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Informationen
Verteilte Anwendungen
Wintersemester 06/07
© Wolfgang Schönfeld
das Material, mit dem VS arbeiten
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Grundbegriffe
• Information• Umgebung• Zustand (von Informationen)• Speicher (für Informationen), Medien, …• Aktion (mit Informationen), Aufgabe• Zeit• Wirkung (von Informationen)• Akteure, Netze• Ressourcenals Bausteine von Vorstellungen (Modellen),aber nicht aus jeder Sicht
auch: Entstehen, Vergehen von Akteuren?
Grundbegriffe "orthogonal"?
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Information
Dinge (in der Welt) mit Worten benennen und
Eigenschaften beschreiben.
Umgekehrt: Eine Beschreibung interpretieren.
Verweis („pointer“) auf • Information • oder den Platz, wo die Information steht.
Ein Verweis ist eine spezielle Information.
Auch Informationen sind an Dinge gebunden.Ein Straßenschild ist auch ein Ding.
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Information und Wirklichkeit („Welt“)
Information
Welt
Ding
Name / Beschreibung
bezeichnen /
beschreibeninterpretieren
Stern
verweisen
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Umgebung
Nie brauchen wir die ganze Welt zu kennen, sondern nur einen Teil.
Meist ist dies unsere Umgebung, wie wir sie mit unseren Sinnen wahrnehmen.
Aber wir können uns auch gedanklich bewegen!Dabei ändert sich etwas mit der Interessenlage, Aufgabe,
….Aber wie nennen wir das? Wir können es nur
umschreiben, etwa "Das, was im Moment interessiert"Ich kenne dafür keinen Begriff! Aber wüsste gerne einen,
vor allem in der Informatik.Also: Umgebung
Liegt es in unserem "Hauptspeicher"?
Wie filtert unser Gehirn?
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Umgebung
Kontext
Informationen
Welt
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Kontext, ObjektWir können immer nur einen Ausschnitt der Welt beschreiben.
Geht es in einer solchen Beschreibung um mehrere Dinge, so stehen sie in einem Kontext.
Gelegentlich wird dieses Wort auch für "Umgebung" verwendet, im Englischen mehr als im Deutschen.
Der deutsche Sprachgebrauch scheint sich dem englischen anzunähern.
Bei Programmiersprachen spricht man auch von Objekt und meint damit einen Kontext mit fest vorgegebenem Format.
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BlickwinkelEine Beschreibung hängt ab auch vom Blickwinkel des
Beobachters (seinem "Bezugspunkt" oder "Standpunkt").
Beispiel: "Rechts neben mir steht …."Ändert sich der Standpunkt und damit der Blickwinkel
(Positionsänderung desselben Beobachters, Wechsel des Beobachters), so ändert sich (meist) auch die Beschreibung.
Bei objekt-orientierten Programmiersprachen muss der Programmierer einen Blickwinkel einnehmen.
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(formale) Logik
• Sprache der Prädikatenlogik (zum Beispiel)• Interpretation in einer mathematischen Struktur
Beschränkung der Sprache - ok
Beschränkung der mathematischen Struktur?
Wir (Logiker) stellen sie uns vor als vollständig• gegeben• beschrieben
Unvollständiges "Wissen" wird nur in der künstlichen Intelligenz betrachtet. Und Blickwinkel?
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Axiome
Strukturen
Sicht der Mathematischen Logik
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• Meist ist Information unvollständig, d.h. nicht jede Information ist vorhanden.
• Aber wenn sie vorhanden ist, trifft sie zu. (Annahme für die Vorlesung!)
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Aktion (auch: Verarbeitung)verändert • die Umgebung• ihre BeschreibungBeides ändert sich nicht notwendig gleichzeitig!
Aktionen werden von einem Akteur bewirkt.
Bei VS geht es nur um die Änderung von Informationen. Ändert sich der Zustand des VS, spricht man von Transition.
Meint man mit Ereignis eine Änderung der Umgebung oder ihrer Beschreibung?
Ist Beschreiben oder Interpretieren auch eine Aktion?
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Beispiele von Aktionen mit Informationen
• Kreieren (Schaffen)• Vernichten• Darstellen• Umformen• (neu) Zusammenstellen („Mashup“)• Überwachen (Monitoring)• Aktualisieren• Berichtigen / Korrigieren• Verteilen• Zugriffe organisieren• …
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Identität von Aktionen
ist in der Praxis schwierig zu entscheiden.Beispiel: Doppelklick
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Ressourcen
• Akteure• Speicherplatz für Informationen
– bezeichnet (numeriert)– Spezialfall von Information („link“)
• "Bandbreite" bei Übertragungen• Zeit • Kapital• …
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Akteure
• führen Aktionen aus • nicht hinter jeder Aktion steht ein Akteur• Menschen, Organisationen, • Rechnerhardware, Rechnersoftware• haben einen momentanen Kenntnisstand (Umgebung)
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Aktionen von Menschen
Es hilft nichts - wir werden gelegentlich Menschen als Teile eines Systems ansehen, wenn es das Verständnis erleichtert.
Dazu nehmen wir an, dass deren Verhalten vorhersagbar ist, also nicht zufällig und vor allem nicht böswillig.
Wann sind Aktionen beabsichtigt, wann zufällig/böswillig?
Beispiel: Denial-of-Service-Attacke
Gibt es bei (menschlichen) Dienstleitungen keine Anzahlbeschränkung?
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Zeit
Jede Aktion hat einen Zeitraum, in dem sie stattfindet.
Keine Festlegung, wie dieser Zeitraum beschaffen ist.• endlich?• beschränkt?• zusammenhängend?
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Praxis: Zeit
Objektive Zeitmessung ist (trotz Atomuhren) schwierig.
Die Uhren verschiedener Akteure können nicht übereinstimmen.
Für eine Koordination der Abläufe dürfen die Ungenauigkeiten nicht zu groß werden.
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Beispiel für gleichzeitige Aktionen: Zahnräder
Ein Zahnrad treibt das andere.
Allgemeiner: Die Zahnräder wirken auf sich gegenseitig.
Das hat erst mal nichts mit Informationen zu tun.
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Aktionen der Zahnräder
Umdrehungen kleines Zahnrad Zeit
Umdrehungen großes Zahnrad
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Beispiel: Beobachten
Das Beobachten einer Aktion (hier: Wert von X verändert sich) wirkt auch auf den Beobachter.
X=0 X=1
Aktion Zeit
unbeobachtet beobachtet
Beobachtung
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Beispiel: Zählen
Jedes Mal, wenn die Aktion stattfindet, erhöht sich der Zählerstand um 1.
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Beispiel: Bahnübergang
Aktionen des Zuges: • Zug fährt in den kritischen Bereich ein.• Zug verlässt den kritischen Bereich.
Aktionen des Schrankenwärters: • öffnet die Schranke• schließt die Schranke
Wirkungen: • Ein Zug fährt in den kritischen Bereich ein genau dann, wenn die
Schranke geschlossen word.• Ein Zug verlässt kritischen Bereich genau dann, wenn die Schranke
geöffnet wird.
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Zeit
Verlauf
Zug
geschlossen
Schranke
offen offen
nein neinja
Wegen der einfacheren Darstellung haben Akionen keine Zeitdauer.
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nein
Zug
geschlossen offen
Schranke
Zustände = Knoten (ausgeschlossen = rot),
Aktionen = Pfeile
ja
"Zustandsdiagramm"
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Ursachen, Wirkungen
Aktion B ist (eine) Wirkung von Aktion A. Gleichbedeutend: A ist (eine) Ursache von B.
B kann nicht vor A stattfinden, aber sie können gleichzeitig stattfinden ("Wechselwirkung").
Ein Zustand kann weder Ursache noch Wirkung einer Aktion sein,
aber das Eintreten eines Zustandes (und Verlassen) kann es.
Lt. Wikipedia kann er eine Aktion bewirken.
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Ursachen, Wirkungen (in der Physik)
werden auf Energie zurückgeführt.
Wenn schwer zu entscheiden, was Ursache ist und was Wirkung, spricht man von Wechselwirkung. (Elementarteilchen).
gibt es auch beim Menschen: Wechselbeziehung zwischen Handlungspartnern
in der Biologie: Wirkung der Organismen aufeinander
und sind dadurch quantifizierbar.
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Ursachen, Wirkungen bei Rechnern
so, wie hier gemeint, gibt es nicht• Aktionen des Rechners können nicht andere Aktionen bewirken.• Selbst bei zuverlässiger Kommunikation!• Das ist elektromechanisch ausgeschlossen.
Selbst bei eingebetteten Systemen sind Wirkungen des Rechners oder auf den Rechner nicht möglich.
Es gibt jedoch Wirkungen zwischen dem Rechner und• seiner Uhr• dem Speicher
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Wirkungen bei Rechnern (Forts.)
Vermeintliche Wirkungen erreicht man beim Rechner dadurch, dass er in schneller Folge die Zustände von Zuleitungen prüft und ggfs. Programme startet (Interrupt).
Es ist manchmal sinnvoll, wenn man sich vorstellt, dass Informationen sich wie physikalische Objekte verhalten, also Wirkungen (und Wechselwirkungen) haben. Man kann dadurch (verteilte) Systeme leichter verstehen.
Das Drücken einer Taste hat keine direkte Wirkung auf den Rechner, auch wenn er dies suggeriert.
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Wirkungen von Informationen
auf den Menschen gibt es ebensowenig(auch wenn es uns so vorkommt, dass das Eintreffen, etwa das
Erscheinen in der morgentlichen Zeitung, eine Wirkung hat).
Oder hat eine freudige Nachricht doch eine unmittelbare Wirkung?
Vermutlich hat dies den Wiki-Autor in die Irre geführt.