeitsnetze in eine fuer die Hochschulen tragbare Groessenordnung kommen. - 8 Es sollten Massnahmen getroffen werden, um den Erwerb eigener Rechner durch die Studenten zu foerdern. Es waere wuenschenswert, fuer die Hochschulen einen Pool von Arbeitsplatzrechnern bereitzustellen, aus dem Studenten fuer einzelne Veranstaltungen, fuer einzelne Semester oder fuer ihr Studium Rechner leihen koennen. - 9 Die Aufgaben der Hochschulrechenzentren muessen im Hinblick auf das verteilte, kooperative Versorgungskonzept neu festgelegt werden. Hierbei muss fuer jeden ihrer vier Aufgabenbereiche - Betrieb zentraler Ressourcen, - Betrieb des Netzes, - Kompetenzzentrum und - Unterstuetzung der Hochschule bei Planung, Standardisierung und Koordination die Aufteilung der Verantwortung zwischen dem Hochschulrechenzentrum, den Instituten und anderen Organisationseinheiten der Universitaet den neuen Verhaeltnissen angepasst werden. Die Stellenplaene der Hochschulrechenzentren muessen auf die neuen Aufgaben ausgerichtet werden. Bibliotheken -10 Die Hardwareausstattung auf Fachbereichs- und Institutsebene sollte kurzfristig verbessert werden, so dass dort, wo noch manuelle Systeme eingesetzt sind, beschleunigt computergestuetzte Verfahren angewandt werden koennen. Durch Vernetzung der bestehenden Systeme mit den Computernetzen muss der Zugang zu den Bibliotheken ueber die bereits vorhandenen Arbeitsplatzrechner der Hochschulen ermoeglicht werden. Die Bibliotheken werden aufgefordert, kuenftig ihre Dienstleistungen in Richtung auf Recherchemoeglichkeiten und das Angebot von multimedialen Informationen zu erweitern. Medizinische Versorgung - 11 In der medizinischen Versorgung muss die Unterstuetzung von Krankenhausmanagement, aerztlichen, pflegerischen und funktionsspezifischen Bereichen insbesondere durch die Einfuehrung umfassender Krankenhauskommunikations- und -informationssysteme weiter ausgebaut und verbessert werden. Im Vordergrund der weiteren Entwicklungen steht dabei der Uebergang zu offenen, marktgaengigen Systemen mit Standardschnittstellen. Veraltete, in ihrer Nutzungsfahigkeit begrenzte und in offene Konzepte nicht einzuordnende Systeme sind abzuloesen. Die personelle Ausstattung der fuer die klinische DV-Versorgung zustaendigen klinischen Rechenzentren ist den zunehmenden Aufgaben beim Ausbau der Versorgung, der Schulung, des Netzwerkmanagements und der Administration von Daten-, Informations- und Wissensbanken anzupassen. Verwaltung -12 Fuer den weiteren Ausbau der Verwaltungssysteme sind die dezentralen Verwaltungseinheiten einschliesslich der Pruefungsaemter mit Hardware- und Softwaresystemen auszustatten. Die Kommunikation innerhalb der Verwaltung soll durch Vernetzung der EDV-Systeme verbessert werden. Zur Erschliessung weiterer Anwendungsgebiete muss der zur Zeit sehr begrenzte Funktionsumfang der vorhandenen Verwaltungssoftwaresysteme kurzfristig erweitert werden. Schliesslich sollte die Entwicklung integrierter Anwendersysteme auf der Grundlage der Datenbanktechnologie, des UNIX-Standards und des Client-Server-Prinzips gefoerdert werden. Anhang Verzeichnis wichtiger Begriffe und Abkuerzungen Die hier aufgefuehrten Begriffe sollen dem Leser, der mit der Datenverarbeitung nicht sehr vertraut ist, das Verstaendnis des Textes erleichtern. Es handelt sich nicht um wissenschaftliche Definitionen. ATM: Asynchroner Transfermodus (fuer Datenuebertragung mittels Leitungen). BACKBONE: Kernstueck ('Rueckgrat') eines Netzwerkes; auf diesem Teilstueck eines Netzes ist in der Regel die hoechste Geschwindigkeit bei der Datenuebertragung moeglich. BATCH-VERARBEITUNG: Betriebsart eines Rechnersystems, bei der die Auftraege vollstaendig gestellt sein muessen, bevor mit ihrer Ausfuehrung begonnen wird. Der Benutzer kann eine begonnene Ausfuehrung, ausser durch Abbrechen, nicht mehr beeinflussen. BICMOS: (bipolar complementary metal oxyd semiconductor) Kombination von CMOS und ECL. BIT: Binaerzeichen oder Masseinheit fuer Informationsmenge. BRIDGE: Geraet zur Verbindung von Netzwerken mit in der Regel gleicher Technologie. BUSSYSTEM: Sammelleitungssystem, ueber welches Daten zwischen Rechnern oder Rechnerkomponenten ausgetauscht werden. BYTE: Informationseinheit, bestehend aus 8 Bit. CACHING: Speicherung von Daten und Befehlen in einem schnellen Pufferspeicher (Cache-Speicher) zwischen dem Arbeitsspeicher und dem Rechnerkern zum Verkuerzen der Zugriffszeiten. CD-ROM: (compact disc read only memory) Bildplattenspeicher, der beim Herstellvorgang beschrieben und vom Benutzer nur gelesen werden kann. Datentraeger ist die allgemein bekannte CD = Compact Disc. CIP: Computer-Investitions-Programm. CISC-PROZESSOR: (complex instruction set computer) Prozessor mit einem umfangreichen Satz komplexer Befehle, wie er bei konventionellen Rechnern ueblich ist. CLIENT-SERVER-PRINZIP: Prinzip einer Arbeitsteilung zwischen Rechnern, bei der Server-Rechner Dienstleistungen wie z. B. Rechenleistung oder Speicherplatz fuer andere Rechner oder Prozesse (Clients) bereitstellen. Dieses Prinzip fuehrt zu einer Steigerung der Effizienz, da jeder Rechner nur die Leistung erbringt, fuer die er besonders gut geeignet ist. CMOS: Complementary Metal Oxyd Semiconductor. COMPILER: Uebersetzer fuer hoehere Programmiersprachen. CRT: Cathode Ray Tube. DAT: Digital Audio Tape. DAT-BANDLAUFWERK: Bandlaufwerk fuer DAT-Kassetten (digital audio tape). Die Kassetten enthalten ueblicherweise ein 4-mm-Band mit einer Kapazitaet von 2 Gigabyte. DESK TOP PUBLISHING: Eine hochentwickelte Form der Textverarbeitung in Buchdruckqualitaet. DQDB: (distributed queue dual bus) Uebertragungsverfahren hoher Geschwindigkeit. ECL: Emitter Coupled Logic. ELECTRONIC MAIL, E-MAIL: (Elekronische Post) Computerunterstuetzte Kommunikation mit anderen Benutzern. ETHERNET: Eine spezielle Netzwerktechnologie. Die Datenuebertragungsgeschwindigkeit betraegt dabei 10 Mbit/s. FDDI-TECHNOLOGIE: (fiber distributed data interface) Auf Glasfaserkabel basierende Uebertragungsart, durch die eine Datenuebertragungsgeschwindigkeit von mehr als 100 Mbit/s erreicht werden kann. FENSTERTECHNIK: Deutsche Bezeichnung fuer Window-System, siehe X-WindowsSystem. FILE: Datei. FTAM: File Transfer Access and Management. GaAs-TECHNOLOGIE: Gallium-Arsenid-Technologie. GATEWAY: Kommunikationsrechner zur Verbindung unterschiedlicher Rechnernetze. Gbit/s: Gigabit (I Milliarde bits) pro Sekunde. ISDN: (integrated services digital network) Genormtes, oeffentliches, universelles, digitales Netz, bei dem ueber einen einzelnen Anschluss verschiedene frei waehlbare Dienste angeboten werden. LOAD-STORE-ARCHITEKTUR: Rechnerarchitektur, bei der alle Operationen auf Daten in Prozessorregistern ausgefuehrt werden. Eine Ausnahme davon bilden lediglich das Laden von Daten aus dem Arbeitsspeicher in ein Register (load) und das Speichern von Daten aus einem Register in den Arbeitsspeicher (store). MAINFRAME: Universalrechner der mittleren bis oberen Leistungsklasse, meist mit proprietaerem Betriebssystem. MAN: Metropolitan Area Network. MASSIV PARALLELES SYSTEM: Parallelrechner mit sehr vielen, mindestens einigen hundert, Prozessor- und Speicherelementen. MAUS: Bewegliche Steuerkugel, mit der der Positionsanzeiger (Cursor) auf dem Bildschirm bewegt wird und durch die Markierungen vorgenommen werden koennen. Mbit/s: Megabit (I Million Bits) pro Sekunde. MIKROPROGRAMME: Programme im Rechnerkern zur Ausfuehrung von Maschinenbefehlen. MIPS: Millionen Instruktionen pro Sekunde; pauschales Leistungsmass fuer Rechner. NETWORK FILE SYSTEM (NFS): Softwaresystem zur Unterstuetzung des gemeinsamen Zugriffs mehrerer Benutzer auf Dateien und Kataloge innerhalb eines Netzwerkes. NFS: Network File System. ODP: Open Distributed Processing. OFFENES SYSTEM: System mit weitestgehendem Einsatz von Standards oder de factoStandards auf allen Ebenen nach innen und nach aussen. Ein solches System hat folgende Eigenschaften: - Die eigenen Schnittstellen sind auf vorhandene und zu erwartende Normen ausgerichtet. - Neue und daher zunaechst herstellerspezifische Schnittstellen werden fuer andere Hersteller offengelegt. - Das System kann mit offenen Systemen anderer Hersteller kooperieren. ù Komponenten in Hardware und Software von verschiedenen Herstellern koennen gemischt werden. - Die Anwenderprogramme sind ebenfalls offen gestaltet, d. h., sie sind leicht zwischen offenen Systemen verschiedener Hersteller lediglich durch eine Neucompilierung uebertragbar. Zur Zeit repraesentiert UNIX die Idee der offenen Systeme am vollstaendigsten. OSI: (open systems interconnection) Standard fuer die Kommunikation offener Systeme. PARALLELRECHNER: Rechnersystem aus mehreren Prozessor- und Speicherelementen, mit dem sich mehrere gleiche oder verschiedene Teile eines Programms gleichzeitig bearbeiten lassen. PIPELINING: Verfahren, bei dem jeder Rechnerbefehl in Verarbeitungsabschnitte aufgespalten und fuer jeden dieser Abschnitte eine eigene Verarbeitungseinheit bereitgestellt wird. Die Befehle durchlaufen dann zeitlich gegeneinander versetzt die Verarbeitungseinheiten, die damit gleichzeitig von verschiedenen Befehlen belegt sind. Dies ist das Verfahren der Fliessbandarbeit. PULL-DOWN-MENUe: Form der Bildschirmdarstellung, die die Auswahl von Vorgaengen durch einfachen Tastendruck ermoeglicht. RISC-PROZESSOR: (reduced instruction set computer) Prozessor mit einem reduzierten Satz einfacher Befehle und sehr vielen Datenregistern. RJE: Remote Job Entry. RPC: (remote procedure call) Aufruf von Programmen, die in anderen Rechnern ablaufen. ROUTER: Rechner zur Verbindung verschiedener Netzwerke mit der Faehigkeit, den Weg zwischen zwei Knotenpunkten zu ermitteln. SERVER: Spezialisierter Rechner; siehe Client-Server. SQL: (structured query language) Strukturierte Sprache zur Abfrage von Datenbanken. STREAMER: Bandlaufwerk fuer Magnetbandrollen oder Magnetbandkassetten, bei dem die Magnetbaender ohne Halt mit hoher Geschwindigkeit beschrieben oder gelesen werden. TCP/IP: (transfer control program / internet protocol) Netzwerkprotokoll, das im Bereich der UNIX-Syteme weit verbreitet ist. TIME-SHARING-BETRIEB: Betrieb eines Rechners mit mehreren angeschlossenen Benutzerstationen, von denen aus Aufgaben unabhaengig voneinander abgewickelt werden koennen. TOKEN-RING-NETZE: Ringfoermig angeordnetes Netzwerk mit einer speziellen Zugriffsregelung. TRANSPUTER: Spezieller Mikroprozessor mit integrierter Kommunikationshardware, der sich als Bauelement fuer einen Parallelrechner verwenden laesst. TTL: Transistor-Transistor-Logik. UNIX: In der Programmiersprache C geschriebenes weit verbreitetes Betriebssystem. UUCP: (unix-to-unix copy) Programmpaket fuer die Kommunikation zwischen Rechnern mit Unix-Betriebssystemen. VEKTORRECHNER: Rechnersystem und Hardware zur schnellen Bearbeitung von Vektoren. Es ist durch Pipelining in der Lage, mehrere Operationen gleichzeitig zu bearbeiten. WAP: Wissenschaftler-Arbeitsplatzrechner. WIN: Wissenschaftsnetz des Vereins Deutsches Forschungsnetz. WORKSTATION: Leistungsfaehiger Arbeitsplatzrechner. X-WINDOWS-SYSTEM: Standardisierte, graphische Benutzeroberflaeche, welche in getrennten Feldern eines Bildschirms die gleichzeitige Ausfuehrung mehrerer Programme organisieren kann.