Erkenntnistheoretische und begriffliche Grundlagen der objektorientierten Datenmodellierung

Ausgangsphase für die Entwicklung eines Softwaresystems sind die Modellierungen eines Wirklichkeitsausschnitts. Der Wirklichkeitsausschnitt muß zunächst erklärt, analysiert, strukturiert und modelliert werden, bevor ein brauchbares Informationssystem erstellt werden kann. Das Ergebnis dieser Modellierung bezeichnet man als Datenmodell. Der Schlüssel der Datenmodellierung liegt darin, einen Wirklichkeitsausschnitt genau zu erfassen und in adäquater Weise abzubilden, d.h. den Ausschnitt widerspruchsfrei, vollständig, formal richtig und möglichst ohne Redundanz zu beschreiben. Zwei Grundtypen der Datenmodelle sind satzorientierte und objektorientierte Datenmodelle. Im satzorientierten Datenmodell werden Informationen über einen Wirklichkeitsausschnitt als Sätze dargestellt, im objektorientierten Datenmodell als Objekte. Objekte sind Ausprägungen der Klassen. Klassen sind formalisierte Begriffe, die wir durch Abstraktionen von Gegenständen der Wirklichkeit gewonnen haben. Der objektorientierte Ansatz bietet mehrere Vorteile: adäquate einfache Modellierung (Entsprechung der menschlichen Denkweise); Wiederverwendbarkeit, Wartbarkeit, Erweiterbarkeit, Änderbarkeit von Programmen; Lokalisieren von Änderungen; Modellierbarkeit der komplexen Objekte, schneller Zugriff auf Objekte; Reduzierung der Entwicklungszeit und des Entwicklungskostens des Programms; Reduzierung der Komplexität des Problems; zentrales Konzept vieler Anwendungen; drahtloser Übergang zwischen Phasen der Softwareentwicklung usw. Alle diese Vorteile ergeben sich aus dem Klassenkonzept. Trotz der Vorzüge, die das objektorientierte Datenmodell aufweist, bereitet die Umsetzung objektorientierter Konzepte Schwierigkeiten. Die Ursachen sind verschiedener Art. Zum einen ist die Theorie aufgrund ihrer Komplexität eher verwirrend als wegweisend. Es gibt noch keinen klaren theoretischen Hintergrund. Zum anderen resultiert aus einer komplexen Sicht auf den Objektbegriff eine Reihe von Forderungen und Möglichkeiten, die derzeit nicht berücksichtigt wer den. Die Grundbegriffe der Objektorientierung sind nicht genug scharf definiert. Sie enthalten Unklarheiten und sollen deshalb präzisiert werden. Diese Arbeit befaßt sich mit den Grundbegriffen der objektorientierten Datenmodellierung. Das Ziel der Arbeit besteht darin, diese Grundbegriffe zu präzisieren, zu klären und zu begründen und damit ein besseres Verständnis des objektorientierten Ansatzes zu ermöglichen. Diese Begriffe sind nicht nur aus der Sicht der Informatik, der Logik, sondern auch aus der ontologischen Sicht zu untersuchen. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der ontologischen Untersuchung solcher Begriffe

Sprachen für das Software-Engineering

Dieser Beitrag diskutiert Sprachen und Notationen aus der Sicht des Software Engineerings, also nicht wie sonst üblich aus der Perspektive der Codierer oder der Sprachschöpfer und Übersetzerbauer. Natürlich ist Vollständigkeit auf diesem weiten Feld weder erreichbar noch angestrebt. Nach der Klärung einiger Grundbegriffe wird die Situation vor 25 Jahren der heutigen gegenübergestellt; einzelne Aspekte der modernen Sprachen werden näher betrachtet. Schließlich wird der Zusammenhang der Sprachen mit Werkzeugen und Methoden angesprochen. Thesen am Schluß des Artikels fassen die wichtigsten Aussagen und Folgerungen pointiert zusammen.In this contribution, the topic of languages and notations is discussed from the Software Engineering point of view, not as usually from the coding, language creation, or translator perspective. In such a vast field, completeness is neither possible, nor aimed at. After some introductory definitions, the situation 25 years ago is contrasted by the current state;certain aspects of modem languages are treated in more detail. Finally, the relationships between languages and methods are addressed. The essential statements and conclusions are summarized in a list of propositions

Die didaktische und technologische Konzeption der Online-Bildungsplattform für die Bundesinitiative „Jugend ans Netz“

Die Bundesinitiative Jugend ans Netz (BIJaN) ist ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt, das vom Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend gefördert wird. Ziel des Projektes ist die Ausstattung von Jugendhilfeeinrichtungen mit Computertechnik durch Public-Privat-Partnership analog zum Projekt Schulen ans Netz. Die Ausstattungsinitiative wird verbunden mit der Entwicklung einer Internetplattform, die Angebote für Jugendliche bereitstellt. In dieser Arbeit steht die pädagogische Konzeption der Internetplattform im Mittelpunkt. Es wird ein Vorschlag für eine didaktische Ontologie sozialer Arbeit zur Diskussion gestellt. Der Vorschlag greift auf die Ergebnisse des L-3-Projekts zurück, in dem eine didaktische Ontologie für das Online-Lernen im Weiterbildungsbereich entwickelt wurde

Natürliche Kognition technologisch begreifen

Die Technologisierung der Wissenschaften verändert die Welt, bzw. die Sichtweisen auf uns und die Welt. Dies zeigt sich insbesondere an der Erforschung der artifiziellen Kognition, was im Folgenden in Bezug auf ein spezifisches industrienahes Forschungs- und Entwicklungsprojekt aufgezeigt wird. Aufgrund der zu erwarteten Implikationen aus der wirklichkeitsverändernden Macht einer Technologisierung im Allgemeinen und der Entwicklung künstlicher Kognitionen im Speziellen gilt es, den Forschungsgegenstand der „natürlichen und artifiziellen Kognition“ zu begreifen oder zumindest begreiflich zu machen

Ein Bild sagt mehr als tausend Pixel? Über den Einsatz digitaler Methoden in den Bild- und Objektwissenschaften

Anders als die mit Texten arbeitenden Disziplinen sind bild- und objektbezogene Wissenschaften im Bereich der Digital Humanities im deutschen Raum noch kaum vertreten. Obwohl Bilder in den neuen Medien allgegenwärtig sind, scheint das Potential der Erschließung, Analyse und Auswertung digitaler Bilder noch nicht ausreichend gewürdigt und ausgelotet. Aus diesem Grund möchten wir die mit Bildern arbeitenden Wissenschaften in der Landschaft der Digital Humanities verorten und erörtern, wo ihre besonderen Kompetenzen in die Diskussion einzubringen sind. Für unsere Betrachtungen haben wir exemplarisch die Kunstgeschichte und die Klassische Archäologie herausgegriffen, da beide Fachdisziplinen mit Bildern und Objekten bzw. mit Bildern von Objekten arbeiten

Das Potential und Design von Universaltheorien

This thesis deals with the design and the potential of Universal Theories in a context of continually increasing complexity and differentiation. Univeral Theories make assertions about all kinds of phenomena without claiming exclusivity. The significance of Universal Theories derives from their use as integrative metatheories, interdisciplinary frameworks for knowledge and theory. The initial emphasis is on the analysis of the design of Niklas Luhmann's System Theory. The influence of the claim to universality on the design and content of the theory is investigated, as well as the extent to which this is achieved. The next section deals with one of the most important research areas of the last decades: the investigation of hypercomplex structures as in evolution or chaos theory. These hypercomplex structures have the breadth and scope necessary to model the whole range of interactive processes represented by Universal Theories. In a continuation of Luhmann's approach to a Universal Theory, the Iteration Theory is extended with unlimited scope, interdisciplinary applicability and self-referential reflection. The aim of the proposed theory is to apply a heterarchic and coherence-theoretical framework to describe hyper complex structures in the form of networks of repeated partial processes. The self-referential reflection of theory as theory is discussed against the background of philosophy and neurobiology. The idea of a Universal Theory represents a paradigm change from hierarchical structures to heterarchic and coherence-theoretical networks, with greater descriptive power for the increasing complexity of the world and human knowledge. The consequences of Universal Theory for science and society are investigated here.Die Dissertation thematisiert das Theoriedesign und das Potential von Universaltheorien in einer durch Ausdifferenzierung zunehmend komplexer werdenden Wissens- und Theorielandschaft. Gemäß der Definition dieser Arbeit erheben Universaltheorien den Anspruch, über alle Phänomenbereiche der Welt Aussagen machen zu können, ohne deshalb einen Alleinvertretungsanspruch zu erheben. Die Bedeutung des Konzepts der Universaltheorie als integrativer Metatheorie, welche einen interdisziplinären Rahmen für Wissen und Theorie bietet, wird folgendermaßen entwickelt. Zunächst steht die Analyse des Theoriedesigns der Systemtheorie von Niklas Luhmann im Mittelpunkt. Dabei wird die Frage nach den Implikationen des Theoriedesigns bezüglich der Ausrichtung der Systemtheorie als Universaltheorie gestellt und im Anschluß die Realisation dieses Vorhabens kritisch hinterfragt. Anhand der Systemtheorie werden zentrale Theorieelemente für das Theoriedesign von Universaltheorien herausgearbeitet. Im Anschluß daran behandelt die Arbeit eines der wichtigsten Forschungsgebiete der letzten Jahrzehnte: die Erforschung hyperkomplexer Strukturen. Dieses Themengebiet ist für das Konzept der Universaltheorie relevant, da Modelle für die Funktionsweise von hyperkomplexen Prozessen, wie z. B. in der Evolutions- oder der Chaosforschung, als ganzheitliche Erklärungsansätze fungieren und es ermöglichen, nicht nur partielle Phänomenbereiche zu erklären, sondern Wechselwirkungen in umfassenden Prozessen zu erforschen. In einem weiteren Arbeitsschritt wird, in Luhmannscher Tradition, das Vorhaben, eine Universaltheorie mit unbeschränktem Objektbereich, interdisziplinärer Anschlußfähigkeit und selbstreferentieller Reflexion zu entwerfen, erneut in Angriff genommen. Angestrebt wird eine Ausarbeitung des Universal-theoriekonzepts innerhalb einer heterarchisch und kohärenztheoretisch organisierten Theoriearchitektur. Dabei wird im Rahmen der resultieren Iterationstheorie eine Theorie für die Beschreibung von hyperkomplexen Strukturen in Form von Netzwerken wiederholter Teilprozesse entwickelt. In diesem Kontext wird die Frage nach der Selbstreflexion der Theorie als Theorie anhand philosophischer, aber auch neuro-biologischer Theorien der Erkenntnis behandelt. Das Konzept der Universaltheorie eröffnet aufgrund des Paradigmenwechsel von hierarchischer Theorieorganisation zu kohärenztheoretischen und heterarchischen Theorienetzwerken neue Beschreibungsmöglichkeiten für die anwachsende Welt- und Wissenskomplexität. Das Ziel der Arbeit besteht in der Diskussion und Entwicklung des Konzepts der Universaltheorie, insbesondere bezüglich des Theoriedesigns von Universaltheorien, sowie ferner in einer Abschätzung der möglichen Auswirkungen auf Gesellschaft und Wissenschaft

Partikelverben mit 'um' aus konstruktionsgrammatischer Sicht

Unter der Berücksichtigung konstruktionsgrammatischer Überlegungen untersucht diese Arbeit, welche Rolle die Partikel ‚um‘ in dem komplexen Gefüge aus Basisverb, Partikel und Argumentstruktur einnimmt. Dabei wird auf Fragen eingegangen wie: In welchem Verhältnis steht die Partikel zum Basisverb bzw. zur Argumentstruktur? Welchen Einfluss hat die Trennbarkeit der Partikel? Wie kann der Gebrauch systematisch erfasst werden? Vor allem auf letztere Frage bietet die Konstruktionsgrammatik einen vielversprechenden Ansatz, da sie grammatische Strukturen mit idiosynkratischer Bedeutung unabhängig ihrer Verortung als Konstruktionen betrachtet. Für rekurrente Argumentstrukturen in Verbindung mit Partikelverben werden daher Argumentstruktur-Konstruktionen formuliert, welche semantisch und syntaktisch durch die Partikel spezifiziert sind.:1 Einleitung 2 Konstruktionsgrammatik 2.1 Forschungsparadigma 2.2 Zur Entstehung/Hintergrund 2.3 Konstruktionsgrammatische Strömungen 2.4 Allgemeine Prämissen 2.5 Konstruktionsbegriff 2.5.1 Nicht-Kompositionalität und Konventionalität 2.5.2 Spezifizierungsgrad und Komplexität 2.5.3 Verknüpfungsbeziehungen 3 Verben und Konstruktionen 3.1 Frame-Semantik 3.2 Argumentstruktur-Konstruktionen 3.3 Fusion von Verben und Argumentstruktur-Konstruktionen 3.4 Vererbungsbeziehungen zwischen Argumentstruktur-Konstruktionen 3.4.1 Polysemy Links (IP) 3.4.2 Subpart Links (IS) 3.4.3 Instance Links (II) 3.4.4 Metaphoric Extension Links (IM) 4 Partikelverben 4.1 Analysierbarkeit von Partikelverben 4.2 Nähe- und Distanzstellungen 4.3 Lexikalisierung von Partikelverben 5 Daten und Methoden 5.1 Partikelbedeutungen 5.2 Notation 5.3 Fusionsprinzipien 6 Analyse 6.1 Argumentstruktur-Konstruktionen mit ‚um‘ 6.1.1 Ortswechsel 6.1.2 Lage oder Bewegung um ein Handlungsobjekt herum 6.1.3 Bewegung innerhalb eines Raumes in verschiedene Richtungen 6.1.4 Teilweise oder ganze (180°) Drehung auf horizontaler Ebene 6.1.5 Kreis- oder bogenförmige Bewegung um ein Handlungsobjekt 6.1.6 Wechsel von vertikal nach horizontal 6.1.7 Drehung von einer Seite auf die andere 7 Diskussion 8 Fazit und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang: Liste der PVK als Instanzen der einzelnen Konstruktione

Zur sprachwissenschaftstheoretischen Diskussion in der Sowjetunion

Theorien und Methoden als an ein bestimmtes Gesellschaftssystem gebunden zu erkennen; oder sind die Voraussetzungen für einen marxistischen Ansatz wirklich nur in einer sozialistischen Gesellschaft gegeben

Zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation angewandt auf die Handlungsziele eines Cockpitassistenzsystems

Das Situationsverständnis kognitiver Systeme zum Zwecke einer Verbesserung der Kooperationsfähigkeit zwischen dem Menschen und der Maschine weiter zu steigern, ist Ziel der Arbeit. Beschrieben ist ein neuartigen Systemansatz, der wesentlich dazu beiträgt, eine konsistente, zielorientierte Funktionsweise der kognitiven Teilfunktionen eines kognitiven Assistenzsystems sicherzustellen. Das Situationswissen des Assistenzsystems ist hierfür in symbolischer Form als dessen amp;quot;mentaler Zustandamp;quot; repräsentiert. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die Fähigkeit des Assistenzsystems, seine Handlungsziele für eine effektive Kooperation mit der Cockpitbesatzung und die daraus abgeleiteten Handlungen selbst zu erläutern, d.h. erklären zu können. Für den Aufbau der Arbeit wurde eine Struktur gewählt, die dem Entwurfsprozess objektorientierter Systeme entspricht. Die entwickelten Konzepte werden frühzeitig im Standard der Unified Modelling Language (UML) dargestellt. Es werden zunächst im Rahmen der Analyse der Anforderungen die Leistungsmerkmale an eine zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation definiert. Die Voraussetzung für die Umsetzung dieser Anforderungen, insbesondere für eine effektive Mensch-Maschine-Kooperation, ist die maschinelle Analyse der Situation. Im Rahmen der Systemanalyse wird die Funktionsweise der maschinellen Situationsanalyse aus den Erkenntnissen der menschlichen Informationsverarbeitung abgeleitet. Die Grundlagen der Kognition werden zur Analyse des Gesamtsystems erörtert. Auf Basis des gewonnenen Systemansatzes wird ein Entwurf erstellt, welcher den gestellten Anforderungen an eine zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation genügt. Die für die Modellbildung entscheidende Aufgabe der Wissenserhebung wird behandelt und es wird die Frage beantwortet, welche Repräsentationsform für das gewonnene Wissen herangezogen werden kann, die für Mensch wie Maschine verständlich ist. Die Umsetzung der zentralen, objektorientierten Situationsrepräsentation in eine geeignete Software-Architektur erfolgt mit Hilfe standardisierter Entwicklungsverfahren unter Berücksichtigung von etablierten Ansätzen, die dem Fachgebiet der künstlichen Intelligenz entnommen werden. Die Modellbildung zielt hier auf den Anwendungsfall eines militärischen Transportfluges. Basierend auf den erarbeiteten Methoden zu Wissensakquisition und Wissensrepräsentation erfolgt die Erstellung entsprechender expliziter amp;quot;mentaleramp;quot; Modelle. Die Erprobung der zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation erfolgt hinsichtlich des Modells der Handlungsziele unter Laborbedingungen anhand aufgezeichneter Daten, die während der Flugversuchserprobung eines kognitiven Cockpitassistenzsystems gewonnen wurden. Die Bewertung der Kompliziertheit der Situation und die auftretende Situationskomplexität sind Teil der quantitativen Untersuchungen. Ziel der qualitativen Untersuchung ist es, die in den Systementwurf eingeflossenen Anforderungen anhand möglichst realitätsnaher Belastungen zu bestätigen