Form und Darstellung von Informationen 1. Was ist ein Computer

Form und Darstellung von Informationen
1. Was ist ein Computer?
1. Computermetaphern
2. Beschreibungssprachen für Texte
3. Grammatiken zur Beschreibung syntaktischer Strukturen
4. Beispiel einer Textbeschreibungssprache: HTML
5. Übersicht über Textsysteme
6. Schablonen und Generierung von Texten (z.B. Serienbriefe)
7. Nützliche Hilfsmittel in Textsystemen
8. Das World Wide Web als Hyperdokument
9. Funktionsweise von Suchmaschinen
10. XML
• Hardware-Sicht: Rechner + Peripherie
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Hardware-Sicht: Rechner + Peripherie
• Rechner: CPU, Cache, Hauptspeicher, BIOS, Taktgeber
• Peripherie:
–Eingabegeräte: Maus, Tastatur; Scanner, Mikrophon, ...
–Ausgabegeräte: Bildschirm, Drucker; Lautsprecher, ...
–Ein-&Ausgabe: Laufwerke für Festplatte, CD-ROM, Diskette;
Modem, ...
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• Software-Sicht: Schichtenmodell
• Funktionale Sicht: Bezug zum Menschen
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Komponenten eines Rechners
Controller
dienen dem
Ansteuern der
Peripherie
(Bildschirm,
Mikrophon,
Tastatur usw.).
BIOS = Basic Input Output System
Sie befinden sich
teils auf Karten,
bzw. fest auf
dem Motherboard (Hauptplatine). Oft sind
die CPU und der
Cache aber auf
einer extra Prozessorplatine.
Die Karten
stecken in Slots,
die über den Bus
verbunden sind.
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Software-Sicht: Schichtenmodell
Schichten der symbolische Ebene
Physikalische Ebene:
Komponenten: Integrierte Schaltkreise, Leitungen, Platten ...
Medium:
Strom, Spannung
Verhalten:
Gesetze der Physik
• Betriebssysteme (z.B. Unix, WINDOWS)
• Programmiersprachen
Logische Ebene:
Komponenten: (Und-) Gatter, Inverter, Flip-Flops
Medium:
Bits
Verhalten:
Boolsche Logik
Symbolische Ebene (Ebene der Programmiersprachen):
Komponenten: Speicher, Operationen
Medium:
Symbole (Buchstaben, Zahlen, Wörter), Ausdrücke
Verhalten:
Sequentielle Interpretation
–Assembler (Maschinennahe Sprachen)
–imperative (prozedurale) Sprachen (z.B. Basic, Pascal, C)
–objektorientierte Sprachen (z.B. Java, C++)
–funktionale Programmierung (z.B. LISP)
–regelbasierte / logische Programmierung (z.B. PROLOG)
– Datenbankabfrage-Sprache (SQL)
• Anwendungsprogramme (z.B. Excel, WORD, ...)
Wissensebene:
Komponenten: Aktionen, Ziele, Körper
Medium:
Wissen
Verhalten:
Gesetz des rationalen Verhaltens:
Alle Aktionen dienen optimal den Zielen des Agenten.
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1
Programmiersprachen-Einteilung
Funktionale Sicht auf Computer
• Maschine: (Rechen)Automat
• Werkzeug: Instrument, Arbeitsmittel
• Medium: Kommunikation – Unterhaltung – Information
• Partner: Gegner in Spielen, Tutor, Berater, Atavar (Vision?)
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Computer als Maschine (1)
• Lat. Machina: Kriegs- und Belagerungsmaschinen.
• Maschinen werden bis ins 18. Jahrhundert nur zu einem
geringen Teil zur Rationalisierung von Arbeit eingesetzt; sie
verkörpern die Faszination vom technisch Machbaren und
dienen der Unterhaltung.
• Erst seit der Industrialisierung dienen Maschinen im wesentlichen der Rationalisierung von Arbeit.
• Maschinen werden vom Menschen vorbereitet bzw. konfiguriert & angeschaltet - ihre Arbeit leisten sie relativ autonom;
Beispiele: Briefsortieranlage, Stromgenerator; Straßenkehrfahrzeug (?), elektrische Säge (?),
• In der Informatik geht es ganz wesentlich um die Maschinisierung von Kopfarbeit oder, anders ausgedrückt, um die
Übertragung geistiger Momente der Arbeit auf Computer.
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Computer als Werkzeug
• Werkzeuge:
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Computer als Maschine (2)
• Computer sind keine Maschinen im klassischen Sinn: Sie
verarbeiten Zeichen. Um Objekte oder Prozesse auf Computern
bearbeiten zu können, sind drei Reduktionen notwendig:
–Semiotisierung: Transformation des Gegenstands in
Zeichen: Nicht das Werkstück, der Arbeitsprozess oder die
Personalakte selbst wird bearbeitet, sondern deren Abbild in
der Zeichenwelt.
–Formalisierung: Abstraktion vom Konkreten zum Allgemeinen: Z.B. werden bei der Lagerhaltung nicht konkrete Orte,
sondern Positionen in einem Bezugssystem bearbeitet.
–Algorithmisierung: Entwicklung berechenbarer Funktionen,
z.B. Suchalgorithmen.
• Beispiele: Taschenrechner, Programmausführung, [Roboter],
Batch-Jobs (Lohnbuchhaltung, Serienbriefe), Expertensysteme, ..
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Vergleich Werkzeug und Computer
–Hilfsmittel zur leichteren Handhabung, zur Herstellung oder
Bearbeitung von Gegenständen
–Technische Mittel zur Erweiterung menschlicher Fähigkeiten
–„Verlängerungen“ der Extremitäten
–Immer unter menschlicher Führung und Kontrolle
–Stehen im Kontext handwerklicher Produktion
–Werkzeuge werden beherrscht, Maschinen bedient.
• Computer als Werkzeuge:
–ab 70er Jahre: Programme zur Unterstützung der SoftwareEntwicklung
–Slogan bei der Verbreitung des PCs und Motto der
sozialverträglichen Technikgestaltung.
–Beispiele: Bürosoftware, Programmierumgebungen,
elektronische Arbeitsumgebungen, ..
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• Werkzeuge sind Mittel für bestimmte •
Zwecke.
• Primärer Zweck der Werkzeuge:
•
Unmittelbare Einwirkung auf ein
Werkstück mit dem Ziel seiner
•
Veränderung; Sekundärer Zweck:
Unterstützung einer Einwirkung (z.B.
Anschlagleiste; Messwerkzeug).
•
• Veränderbarkeit in bestimmten
Grenzen (Instandsetzung, Anpassung
an Aufgaben/Benutzer).
• Einbindung in Tätigkeit (Werkzeug •
bedarf der Führung & Handhabung)
• Werkzeughandhabung verlangt Wissen/Erfahrung (über Bauart,
Wirkungsweise usw.).
•
• Werkzeuge bedürfen zu ihrer
Herstellung anderer Werkzeuge.
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Computer sind Mittel für universelle
Zwecke der Informationsverarbeitung.
Primäres Ziel ist die Einwirkung auf
Daten zum Zwecke ihrer Veränderung.
Computer sind in weiten Grenzen
veränderbar (Programmierung,
Anpassung an Aufgaben/Benutzer).
Der Computer als Werkzeug bedarf
der Einbindung in die Tätigkeit, der
Computer als Maschine funktioniert
ohne Einbindung in die Tätigkeit.
Handhabung des Computers als
Werkzeug verlangt Wissen/Erfahrung,
(über Wirkungsweise, Programmierung), als Maschine deutlich weniger.
Computer(programme) bedürfen zu
ihrer Herstellung anderer Programme
(z.B. Editoren).
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2
Computer als Medium
•
Massenmedien (Presse, Rundfunk, Fernsehen, Film)
– dienen der Herstellung und Verbreitung von Informationen in Schrift,
Wort, Musik, Bild; bieten keine Möglichkeit zur Rückkopplung über
das Medium;
– Empfänger können nur rezipieren;
– Informations-Produktion und Rolle des technischen Mediums bleiben
verborgen.
• Zwei-Weg-Medien (Telefon, Telefax)
– ermöglichen Kommunikation;
– ermöglichen wechselseitiges Senden und Empfangen;
– erlauben Gegenseitigkeit.
Geschichte der Medien
• Sprache
• Schrift
– Bilderschrift - Konsonantenschrift - Lautschrift
– unstrukturierte Schrift (mittelalterl. Handschriften) - strukturierte Schrift
(Kapiteln, Absätzen, Fußnoten usw.) - reproduzierte Schrift (Gutenberg)
– Text - Hypertext
• Entwicklung elektrischer/elektronischer Medien
– Telegrafie, Telephonie
– Schallplatte
– Funk (Radio, Fernsehen, Individualkommunikation)
– Video
• Entwicklung digitaler Medien
– CD/CD-ROM
– Computer (Wissensspeicher; Integrator von Druck- und
Kommunikationsmedien)
– Netze als verteilter Wissensspeicher und Wissensübermittler
Î Die Digitalisierbarkeit aller Medien (Sprache, Bild usw.), ihre
Integration im Computer und die allseitige Vernetzung
lassen den Computer als ideales Medium erscheinen.
• Entwicklung virtueller Medien: Virtual Reality
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Eigenschaften von informationellen Medien
Vision: Computer als Partner
• Der Begriff „Medium“: etwas in der „Mitte“
Aktuell:
• In Spielen (z.B. Schach, Civilization, usw.)
• in Manövern (militärische Simulationen mit künstlichen und
echten Teilnehmern)
• Sprachauskunftsystemen (Kinoreservierung,
Fahrplanauskunft usw.)
• Automatische Email-Beantwortung
• In intelligenten Tutorsystemen mit Feedbackgenerierung
• Hilfesysteme (z.B. MS-Büroklammer)
• Atavare (z.B. Expo-2000)
• Haustier-Roboter (z.B. Aibo von Sony)
• Stellvertreter (z.B. zur Terminplanung)
– Mittel zum Aufbewahren, z.B. Speichermedium, Flugblatt, Buch
– Mittel zum Transport von Stoffen oder Informationen z.B. Luft,
elektromagnet. Wellen
– Vermittlung zwischen Dingen, Personen, Positionen, (aktiver) Vermittler.
Beispiele: Zeitung mit Nachricht und Kommentar, [parapsych. Medien]
• Eigenschaften von (informationellen, technischen) Medien
– Technische Vermittlung von Informationen zw. Menschen in sozialen
Kontexten (Kommunikation, Kooperation) [also nicht Vermittlung im
Sinne von Ausgleich zwischen strittigen Positionen]
– Synchronie: Je synchroner die Vermittlung, um so geringer die
Speicherfähigkeit des Mediums (z.B. Laufzeiteffekt bei Telefonie; Buch)
– Unaufdringlichkeit/Unauffälligkeit versus Eingriff: Rücknahme der
eigenen Identität/Aktivität, (aber auch) Veränderung der Welt
– (All)gegenwärtigkeit - ubiquitous computing (Luft, weltumspannende
Telefonnetze, Computernetze, Bibliotheken)
– Virtuelle Nähe: Mittel zur Distanzüberwindung (räumlich, gedanklich, ...)
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Zukünftig: ???
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Einordnung von Beispielanwendungen
• Schreiben: Computer (Textsystem) ist Werkzeug
• Email: Computer ist Medium (und Werkzeug)
• WWW: Computer ist Medium
• Drucken von Bahn-Fahrkarten: Computer ist Maschine
• Informationen suchen: Computer ist (Such)Maschine, Werkzeug (Verfeinerung der Suchanfrage) & Medium (Info-Quelle)
• Programmieren: Programmierumgebung ist Werkzeug
• Sortieren von Daten: Computer ist Maschine
• Musik abspielen: Computer ist Medium
• Taschenrechner: Computer ist Maschine
• ...
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