Form und Darstellung von Informationen

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Einführung in die Informatik für Hörer aller Fakultäten 1. Puppe: Form & Darstellung von Informationen13

Form und Darstellung von Informationen

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

1. Was ist ein Computer?

•Hardware-Sicht: Rechner + Peripherie

•Software-Sicht: Schichtenmodell

•Funktionale Sicht: Bezug zum Menschen

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, ...

Komponenten eines Rechners

Controller dienen dem Ansteuern der Peripherie (Bildschirm, Mikrophon, Tastatur usw.).

Sie befinden sich teils auf Karten, bzw. fest auf dem Mother- board(Haupt- platine). Oft sind die CPU und der Cache aber auf einer extra Pro- zessorplatine.

Die Karten stecken in Slots, die über den Bus verbunden sind.

BIOS = Basic Input Output System

Software-Sicht: Schichtenmodell

Physikalische Ebene:

Komponenten: Integrierte Schaltkreise, Leitungen, Platten ...

Medium: Strom, Spannung Verhalten: Gesetze der Physik 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

Wissensebene:

Komponenten: Aktionen, Ziele, Körper

Medium: Wissen

Verhalten: Gesetz des rationalen Verhaltens:

Alle Aktionen dienen optimal den Zielen des Agenten.

Schichten der symbolische Ebene

•Betriebssysteme (z.B. Unix, WINDOWS)

•Programmiersprachen

–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, ...)

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Programmiersprachen-Einteilung

Funktionale Sicht auf Computer

•Maschine: (Rechen)Automat

•Werkzeug: Instrument, Arbeitsmittel

•Medium: Kommunikation – Unterhaltung – Information

•Partner:Gegner in Spielen, Tutor, Berater, Atavar(Vision?)

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 Machbarenund dienen der Unterhaltung.

•Erst seit der Industrialisierung dienen Maschinen im wesent- lichen der Rationalisierung von Arbeit.

•Maschinen werden vom Menschen vorbereitet bzw. konfigu- riert & angeschaltet - ihre Arbeit leisten sie relativ autonom;

Beispiele: Briefsortieranlage, Stromgenerator; Straßenkehr- fahrzeug (?), elektrische Säge (?),

•In der Informatik geht es ganz wesentlich um die Maschi- nisierung von Kopfarbeitoder, anders ausgedrückt, um die Übertragung geistiger Momente der Arbeit auf Computer.

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 Allgemei- nen: 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, ..

Computer als Werkzeug

•Werkzeuge:

–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 Software- Entwicklung

–Slogan bei der Verbreitung des PCs und Motto der sozialverträglichen Technikgestaltung.

–Beispiele: Bürosoftware, Programmierumgebungen, elektronische Arbeitsumgebungen, ..

Vergleich Werkzeug und Computer

•Computersind Mittel für universelle Zwecke der Informationsverarbeitung.

•Primäres Zielist die Einwirkung auf Daten zum Zwecke ihrer Veränderung.

•Computersind in weiten Grenzen veränderbar (Programmierung, Anpassung an Aufgaben/Benutzer).

•Der Computer als Werkzeugbedarf der Einbindung in die Tätigkeit, der Computer als Maschine funktioniert ohne Einbindung in die Tätigkeit.

•Handhabung des Computers als Werkzeugverlangt Wissen/Erfahrung, (über Wirkungsweise, Programmie- rung), als Maschine deutlich weniger.

•Computer(programme) bedürfen zu ihrer Herstellung anderer Programme (z.B. Editoren).

• Werkzeuge sind Mittel für bestimmte Zwecke.

•Primärer Zweckder Werkzeuge:

Unmittelbare Einwirkung auf ein Werkstück mit dem Ziel seiner Veränderung; Sekundärer Zweck:

Unterstützung einer Einwirkung (z.B.

Anschlagleiste; Messwerkzeug).

•Veränderbarkeitin bestimmten Grenzen (Instandsetzung, Anpassung an Aufgaben/Benutzer).

•Einbindungin Tätigkeit (Werkzeug bedarf der Führung & Handhabung)

• Werkzeughandhabung verlangt Wis- sen/Erfahrung(über Bauart, Wirkungsweise usw.).

• Werkzeuge bedürfen zu ihrer Herstellung anderer Werkzeuge.

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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.

ÎDie Digitalisierbarkeit aller Medien (Sprache, Bild usw.), ihre Integration im Computer und die allseitige Vernetzung lassen den Computer als ideales Mediumerscheinen.

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

•Entwicklung virtueller Medien: Virtual Reality

Eigenschaften von informationellen Medien

•Der Begriff „Medium“: etwas in der „Mitte“

–Mittel zum Aufbewahren, z.B.Speichermedium, Flugblatt, Buch –Mittel zum Transportvon Stoffen oder Informationen z.B. Luft,

elektromagnet. Wellen

–Vermittlungzwischen Dingen, Personen, Positionen, (aktiver) Vermittler.

Beispiele:Zeitung mit Nachricht undKommentar, [parapsych. Medien]

•Eigenschaften von (informationellen, technischen) Medien –Technische Vermittlungvon Informationen zw. Menschen in sozialen

Kontexten (Kommunikation, Kooperation) [also nicht Vermittlungim Sinne von Ausgleich zwischen strittigen Positionen]

–Synchronie:Je synchroner die Vermittlung, um so geringer die Speicherfähigkeit des Mediums (z.B. Laufzeiteffektbei Telefonie; Buch) –Unaufdringlichkeit/UnauffälligkeitversusEingriff: Rücknahmeder

eigenen Identität/Aktivität, (aber auch) Veränderung der Welt

–(All)gegenwärtigkeit - ubiquitous computing(Luft, weltumspannende Telefonnetze, Computernetze, Bibliotheken)

–Virtuelle Nähe:Mittel zur Distanzüberwindung (räumlich, gedanklich, ...)

Vision: Computer als Partner

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) Zukünftig: ???

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, Werk- zeug (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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