Was ist Batch-Verarbeitung?

Bei der Batch-Verarbeitung verarbeitet ein Computer eine Reihe von Aufgaben, die er in einer Gruppe zusammengefasst hat. Die Verarbeitung ist als vollständig automatisierter Prozess ohne menschliches Eingreifen konzipiert. Sie kann auch als Workload-Automatisierung (WLA) und Jobplanung bezeichnet werden.

Die Batch-Verarbeitung ist eine äußerst kostengünstige Methode zur Verarbeitung von großen Datenmengen in kurzer Zeit. Nach der Inbetriebnahme stoppt der Computer nur, wenn er einen Fehler oder eine Abnormalität erkennt, die an den entsprechenden Mitarbeiter oder Manager gemeldet wird.

Wann eignet sich Batch-Verarbeitung im Unternehmen?

Die Batch-Verarbeitung hat eine Reihe von Vorteilen, eignet sich aber hervorragend für Unternehmen, in denen:

• es einen Prozess gibt, der nicht sofort umgesetzt werden muss und keine Echtzeit-Informationen benötigt werden
• große Datenmengen verarbeitet werden müssen
• es einen Zeitraum gibt, in dem ein Computer oder ein System inaktiv ist
• ein Prozess keine menschliche Eingabe benötigt und sich wiederholt

Ein gutes Beispiel für die Batch-Verarbeitung ist die Art und Weise, wie Kreditkartenunternehmen ihre Abrechnung durchführen. Wenn Kunden ihre Kreditkartenrechnungen erhalten, handelt es sich nicht um eine separate Rechnung für jede Transaktion, sondern eine Rechnung für den gesamten Monat. Diese Rechnung wird mithilfe der Batch-Verarbeitung erstellt. Alle Informationen werden im Laufe des Monats gesammelt, aber an einem bestimmten Datum gleichzeitig verarbeitet.

In der Vergangenheit verwendeten Banken am Ende eines jeden Tages die Batch-Verarbeitung, um in Spitzenzeiten keine Rechenressourcen zu beanspruchen. Heute werden Transaktionen jedoch in der Regel sofort bearbeitet.

Ein Beispiel für eine allgemein bekannte Batch-Verarbeitung ist ein E-Mail-System. Die meisten Programme können E-Mails vor dem Absenden für einen bestimmten Zeitraum speichern und sie dann als Batch senden. Dies gibt dem Benutzer Zeit, eine E-Mail zu löschen oder zu bearbeiten, bevor sie gesendet wird, um beispielsweise noch einen vergessenen Anhang hinzuzufügen.

Welche Gründe gibt es für die Batch-Verarbeitung?

Die Batch-Verarbeitung begann früh mit der Entstehung von Computern. Batches von Lochkarten mit Anweisungen zur Computerprogrammierung wurden gleichzeitig verarbeitet. Das Batch wurde ausgeführt, bis es abgeschlossen wurde oder ein Fehler auftrat, wodurch es unterbrochen wurde und manuelles Eingreifen erforderlich war.

Diese Methode wurde verwendet, als Computerressourcen begrenzt waren und die heutige enorme Rechenleistung fehlte. Die Ausführung dieser Batches bedeutete letztendlich, dass wertvolle Computerressourcen nicht gebunden waren und die Maschine Massendaten mit Höchstgeschwindigkeit verarbeiten konnte.

Die Batch-Verarbeitung hat sich im Laufe der Jahre stark verändert. Jetzt sind Batch-Daten nicht nur ein Prozess am Ende eines Tages oder über Nacht. Sie benötigt keine Internetverbindung für die Verarbeitung und kann asynchron ausgeführt werden. Grundsätzlich können diese Chargen jederzeit im Hintergrund laufen, ohne wichtige Prozesse zu unterbrechen.

Trotzdem gibt es angesichts der heutigen enormen Rechenleistung und des Cloud-Computing immer noch sehr gute Gründe für den Einsatz von Batch-Verarbeitung.

Vorteile der Batch-Verarbeitung

Geschwindigkeit und Kostenersparnis

Da die Batch-Verarbeitung weitgehend automatisiert ist, sind keine manuellen Eingriffe erforderlich. Die Automatisierung reduziert die Betriebskosten und erhöht die Geschwindigkeit, mit der Transaktionen und Daten verarbeitet werden können. Organisationen können die Reihenfolge, in der Daten verarbeitet werden, bei Bedarf priorisieren.

Genauigkeit

Durch den Ausschluss von Personen aus dem Prozess entstehen keine menschlichen Fehler, was Zeit und Geld spart und zu genaueren Daten und zufriedeneren Endbenutzern führt.

Offline-Funktionen

Batch-Verarbeitungssysteme arbeiten offline. Wenn der Tag zu Ende ist, macht dieses Arbeitstier immer noch munter weiter. Manager können kontrollieren, wann ein Prozess beginnt, um ein System nicht zu überlasten und die täglichen Aktivitäten zu stören.

Einstellen und vergessen

Sobald das Batch-Verarbeitungssystem installiert ist, läuft es automatisch. Sie müssen sich nicht anmelden und etwas überprüfen oder anpassen. Wenn es ein Problem gibt, wird eine Ausnahmemeldung an den entsprechenden Mitarbeiter gesendet. Andernfalls handelt es sich um eine vollständig automatisierte Lösung, der Manager vertrauen können.

Ganz unkompliziert

Es ist keine fortlaufende Systemunterstützung, zusätzliche Dateneingabe oder spezielle Software erforderlich. Sobald das System in Betrieb ist, erfolgt keine Wartung mehr und es handelt sich um eine Lösung mit geringer Zugangsbarriere für die Datenverarbeitung.

Präzise Daten für maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz

Eine der größten Herausforderungen bei der künstlichen Intelligenz sind Daten von schlechter Qualität. Data Scientists verbringen einen Großteil ihrer Zeit damit, Daten zu bereinigen und Fehler und Inkonsistenzen zu beseitigen. Die Batch-Verarbeitung vermeidet aufgrund ihrer Automatisierung Datenfehler vollständig. Wenn eine Abnormalität festgestellt wird, wird sie sofort markiert, damit sie schnell behoben werden kann. Das Endergebnis sind hochgenaue Daten, die genaue Vorhersagen ermöglichen.

Bessere Nutzung vorhandener Computersysteme

Die Verarbeitung von Daten an einem Punkt, an dem das System wenig beansprucht wird, ermöglicht eine maximale Nutzung des vorhandenen Systems. Da die Batch-Verarbeitung ausgelöst oder automatisiert werden kann, wenn das System einen bestimmten Punkt in der Bandbreite erreicht, müssen weniger neue Systeme gekauft werden, und vorhandene Ressourcen werden intelligenter genutzt.

Herausforderungen bei der Batch-Verarbeitung

Die Batch-Verarbeitung ist zwar eine gute, aber nicht für jedes Unternehmen oder Szenario die richtige Antwort. Es gibt Einschränkungen und Herausforderungen, die sie möglicherweise nicht zur besten Lösung für jedes Unternehmen machen.

Schulung und Einsatz

Jede neue Technologie erfordert eine Schulung. Manager und Mitarbeiter müssen Batch-Auslöser, Planung und Verarbeitung von Ausnahmebenachrichtigungen und -fehlern verstehen.

Lösung: Die Lösung ist eine gründliche Schulung zusammen mit einfachen, leicht verständlichen Handbüchern. Sobald das System eingerichtet ist, sind Änderungen möglicherweise selten erforderlich. Aus diesem Grund müssen Ausnahmeschulungen durchgeführt werden.

Debugging-Systeme können ziemlich komplex sein. Daher ist es am besten, einen internen Mitarbeiter zu haben, der diese Systeme versteht und sich darauf spezialisiert hat. Für einige Unternehmen ist die Beauftragung externer Berater jedoch die beste Lösung.

Kosten

Für große Unternehmen und Organisationen, die riesige und kontinuierliche Datenmengen verarbeiten, spart die Implementierung der Batch-Verarbeitung Zeit und Geld bei der Arbeit. Für ein kleineres Unternehmen, das nicht über Dateneingabe-Personal oder genügend Hardware verfügt, um das System zu unterstützen, sind die Startkosten jedoch möglicherweise nicht realisierbar.

Lösung: Vor der Implementierung solcher Systeme müssen gründliche Kostenanalysen und Machbarkeitsstudien zur Kapitalrendite durchgeführt werden.

Die Alternativen zur Batch-Verarbeitung

Es gibt zwei alternative Möglichkeiten, Daten zu verarbeiten. Sie zählen zu den jüngsten Entwicklungen in der Datenverarbeitung, auf die nur aufgrund der Konnektivität und der höheren Verfügbarkeit von Rechenleistung zugegriffen werden kann.

Stream-Verarbeitung

Dies ist der Fall, wenn Daten direkt verarbeitet werden, während sie empfangen oder produziert werden. Die meisten Daten sind ein kontinuierlicher Stream. Denken Sie an Aktivitäten auf einer Website, Finanzgeschäfte, Verkehrsinformationen oder Kreditkarten-Transaktionen. Bei diesen Systemen müssen keine großen Datenmengen gespeichert werden, sondern haben stattdessen einen konstanten, sofortigen Fluss.

Die Stream-Verarbeitung ist nützlich, wenn eine Reihe von Aktionen häufig stattfinden und auf das Ereignis schnell reagiert werden muss. Beispiele sind Aktienkurse oder die Identifizierung betrügerischer Kreditkarten-Transaktionen.

Echtzeit-Betriebssysteme

Diese Systeme verarbeiten Daten, sobald sie eingehen, ohne Verzögerungen oder Puffer. Die Verarbeitungszeiten liegen innerhalb von Mikrosekunden. Diese Systeme sind reaktionär und werden verwendet, wenn der Zeitpunkt von entscheidender Bedeutung ist. Denken Sie an Flugsicherungs- oder Multimediasysteme. Die Verarbeitung von Daten innerhalb von Zehntelsekunden ist entscheidend für das fertige Produkt: ein Flugzeug landet sicher oder Multimedia-Systeme werden synchronisiert.

Diese beiden alternativen Systeme eignen sich für einige Umgebungen und Anwendungsfälle, bei anderen jedoch nicht. Bei der Implementierung von Systemen sollten Unternehmen ihre Daten und die gewünschten Ergebnisse prüfen, bevor sie eine Entscheidung treffen.

Wann sollte die Batch-Verarbeitung eingesetzt werden?

Wie oben beschrieben, gibt es bestimmte Umstände, unter denen die Batch-Verarbeitung die ideale Wahl ist. Es gibt keine richtige oder falsche Antwort, und die richtige Wahl kann sogar ein Hybridsystem sein. Ein medizinisches System ist ein gutes Beispiel für die Wahl einer Hybridoption: Bei tragbaren medizinischen Geräten wie den von Diabetikern verwendeten Blutzuckermessgeräten müssen Stream-Verarbeitungen durchgeführt werden. Die Abrechnung kann jedoch in einem Batch-Prozess abgeschlossen werden.

Zu den Datenströmen, die keine Echtzeit-Verarbeitung benötigen und ideale Kandidaten für die Batch-Verarbeitung sind, zählen:

• Lohn- und Arbeitszeittabellen-Verarbeitung
• Einzelpostenrechnungen für alle Unternehmen oder Organisationen, die Daten sammeln und zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Hauptausgabe erzeugen
• Kontoauszüge
• Recherche und Berichterstattung
• Lieferkette und Erfüllung: Im Gegensatz zur Verfolgung von Lagerbeständen, die sofort erfolgen müssen, kann die Bestellung eines Ersatzprodukts wöchentlich oder monatlich durchgeführt werden
• Systeme, mit denen wöchentliche oder monatliche Abrechnungen ausgeführt werden
• Verwaltung von Datenbank-Updates
• Dateien, die von einer Datei in eine andere konvertiert werden, z. B. Rechnungen zum Monatsende, die von einem Format in PDF geändert werden

Wenn Sie die Batch-Verarbeitung für eine Organisation in Betracht ziehen, müssen die folgenden Fragen gestellt werden:

• Gibt es eine hohe Anzahl manueller Aufgaben, die erledigt werden müssen? Wie werden diese Aufgaben garantiert korrekt sein? Gibt es ein System, das sicherstellt, dass sie korrekt sind und dass sie in der richtigen Reihenfolge eingereicht und verarbeitet werden?
• Gibt es Jobs im System, die darauf warten, dass andere Jobs abgeschlossen werden? Wissen Sie, wann jeder Job abgeschlossen ist oder wann der nächste beginnen wird?
• Sucht die Organisation manuell nach neuen Dateien? Gibt es eine Skriptschleife, die häufig genug ausgeführt wird, um effizient nach Dateien zu suchen?
• Befinden sich auf dem Server des aktuellen Systems Wiederholungsversuche auf Jobebene? Verlangsamt das die Ausführung oder priorisiert es andere Aufgaben? Könnte Ihr Server besser genutzt werden?

Die Zukunft der Batch-Verarbeitung

Gibt es bei enormer Rechenleistung und Cloud Computing eine Zukunft für die Batch-Verarbeitung? Und da Daten immer komplexer und vielfältiger werden und die Batch-Verarbeitung nicht mehr die einzige Lösung für das Datenmanagement ist, ist sie überhaupt noch relevant?

Die Batch-Verarbeitung hat auch heute noch einen Platz und bewegt sich in die Zukunft. Die Geschwindigkeit, mit der Chargen ohne Unterbrechung verarbeitet werden können, ohne auf das Internet oder menschliches Eingreifen angewiesen zu sein, ist unglaublich. Maschinengeschwindigkeit bedeutet, dass es Stunden, Tage oder Wochen länger dauern würde, wenn Sie alle Daten in Echtzeit eingeben würden. Da die Batch-Verarbeitung nicht auf langsame Menschen oder Geräte warten muss, wird sie zu einer wertvollen Option für die Nutzung der Computerzeit.

Die früher statische Batch-Verarbeitung ist jetzt deutlich agiler. Manuelle und fest codierte Ansätze zielten auf Konsistenz ab, mit durchwachsenen Ergebnissen. Im Laufe ihrer Entwicklung ist die Batch-Verarbeitung jetzt innovativ, mit regelbasierten Workflows und Prozessen, die einen effizienteren, zuverlässigeren, beständigeren und agileren Ansatz ermöglichen.

Heute sehen sich Unternehmen auch strengen Vorschriften und Mandaten gegenüber, die sie in der Vergangenheit möglicherweise nicht hatten. Diese Änderung kann den Bedarf an richtlinienbasierten Workflows mit dynamischen Auslösern für Batch-Prozesse erfordern, wenn bestimmte Szenarien auftreten. Wenn beispielsweise eine Sicherheitsverletzung auftritt, kann dies zu einem Rollback von Daten und einer Aktualisierung der relevanten Systeme führen, die alle automatisiert und in einem Batch-Prozess ausgeführt werden können.

Es ist vorzuziehen, die Batch-Verarbeitung in einer Reihe von Prozessen einzusetzen, z. B. bei der Bestellung von Lagerbeständen. Anstatt Artikel einzeln zu bestellen und zu versenden, ist es weitaus besser, alles zu bestellen, wenn ein bestimmter Schwellenwert erreicht wird oder am Ende eines Verkaufszeitraums.

Oder ein anderes Szenario ist das Aufzeichnen von Informationen aus dem Internet der Dinge (IoT). Informationen von einem intelligenten Zähler werden beispielsweise nicht von Minute zu Minute benötigt. Wenn eine Fehlfunktion auftritt, sollte sofort gehandelt werden, aber der normale Strom-, Wasser- oder Internetverbrauch muss nicht alle paar Sekunden bereitgestellt werden. Das Senden von Daten auf diese Weise kann Ressourcen belasten.

Während die Geschwindigkeit und Verfügbarkeit der Datenkonnektivität eine sofortige und kontinuierliche Verarbeitung ermöglicht, bietet sie für einige Szenarien immer noch Vorteile, einfach auf die Batch-Verarbeitung zu warten. Es mag zwar verlockend sein, alle Systeme live zu steuern, das könnte jedoch zu einer Menge zusätzlicher Arbeit führen und ein System unnötig binden. Obwohl einige die Batch-Verarbeitung als Artefakt älterer Systeme betrachten, hat die Batch-Verarbeitung heute und in Zukunft immer noch ihre Berechtigung.