Form und Darstellung von Informationen 1. Was ist ein Computer
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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 Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 13 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, ... Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 15 • Software-Sicht: Schichtenmodell • Funktionale Sicht: Bezug zum Menschen 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 14 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. Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 16 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. Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 17 Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 18 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?) Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 19 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. Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 21 Computer als Werkzeug • Werkzeuge: 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 20 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, .. Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 22 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, .. Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 23 • 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. Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 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). 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 24 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 Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 25 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 26 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, ...) Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 27 Zukünftig: ??? Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 28 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 • ... Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen 29 3
