1 00:00:04,360 --> 00:00:05,640 Das war's für heute. 2 00:00:05,640 --> 00:00:08,800 Bis zum nächsten Mal. 3 00:00:11,586 --> 00:00:18,406 Modellorientierung. Informatische Modellbildung, Modelltypen in der Fachsprache, Strukturierungsmöglichkeiten 4 00:00:18,406 --> 00:00:21,966 und Inkulturation des Modellierens von Modellen. 5 00:00:24,126 --> 00:00:30,146 Der Modellbegriff und verschiedene Modellierungsarten werden auf die Fachdisziplin Informatik bezogen, 6 00:00:30,326 --> 00:00:37,786 nachdem die allgemeine Modelltheorie die abstraktere Sicht auf Modelle und Modellbildung vollzogen wurde. 7 00:00:40,954 --> 00:00:50,774 Das Modellieren und das Modell als Begriff hängt auch mit dem Begriff der Kultur zusammen. 8 00:00:52,214 --> 00:00:57,094 Durch Auseinandersetzung mit Kultur wird diese Bestandteil des Selbst. 9 00:00:57,314 --> 00:00:59,894 Man bezeichnet das als Enkulturation. 10 00:01:00,954 --> 00:01:05,554 Modellbildung wiederum ist genuiner Bestandteil einer Kultur und kulturell tradiert. 11 00:01:05,554 --> 00:01:10,794 Das heißt, verschiedene Kulturen betreiben auch unterschiedliche Arten der Modellbildung. 12 00:01:11,296 --> 00:01:19,036 Kultur selbst kann definiert werden als Gesamtheit der geistigen und künstlerischen Lebensäußerung einer Gemeinschaft 13 00:01:20,636 --> 00:01:25,996 und kann gesehen werden als Schutzschild gegen die Komplexität des Lebens. 14 00:01:26,876 --> 00:01:30,676 Der Satz ist Futter für das eigene Nachdenken. 15 00:01:32,296 --> 00:01:40,316 Die Informatik besitzt aber die besondere Stärke, alle wesentlichen Modelltypen der allgemeinen Modelltheorie abzudecken. 16 00:01:40,832 --> 00:01:48,512 Und in ihr ist es ferner üblich, diese Modelle zu Modellketten zu verbinden und ineinander umzuwandeln, 17 00:01:48,992 --> 00:01:51,512 also Modelltransformationen zu betreiben. 18 00:01:52,192 --> 00:01:58,432 Als repräsentatives, leicht zu verstehenes Beispiel sind hier die Datenbanken zu nennen. 19 00:01:58,872 --> 00:02:05,112 Dort wird von einem Problem ausgehend nach der Entscheidung, dieses Problem mit Datenbanken angehen zu wollen, 20 00:02:05,372 --> 00:02:08,912 zunächst ein Entity-Relationship-Modell erstellt, 21 00:02:08,912 --> 00:02:09,932 dass dann 22 00:02:10,208 --> 00:02:20,988 um implementierbar zu sein, in ein weiteres Modell transformiert werden muss, nämlich das relationale Modell, gefolgt von Normalisierungsprozessen. 23 00:02:21,708 --> 00:02:36,628 Dort sieht man sehr schön, dass die Informatik vom Problem ausgehend einfach aus der Natur der Sache entwachsend verschiedene Ebenen, verschiedene Hierarchien an Modellen ins Feld führt, 24 00:02:36,628 --> 00:02:37,208 die, 25 00:02:37,744 --> 00:02:42,904 unterschiedliche Ziele verfolgen und damit sie implementierbar sind am Ende, 26 00:02:43,264 --> 00:02:49,284 ineinander umgewandelt und miteinander verkettet werden müssen. Informatische 27 00:02:49,284 --> 00:02:54,144 Modelle sind nicht nur Teil der Kultur, sondern mit ihnen wird Kultur auch 28 00:02:54,144 --> 00:02:58,464 erschlossen und produziert. Eine Auseinandersetzung mit informatischen 29 00:02:58,464 --> 00:03:02,564 Modellen kann daher zu einer Reflektion der Verwendung von Modellen 30 00:03:02,564 --> 00:03:06,184 sowie der Informationsverarbeitung durch den Menschen führen. 31 00:03:06,656 --> 00:03:15,316 Aufgebaute mentale Modelle zu Informatiksystemen erleichtern dann auch deren Werkzeug orientierten Einsatz. 32 00:03:16,516 --> 00:03:28,096 Es soll heißen, dass jeder bewusste und unbewusste Vorstellung von etwas im Kopf hat, auch von Technologie und ihrem Funktionieren oder dem Ausbleiben derselbigen, 33 00:03:28,096 --> 00:03:34,076 und in der aktiven Auseinandersetzung mit den eigenen Vorstellungen, den mentalen Modellen. 34 00:03:34,768 --> 00:03:41,588 Sollte es möglich sein, flexibler, adaptiver und langfristig stabil auf 35 00:03:41,588 --> 00:03:47,488 Probleme zu reagieren, wenn sie als Teil informatischer Werkzeuge eingesetzt 36 00:03:47,488 --> 00:03:51,308 werden. Denken Sie an die Office-Programme oder wenn Sie Programmierer 37 00:03:51,308 --> 00:03:59,308 sind. Es gibt ein Problem und je besser und weiter Ihre mentalen Modelle vom 38 00:03:59,948 --> 00:04:03,368 Problemkreis sind, desto flexibler sind sie auch in der Lage auf. 39 00:04:03,808 --> 00:04:11,188 Probleme zu reagieren, die mit den Technologien unweigerlich einhergehen. 40 00:04:16,028 --> 00:04:21,968 Eine Zuordnung informatischer Modelle gemäß der Dreigliederung der allgemeinen Modelltheorie, 41 00:04:23,088 --> 00:04:27,748 sprich grafisch, technisch und semantisch, ist eine Möglichkeit der Strukturierung. 42 00:04:29,872 --> 00:04:34,892 Schlägt Thomas nach eingängiger Analyse informatischer Fachsprache 43 00:04:34,892 --> 00:04:40,352 der Verwendung des Modellbegriffs und in der Informatik verwendeten Modelltypen vor. 44 00:04:41,572 --> 00:04:48,192 Das ist in der Abbildung zu sehen. Wir werden, weil der Baum doch recht breit verzweigt ist, 45 00:04:48,392 --> 00:04:51,412 das gleich im Detail aufschlüsseln. 46 00:04:52,112 --> 00:04:56,492 Die Hauptkategorien sind Architekturmodelle, Vorgehensmodelle, 47 00:04:56,672 --> 00:05:00,012 Entwurfsmodelle, Untersuchungsmodelle und mentale Modelle. 48 00:05:00,712 --> 00:05:05,332 An den Blättern dieses Baumes finden sich konkrete, bekannte Modelltypen. 49 00:05:06,732 --> 00:05:18,312 So empfehle ich Ihnen auch die einzelnen Modelltypen und generell abstrakte Strukturierungsversuche von etwas anzugehen. 50 00:05:18,612 --> 00:05:21,312 Schauen Sie von den Blättern ausgehend. 51 00:05:21,776 --> 00:05:27,496 Und arbeiten sich durch die Hierarchieebenen und Abstraktionsebenen zur Wurzel vor. 52 00:05:27,876 --> 00:05:36,936 Denn an den Blättern, wie auch in diesem Fall, finden Sie bekannte Dinge, die Sie dann im Kopf verankert bekommen, weil sie Ihnen eben schon bekannt sind. 53 00:05:37,676 --> 00:05:43,476 Und in der Regel erschließen sich dann deren Abstraktionen ganz gut. 54 00:05:47,674 --> 00:05:54,314 Als erste Abbildung sehen Sie die Architekturmodelle und die Vorgehensmodelle. 55 00:05:55,554 --> 00:06:02,634 Architekturmodelle sind fachsprachliche Beschreibungen von allgemein fachspezifischen Konzepten, 56 00:06:03,434 --> 00:06:08,434 die den zu erstellenden technischen Systemen und deren Entwürfen zugrunde gelegt werden. 57 00:06:08,554 --> 00:06:13,254 Man könnte prägnant auch von konventionalisierten Vorlagen sprechen. 58 00:06:13,824 --> 00:06:18,824 Zur Veranschaulichung werden unterstützende grafische Darstellungsmodelle verwendet. 59 00:06:20,284 --> 00:06:27,564 Wenn Sie sich dort die Blätter anschauen unter den Architekturmodellen, dann kommt Ihnen jede Menge bekannt vor. 60 00:06:28,204 --> 00:06:40,924 ISO/OSI Referenzmodell, Client-Server-Modell aus der Netzwerktechnik beziehen sich letzten Endes über mehr oder weniger viele Abfraktions- und Hierarchiestufen 61 00:06:41,264 --> 00:06:47,264 auf Modelle, die Architektur, den Aufbau betreffend. 62 00:06:47,764 --> 00:06:52,804 Vorgehensmodelle beschreiben Aktivitäten, die auszuführen sind, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. 63 00:06:53,284 --> 00:06:55,684 Deswegen heißen sie Vorgehensmodelle 64 00:06:55,684 --> 00:07:00,644 und wenn sie sich da die Blätter zu Gemüte führen, da sehen sie zum Beispiel 65 00:07:01,484 --> 00:07:03,444 den Bereich der UML, 66 00:07:04,084 --> 00:07:05,564 Unified Modelling Language 67 00:07:06,544 --> 00:07:07,224 oder 68 00:07:07,224 --> 00:07:11,184 das große Feld der objektorientierten Modellierung. 69 00:07:11,488 --> 00:07:20,768 Da geht es letzten Enden immer darum, wie ist vorzugehen, um vom Problem zur Lösung zu kommen. 70 00:07:21,768 --> 00:07:26,368 Mit welchem Diagrammtyp auch immer das jetzt jeweils geschehen soll. 71 00:07:30,394 --> 00:07:35,754 Auf dieser Folie sehen Sie die dritte Kategorie, die Entwurfsmodelle. 72 00:07:36,854 --> 00:07:44,034 Entwurfsmodelle stellen die Dokumentation von Ergebnissen und Aktivitäten bei der Erstellung eines konkreten technischen Systems dar. 73 00:07:44,814 --> 00:07:46,614 Schauen wir uns dort die Blätter an. 74 00:07:46,734 --> 00:07:55,594 Da sehen Sie das beliebte Beispiel zu Modellen in der Informatik aus dem Bereich der Datenbanken, 75 00:07:55,594 --> 00:07:58,854 nämlich das Entity-Relationship-Modell und seine Normalform. 76 00:07:59,344 --> 00:08:08,404 Anhand der Datenbanken können Sie sehr viele Überlegungen sowohl aus den allgemeinen Modelltheorien 77 00:08:08,404 --> 00:08:17,804 als auch aus den informatikspezifischen Überlegungen sehr schön herleiten, behalten und dann auch unterrichten. 78 00:08:18,724 --> 00:08:24,184 Denn Sie haben die verschiedensten Phänomene, die bei Modellierung und Modellen auftreten, 79 00:08:24,184 --> 00:08:28,724 im Bereich der Datenbanken ganz natürlich repräsentiert. 80 00:08:29,408 --> 00:08:36,288 Vom Problem zum ER-Modell, zum relationalen Modell über Normalform zur Implementierung. 81 00:08:36,408 --> 00:08:43,628 Da haben Sie die Modellketten, die Modellvielfalt, die Modelltransformation alles erschlagen, 82 00:08:43,908 --> 00:08:47,828 ohne dass das irgendwie künstlich erscheint. 83 00:08:52,608 --> 00:08:56,848 Die letzten beiden Kategorien sind die Untersuchungsmodelle und die mentalen Modelle. 84 00:08:57,296 --> 00:09:10,296 Untersuchungsmodelle dienen der Erstellung von Prognosen für Informatiksysteme oder der Bewertung von Systemen bezüglich unterschiedlicher Kriterien, etwa Leistung, Kosten und Auslastung. 85 00:09:11,356 --> 00:09:21,776 Während die mentalen Modelle interne semantische Modelle sind, die externen semantischen Modellen wie Vorgehens- oder Entwurfmodellen zugrunde liegen bzw. vorausgehen. 86 00:09:23,256 --> 00:09:26,796 Dabei spielen eine ganze Reihe von psychologischen Effekten. 87 00:09:26,944 --> 00:09:35,784 Eine Rolle insbesondere in der Software-Technik, denn vorhandene mentale Modelle beeinflussen das deduktive Schließen. 88 00:09:36,484 --> 00:09:41,484 Das kennen Sie insbesondere aus dem Beispiel der Benutzerschnittstelle. 89 00:09:42,524 --> 00:09:47,564 Das klassische Perspektivenproblem sei da angesprochen als repräsentatives Beispiel. 90 00:09:48,184 --> 00:09:54,104 Der Entwickler hat seine Sicht, die systemorientierte Sicht und der Anwender hat die Nutzersicht. 91 00:09:54,416 --> 00:09:58,336 Beide Sichten sind in den seltensten Fällen direkt kompatibel. 92 00:09:58,576 --> 00:10:02,416 Das ist ein großes Problem, denn ein tolles System bringt gar nichts, 93 00:10:02,516 --> 00:10:06,536 wenn der Anwender das damit nicht umgehen kann oder das nicht auch toll findet. 94 00:10:08,596 --> 00:10:13,576 Du kann aber keine aus seiner Haut, das heißt, es ist ein nicht triviales Problem 95 00:10:14,416 --> 00:10:19,756 für den Softwareentwickler, zu versuchen, eine andere Perspektive einzunehmen 96 00:10:19,756 --> 00:10:22,696 und damit praktisch andere mentale Modelle zugrunde zu legen, 97 00:10:23,440 --> 00:10:29,600 dem Menschen praktisch unmöglich ist, aber wenn man das Problem kennt, sich seiner 98 00:10:29,600 --> 00:10:35,640 Problematik bewusst ist, kann man es zumindest versuchen. Und dann können 99 00:10:37,600 --> 00:10:44,100 Modelltypen, Modellbildungsprozesse dabei helfen, die Sicht sozusagen zu wechseln. 100 00:10:49,722 --> 00:10:56,842 Die Hauptgruppen des Modellbaums nach Thomas sind nicht die aus der allgemeinen Modelltheorie, 101 00:10:57,122 --> 00:11:01,842 also grafisch, technisch, semantisch, wie schon gezeigt wurde, sondern besagte fünf 102 00:11:01,842 --> 00:11:06,682 Architektur, Vorgehens-, Entwurfs-, Untersuchungs- und Metalle-Modelle als Kategorien. 103 00:11:08,182 --> 00:11:13,062 Sie bilden den Ausgangspunkt für alle weiteren Unterteilungen und sind hier nochmal 104 00:11:13,062 --> 00:11:16,722 ohne den komplexen Baum einfach in Tabellenform abgebildet. 105 00:11:17,104 --> 00:11:36,104 Und auf der rechten Seite finden Sie entsprechende Beispiele, die in der Informatik nicht schwer zu finden sind, denn ein besonderes Kriterium, was Modelle, Modellbildung angeht, für die Informatik ist, dass sie so reich an Modellen verschiedenster Art ist. 106 00:11:40,984 --> 00:11:46,744 Modelle werden immer vor dem Hintergrund einer Nutzungsabsicht erstellt. Hier haben wir so einen Zweck. 107 00:11:47,056 --> 00:11:57,276 Von technischer Seite kommen könnte man vielleicht den Zweck der Simulation, also des Verhaltens 108 00:11:57,276 --> 00:12:01,676 eines Ausschnittes der Wirklichkeit, als naheliegend empfinden. 109 00:12:02,836 --> 00:12:09,956 Allerdings bieten sich für eine allgemeine Kategorisierung andere Strukturen an. 110 00:12:09,956 --> 00:12:16,676 Eine mögliche Strukturierung schlägt Wüstneck vor und zwar 111 00:12:17,104 --> 00:12:24,384 teilt er, wie links in der Tabelle zu sehen, den Zweck eines Modells ein in logische, 112 00:12:24,544 --> 00:12:30,964 erkenntnistheoretische, technische und maschinelle Modellierung. Aspekte wie 113 00:12:30,964 --> 00:12:38,044 besagte Simulation finden sich dann als Ausprägung dieser Kategorisierung. Die 114 00:12:38,044 --> 00:12:42,624 Simulation wäre dann nach dieser Einteilung in der 115 00:12:43,868 --> 00:12:50,108 Rubrik der Erkenntnis theoretischen Modellierung zu verorten, da man mit Hilfe einer Simulation 116 00:12:50,108 --> 00:12:55,428 ihr Erkenntnis über das Verhalten eines Ausschnitts des Originals gewinnen möchte. 117 00:13:01,178 --> 00:13:07,458 Vertiefende Untersuchungen zum Sprachgebrauch bezüglich Modellen in der Informatik durch 118 00:13:07,458 --> 00:13:14,058 Thomas zeigten, dass die Informatik vorwiegend semantische und grafische Modelltypen verwendet, 119 00:13:14,278 --> 00:13:21,318 wenn man in der Dreigliederung der allgemeinen Modelltheorie Stakoviax terminologisch verbleibt. 120 00:13:21,658 --> 00:13:26,118 Technische Modelle aus der AMT werden eher als Systeme bezeichnet. 121 00:13:27,438 --> 00:13:29,878 Man beachte dabei, dass 122 00:13:30,848 --> 00:13:36,888 es sich um spezifische Untersuchungen zum Sprachgebrauch in der Informatik handelte 123 00:13:36,888 --> 00:13:40,448 und daher nicht auf andere Wissenschaften übertragbar ist. 124 00:13:41,688 --> 00:13:45,188 Zudem gibt es keine Einigkeit im Sprachgebrauch, 125 00:13:45,348 --> 00:13:47,428 ja, nur Regelfälle durch Häufigkeit. 126 00:13:48,448 --> 00:13:52,848 Das heißt, ein und dieselbe Sache wird auch innerhalb der Fachwissenschaft Informatik 127 00:13:53,628 --> 00:13:56,948 nicht zwangsweise mit ein und demselben Begriff belegt 128 00:13:56,948 --> 00:13:59,548 und ein und derselben Begriff muss nicht gleichzeitig 129 00:13:59,936 --> 00:14:05,856 zwangsweise das gleiche bedeuten also so fachsprachlich ist die Fachsprache in 130 00:14:05,856 --> 00:14:11,456 diesem Fall dann gar nicht. Besagte Regelfälle durch Häufigkeit sind da zu bedenken. 131 00:14:12,496 --> 00:14:18,036 Ferner soll noch betont werden, dass aufgrund der Modellvielfalt in der Informatik die pragmatische 132 00:14:18,036 --> 00:14:23,416 Dreiteilung der allgemeinen Modelltheorie mit jeweils einer Vielzahl an konkreten 133 00:14:23,416 --> 00:14:26,876 Beispiele gefüllt werden kann, was gerade ein 134 00:14:27,104 --> 00:14:33,104 besonderes Charakteristikum der Informatik bezüglich der Modellbildung darstellt. 135 00:14:37,344 --> 00:14:43,904 Modelle, Modellvielfalt, Modellbildung hat rein pragmatisch gesehen, aus didaktischer Sicht, 136 00:14:45,004 --> 00:14:54,444 eine besonders hohe Relevanz, denn insbesondere in der Gründungsphase des Schulfaches Informatik 137 00:14:54,444 --> 00:14:56,424 und seiner Modelle. 138 00:14:56,448 --> 00:15:15,588 Der Beginn des gesteigerten Interesses und der Notwendigkeit, die gesellschaftlich gesehen wurde, in einem potentiellen Schulfach Informatik, wurde die Modellbildung gerne als Legitimation zurate gezogen. 139 00:15:15,588 --> 00:15:18,448 Das heißt 140 00:15:19,184 --> 00:15:24,784 bei der Legitimation an Schulfachers geht es immer darum, was kann das neue Fach, 141 00:15:24,884 --> 00:15:31,224 das potentielle neue Fach offerieren, das andere Fächer nicht schon leisten können. 142 00:15:34,684 --> 00:15:42,664 Bei dem Komplex Modell, Modellbildung, Modellierung wird betont, dass die Informatik 143 00:15:42,664 --> 00:15:49,004 reich an verschiedenen Genuinen auf dem Problembereich entwachsene Modelltypen ist. 144 00:15:49,568 --> 00:15:55,968 Die zudem auf natürliche Weise verkettet und ineinander umgewandelt werden können beziehungsweise müssen. 145 00:15:57,688 --> 00:16:05,628 Dadurch wird insbesondere auch Abstraktion und Hierarchisierung auf ganz natürliche Art erfahrbar und damit vermittelbar. 146 00:16:07,568 --> 00:16:16,868 Modellieren wird ferner als Kulturtätigkeit angesehen. Die produktive Auseinandersetzung des Menschen mit seiner Kultur, in diesem Kontext also mit dem Modellieren, 147 00:16:17,344 --> 00:16:30,564 zum Zwecke seiner Weiterentwicklung, wird mit Enkulturation bezeichnet. Informatische Modelle sind jedoch nicht nur Teil der Kultur. Mit ihnen wird Kultur auch erschlossen und produziert. 148 00:16:31,224 --> 00:16:40,844 Das heißt, eine Auseinandersetzung mit informatischen Modellen kann zu einer Reflektion der Verwendung von Modellen sowie der Informationsverarbeitung durch den Menschen führen. 149 00:16:40,844 --> 00:16:44,624 Aufgebaute mentale Modelle zum Informatiksystem. 150 00:16:45,008 --> 00:16:48,168 Erleichtern dann auch deren Werkzeug orientierten Einsatz. 151 00:16:49,948 --> 00:16:51,888 Das sind wesentliche Argumente, 152 00:16:53,568 --> 00:16:58,028 die zur Legitimation der Informatik als Schulfach dienten und dienen, 153 00:16:58,328 --> 00:17:04,248 wenngleich die Not an der Legitimation der Informatik als Schulfach 154 00:17:04,248 --> 00:17:07,768 in den letzten Jahren weniger relevant wurde, 155 00:17:07,768 --> 00:17:10,308 weil es ein zumindest 156 00:17:10,736 --> 00:17:17,496 teilweise etabliertes Schulfach geworden ist, deren gesellschaftliche Relevanz kaum mehr bestritten wird. 157 00:17:17,816 --> 00:17:24,936 Die Diskussion bezieht sich aktuell eher darauf, was denn aus dem Riesenkanon der Informatik 158 00:17:24,936 --> 00:17:32,636 allgemein bildenden Wert hat und haben soll, aus welchen Gründen und also was unterrichtet werden soll. 159 00:17:32,776 --> 00:17:36,116 Nicht mehr, ob es überhaupt die Informatik an Schulen geben soll. 160 00:17:36,116 --> 00:17:38,616 Modelle und Modellbildung 161 00:17:39,328 --> 00:17:45,248 sind themenach sowohl kulturell als auch fast fachwissenschaftlich als auch 162 00:17:45,248 --> 00:17:54,368 fachdidaktisch von hoher relevanz und daher sowohl auf abstrakter ebene durch 163 00:17:54,368 --> 00:18:01,668 allgemeine modelltheorien als auch durch ganz konkrete modellierungswerkzeuge 164 00:18:01,668 --> 00:18:08,908 auf breiter basis aufgestellt und begegnen dem praktiker 165 00:18:09,200 --> 00:18:13,300 in allen bereichen die mit informatik zu tun haben