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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.