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1992 | Buch

Multimedia, Vernetzung und Software für die Lehre

Das Computer-Investitions-Programm (CIP) in der Nutzanwendung

herausgegeben von: Klaus Dette, Peter Jan Pahl

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : Reihe Mikrocomputer-Forum für Bildung und Wissenschaft

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Eröffnung

Frontmatter
Begrüßung

Herr Bundesminister, Herr Senator, Herr Vizepräsident, sehr geehrte Damen und Herren!

Peter Jan Pahl
Grußwort des Senats von Berlin

Sehr geehrte Damen und Herren, Sehr herzlich möchte ich Sie im Namen des Senats von Berlin begrüßen! Als 1987 der damalige Staatssekretär Professor Beitz hier in der Technischen Universität Berlin das CIP-Status-Seminar eröffnete, konnte er nicht wissen, daß das damals noch nicht numerierte Erste CIP-Status-Seminar über die Jahre zu einem beachtlichen Jahreskongreß mit Referenten und Teilnehmern aus allen wissenschaftlichen Disziplinen heranwachsen würde. Was wir, Länder und der Bund, damals auch nicht wissen konnten, war, daß es dem kleinen Rechner am Arbeitsplatz gelingen würde, die sich immer weiter spezialisierenden und sich allmählich fremd werdenden Fächer über ein gemeinsames Thema an einen lisch bzw. in einen Saal zu bringen. Die spöttische Bemerkung eines amerikanischen Kollegen, das einzige, was unsere Fakultäten in den Universitäten noch miteinander verbinde, sei die Zentralheizung, stimmt nicht mehr. Zentralheizung, Rechner und die Überzeugung, vom Staat nicht in ausreichender Weise alimentiert zu werden, verbindet Angehörige auch der entferntesten Disziplinen miteinander.

Manfred Erhardt
Ansprache des Bundesministers für Bildung und Wissenschaft

Ich freue mich, daß ich heute die Gelegenheit habe, zum 5. CIP-Kongreß “Computer in der Lehre” und zur Verleihung des Deutschen Hochschulsoftwarepreises 1991 zu Ihnen zu sprechen.

Rainer Ortleb
Grußwort des Österreichischen Bundesministers für Wissenschaft und Forschung, Dr. Erhardt Busek

Anläßlich der Verleihung des Deutschen Hochschulsoftwarepreises bietet sich die Gelegenheit, den heutigen und zukünftigen Stellenwert von Software und Software-Erstellung zu betrachten. Während bis vor einiger Zeit das Hauptaugenmerk bei EDV-Anschaffungen fast nur auf Hardware-Leistungen gerichtet war, geht nun der Trend dahin, daß auch immer mehr leistungsfähige und komfortable Software gefordert wird. Internationale Studien über die Aufteilung der Kosten bei Computeranschaffungen prognostizieren, daß der Kostenanteil für Software, der im Jahr 1990 durchschnittlich noch bei bei 30% lag, sich im Jahr 1994 auf über 50% vergrößert haben wird.

Hans-Peter Axmann
Software — Allheilmittel und Rauschgift (Festansprache)

Als „Allheilmittel“ bezeichnen wir Medikamente die es ermöglichen, eine Vielzahl ernsthafter Erkrankungen zu heilen. Wir verwenden den Begriff „Rauschgift“ für Substanzen, die anfangs scheinbar eine vorteilhafte Wirkung haben, aber langfristig die Probleme des Benutzers nicht lösen. Um sich in einem einigermaßen vernünftigen Zustand zu halten, muß der Konsument die Einnahme dieser Substanzen fortsetzen. Oftmals führt die Verwendung von Rauschgift zur Einbuße von Fähigkeiten, über die der Konsument vor der ersten Einnahme verfügte. In der Umgangssprache verwenden wir diese Begriffe, d.h. „Rauschgift“ und „Allheilmittel“, für chemische Produkte die man einnehmen kann. Dennoch gibt es auch andere Produkte, die dieser Beschreibung entsprechen können. So erzeugt auch der Gebrauch von Schuhen eine Abhängigkeit. Schuhe sind bequem und schützend. Diejenigen jedoch, die Schuhe regelmäßig tragen, haben bald Schwierigkeiten ohne Schuhe zu gehen. Das Fernsehen stellt vielleicht ein noch aktuelleres und in unserem Zusammenhang bedeutsameres Beispiel dar. Die Fähigkeit, weit entfernte Ereignisse zu beobachten, könnte dazu beitragen, die weit verbreitete Krankheit der Ignoranz zu „heilen“. Stattdessen ist Fernsehen zu einem Bedürfnis geworden, welches viele dazu benutzen, die Symptome der Langeweile und des Mangels an externen Reizen zu lindern. Gibt es keine externen Reize, so schaltet man einfach das Fernsehgerät ein. Vielen regelmäßigen „Femsehkonsumenten“ ist ein Leben ohne Fernsehen unvorstellbar. Viele Kinder haben durch den regelmäßigen Gebrauch dieser Droge die Fähigkeit verloren, sich selbst zu beschäftigen und zu unterhalten. — Vor dreißig Jahren habe ich mich entschieden, im Bereich „Software Engineering“ zu forschen, weil ich Software als Allheilmittel angesehen habe. Auch heute sehe ich Software noch in dieser Weise. Software gehört zu den flexibelsten und mächtigsten Werkzeugen, die uns dank moderner Technologie zur Verfügung stehen. Aus Gründen die ich nachfolgend erläutern möchte, gibt es fast keine theoretischen Einschränkungen dessen, was mit Software machbar ist. Grenzen, so es sie überhaupt gibt, sind nur sehr sehr selten von praktischer Bedeutung. Wenn wir unsere Aufgabenstellungen wirklich verstanden haben, und auch die Auswirkungen eines neues Produktes sorgfältig analysiert haben, können wir mit Hilfe von Software wahre Wunder vollbringen. Dennoch sehe ich vor dem Hintergrund von mehr als dreißig Jahren praktischer Arbeit mit Computern heute auch die Kehrseite von Software. Wiederholt haben wir festgestellt, daß, obwohl Software es ermöglicht beliebige Dinge zu bauen, wir in der Praxis nicht genau wissen, was benötigt wird. Darüber hinaus kann man oft beobachten, daß das Produkt welches wir gebaut haben, nicht dem entspricht, was wir uns vorgestellt hatten. Softwarebenutzer warten immer auf Neuerungen, entweder verbesserte Versionen oder völlig neue Produkte. Sobald in einer Softwareprodukt Veränderungen vorgenommen werden, sind wir anfangs über die neuen Möglichkeiten erfreut. Wir sind jedoch auch schnell wieder enttäuscht und warten auf weitere Veränderungen. Dieses Verhalten ließe sich auch mit dem Verhalten eines Drogensüchtigen nach einem „Spritze“ vergleichen. Haben wir erst einmal begonnen Computer einzusetzen, so fällt es uns zunehmend schwerer ohne sie auskommen. Banken, Fluggesellschaften, Hotels und auch Hochschullehrer, können nicht mehr weiterarbeiten, wenn ihre Computer versagen. Mit anderen Worten: Software kann zwar als ein Allheilmittel betrachtet werden, stellt aber auch ein Suchtmittel dar. Die Gefahren der Benutzung von Software werden noch durch Probleme, welche mit der Qualität des Produktes und der hohen Anzahl unqualifizierter Programmierer zusammenhängen, verstärkt. Nach der Auslieferung fehlerhafter Software stellt es sich oft heraus, daß nur diejenigen Personen, die diese Software entwickelt haben, in der Lage sind sie zu reparieren. Es kommt nicht selten vor, daß ein ganz besonders miserabler Programmierer als Genie betrachtet wird, weil er der Einzige ist, der das Programm versteht. Einige Softwarelieferanten sind wie Drogenhändler. Durch den Verkauf von Produkten minderer Qualität können sie ihren Gewinn steigern. Softwarewartungsverträge können nur deshalb verkauft werden, weil jeder Kunde weiß, daß Software, ein Produkt welches sich eigentlich weder abnutzt noch rostet, bereits vom Beginn an reparaturbedürftig ist. — In diesem Vortrag möchte ich zeigen, wie Software in einigen Fällen auch bei der Lösung gesellschaftlicher Fehlentwicklungen angewendet werden kann. Dennoch möchte ich auch zeigen, wie Personen, Organisationen und die Gesellschaft als Ganzes, von Software niederer Qualität abhängig werden kann. Am Ende des Vortrags werde ich einige Maßnahmen vorschlagen, die es uns ermöglichen sollten, die Vorteile dieser Technologie zu nutzen, ohne uns in so viel Gefahr zu begeben.

David Lorge Parnas

Multimedia

Frontmatter
Virtuelle Realitäten — Annäherung an einen Mythos

Multimedia — ein kleiner Schritt zur technischen Simulation unserer natürlichen Fähigkeiten zu kommunizieren. Gegenüber uns selbst kämen wir wohl kaum auf die Idee, uns als multimediales Wesen zu bezeichnen, obwohl wir es sind: (3D realtime, truecolor — audio, input + output — haptisch — hochgradig interaktiv — parallel verarbeitend usw.). Was uns als gewaltiger technologischer Sprung ins multimediale Zeitalter vorkommt, ist also nur ein kleines Schrittchen auf dem Weg, unsere eigenen Fähigkeiten zu imitieren. Mittlerweile begreifen wir langsam, daß sich dies mit der spezifisch technischen Nachbildung einzelner Fähigkeiten allein, wie z.B. des Sehens oder Hörens, nur begrenzt simulieren läßt, weil unsere Sinne aufeinander abgestimmt sind und ergänzend funktionieren. Der Wahrnehmungsapparat sowie dessen Handlungskontext sind dermaßen komplex, daß wir jedoch schnell fasziniert sind von jedem kleinen Erkenntnisfortschritt, der uns hoffen läßt, unsere natürlichen Fähigkeiten technisch nachzuahmen. Der neueste Stand der Hoffnung zur technischen Simulation unserer natürlichen Fähigkeiten zu kommunizieren heißt Multimedia, eine Vermengung von audio-visuellen Interaktionsprozessen mittels möglichst vielseitiger Geräte. Auf der Grundlage der digitalen Beschreibungssprache lassen sich dabei Texte, Berechnungen, Graphiken, Filme, Töne mit einer Maschine erzeugen, bearbeiten, miteinander verknüpfen, interaktiv verändern und kommunizieren. Im Gegensatz zu den einzelnen technischen Optimierungen der unterschiedlichen Medien, wird in der „Multimedia — Workstation“ eine Vielzahl von Medien so integriert, daß synergetische Effekte im Sinne eines komfortableren und intelligenteren Informationsmanagements eintreten. Ein Medium, das sich die bestehenden Medien einverleibt, ein Hypermedium. Joachim Sauter von ART+COM hat diesen Vorgang wie folgt illustriert „Gab es bislang nur minimale Überlagerungen zwischen den herkömmlichen 2D-Darstellungen wie Fotographie, Typographie, Illustration und den 3D-Beschreibungen durch Objekt- und Raumpläne oder gar den ‘4D’-Medien, wie Film/ Video oder Ton, so haben sich diese Gestaltungs- und Darstellungsdimensionen durch die Entwicklung der digitalen Medien gegenseitig ständig mehr durchdrungen, hin zu einer multimedialen Schnittfläche. Eine ähnliche Entwicklung ist auf der Seite der Kommunikationstechnolpgie zu beobachten. Printmedien, Tonfilm und EDV sind drei Ursprungsmengen, die über die Digitalisierung aller Bereiche zusammenwachsen und für jeden Anwender verfügbar werden. Das Senden und Empfangen wandelt sich dadurch zunehmend von einem aktiven Produzieren und passiven Aufnehmen zu einem kommunikativen Prozeß, zu einer interaktiven Schnittfläche.Wenn diese beiden Mengen der Gestaltung und der Kommunikation sowie deren jeweilige Schnittflächen gegenübergestellt werden, so ergibt sich daraus ein sich verändernder multimedialer und interaktiver Entwick-lungsraum. Dieser Entwicklungsraum wird sich dahingehend verändern, daß einerseits alle Ursprungsmengen durch die Digitalisierung erfaßt werden und andererseits die Distanz zwischen Gestalten und Senden sich verringert. Die Konzeption und Erprobung von Instrumenten zur Bewältigung dieses multimedialen und interaktiven Entwicklungsraumes wird uns deshalb in der nächsten Zukunft stark beschäftigen. “ Tatsächlich entspricht dieses multimediale Verständigungs-Instrumentarium auch der Tatsache, daß sich die fachspezifischen Notationen wie Formeln, Zeichnungen und Beschreibungen über die gemeinsame Digitalisierungssprache zunehmend verknüpfen lassen. Damit kann das fachspezifische Wissen durch interdisziplinäre Zusammenarbeit erweitert werden, um die zunehmend komplexeren Sachverhalte und Problemstellungen adäquat anzugehen. Interdisziplinäres Arbeiten ist jedoch nur auf einer gemeinsamen Verständigungsebene möglich, und diese liegt in der Anschaulichkeit der digitalen Daten durch multimediale Darstellungen sowie der damit verbundenen Kommunikationserleichterungen.

Edouard Bannwart
MILES/Studienmodell Physiologie — Ein multimediales PC-Datenbanksystem als Universalträger der Lehrsammlung eines Studienfaches

Mit dem Sommersemester 1991 begann an der Universität Essen im Studiengang Medizin, Fach Physiologie, nach Testläufen im Praktikum und Seminar vorangegangener Semester der allgemeine Feldversuch des Mulimedialen Informations-und Lehrsystems (MILES) in der fachbezogenen Systemversion Studienmodell Physiologie (MILES/SMP). Hauptgegenstand des Feldversuchs ist nicht die Produktion und Anwendung einzelner Lehrprogramme, sondern der Einsatz eines multimedialen Datenbank-Autorensystems als Träger der gesamten audiovisuellen und computergestützten Lehrmaterialien eines Faches. Zur Projektgeschichte, zu den Details des Systems sowie den weiteren fachspezifischen Systemversionen MILES/SIB (Betriebliche Datenverarbeitung, Fach Wirtschaft) und MILES/DBM (Kunstwissenschaft) sei auf die angegebenen Veröffentlichungen verwiesen.

Wolfgang Wiemer, Jürgen Heuser, Dieter Kaack, Manfred Schmidtmann
Die HERMES-CD — Betriebswirtschaftslehre als Hypermedia-Informationssystem

Das Studium der Betriebswirtschaftslehre an bundesdeutschen Hochschulen ist seit geraumer Zeit durch zunehmende kapazitative Engpässe hinsichtlich Veranstaltungen, Räume und verfügbare Lehrmaterialien geprägt. Das Informationssystem HERMES soll hier ein alternatives Angebot des veranstaltungsergänzenden und -vertiefenden Wissenserwerbs für das Selbststudium am Rechner schaffen. Betriebswirtschaftliche Aufgabenbereiche werden als Hypermedia-Bausteine thematisch aufbereitet, assoziativ untereinander verknüpft und erlauben Lernenden am Computer den schnellen, selbstbestimmten Informationszugang aus einer intuitiv verständlichen, grafischen Benutzer-oberfläche. Die erste Version des Systems liegt seit Mai 1991 auf optischem Datenträger (CD ROM) für Apple Macintosh Rechner vor und wird an der Universität Würzburg im lokalen Netz des CIP-Computerlabors eingesetzt. Ausführliche Akzeptanz- und Erfolgs-tests sollen in den nächsten Monaten untersuchen, inwieweit dieser Ansatz eines kombinierten Lern- und Informationssystems auf Basis multimedialer Erklärungsansätze einen neuen Weg für den computerunterstützten Unterricht weisen kann. Die Untersuchungsergebnisse werden als Input in die nächste Version, die im Frühjahr 1992 erscheinen soll, einfließen.

Eric Schoop, Christian Pohl, Ralph Sonntag
HyperVideo™ — Multimediale Videoarchivierung auf Apple Macintosh

Wer hat noch nicht bei der Suche nach einem bestimmten Stichwort die vielen Karteikarten einer Bibliothek durchsucht, um dann die entsprechenden Buchtitel mit der Hand herauszuschreiben? Diese Vorgangsweise gehört heute, im Zeitalter der elektronischen Archivierung, in vielen modernen Bibliotheken der Vergangenheit an. Zahllose Computerprogrammeermöglichen dasschnelle Auffinden von Buchtiteln, Aufsätzen, Autoren, Schlagworten und Signaturen vom Arbeitsplatz aus. Der Computer kommuniziert sogar mühelos mit Datenbanken in weit entfernten Ländern, die gewünschte Literatur kann per Knopfdruck im Handumdrehen auf den eigenen Schreibtisch geholt werden. In zunehmendem Maß bestehen Informationen heute aus Bildern und Tönen — Audio-und Videoinhalte beherrschen 24 Stunden die Welt der Television. Radio und Telephon, Fernseher und Videorecorder sind fixe Bestandteile unserer Kommunikations gesellschaft. Die systematische Erfassung und Archivierung visueller Inhalte und eine schnelle und leichte Nutzbarkeit für den Anwender konnte durch die Entwicklung des Softwareprogrammes „HyperVideo™ “. Multimediale Videoarchivierung auf Apple Macintosh“ auf HyperCard-Basis verwirklicht werden. Das auch für den professionellen Einsatz gedachte Programm wurde von den Autoren am Institut für Publizistik- und Kommunikationswissenschaft der Universität Wien entwickelt. Das Institut besitzt seit 1986 ein umfangreiches Videoarchiv, das zur Zeit 332 Einzelbeiträge mit cirka 30.000 Minuten Gesamtspielzeit umfaßt. Mit HyperVideo™ besteht nun die Möglichkeit, sämtliche relevante Informationen eines Video- oder Filmbeitrages auf einer „Karte“ abruf bar zu haben.

Manfred Bobrowsky, Bernd Gorbach, Wolfgang Biró
NeoCortex und das multimediale CD-ROM „Feuchtbiotop“

Was ist NeoCortex? NeoCortex ist der Name einer universitären Stiftung für interaktive Medien im Bildungswesen unter besonderer Berücksichtigung der Medizin und Biologie (Medio-thek der Medizinischen Fakultät der Universität Basel, c/o Kantorisspital Basel, 4031 Basel).

Hanspeter Rohr
„Digitale Bilderwelten“ - neue Wahrnehmungsdimensionen oder binärer Bluff ?

Die Arbeit mit Computern gehört auch an einer traditionellen Kunsthochschule wie der HdK Berlin seit etlichen Jahren zur alltäglichen Praxis. Das „traditionell“ ist hier gemeint in Abgrenzung zum „innovativen“ Anspruch der neuen Medien- (Kunst-) Hochschulen. Dennoch ist das Ganze (immer noch) nicht unproblematisch, speziell dort, wo es nicht um Gestaltung, Entwerfen, Planen geht, sondern um die „freie“ Kunst Was kann der Computer hier leisten? Ist er didaktisch planvoll / geplant einsetzbar im Sinne einer gezielten Produktion von Kunst oder kann er sinnvollerweise nur als optionales Nebenangebot laufen? Hat sein technischer Standard, definiert im Wesentlichen über seine Neuheit und seinen Preis, einen Einfluß auf seine Brauchbarkeit als Produktionsmittel für Kunst? Kann der künstlerische Nutzen des erwarteten (weil immer wieder propagierten) „völlig Neuen“ die immensen Kosten für ein umfassendes Geräteangebot auf dem jeweils neuesten technischen Stand rechtfertigen? Die neuen Medienhochschulen scheinen dies zu suggerieren. Aber geht es dort noch um „Kunst“ im traditionellen Sinne oder mehr um das Erfinden neuer Anwendungen für die neuen Techniken, d.h. um die Etablierung einer weiteren stützenden Komponente zur Aufrechterhaltung (der Autopoesie) des immer komplexer vernetzten, immer feiner ausdifferenzierten und gleichzeitig immer weniger steuerbaren Systems „Technik Wirtschaft-Kultur-Gesellschaft“? Es gibt viele weitere offene Fragen. Dies ist — nach einigen Jahren Erfahrung in der Anwendung eines Modellierers am FB Kunsterziehung und Kunstwissenschaft der HdK Berlin — ein erster, noch unstrukturierter, Versuch der Präzisierung von Fragen, ausgelöst durch die Unzufriedenheit mit dem unreflektierten Machen von immer neuen und doch irgendwie immer gleichen Computer-Bildern.

Wolfgang Jonas

Lehr- und Programmierumgebungen

Frontmatter
SMART-CASE — Ein Werkzeug für die Software-Engineering-Grundausbildung

SMART-CASE ist ein Software-Werkzeug (CASE-TOOL) das an der Fachhochschule Ravensburg-Weingarten für den Einsatz in der Software-Engineeringausbildung entwickelt wurde. Wie Abb. 1 zeigt, verwendet SMART-CASE zweierlei grafische Darstellungsformen der Software: (Ablauf-) Hierarchiediagramme (angelehnt an die Darstellung der Jackson Design Technique)Struktogramme (Nassi-Shneiderman-Diagramme)

Wilfried Koch, Frank-Dieter Clesle, Jörg Dirbach
Software-Engineering-Ausbildung in einer Apple-Macintosh-Entwicklungsumgebung

Seit 1972 wird der Studiengang Medizinische Informatik von der Fachhochschule Heilbronn und der Universität Heidelberg, Fakultät für Theoretische Medizin, gemeinsam durchgeführt mit Lehrveranstaltungen in Heilbronn und Heidelberg. Dieses Curriculum führt in einem9-semestrigen Studium zur Graduierung Diplominformatiker der Medizin (Dipl-Inform. Med.) durch die Universität Heidelberg. Absolventen des Studienganges können an der Medizinischen Fakultät der Universität zum Dr. sc. hum.(scientiarum humanarum) promovieren. 350 Studenten sind eingeschrieben. Die Zahl der bisherigen Absolventen beträgt ca. 550. Die Struktur des Curriculums (Abb. 1) wird dadurch gekennzeichnet, daß Inhalte der Medizinischen Informatik vom ersten Semester an integriert sind und in der zweiten Studienhälfte sowohl im Pflichtteil als auch auch in den von den Studenten wählbaren Schwerpunkten ausgeprägt sind. Diese Schwerpunkte geben das breitbandige Spektrum der Medizinischen Informatik wieder, z.B. Betriebswirtschaftliche Anwendungen im Gesundheitswesen,Biosignalverarbeitung und Bildverarbeitung,Bildung mathematischer und statistischer Modelle in der Medizin, undInformations- und Wissensverarbeitung in der Medizin, insbesondere auch Expertensysteme zur Unterstützung der medizinischen Entscheidungsfindung.

Franz Josef Leven
GENIUS 3 — Ein netzwerkfähiges Lern- und Autorensystem

Multimediale Darstellungsmöglichkeiten und preiswerte Hardware in vielen Bereichen der Elektronik eröffnen für die oomputergestützte Wissensvermittlung neue Möglichkeiten. Die zwischenzeitlich etwas ins Abseits gerückte Form des computerunterstützten Unterrichts erlebt in jüngster Zeit einen neuen Innovationsschub. Vor dem Hintergrund der inzwischen in großer Zahl verfügbaren Personalcomputer — im Hochschulbereich auch dank CIP — stellt sich die Frage, wie diese Systeme neben ihren sonstigen Aufgaben auch für eine multimediale Vermittlung von Wissen flexibel eingesetzt werden können. Der computerunterstützte Unterricht (CUU) ist anderen Unterrichtsformen dann überlegen, wenn Unterrichtsinhalte textuell/graphisch darstellbar oder Vorgänge durch Simulationen erfahrbar sind und einer großen Menge von Personen mit unterschiedlichen Vorkenntnissen, unterschiedlichem Interesse oder unterschiedlichen zeitlichen Möglichkeiten vermittelt werden sollen. Die Gestaltungsmöglichkeiten der Benutzeroberfläche eines Lern- und Autorensystems stellen ein wichtiges methodisches Hilfsmittel zur Vermittlung von Wissen mit Hilfe eines Computers dar. Je mehr und je differenzierter Inhalte dargestellt oder Situationen simuliert werden können, desto besser ist die Akzeptanz computer-unterstützten Lehrens und Lernens. Während erste Ansätze computer-unterstützten Unterrichts in den 70er und frühen 80er Jahren auf zentralen (Großrechnern (z.B. Plato von CDC oder GENIUS(2.0) von unserem Institut) in Bezug auf Darstellungen und Steuerungen meist nur einfache Möglichkeiten boten, können auf PCs die wesentlich erweiterten Möglichkeiten der Darstellung und Funktionssteuerungen genutzt werden: — Freie Eingabeformate mit datentypabhängiger Syntaxprüfung, — Menütechnik und Funktionstastensteuerung, — Fenstertechnik, — Farbdarstellung und Grafik, — Darstellung einfacher Bewegungen, — u.U. Anschluß weiterer Medien.

Rainer Schnitzler, Reinhold Gebhardt, Walter Ameling
Die Simulationssprache CSS-PASCAL für Lehre und Forschung

Die Simulationssprache CSS-PASCAL gestattet neben der Programmierung und Ausführung von Algorithmen (PASCAL) die Beschreibung und Lösung von Gleichungssystemen mit algebraischen Gleichungen und Differentialgleichungen zur Simulation (Nachbildung) kontinuierlicher analoger Systeme (CSS: Continuous System Simulation). Diese Systemklasse ist typisch für viele Fachgebiete, z. B. Regelungs- und Steuerungstechnik, Mechanik, elektrische Antriebstechnik. PASCAL bedient sich fundamentaler Konzepte, die klar und natürlich reflektiert werden. Diese Methode fördert das Programmieren als systematische Disziplin und auch zuverlässige effektive Implementierungen. CSS-PASCAL ist eine dieser Methode verpflichtete Erweiterung von PASCAL. Die mit wenigen Syntaxgraphen definierte Simulationsanweisung gestattet die Beschreibung der Simulationsmodelle. Charakteristische Beschreibungsmittel sind strukturierbare Gleichungen, Simulationsoperatoren und ereignisabhängige Anweisungen. Die Simulationsexperimente sind durch PASCAL-Algorithmen steuerbar. Zur Unterstützung der experimentellen Arbeit können verschiedene Serviceprogramme benutzt werden. Die Übersetzung der Programme er-folgt zweistufig mit Vorübersetzer und PASCAL-Compiler. Die Simulationsanweisung wird durch einen robusten Simulator emuliert. Dieser beinhaltet die Ereignissteue-rung und ein modifiziertes leistungsfähiges Verfahren zur Lösung nichtlinearer Algebrodifferentialgleichungssysteme aus einem Analyseprogramm für elektrische Netzwerke [2]. Die Komponenten von CSS-PASCAL (Entwicklungssystem, Vorübersetzer, Simulator, Servioeprogramme) sind sämtlich in PASCAL geschrieben. Zur Benutzung von CSS-PASCAL sind PASCAL-Grundkenntnisse ausreichend. Erforderlich sind ein IBM-bzw. ein mit MS-DOS und TURBO-PASCAL kompatibler PC.

Volker Spenke, Maria Flemming
SIC — Ein Smalltalk-basierter Interaktiver Compiler-Compiler

Das Programm SIC macht Vorgänge sichtbar und steuerbar, wie sie in modernen Programmiersprachenübersetzern („Compilern“) ablaufen. Technisch gesehen ist SIC ein sogenannter „Compiler- Compiler“, der aus Sprachbeschreibungen (in Form „attri-butierter Grammatiken“) Komponenten von Compilern generiert: Syntaxanalysatoren, welche die grammatikalische Struktur vorgelegter Quelltexte ermitteln und Attribut-auswerter, welche anhand dieser grammatikalischen Struktur die gewünschte Übersetzung durchführen.

Lothar Schmitz
Das Dresdner Autorensystem DAUS

Mit dem Dresdner Autorensystem DAUS wird ein System vorgestellt, das in erster Linie der Entwicklung von Lehrprogrammen dient. Es wird als vollständiges Softwarepaket für IBM PC/XT/AT (und kompatible) angeboten und benötigt mindestens 640 KB Hauptspeicher und etwa 1,5 MB Festplatte. Eine Disketteninstallation ist nicht vorgesehen. Zur Übersetzung der Lehrprogramme benötigt der Nutzer den Turbo-Pascal-Compiler (Version 5.5 oder 6.0). Detaillierte Angaben können [Friedrich et al.90] entnommen werden. Im Unterschied zu vielen bekannten Systemen stehen im DAUS pädagogisch-didaktische Zielstellungen im Vordergrund. So existieren neben umfangreichen Methoden zur Analyse der Schülerantwort auch zahlreiche Verzweigungsmechanismen, die es gestatten, den Lernverlauf an die Leistungen des Schülers anzupassen. Dem Programmautor bleibt es dabei überlassen, inwieweit er es dem Schüler ermöglicht, selbst aktiv in den Lernweg einzugreifen. Durch die Möglichkeit der Einbindung von Simulationen kann während des Progammlaufs auch andere Software benutzt werden. Möglichkeiten zur Übergabe von Parametern und zu deren Auswertung mit einem DAUS-Lehrprogramm sind vorhanden. Eine einfach zu bedienende Systemoberfläche mit Menütechnik und zahlreiche Kontrollmechanismen erlauben es auch dem weniger geübten Programmautor, Lehrprogramme in hoher Qualität zu erzeugen. Dazu stehen ihm systemeigene Editoren zur Verfügung, mit denen der Text des Programms, die Programmdateien und Grafiken erstellt werden. Der Steuerteil wird in einer spezielle Sprache (LEFO: Lehrprogramm-FOrmulieningssprache) formuliert und in zwei Pässen in eine ausführbare Datei übersetzt.

Michael Unger
Microsoft — Die Software der Zukunft in Forschung und Lehre

Der Umgang mit Computern hat sich im Verlauf der 80er Jahre dramatisch verändert. Geschwindigkeit und Speicherkapazität der Personalcomputer haben Werte erreicht, die bislang nur von großen, zentral gesteuerten Systemen erzielt wurden. Viele Unternehmen und Universitäten wechseln von ihren Großrechnern und Minicomputern auf PG. Computertechnik wurde für ein großes Anwenderspektrum verfügbar und ein unentbehrlicher Bestandteil der alltäglichen Entscheidungsfindung, vor allem auch im Bereich von Wissenschaft und Forschung.

Stefan Heimerl
Das Clipper Entwicklungssystem ASAIL und das Matrizenverarbeitungssystem KOMAX

ASAIL ermöglicht es, den Aufwand bei der Erarbeitung von Clipper™ -Anwendungen drastisch zu senken. Geübte Entwickler sind z.B. in der Lage, innerhalb von wenigen Minuten eine einfache netzwerkfähige Datenbanklösung mit kompletter Menüsteuerung, Codewortabfrage, Erfassungsmasken, Bildschirmtabellen, Online-Hilfssystem und verschiedenen Werkzeugen für den Benutzer zu erstellen. Die fertige Lö sung ist von ASAIL unabhängig, kann also lizenzfrei veräußert werden. Das System selbst ist offen gestaltet. Der Entwickler wird nicht in ein festes Regime gezwungen, sondern es ist ihm überlassen, welche Komponenten er nutzt.

Siegmar Groβ, Gerd Stechow
Softwarebeschaffung

Heute gibt es Standards für fast jeden Bereich. Sie erleichern Ihnen die Datenübergabe von Programm zu Programm und sorgen dafür, daß Ihre getätigten Investitionen auch noch morgen ihren Wert behalten. Die Standardlösung von heute ist flexibel anpaßbar an die jeweiligen betrieblichen Erfordernisse. Viele Pakete verfügen sogar über ihre eigene Makroprogrammiersprache. Unabhängige Literatur von Drittanbietern erleichtert zusätzlich die Auswahl. Standardsoftware ist sofort verfügbar und muß nicht erst langwierig entwickelt werden.

Pfannstiel’s Logibyte
Ein blindengerechtes Textlesesystem

An der Universität Karlsruhe entstand 1987 der „Modellversuch Informatik für Blinde“, dessen vorrangige Aufgabe die Unterstützung blinder Studierender ist. Im Rahmen der Werkzeugforschung stand von Anfang an der komfortable elektronische Textzugang im Vordergrund. So entstanden als Diplomarbeiten u.a. ein Betriebssystem, ein Editor, ein Graphikdatenbanksystem (z.B. zur Erzeugung und Benutzung von Stadtplänen, womit die Mobilität der Blinden erhöht wird) und von mir ein Textlesesystem, das den elektronischen Textzugang erleichtern hilft.

Stefan Trcek
Studenteninformationssystem STUDIS

Ziel eines Projektes, das über einen Zeitraum von zwei Jahren an der Technischen Hochschule Darmstadt durchgeführt wurde, war die Entwicklung eines Studenteninformationssystem, kurz STUDIS, das die rechnergestützte Kommunikation zwischen Studenten, Tutoren und dem Veranstalter einer Grundvorlesung im Fachbereich Informatik ermöglichen soll.

Hans-Jürgen Hoffmann, Thomas Golwer, Gerlinde Hess, Christian Jonnas
Modellversuch Integration studenteneigener Rechner in das Studium

An der Fachhochschule Regensburg wird seit Anfang 1991 ein Modellversuch durchgeführt, dessen Ziel es ist, die Integration studenteneigener Rechner in die Ausbildung zu intensivieren. Er hat Vorbilder an der TU München [8], [9], in England, der Schweiz und den USA. Nachfolgend wird auf die Zielsetzungen des Modellversuchs eingegangen. Die Anforderungen eines praxisbezogenen Studiums werden analysiert und der Bedarf an Software zur Unterstützung der Lehre ermittelt. Abschließend wird über den aktuellen Projektstand und erste Erfahrungen berichtet1.

Udo Garmann

Rechnerpools und Vernetzung

Frontmatter
Gedanken zur Organisation von Rechnerpools und Vernetzung

Die Möglichkeiten automatischer Datenverarbeitung werden an den Hochschulen in vielfältiger Weise genutzt, da eine Hochschule ja auch als Unternehmen mit den dafür typischen generellen Aufgaben angesehen werden muß. Besonders zu nennen sind hier die Anwendungen der DV als Hilfsmittel für die Durchführung des technischen BetriebsHilfsmittel für die Verwaltungallgemeine VerwaltungBibliothekKlinikverwaltungHilfsmittel für die Forschung und LehreGegenstand von Forschung und LehreArbeitsgerät, mit welchem Studenten für ihr späteres Arbeiten im Studium und als Berufstätige vertraut werden sollen.

Dieter Haupt
Wissenschaftler der neuen Bundesländer im Deutschen Forschungsnetz

Der DFN-Verein -1984 gegründet als Selbsthilfeorganisation der Wissenschaft für die Belange der rechnergestützten Datenkommunikation — sorgt für bestmögliche Voraussetzungen der Wissenschaftler der Bun- desrepublik Deutschland zum weltweiten Informations- und Datenaus- tausch auf Basis einer offenen Kommunikation.

Gertraud Hoffmann
CIP-Rechner als Vermittlungsstelle elektronischer Fachkommunikation

Auch in den Geisteswissenschaften wird die elektronische Fachkommunikation mit zunehmender Hardwareausstattung einen immer stärkeren Stellenwert erhalten. Da viele Wissenschaftler derzeit noch nicht über einen eigenen vernetzten Arbeitsplatz-rechner verfügen, könnten die CIP-Pools eine Mittlerfunktion zwischen Universitätsrechenzentren, die die weltweite Fachkommunikation durch die Anbindung an akademische Netze ermöglichen, und den einzelnen Fachwissenschaftlern einnehmen. Die Vorteile aber auch die Problematik der elektronischen Fachkommunikation werden kurz dargestellt. In einer Kolumne der auf elektronischem Wege vertriebenen Zeitschrift OFFLINE 341 vom 11. Juli 1991 zieht der Herausgeber Robert Kraft zum Thema der elektronischen Kommunikation in den Geisteswissenschaften unter dem Titel: „Feeling the Information Explosion“ ins Deutsche übertragen folgendes Resümee: „Die gute Nachricht ist, daß aufregende Dinge auf den elektronischen Fachlisten passieren [..]. Die schlechte Nachricht ist, daß, sofern jemand über weitgestreute Interessen verfügt und sie unter Zuhilfenahme der elektronischen Möglichkeiten pflegen möchte, es einen großen zeitlichen Aufwand erfordert. [..] Aber die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt, und zwar auf einer Vielzahl von Ebenen — beim Sammeln von Informationen, beim Testen von Ideen, durch interaktive Diskussionen, durch Überblicke und Publikationen, durch Distribution und Revision. Zudem wird sich die Welt um uns herum mehr und mehr in diese Richtung bewegen, gemeinsam mit der Welt unserer Kollegen, Studenten und Kinder. Bleibt dabei, wenn Ihr dazu neigt, und in jedem Fall bleibt informiert.“ Diese Zusammenfassung zeigt deutlich die Vorteile der elektronischen Kommunikation in den Geisteswissenschaften, ohne gleichzeitig die Nachteile zu ver-heimlichen.

Peter Scherber, Helge Steenweg
Beschaffung von Software über die Hochschulnetze

Dank CIP und WAP konnte und kann die Rechnerausstattung an den deutschen Hochschulen um ein wesentliches verbessert werden. Die Softwareausstattung der Rechnerpools deckt im wesentlichen den Bereich der Standardsoftware, wie Textverarbeitung, Desk Top Publishing, Graphikanwendungen und Datenbanken ab. Das Angebot an Standardsoftware ist vielfaltig und wird zum größten Teil durch Produkte der Marktführer abgedeckt. Weitaus schwieriger gestaltet sich das Beschaffen spezieller, fachspezifischer Lehrprogramme oder systemabhängiger Softwarewerkzeuge. Mangels ausreichender Informationen über derartige Software wird oft der Weg einer Eigenprogrammierung vorgezogen. Da sich Nischenprogramme nur schwer absetzen lassen, besteht auf Seite der kommerziellen Softwareanbieter wenig Interesse einer Vermarktung. Der unbedarfte Käufer wird wohl auch weiterhin lediglich auf Broschüren und Zeitschriftenanzeigen, die die Vorzüge von Textverarbeitungssystemen an-preisen, zurückgreifen können. Mit der zunehmenden Vernetzung der Hochschulen werden seit einigen Jahren Dienste angeboten, die es erlauben, Software über die Hochschulnetze zu beziehen. Aber auch Datenbanken mit Softwarebeschreibungen und Mechanismen zum weiträumigen Erfahrungsaustausch können in Anspruch genommen werden. Es gibt eine Reihe von Diensten und Anwendungen, die public domain und damit unentgeltlich nutzbar sind. Einige davon werden in diesem Beitrag vorgestellt.

Helmut Filipp
Erfahrungen mit universitärer Kommunikation via Computer

Unter computer-vermittelter Kommunikation (im folgenden CVK abgekürzt) soll hier der Austausch von Nachrichten zwischen Menschen via Computer verstanden werden. CVK zeichnet sichim Vergleich zu anderen Kommunikationsformen dadurch aus, daß einige Vorteile des Briefs (Schriftform, Ungleichzeitigkeit von Senden und Empfangen) mit einigen Vorteilen des Telefons (sofortige Vermittlung der Nachricht) verbunden werden. CVK ist ein soziales Phänomen mit zunehmender Bedeutung. So hat sich z. B. das Datenvolumen im WIN innerhalb des letzten Jahres mehr als verdoppelt und das Nachrichtenaufkommen des UseNet-Systems wächst nahezu exponentiell. Die hier referierte Befragung zu CVK sollte Aufschluß darüber geben, welche technischen Merkmale von welchen Nutzergruppen als Vorteil oder als Nachteil angesehen werden, ob via Computer gleichberechtigter und demokratischer kommuniziert wird als in face-to-face Kontakten und ob andere Kommunikationsformen durch CVK verdrängt oder ergänzt werden.

Philipp Heldt, Jörg Rade, Wolfgang Scholl
Sicherheitssysteme im Ausbildungsrechenzentrum der SOWI-Fakultät

Allsbildungsrechenzentren an den Universitäten sind mit einer sehr hohen Anzahl von zumeist ungeübten Benutzern, mit häufig wechselnden Anforderungen an die SW-Ausstattung der User-PC und mit dem „Spieltrieb“ mancher Studenten konfrontiert. Zur Aufrechterhaltung des Lehrbetriebes ist eine hohe Verfügbarkeit des Systeme zu gewährleisten. Die Sicherheitssysteme haben daher einen Kompromiß zwischen einer hohen Sicherheit des Gesamtsystems und den Nutzungsmöglichkeiten eines vernetzten PC als kreatives Werkzeug mit einfachem Zugang und leichtem Datenaustausch zu finden. Im vorliegenden Beitrag soll das angenommene Gefahrenszenario und die darauf aufbauenden Sicherheitssysteme des Rechenzentrums der Sowi-Fakultät dargestellt werden.

Otto Krickl
Sicherung von Netzwerken mittels Verschlüsselungs- verfahren — Simulationsprogramm NESSY (Network Encryption Simulation System)

Datenkommunikation in Computernetzwerken birgt besondere Gefahren in sich: Daten können abgehört, verfälscht oder fingiert werden. Dies zu verhindern, sind Verschlüsselungsverfahren besonders geeignet. Jedoch gibt es verschiedene Verschlüsselungsstrategien und zahlreiche unterschiedliche Verfahren, so daß ohne größere Einarbeitung ein Überblick kaum, Verstehen und sinnvolles Einsetzen dieser Technik nicht möglich ist. Für Datenschützer ist jedoch die Kenntnis dieser wichtigen Datensicherungstechnik unerläßlich.

Heinz-Erich Erbs, Jens Puhle
MS-DOS und Macintosh — Erfahrungen aus einem gemischten PC-Labor

Noch vor einigen Jahren wurden MS-DOS und Macintosh als zu unterschiedliche Systeme betrachtet, als daß man sie beispielsweise in einem Buch zusammen behandeln könnte1. Durch die Annäherung von Macintosh an den DOS-Markt und nicht zuletzt durch Windows scheint die Trennung zwischen den Systemen geringer zu werden, obwohl in vielen Punkten grundlegende Unterschiede bestehen bleiben.

Detlef Ufert

Neue Rechnerarchitekturen

Frontmatter
Informationstechnik der 90er Jahre

Informationstechnik der 90er Jahre erfordert eine breit angelegte zukunftsorientierte Forschung und Erprobung neuer SW-Techniken und -Systeme. Schwerpunkte der Softwaretechnik werden Software-Entwurfs-, Validations- und Implementierungsverfahren, neue Software-Architekturen, Sicherheitsstandards sowie Software-Verteilungs konzepte sein. Insbesondere werden wissensbasierte Techniken stark an Bedeutung gewinnen. Stand in den Anfängen der Computernutzung der Rechner im Mittelpunkt, wurden also Aufgaben maschinenorientiert programmiert, so rückt ab der dritten Computergeneration die Programmierung selbst in den Vordergrund. Begriffe wie logische, objektorientierte und funktionale Programmierparadigmen, aber auch neue Verarbeitungsmodelle und die entsprechenden Spracherweiterungen stehen für diese Periode. Beginnend in den 80er Jahren erzwingen große Anwendungen wie integrierte Postdienste, CAD-Elektronik oder verteilte Büro- oder Fertigungsaufgaben die Modellierung reicherer Gegenstandsbereiche. In den 90er Jahren werden semantische Aspekte bei der Computernutzung zunehmend wichtiger. Unter KI (Künstliche Intelligenz) wird die wissenschaftlich-technische Disziplin verstanden, die sich um das Verstehen und Modellieren menschlicher Intelligenzleistungen und die qualitative Leistungssteigerung und Erschließung neuer Anwendungsbereiche von Computern, Programmiertechniken und Informationssystemen bemüht. Die KI-Forschung hat ihre Wurzeln in der symbolischen Informationsverarbeitung (Theorembeweisen, mathematische Logik) und der kognitiven Psychologie und Linguistik. 1977 prägte Feigenbaum den Begriff knowledge engineering.

Dieter Schütt
Neues vom IBM Personal System/2

IBM bietet eine umfassende Produktlinie für den PC AT Bus und den Mikrokanal. Alle Systeme verwenden Intel-Prozessoren der Typen 80386 oder 80486, sind mit einem 3 1 /2 Zoll (1,44/2,88 MB)-Diskettenlaufwerk ausgerüstet und haben standardmäßig eine VGA-, eine serielle, eine parallele und eine Mausschnittstelle. Der bei Auslieferung auf der Systemplatine installierte Hauptspeicher beträgt minimal 2 MB, bei einigen Systemen bereits 16 MB.

Eberhard Fischer
Neues vom IBM RISC-System /6000

Die IBM-RISC-System/6OOO-Rechnerfamilie wurde im mittleren Leistungsbereich um ein neues Mitglied erweitert. Das Modell 530H basiert auf der bewährten IBM-POWER-Architektur (POWER = Performance Optimization With Enhanced RISC) und ist zu den übrigen RS/6000-Modellen binär kompatibel. Das Modell 530H läßt sich nachträglich auf die Leistungsfähigkeit und Funktionalität des Modells 550, dem leistungsfähigsten System der IBM-RISC-System/6000-Rechnerfamilie, erhöhen.

Eberhard Fischer
Offene Systeme — Sun Technologie in Forschung und Lehre

Nach Expertenmeinung werden in den 90ern rund 370 Milliarden DM inClient-Server Computing investiert Wie war’s, wenn Sie erst einmal ein paar Minuten investieren.

Robert Renz
Transputer als Ausbildungswerkzeug

Transputer und Transputerduster eignen sich sehr gut als Graphikprozessoren, Steuer- oder Parallelrechner, die in verschiedenen Lehrveranstaltungen als Übungswerk-zeuge benötigt werden. Damit man allen Studierenden diese Geräte zur Verfügung stellen kann, wird eine bestehende Umgebung, die aus Standard-MS-DOS-PCs, die an ein Ethernet-Netzwerk angeschlossen sind, um ein Cluster von Transputern mit einem dazugehörigen Server erweitert. Für die dynamische Verwaltung von Transputer-Teildustern wird ein spezielles Zugriffemanagement definiert, das bestimmte Verarbeitungskontingente an die Benutzer vergibt und einen benutzerfreundlichen Zugriff auf die verschiedenen Konfigurationen bietet

Reinhard Posch, Franz Pucher, Michael Welser

Informationstechnologiepolitik

Frontmatter
Zukunftskonzept Informationstechnik der Bundesregierung und weitere strukturpolitische Konzeptionen

Im folgendem soll ein Überblick über das Zukunftskonzept Informationstechnik der Bundesregierung und die Mitteilung der EG-Kommission über die „europäische Elektronik-und Informatikindustrie: Situation, Chancen und Risiken, Arbeitsvorschläge“ gegeben werden. Die Aussagen zum Thema Software werden anschließend vertieft und ein Bezug zur Situation in den neuen Bundesländern hergestellt.

Michael Pemp

Informatik und Mathematik

Frontmatter
TUTLAB (TUTorials LABoratory) — Ein Werkzeug zur Erstellung problemorientierter Tutorials für Algorithmen

Algorithmen spielen in vielen Teilbereichen der Mathematik und der Informatik eine wichtige Rolle und werden folglich in der Lehre ausführlich behandelt. Ein adäquates Unterrichtsmedium sind hierbei interaktive Übungsprogramme. Wir verstehen darunter problemorientierte Tutorials, bei denen der Computer eine zweifache Aufgabe hat. Er übernimmt zum einen die Rechenarbeit und ist zum anderen Unterrichtshilfsmittel mit seinen besonderen Fähigkeiten: Im interaktiven Dialog präsentiert und visualisiert er die Probleme, den Ablauf der Algorithmen sowie die Lösungen der Probleme, und er unterstützt, lenkt und kontrolliert auf der Grundlage der algorithmus-gesteuerten Wissensbasis den Lernprozeß des Benutzers. Die zugehörige Software muß also zwei Komponenten umfassen, ein Anwenderprogramm, in dem die Wissensbasis erzeugt wird, und ein Lernprogramm zur Vermittlung des Wissens.

Bruno Riedmüller, Guillermina Schröder
PADMOS und PADFIT — Automatisches Differenzieren und nichtlineare Optimierung in MS-DOS

The MS-DOS program PADMOS solves nonlinear programming problems with up to 40 constraints and at most 15 variables. The menu-oriented user interfaœ with built-in editor enables a convenient input and modification of problems. Gradients (and when needed Hessians) are computed accurately by automatic differentiation. These features make PADMOS a comfortable tool for research applications where the exact model is selected after several changes of the problem functions. As well the program is suited for teaching purposes. Tedious introductions can be skipped because the Turbo-Pascal like environment is usually familiar to students.For introductory courses in nonlinear optimization there is a simplified tutorial (PADTUT) containing most relevant algorithms from steepest descent and BFGS to Newton’s method. PADMOS itself uses trust region approaches including directions of negative curvature. Nonlinear constraints can be tackled by SQP, augmented Lagrange or Robinson-type methods which simplify considerably in case of linear constraints. The important case of data fitting is supported by a suitable adapted syntax and graphic display of the fitted function versus sampled data points.

Michael Greiner, Christian Kredler
Interrupts in der Didaktik der Mikroprozessortechnik (I)

Das relativ komplexe Gebiet der Behandlung von Interrupts in der Vorlesung kann mit Simulationstools wesentlich anschaulicher dargestellt werden. Dies soll mit dem Programmsystem M85 an Hand eines Beispiels demonstriert werden.

Peter Sachs
Tutorprogramm in natürlicher Sprache für Ganzrationale Funktionen

Im Rahmen einer Diplomarbeit (BAXHEINRICH und GRAGES 1991) wurde ein Lehr-und Lernprogramm über das Thema Ganzrationale Funktionen (Polynome) entwik-kelt Es vermittelt Kenntnisse, die im Grundstudium Mathematik für Ingenieure der Elektrotechnik gelehrt oder bereits als bekannt vorausgesetzt werden. Unsere Zielsetzung war, den Stoff nicht etwa in Form von Lektionen mit anschließendem Abfragen des Kenntnisstandes anzubieten. Vielmehr wird die Initiative so weit wie nur möglich dem lernenden Benutzer („Schüler“) gegeben: er allein bestimmt, ob er zunächst einige Kapitel Grundlagen mit Beispielen bearbeiten oder gleich seine Kenntnisse zur Untersuchung eines von ihm (in fast beliebiger Form) über die Tastatur eingegebenen Polynoms einsetzen will. In diesem Fall trifft er die Wahl, ob er z.B. erst die Nullstellen der gerade betrachteten Funktion berechnet oder vorher etwa ihre Ableitung bestimmt, ob er später bereits mit wenigen berechneten Punkten eine Skizze der Funktion in Angriff nimmt oder zunächst eine gründliche „theoretische“ Kurvendiskussion erarbeitet. Unterstützt wird dieses Konzept durch die Dialogführung in natürlicher Sprache: Der Benutzer teilt seine Wünsche und Ergebnisse in umgangssprachlichen Sätzen über die Tastatur mit, das Tutorprogramm interpretiert diese Eingaben und reagiert entsprechend. Im Rahmen einer früheren Diplomarbeit (SCHIFFERDECKER 1988) war in unserem Labor bereits ein Lehrprogramm mit diesen Zielsetzungen — damals noch für den Commodore 64 — Computer — verfaßt worden. Wegen des sehr beschränkten Speichers, der geringen Geschwindigkeit und dem Mangel an leistungsfähigen Programmiersprachen mußten damals allerdings Abstriche z.B. bei der freien Wahl der Lernschritte gemacht werden. Das hier vorgestellte Programm wurde völlig neu konzipiert in Turbo-C für die ATARI-Computer ST, Mega ST und TT geschrieben und benötigt kompiliert etwa 200 kB RAM. Es macht ausgiebig Gebrauch von der Window-Technik des GEM (Graphic Environment Manager von Digital Research) und den schnellen Grafikrou-tinen des ATARI-Betriebssystems.

Jürgen Barsuhn, Klaus Baxheinrich, Uwe Grages

Ingenieurwissenschaften

Frontmatter
PROFIL-FEM-3D — Elektronischer Simulator für Versuche mit Bauteilen aus Stahl

Praktikern und Studenten kann das Beanspruchungs- und Verformungsverhalten von Stahlbauteilen unter sich steigender Last am besten im Laborversuch vor Augen geführt werden, und der Versuch ist der Maßstab, an dem Bemessungsregeln für Stahlbauten kalibriert werden.

Roland Spangemacher, Gerhard Sedlacek, Dirk Bohmann
Graphische Statik — Teachwareapplikation zu AutoCAD

Die graphische Zerlegung von Kräften sowie deren Zusammenfügung zu einer Resultierenden war bereits Leonardo da Vinci im 15. Jahrhundert bekannt. Darauf auf-bauend wurden graphische Methoden entwickelt, um auf anschauliche Art und Weise z. B. Auflagerreaktionen oder Biegemomente an statisch bestimmten, ebenen Tragsystemen zu ermitteln. Sowohl die Entwicklung numerischer Verfahren zur Bestimmung von auf und in Bauteilen wirkenden Kräften, als auch die Trennung der Berufsbilder „Architekt“ und „Bauingenieur“ haben die statischen Berechnungen für den Architekten, und damit auch für den Architekturstudenten undurchschaubarer gemacht Es ist jedoch wünschenswert, daß der entwerfende Architekt schon in der frühen Entwurfs-phase jene statischen Zusammenhänge erkennen und bewußt in den Entwurf einbeziehen kann, wobei eine unanschauliche Berechnung mit vielen, in diesem Entwurfsstadium noch gar nicht exakt bekannten Daten, nicht die geeignete Möglichkeit darstellt. Viel anschaulicher und für diese Zwecke ausreichend genau ist die graphische Methode, sich einen Überblick und ein Gefühl für den Kräfteverlauf in einem ebenen Tragwerk zu verschaffen. Außerdem zeichnet sich dieses Verfahren durch eine einfache Handhabung aus, da man schon durch Parallelverschiebungen, Aneinanderhängen von Kräften und Abmessen von Längen an das gewünschte Ziel gelangt. Aus diesen Gründen hat die graphische Statik ihren festen Platz in der Architekturausbildung. Ein neuerer, immer bedeutender werdender Aspekt der Arbeit des Architekten stellt der Umgang mit EDV dar, wobei insbesondere die verschiedenen CAD-Systeme zu nennen sind.

Dirk Langer
BALCAD/BALCAL — Programme zur Modellierung und Berechnung von Stabtragwerken

Das auf dem 5. CIP-Kongreß vorgestellte Programmpaket BALCAD/BALCAL dient der interaktiven Modellierung von Stab- und Balkentragwerken und ihrer Berechnung auf Festigkeit und Stabilität sowie der Strukturmodifikation. Weiterhin ist es möglich, die vorgestellte Software als Preprozessor für (Teil-) Strukturen im Rahmen des kommerziellen FEM-Programm-Systems COSAR (FEMCOS-GmbH Magdeburg) einzusetzen. Während auf die letztgenannte Verwendungsmöglichkeit im Rahmen dieses Beitrages nicht eingegangen wird, soll im weiteren eine kurze Beschreibung des Modellvorrates und der Arbeitsweise mit den Programmen erfolgen. Interessenten können das Nutzerhandbuch vom Verfasser anfordern. Das Programmsystem ist vornehmlich für die Anwendung in der Lehre geschaffen worden. Es dient dabei zur Ergänzung der konventionellen Ausbildung in der Technischen Mechanik und in aufbauenden Lehrfächern und soll dem Studierenden die Kontrolle eigener Rechenergebnisse ermöglichen, aber auch dem Vergleich unterschied-licher Strukturvarianten dienen. Es ist inzwischen nicht nur an der TU Magdeburg, sondern auch an weiteren Universitäten und Fachhochschulen zum Einsatz gekommen, wozu auch die Präsentation auf dem 5. CIP-Kongreß maßgeblich beigetragen hat. Daneben ist infolge der Leistungsfähigkeit der Programme durchaus auch eine professionelle Nutzung möglich.

Udo Fischer
Mathematische Grundlagen der Computergeometrie in der Ingenieurausbildung

Die Hochschulausbildung konstruktiv tätiger Ingenieure wird zunehmend durch Veränderungen der technischen Basis in den Konstruktions- und Projektierungsbüros be-einflußt. Anspruchsvolle CAD-Systeme ermöglichen eine bedeutende Rationalisierung der Entwurfs-, Gestaltungs- und Berechnungstechniken und gestatten eine detailgetreue Bemessung und anschließende Darstellung eines Objekts. Diesem Umstand sollten Grundlagenfächer in der Hochschulausbildung Rechnung tragen. Es ist oft die typische Situation anzutreffen, daß in Abhängigkeit von der materiellen Ausrüstung der Institute und Bereiche Spezialvorlesungen und Praktika höherer Studienjahre auf anspruchsvollem Niveau an modernster Technik absolviert werden, die naturwissenschaftlich-technischen Grundlagenwissenschaften aber häufig noch in recht konservativer Form gelehrt werden. Eine Begründung dafür wird in dem anteilmäßig geringen Zeitfonds für diese Fächer — gemessen am Gesamtumfang der Ausbildung — gesehen. Außerdem fordert die theoretische Fundierung mathematisch-naturwissenschaftlicher Aussagen einen beträchtlichen Zeitaufwand, so daß moderne Gebiete der Applikation nur in begrenztem Umfang einfließen können. Diese Aussage gilt offensichtlich nicht nur für die Ingenieurausbildung in den neuen Bundesländer. An der Hochschule in Cottbus wird nach grundlegender Überarbeitung von Lehrinhalten seit dem Herbstsemester 1987/88 im Rahmen der Mathematikausbildung eine Verknüpfung traditioneller und moderner Lehrinhalte geboten. Teilgebiete der linearen Algebra, der elementaren Funktionenlehre, der Darstellenden und der Konstruktiven Geometrie sowie der Informatik gehören zu einer Vorlesungsreihe in der Grundausbil-dung, die Studenten des Studienganges Bauingenieurwesen angeboten wird. Einige Aspekte der Inhalte werden im folgenden beschrieben.

Michael Fröhner
Anwendungsorientierte Informatikausbildung an der Architekturfakultät

Auch in dem Bereich des baukünstlerischen Entwurfs dringen die neuen, computergestützten Medien mit der Offerte ein, die Projektorganisation und Zeichnungserstellung entscheidend zu effektivieren. Damit entsteht ein großer Bildungsbedarf für die angesprochenen Architekten, worauf in der Lehre reagiert werden muß.

Dirk Donath
Entwerfen mit CAD am Fachbereich Architektur

Im Folgenden werden die Ergebnisse von bisher zwei abgeschlossenen Entwurfsseminaren des Hauptstudiums Architektur der Technischen Universität Berlin dargestellt, die mit Hilfe des CAD-Programms AutoCAD durchgeführt wurden. Den Seminaren steht die Hypothese voran,durch räumliche Konzepte eines CAD-Programms in eine neue und inspirierende Auseinandersetzung mit Raum und Form in der Kunst und Architektur treten zu können. Zur traditionellen Zeichnung und zum Modell tritt nun ein neues Ausdrucksmedium hinzu, das als Ausgangspunkt der kritischen Erörterung des Entwurfes an den Universitäten noch weithin unverbreitet ist.

Brunhilde Meier
Dokumentation zum Programm EVER — Energiebedarfsermittlung einer zu elektrifizierenden Eisenbahnstrecke

Das Programm EVER ermöglicht die Energiebedarfsermittlung von Vollbahnen nach dem KOTHERschen Energiebedarfsermittlungsverfahren [1-3]. Dazu ist die zu berechnende Strecke in Abschnitte einzuteilen, die nach den Gesichtspunkten Betriebsstellen, Neigungswiderstände und Bogenwiderstände gewählt werden. Das Programm verarbeitet folgende Eingabegrößen: a)Streckendaten je Abschnitt Länge,Neigung,Bogenwiderstand;b)Zugdaten je Zugart Lokomotivmasse,Antriebsart,Luftwiderstandsbeiwert,Zugart (Reisezug oder Güterzug),Zugmasse,Zugzahl je Tag;c)Technologische Daten je Zug befahrene Abschnitte, je AbschnittHöchstgeschwindigkeit in Hin- und Gegenrichtung,Anfahrten nach Halt (ja/nein).

Gerhard Hofmann
NUMERI — Ein Programmsystem zur digitalen Signalverarbeitung für den Einsatz in der Lehre

Beim Einsatz der Methoden der digitalen Signalverarbeitung in der Praxis zeigt sich, daß die genaue Kenntnis der Verfahren für deren sinnvollen und erfolgreichen Einsatz unbedingt notwendig ist. Insbesondere in der Ingenieurausbildung wird deutlich, daß allein die Vermittlung der theoretischen Grundlagen nicht ausreicht. Aus diesem Grunde wurde am Lehrstuhl für Elektrische Meßtechnik der TU München das Programmsystem NUMERI entwickelt. Dieses soll den Anwender (speziell Studenten) mit den Standardverfahren der numerischen Signalverarbeitung wie Ausgleichsrechnung, Statistik, Fouriertransformation, digitale Filterung und Korrelation vertraut machen. Der Bediener wird interaktiv über Auswahlmenüs durch das Programm geführt, hat jedoch gleichzeitig genügend Freiheiten, um sich ein Bild über Wirkungsweise, Qualität und Einsatzmöglichkeiten der Algorithmen zu machen. Der Aufsatz beschreibt den Inhalt des Programms und erläutert dessen Anwendung anhand eines Beispiels.

Erwin Lindermeir, Frank Palme, Peter Haschberger
Modellierung magnetischer Kreise in der Lehre

Für elektrotechnische Erzeugnisse (elektrische Maschinen, Transformatoren, Lautsprecher, Drosseln u.a.) ist das Magnetfeld funktionsbestimmend. Der Entwurf und die optimale Gestaltung dieser Erzeugnisse erfordert daher eine ausreichende Kenntnis über das sich im Gerät unter verschiedenen Betriebsbedingungen ausbildende Magnetfeld und der davon abhängigen Größen. Ausbildungsziele der Lehrveranstaltung Technische Magnetfelder in der Fachausbildung Elektrotechnik sind daher Vermittlung von Kenntnissen über technische Magnetkreisanordnungen und über den Werkstoffeinsatz sowie über die systematische Lösung technisch relevanter Feldaufgaben;Bereitstellung anwendbarer Methoden zur Modellierung technischer Magnetkreise;Entwicklung der Fähigkeit zur Analyse des Feldproblems und seiner Überführung in eine berechenbare Aufgabe sowie zur Auswahl und Anwendung einer geeigneten Berechnungsmethode zum Entwurf und der Dimensionierung auch neuartiger Magnetkreise.

Hans Kuß, Frank-Thomas Bölter, Werner Kunze
Simulation und CAD elektrischer Antriebe

Die Rückverwandlung elektrischer in mechanische Energie, ihre Steuerung und Anpassung an die Erfordernisse der technologischen Prozesse stellen Problemkreise dar, die sich in Europa zu einer eigenständigen Disziplin innerhalb der Elektrotechnik entwickelt haben. Gegenstand dieses Fachs ist das Antriebssystem mit seinen Schnittstellen zum Prozeß, zur Automatisierungshierarchie, zum Elektroenergiesystem und zur thermisch mechanischen Umgebung. Das Antriebssystem selbst enthält die elektrischen Maschinen, die leistungselektronischen Stellglieder und die antriebsnahe Informationsverarbeitung, die heute meist mit digitalen Mitteln verwirklicht wird [1, 2].

Peter Büchner
DS-88-Ein universelles blockorientiertes Simulationssystem

Viele dynamische und statische Systeme in Natur und Technik lassen sich übersichtlich und blockorientiert mit einem Signalflußplan beschreiben. DS-88 erlaubt mit seinem umfangreichen Blockvorrat die direkte Umsetzung des Signalflußplans in das Anwenderprogramm des Simulationssystems. Durch die einfache und flexible Handhabbarkeit kann das Programm an vielen Stellen in Forschung und Entwicklung sowie in der Lehre eingesetzt werden.

Volkmar Müller
StrongFiber — Programm zur Dimensionierung von Bauteilen aus Hochleistungs-Faserverbundkunststoffen

Faserverbundkunststoffe (FVK) sind für die Realisierung hochbelasteter Bauteile in der Luft- und Raumfahrttechnik schon seit langer Zeit erfolgreich im Einsatz. In erster Linie ist hier das Ziel, Bauteilmassen zu verringern, um den Treibstoffverbrauch von Trägersystemen zu reduzieren, um damit Nutzlastkapazitäten oder Reichweiten zu erhöhen. Auch im Bereich der terrestrischen Produktionstechnik werden Bauteile aus FVK zunehmend interessant, so z. B. beim Bau von Hochgeschwindigkeitsrobotern [3, 4]. Um die Verbreitung der FVK-Technologie in der Produktionstechnik zu fördern, wurden in der Bundesrepublik Deutschland Demonstrationszentren für Faserverbundkunststoffe gegründet. Das hier vorgestellte Berechnungsprogramm „StrongFiber“ wurde am FVK-TT Demozentrum Berlin am Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik entwickelt.

Günther Seliger, Wolfgang Schröter, Andreas Bienert
TEME — Programme für Aufgaben der Technischen Mechanik

Die Programmsammlung „Technische Mechanik“ enthält Programme der numerischen Mathematik sowie Programme zur Berechnung von Stab- und Flächentragwerken und zur Lösung dynamischer Probleme. Die Sammlung ist als Arbeitsmittel für die Ausbildung in den Grundlagenfächern des Maschinenbaus und verwandter Ingenieurdisziplinen entwickelt worden. Sie soll den Studenten persönlich zur Verfügung stehen und sowohl die Durchführung von Zahlenrechnungen bei der Lösung von Übungsaufgaben erleichtern als auch die Mög-lichkeit bieten, Aufgaben mit abgewandelten Kenngrößen zu rechnen und Varianten zu untersuchen, die mehr oder weniger starke Vereinfachungen enthalten oder eher den in der Praxis vorkommenden Bedingungen entsprechen. So ist eine Voraussetzung dafür gegeben, ohne unnötige Routinearbeit eigene Erfahrungen und Erkenntnisse zu sammeln, die zum besseren Verständnis des Lehrstoffes beitragen. Das Anwendungsgebiet ist aber nicht auf die Lehre beschränkt, es erstreckt sich auch auf viele Berechnungsaufgaben, die in einem Konstruktionsbüro vorkommen.

Edgar Haß
Ausbildung in der rechnerunterstützten Arbeitsplanung

Am Institut für Fertigung und Arbeitsvorbereitung der TU Chemnitz werden Ingenieurstudenten verschiedenster Studiengänge Grundkenntnisse zur technologischen Fertigungsvorbereitung vermittelt. In mehreren Vertiefungsrichtungen werden diese nachfolgend durch spezielle Kenntnisse zu PPS, Arbeitsplanung, modernen Fertigungsverfahren und NC-Programmierung untersetzt. Gegenstand des Studiengebietes Technologische Informationsverarbeitung der Vertiefungsrichtung Fertigungsvorbereitung sind Methoden und Werkzeuge zur Ratio-nalisierung der Arbeitsplanung. Durch eine durchgängige Gestaltung von Vorlesungen, Übungen und Praktika werden dabei sowohl der Aufwand und die Effekte als auch die Grenzen einzelner Rationalisierungsmaßnahmen verdeutlicht. In Übungen zum Studiengebiet werden ausgewählte allgemeingültige Vorgehensweisen zu handhabba-ren Rationalisierungsmitteln aufbereitet. Ziel der Praktika ist die selbständige praxis-orientierte Arbeit mit verschiedenen Softwarelösungen zur Arbeitsplanung. Geeignete, leistungsfähige Arbeits-planungs- und PPS-Systeme werden für Ausbildungszwecke oftmals zu Vorzugskonditionen angeboten. Eine sinnvolle Nutzung im Rahmen von Praktika ist jedoch nur möglich, wenn auch auf betriebsspezifische Daten zugegriffen werden kann.

Wolfgang Leidholdt, Michael Junghanns
Formel- und regelbasierte Signalflußplansynthese

Die funktionale Simulation technischer Systeme ist seit der Verfügbarkeit analoger Rechenanlagen zu einem unentbehrlichen Hilfsmittel ingenieurwissenschaftlicher Entwicklungsarbeiten geworden. In noch größerem Maße haben allerdings die Digitalrechner und die daran gebundenen Softwareprodukte das Spektrum der Simulationsmöglichkeiten erweitert. Mit ihnen gelang es, neben der funktionalen Simulation auch den strukturellen Entwurf hochkomplexer Schaltungen (vor allem für digitale informationsverarbeitende Systeme) computergestützt zu realisieren. Letzteres geschah und geschieht in zunehmendem Maße auch durch die Kopplung rein rechentechnischer Leistungen mit computergrafischen Mitteln (z. B. CAD, technische Expertensysteme). Die dem Erfassungsvermögen des Menschen zunehmend angepaßte Veranschaulichung technisch-physikalischer Systemzustände hat für die Sicherheit bei der Überwachung und Steuerung komplizierter prozessualer Abläufe eine ebenso große Bedeutung wie die Absicherung der Funktionlatät hochkomplexer Schaltkreisstrukturen vor deren Serienproduktion. Aus der Sicht dieser inzwischen zum Standard gewordenen Praxis ist es einfach erforderlich, in technisch orientierten Ausbildungsdisziplinen auf diese Situation vorzubereiten. Das bedeutet, daß der Lernende nach dem Prinzip steigender Anforderungen nach einer entsprechenden informatischen Grundausbildung den Computer auch als einen effektiven „Gehilfen“ kennenlernt und auch als solchen akzeptiert. Und das setzt einerseits ein solides Grundverständnis voraus, erzeugt andererseits aber auch das erforderliche Vertrauen in solche computergestützten Arbeitsmethoden. Da komplexe und damit produktionsspezifische Software im Ausbildungsbereich kaum verfügbar ist und aus lernpsychologischer Sicht infolge ständiger (und immer kurzschrittiger erfolgender) Weiterentwicklungen kaum sinnvoll einsetzbar wäre, wurde ein „in der Mitte“ liegendes Programmsystem erarbeitet, das die genannten Nachteile fachbereichsbezogen zu umgehen gestattet. Das vorliegende Programm SFPLSYN. TXT (SignalFlußPLan-SYNthese) besitzt folgende Leistungsmerkmale: 1Formelbasierte Eingabe einfacher und (hierarchisch negierter) komplizierterer Boolescher Funktionen (direkte Eingabe)2Anlage einer beliebigen Schaltbelegungstabelle (bis zu vier Variablen)3Erzeugung einer (wahlweise anzeigbaren) internen Datenstruktur vom Typ array4Synthese und Anzeige einer funktionsabbildenden Hornschen Klausel (Notation in micro-PROLOG)5Synthese eines formeläquivalenten vollständigen Signalflußplans6.Belegung der Eingangsvariablen mit beliebigen zweiwertlogischen Informationen und Anzeige aller schal tungsintenen Gatterzustände im Signalflußplan

Heinz Pätow
Das Simulationssystem TOMAS in Lehre, Forschung und Praxis

Das System TOMAS (Technology Oriented Modelling And Simulation) ist ein fachgebietsorientiertes Simulationssystem, das vorrangig für die Projektierung diskreter technologischer Prozesse konzipiert wurde. Es bietet die Möglichkeit, Projekt- und Rationalisierungsvarianten in technologisch-organisatorischer Hinsicht zu analysieren und zu bewerten und somit eine quantitativ begründete Entscheidung über Strukturierung und Dimensionierung des Prozesses zu treffen. Für den Bau eines Modells werden dem Anwender vorgefertigte Bausteine angebo-ten, von denen jeder einen typischen Teilprozeß diskreter technologischer Prozesse algorithmisch nachbildet In der Version 1. 3 sind dies: GENO Generierung von Operanden (Fertigungsaufträgen u. a. ) eines bestimmten Typs;GENA Generierung von Operanden zum Zeitpunkt des Eintritts eines anderen Operanden in den Operator (z. B. Demontage, Entladung);GENS Generierung von Störungen;BEMM Nachbildung von zeitverbrauchenden Prozessen auf Arbeitsplatzgruppen;ZUOR Nachbildung der Zuordnung von Neben- zu Hauptoperanden (z. B. Montageprozesse);SPEI Nachbildung von Lagern, eventuell mit Mindesüagerzeiten;DISP Nachbildung von Montagelagern;VERE Vereinigung von Operandenströmen;VERZ Verzweigung von Operandenströmen;PACK Nachbildung des Zusammenfassens von Operanden eines Typs zu neuen Operanden mit höherer Wertigkeit oder Operandensenke;KOPI Splittung von Operanden.

Elke Birr
Lehrsoftware Produktionsfunktionsanalyse „PROFU“

Die Lehrsoftware „PROFU“ wurde an der Landwirtschaftlichen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle entwickelt. Sie ermöglicht die Produktionsfunktionsanalyse ein- und zweif aktorieller quadratischer Funktionen mit bzw. ohne Ergänzungswirkung zwischen den Produktionsfaktoren.

Sieglinde Hahn, Volker Mothes
Informationstheoretische Methoden bei der Curriculumkonstruktion

In den letzten Jahren haben die Untersuchungen zur Curriculumforschung, insbesondere der Ingenieuraus- und Weiterbildung durch vielfältige Beiträge zur Theorie einer Studienprozeßgestaltung und auch durch die Erprobung von Gestaltlösungen an den Technischen Universitäten einen enormen Aufschwung genommen. Als bekanntester Ausschnitt des Curriculumprozesses läßt sich die Curriculumkonstruktion kennzeichnen, wobei an der TU Magdeburg Ansätze zur Diskussion standen, die ausgehend von Lernzielformulierungen auf die inhaltliche Belegung von Lehrkomplexen ausgerichtet waren. Solche Ansätze betreffen die Anordnung von Bildungsinhalten und stellen ein Überschneidungsgebiet von Cuniculumentwicklung, Pädagogischer Psychologie, moderner Logik, Linguistik, Systemtheorie u. a. dar. Für diese Problematik der Anordnung von Bildungsinhalten, z*B. im Makrobereich beim Aufbau eines Fachcurriculums (Lehrgebiet mit einem zeitlichen Umfang bis zu mehreren Semestern), steht die Aufgabe der Lehrstoffanalyse seitens der Lehrkräfte. Dafür existiert in der Pädagogik kein ausreichendes methodischen Instrumentarium. Es gilt Anregungen und Methoden aus anderen Wissenschaftsdisziplinen aufzugreifen und so weiterzuentwickeln, daß sie den Bedürfnissen der Lehrkräfte gerecht werden.

Rainer Berger, Ralf Gladigau

Naturwissenschaften und Medizin

Frontmatter
Zur Sichtbarkeit relativistisch bewegter Körper-Der Terrell-Effekt

Seit Einstein im Jahre 1905 die spezielle Relativitätstheorie veröffentlicht hatte, glaubte man, daß ein relativistisch bewegter Körper, der ja in seiner Bewegungsrichtung Lorentz-kontrahiert ist, von einem Beobachter auch kontrahiert gesehen werden müßte, daß man die Lorentz-Kontraktion also auch fotografieren könnte. Ein Würfel etwa, der sich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, sollte demnach als ein gestauchter Quader, eine Kugel ebenfalls in Bewegungsrichtung verkürzt und somit als Rotationsellipsoid erscheinen. Es vergingen über 50 Jahre, bis 1959 James Terrell bemerkte, daß dies nicht zutrifft. Was man bis dahin übersehen hatte, waren Laufzeiteffekte des Lichtes. Fliegt etwa ein Würfel an einem einzelnen Beobachter vorbei, so sind die einzelnen Punkte der Oberfläche des Würfels verschieden weit vom Beobachter entfernt. Das Licht, das von diesen Punkten ausgeht — sei es, daß der Würfel selbst leuchtet oder daß das Licht von der Oberfläche des Würfels reflektiert wird — hat also zum Auge des Beobachters verschieden lange Wege zurückzulegen und braucht dazu natürlich verschieden lange. Dies hat aber zur Folge, daß der Beobachter die Punkte der Würfeloberfläche nicht dort sieht, wo sie sich gleichzeitig (gleichzeitig im Ruhsystem des Würfels) befunden haben, sondern wo sie sich zu einem mehr oder weniger früheren Zeitpunkt befunden haben, je nach ihrer Entfernung und der damit verbundenen unterschiedlichen Laufzeit des Lichtes. (Das Bild, das der Beobachter zu einem bestimmten Zeitpunkt sieht, setzt sich klarerweise aus all jenen Lichtstrahlen zusammen, die den Beobachter in seinem eigenen Ruhsystem gleichzeitig erreichen.) Es ist wohl unmittelbar einsichtig, daß sich daraus gewisse Verzerrungen in der Erscheinungsform des Würfels ergeben werden Vor der Entdeckung Terrells hatte es zwar Publikationen gegeben, die darauf hinwiesen, daß ein einzelner Beobachter die Länge eines entlang der x-Achse bewegten Maßstabes anders wahrnehmen würde, als es nach der Lorentz-Kontraktion zu erwarten wäre, doch wurde es versäumt, die Überlegungen auch auf räumliche Körper auszudehnen und die auftretenden Effekte konsequent zu untersuchen.

Peter Jakesch
Rechnergestützte eindimsionale Quantenmechanik für Ingenieurstudenten des ersten Studienjahres

Grundkenntnisse der Quantenmechanik sind Voraussetzung für das Verständnis mikrophysikalischer Zusammenhänge und ihrer Anwendung bei der Weiterentwicklung von Hochtechnologien. Die Quantenmechanik muß daher fester Bestandteil der Physik-Grundlagenausbildung der Ingenieurstudenten im ersten Studienjahr sein.

Jan Ulf Schütze, Wolfgang Willemer
Neue Ansätze zur Darstellung und Behandlung von Grundbegriffen und Grundgrößen der Elektrizitätslehre

Es kann als allgemein akzeptierte Erkenntnis gelten, daß das Lernen als ein aktiver Prozeß anzusehen ist, der zwar von außen angestoßen und angeleitet werden kann und sollte, der aber nur dann von Erfolg gekrönt ist, wenn das zur Diskussion stehende Wissen von den Lernenden aktiv verarbeitet und rekonstruiert wird. Die Hauptfrage der Didaktik ist somit, die der jeweiligen Situation angemessenen Wissenselemente auszuwählen und zu präsentieren, so daß für möglichst viele Schüler der dann zu erfolgende aktive Lernprozeß mit Erfolg abgeschlossen werden kann. Dabei kommt dem Einstieg in ein neues Gebiet und den dabei vorgestellten Grundbegriffen und Grundkonzepten, die für das betreffende Gebiet zur Grundlage erklärt werden, eine aus didaktischer Sicht besondere Bedeutung zu. Das in dem derzeitigen Physikunterricht übliche Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe beruht in der Regel auf dem Prinzip, mit möglichst idealen Grundbegriffen und Objekten wie beispielsweise Massenpunkt, einzelne Kraft oder punkkförmige Ladung zu beginnen und zunächst an diesen idealisierten Objekten die Gültigkeit physikalischer Gesetze zu demonstrieren. Anschließend werden dann diese idealisierten Bedingungen schrittweise gelockert, um komplexere und realitätsnähere Probleme behandeln zu können. Vorherrschend ist auch die Nutzung einer formalisierten Beschreibungsweise wie zum Beispiel Gleichungen, Meßdefinitionen und Diagramme, wobei natürlich das Experiment als Ausgangspunkt und Überprüfungsinstanz für jeden Unterricht im Mittei-punkt steht. Diese Praxis verweist auf ein den Naturwissenschaften eigenes didaktisches Problem: der Notwendigkeit, abstrakte Inhalte zugleich in einer abstrakten Sprache darzustellen. Zur Erläuterung dieses Sachverhalts seien die folgenden Beispiele ohne Anspruch auf Systematik und Vollständigkeit genannt: Schaltsymbole zur Darstellung von StromkreisenDifferentialrechnung zur Formulierung von Naturgesetzenkomplexer Zahlenkalkül zur Behandlung von SchwingungsvorgängenZeitdiagramme zur Behandlung von BewegungsvorgängenVektoralgebra zur Behandlung räumlicher StrukturenPunktmassen und Punktladungen als Repräsentanten ausgedehnter Körper

Hermann Härtel
Das Computerprogramm NEURONET

Das Programm dient der Simulation des Verhaltens und der Darstellung von selbst assoziierenden neuronalen Netzwerken. Es ist sowohl als Demonstrationsprogramm für den Hochschulunterricht wie auch als Hilfsmittel für die wissenschaftliche Arbeit gedacht

Christian Aberger, Reinhard Folk
Molekulare Strukturen und Eigenschaften in der Computer-Chemie

Das Strukturdenken ist eines der erfolgreichsten Konzepte der Chemie, die räumliche Anordnung der Atome in einem Molekül dazu zu verwenden, seine physikalischchemischen Eigenschaften ursächlich zu verstehen und — auf der Basis dieser Erkenntnis, den Struktur-Wirkungs-Beziehungen — die zu erwartenden Eigenschaften neuer Stoffe zu prognostizieren. Dabei ist das Verstehen der physikalisch-chemischen Eigenschaften auf der Basis struktureller Merkmale nicht nur im Sinne einer rationellen Lehre chemischer Zusammenhänge wichtig, sondern für den Erkenntnisfortschritt der Chemie unabdingbar. Man beachte, daß wir zur Zeit etwa zehn Millionen chemische Verbindungen kennen, wobei für jeden dieser Stoffe einige hundert Eigenschaften bestimmbar wären. Deshalb wird verständlich, daß nur durch eine logische Klasseneinteilung (z. B. nach den Typen chemischer Bindungen oder in homologen Reihen) und durch Ahnlichkeitsbetrachtungen das chemische Wissen überschaubar gemacht werden kann. Da die Struktur und Dynamik molekularer Systeme bereits sehr komplex ist, wird der Computer in steigendem Maße zur Visualisierung der Strukturen eingesetzt. Damit werden die früher in Lehre und Forschung benutzten mechanischen Strukturmodelle, wie Kalotten- und Dreiding-Modelle, durch computergenerierte Bildschirmdarstellungen und Plotterbilder ersetzt, um Konfigurations- und Konformationsprobleme zu analysieren. Die räumliche Anordnung der atomaren Bausteine ist sowohl für das Verständnis des physikalisch-chemischen Verhaltens und der chemischen Reaktivität als auch für die zwischenmolekularen Wechselwirkung von grundsätzlicher Bedeutung.

Horst Bögel
Vermittlung von Wissen über Moleküle und Kristallstrukturen mit dem PC-Programm COSMOS

Die Wissensvermittlung über Aufbau und Eigenschaften von Molekülen und Kristallen wird dadurch erschwert, daß die Natur uns keine direkten Anschauungsobjekte liefert und wir auf Modelle angewiesen sind. In Forschung und Lehre werden deshalb in steigendem Maße Programme zur Darstellung und Manipulation von Molekülstrukturen eingesetzt. Da ein moderner PC bereits alle technischen Voraussetzungen für das „molecular modelling“ erfüllt, wurde von uns COSMOS (COmputer Simulation MOlekularer Strukturen) entwickelt, wobei vor allem auf einfache Handhabung und Lauffähigkeit auf möglichst allen DOS-PC-Typen Wert gelegt wurde. Damit eignet sich COSMOS für den Einsatz in Computerkabinetten zur Ausbildung von Gymnasiasten und Studenten. Es wird ein Arbeitsbuch zu COSMOS entwickelt, das an ausgewählten Beispielen in die Arbeit mit dem Programm demonstriert und gleichzeitig eine Einführung in verschiedene Gebiete der Strukturchemie darstellt. Da in COSMOS „molecular modelling“, Kristallstrukturgenerierung und Graphik eine Einheit bilden, können eine Fülle von Lehrinhalten vermittelt werden, so zum Beispiel:

Ulrich Sternberg, Friedrich-Thomas Koch
Demo-Programm Thermische Zustandsgleichung reiner Fluide

Zustandsgieichungen (ZGL) werden besonders für technisch relevante Stoffe in einer nahezu unübersichtlichen Fülle angeboten. Gründe hierfür sind ständig wachsende Stoffdatenbanken und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten nicht nur zur Berechnung oder Abbildung reiner pVT-Daten, sondern auch von kalorischen Größen, Gleichgewichtsdaten, Transportkoeffizienten dichter Fluide und anderen Stoffeigenschaften.

Werner Holze
KAREN — Programm zur Auswertung für spektrometrische Meßdaten

Das Programm KAREN dient zur Auswertung von Meßdaten aus der Spektralpho-tometrie oder Atomabsorbtionsspektrometrie unter Verwendung einer Bezugsfunktion und wurde in Anlehnung an den Auswertekomfort der heutigen computergesteuerten Gerätegeneration entwickelt. Neben der linearen Regressionsrechnung stehen dem Anwender verschiedene nichtlineare Alternativen zur Auswahl. Die graphische Darstellung der Eichfunktion wird durch statistische Parameter zur Güte der Kurvenanpassung ergänzt. Die maßgeschneiderte Programmentwicklung eröffnet bei optionaler Berücksichtigung von Verdünnungs- oder Anreicherungsfaktoren, sowie der Einwaage des Probenmaterials eine einfache Umrechnung der Meßgröße Extinktion in entsprechende Elementmengen bzw. -konzentrationen. KAREN wurde als sog. Tool für die studentische Ausbildung im Rahmen der Einführung in die AAS-Graphitrohrofentechnik an einem altbewährten AAS-Gerät ohne weitere EDV-Peripherie konzipiert. Die Gestaltung der Benutzeroberfläche verfolgt das Konzept einer funktionalen Dialogführung, so daß der Bediener über keine besonderen EDV-Kenntnisse verfügen muß.

Bernd Prause
EUCA-Ein Ökosystem-Simulationsmodell in der Lehre

Organismen und Umweltfaktoren sind über ein vielfältiges, komplexes Netz von unterschiedlichen Beziehungen miteinander verknüpft. Sie bilden so mehr oder weniger abgrenzbare überorganismische Einheiten: Ökosysteme im weitesten Sinne. Ihre Analyse und ihr Verständnis sind vorrangiges Ziel ökologischer Forschung (MÜLLER 1984). In diesem Sinne beinhaltet Ökologie stets auch systemtheoretische Aspekte und die Schulung systemischen Denkens sollte integraler Bestandteil jeder ökologischen Ausbildung sein. Wichtiges Hilfmittel bei der Analyse von Ökosystemen ist die mathematische Beschreibung der in Labor und Freiland beobachteten Verhältnisse. Sie ermöglicht die Konstruktion theoretischer Modelle, mit deren Hilfe über den Bereich der beobachteten Phänomene hinaus Prognosen über das Verhalten des Ökosystems aufgestellt werden. Solche Prognosen können dann als Arbeitshypothesen den weiteren Verlauf von Experimenten und Freilanduntersuchungen steuern oder im Umweltmanagement die Abschätzung der Konsequenzen unterschiedlicher Managementstrategien ermöglichen.

Hans-Joachim Poethke
EcoSiM-Simulationsmodelle für die Populationsdynamik

The program EcoSiM is a collection of population models for use in ecological courses and exercices. The program is written for PC’s. The user-interface follows the SAA-Standard, different options for the graphic presentation of the simulation results are available. The implemented models extend from differential equations via Leslie matrices to the individuals’ approach and from single-spedes via two-spedes-interactions to ecosystems. Examples for applications of the program are presented.

Udo Hommen, Ute Dülmer
CH-HyperMED — Interaktives Video für die Medizin

Im Januar dieses Jahres fand hier in Berlin der zweite Workshop „Neue Lern- und Lehrformen im Medizinstudium“ statt. Er diente der wissenschaftlichen Begleitung des „Reformstudiengangs Medizin“, der hier an der Freien Universität in Kooperation mit der Ärztekammer Berlin und der Akademie für ärztliche Fortbildung entsteht. Ahnliche Ansätze gibt es auch an anderen großen Kliniken in Deutschland, insbesondere aber im Ausland, wie z. B. in Maastricht (Holland) und in Linköping (Schweden). All diesen Studienreformmodellen ist gemeinsam, daß sie durch Reorganisation und Umstrukturierung des Medizinstudiums die Qualität der ärztlichen Ausbildung verbessern wollen. Daß dies dringend notwendig ist, ergibt sich auch aus den Aussagen des Wissenschaftsrates von 1988, der feststellte, „bei der bestehenden Situation könne eine angemessene, den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Ausbildung“ nicht „vermittelt werden“.

Claus-Jürgen Peimann
Computerunterstütztes Lernen im Physiologischen Praktikum am Beispiel des Elektrokardiogramms (EKG)

Die Aufnahme und Auswertung des EKGs gehört zu den Standardaufgaben im Physiologischen Praktikum der Medizinstudenten. Wir haben dazu ein Computerprogramm entwickelt, welches es erlaubt, bis zu 12 EKG-Ableitungen simultan von Probanden aufzunehmen. Die Daten können von EKG-Schreibern mit Analogausgängen bzw. serieller Schnittstelle übernommen werden. Die Daten werden im PC gespeichert und in das Lehrprogramm eingebaut. Dieses erlaubt eine detaillierte Auswertung des EKGs, insbesondere die Analyse der dem EKG zugrundeliegenden Vektorproblematik. Das Program wird seit dem Sommersemester 1990 am Physiologischen Institut der Universität Kiel erfolgreich in der Lehre eingesetzt. Bisher haben etwa 500 Studenten damit gearbeitet [1].

Harald Wiese, Michael Illert, Klaus Schurbohm, Uwe Wolfram
INEKS und INKA — Informationssysteme für medizinische Anwendungen

Der Bericht gibt einen Überblick über die derzeitige Entwicklung zweier Informationssysteme für die Städtischen Kliniken Oldenburg. Den Schwerpunkt bildet nach dem Aufbau der Datenbanken mit dem relationalen Datenbanksystem ORACLE und entwickelten Dateneingabekomponenten mit SQL*Forms die rechnergestützte, wissenschaftliche Auswertung dieser Datenbestände zur Forschung auf den Gebieten der Krebsepidemiologie (INEKS) sowie der kardiologischen Diagnostik und Therapeutik (INKA). Neben klassisch konventionellen Auswertungen (Büroautomatisierung, Statististik) sollen Werkzeuge entwickelt werden, mit denen die permanent in den Datenbanken gespeicherten Daten temporär mit hypothetischen Werten in Beziehung gebracht und so Vermutungen der Mediziner verifiziert werden können. Alle Ergebnisse werden mittels SQL*Graphics grafisch dargestellt.

Roland Zimmerling
Computerunterstützte Analyse und Darstellung sportlicher Bewegungen

Das Institut für Sportwissenschaften der Universität Graz beschäftigt sich seit mehr als zehn Jahren mit der computerunterstützten Verarbeitung von sportlichen Bewegungsabläufen. Wurden sportliche Bewegungen noch vor einigen Jahren vorwiegend auf Film aufgezeichnet, so konnte sich in neuerer Zeit die Videoaufzeichnung immer stärker durchsetzen. Der bei der Videoaufzeichnung bestehende Nachteil in der Bildqualität, hervorgerufen durch Bildunschärfen von schnellen Bewegungsvorgängen, konnte durch die Verbreitung der CCD-Kameras mit eingebautem Hochgeschwindigkeitsver-schluß beseitigt werden. Die Videobildfrequenz von 50 Halbbildern oder 25 Vollbildern pro Sekunde steht weiterhin weit hinter den Möglichkeiten des Hochgeschwindigkeitsfilms. Das Video als Aufzeichnungsmedium findet aber aus Kostengründen und wegen seiner sofortigen Verfügbarkeit im Lehr- und Übungsbetrieb immer stärkere Verwendung.

Heimo Pokorny

Wirtschaftswissenschaften

Frontmatter
Planspiel PROST — Simulation der Produktionssteuerung

Der Einsatz von Planspielen in der Lehre ist mit zunehmendem Computereinsatz einfacher und interessanter geworden. Besonders an den Universitäten haben computerunterstützte Unternehmensplanspiele zu Forschungs- und Ausbildungszwecken den Eingang in sehr viele Bereiche gefunden. Sie dienen der möglichst wirklichkeitsnahen Simulation von Unternehmenssituationen. Die erlernte Theorie kann in einer praxisnahen Situation angewendet werden. Die Grundlage jedes Planspiels ist die Abbildung eines realen Systems in einem Modell. Bei diesem Modell werden von einem oder mehreren Spielern Entscheidungen getroffen, mit deren Auswirkungen sie anschließend konfrontiert werden. Das nachträgliche Erkennen der Qualität der getroffenen Entscheidungen wird durch den Computer ermöglicht und führt zu einem Lemeffekt, der in der betrieblichen Praxis mitunter recht teuer erkauft werden müßte.

Dieter Biberschick, Kurt Matyas
EVa — Ein Unternehmensplanspiel für die Gründungs- und Frühentwicklungsphase

Das folgende Arbeitspapier versteht sich als Ansatz, der die Entwicklung eines Diagnose-und Gestaltinstrumentes in Form einer Software mit systematischer empirischer Forschungsarbeit verbindet der empirische Ansatz kam einerseits im Vorfeld der Software-Entwicklungsarbeit, durch eine empirische Untersuchung von 25 Software- und Systemhäuser bezüglich ihrer Bedingungslage und ihren Strategien in der Gründungsund Frühentwicklungsphase [4] zum Tragen und andererseits nach Fertigstellung der Software durch den Versuch einer empirischen Validierung, auf die noch im einzelnen einzugehen ist. Dies entspricht einer erkenntnistheoretischen Position, die sich nicht mit intuitivem Erfahrungswissen oder plausiblen Argumentationsketten zufrieden geben will, sondern systematisch zusammengetragenes empirisches Material — also eine nachvollziehbar dokumentierte Konfrontation mit der Erfahrungswelt als Nachweis von „Wahrheit“ oder „Nützlichkeit“ verlangt. Ausgangspunkt des Beitrages ist die Entwicklung eines Unternehmensplanspiels im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projektes im Projektbereich Gründungsforschung der Universität zu Köln [5], das sich auf die Erlebenswelt eines Eigentümerunternehmers bei der Gründungs- und Frühentwicklungsphase eines Software- und Systemhauses konzentriert.

Heinz Klandt
Statistik Lehren und Lernen mit dem Computer — Das Programmpaket LernStat

Um Mißverständnisse zu vermeiden, sei vorab deutlich gesagt: Das Programm LernStat ist nicht „noch ein“ Statistik-Programm, es ist kein Statistik-Programm. Es will nicht wetteifern mit der kommerziellen Statistik-Software wie SPSS oder SYSTAT. Was ist es dann? LernStat ist ein Programm zum Lehren und Lernen der Statistik in der Psychologie, in den Sozial- und Erziehungswissenschaften.

Rolf Schulmeister
GSTAT und GSTAT2 — Statistikprogrammpakete zur didaktischen Unterstützung der Lehre in Anfängervorlesungen

GSTAT und GSTAT2 sind Statistikprogrammpakete zur didaktischen Unterstützung der Lehre in Anfängervorlesungen und dementsprechend nicht wie andere vorwiegend kommerzielle Pakete vornehmlich zur Auswertung von Daten gedacht Es sind zwar, insbesondere mit GSTAT2, kleinere Analysen von Daten möglich, dann jedoch immer unter einführenden, erklärenden und veranschaulichenden Gesichtspunkten.

Fred Böker
TRAVEL-Ein Programmsystem zum Traveling Salesman Problem

Beim Traveling Salesman Problem ist nach der optimalen, d. h. kürzesten, schnellsten oder kostenminimalen Rundreise von einem Startort über eine Anzahl vorgegebener Orte zurück zum Startort gefragt.

Peter Schwanenberg
Die individuelle Datenverarbeitung im Rahmen der betriebswirtschaftlichen Grundausbildung

Seit 1986 ist an der Universität Linz ein Lehrmodell für eine Grundausbildung in Datenverarbeitung im 1. Studienabschnitt der betriebswirtschaftlichen (und anderer sozial- und wirtschaftswissenschaftlichen) Studienrichtungen unter Verwendung von Personalcomputern und Lokalen Netzwerken im Einsatz. Das Lehrmodell der Individuellen Datenverarbeitung unterscheidet sich grundsätzlich von herkömmlichen DV-Ausbildungsgängen; es wird in seinen Grundzügen dargestellt. Zu dem vermittelten DV-Grundlagenwissen zählt insbesondere methodisches Wissen zu Endbenutzerwerkzeugen (Planungs-, Steuerungs- und Kontrollwerkzeuge sowie Datenbank- und Kommunikationswerkzeuge). Diese ermöglichen eine spontane und individuelle Gestaltung und Nutzung von Systemen durch den Endbenutzer. Über die Erfahrungen aus dem Zeitraum 1986 bis 1991 sowie über die Konsequenzen und die Weiterentwicklung des Lehrmodells wird berichtet. Die Entwicklung der kommunikationstechnischen Infrastruktur der Lehrarbeitsplätze für Datenverarbeitung (Erstkonfiguration und nachfolgende Systemerweiterungen) wird dargestellt Erfahrungen liegen insbesondere vor über die abgelaufenen Planungsprozesse, den Betrieb der Lehrsysteme und die Problematik von Software-Lizenzen im Universitätsbereich, sowie über das Training in Kleingruppen, heterogene Benutzergruppen und interfakultäre PC-Pools.

Manfred Pils
CAL Investitionsrechnung

Im Mittelpunkt von CAL (= Computer Assisted Learning) steht der Arbeitsplatz eines Studierenden. Die im folgenden darzustellenden Anwendungen beziehen sich auf wirtschaftswissenschaftliche Studieninhalte. Indes eignet sich das im folgenden darzustellende CAL-Konzept auch für andere wissenschaftliche Disziplinen.

Heinz Lothar Grob
Explizite Repräsentation von Fachwissen im Computer auf Basis des Netzwerkansatzes

Der Einsatz der EDV in Forschung und Lehre im Bereich der Sozial- und Wirtschaftswissenschaften ist im Gegensatz zu den Naturwissenschaften weniger durch theoretische oder technisch-methodische Probleme als vielmehr durch entwicklungstechnische und anwendungsbezogene Probleme geprägt. Ein grundlegendes Merkmal des EDV-Einsatzes ist, daß an der Schnittstelle zwischen der Informatik und dem jeweiligen Anwendungsgebiet — im vorliegenden Fall der Finanzwissenschaft und Infrastrukturplanung — in hohem Maße interdisziplinäres Wissen oder zumindest disziplinintegrierende Kooperation zwischen dem Formalwissenschaftler und dem Substanzwissenschaftler erforderlich ist. Trotz einer ausgereiften Hard- und Softwaretechnologie und dem Entstehen neuer, integrativer Fachgebiete wie Wirtschafts- und Sozialkybernetik oder Wirtschaftsinformatik ist die Entwicklung und Anwendung von Software häufig mit erheblichen Problemen und Defiziten vor allem als Folge des fachübergreifenden Charakters der Aufgabenstellung verbunden. Auf der einen Seite verfügen der Fachspezialist, vielfach zugleich Systementwickler, bzw. die potentiellen Anwender in der Regel über kein EDV-Spezialwissen und gleichzeitig der EDV-Spezialist über keine spezifischen Fachkenntnisse. Auf der anderen Seite stellt gerade fachwissenschaftliche Software hohe Anforderungen an die Systementwickler und -anwender. Neben den üblichen Software-technischen Qualitätskriterien treten hier die korrekte und flexible Abbildung des wissenschaftlichen Fachproblems, die Benutzerfreundlichkeit und die Fähigkeit, das entsprechende Fachwissen, vor allem in der Lehre, transparent und anschaulich vermitteln zu können, als weitere spezifische Leistungsmerkmale der Software hervor. In der Folge wird ausgehend von einer kurzen Darstellung der Probleme bei der fachwissenschaftlichen Software-Erstellung und -Anwendung ausgeführt, auf welche Weise diese Probleme durch einen entsprechenden Software-Systemansatz verbessert werden können. Die Grundlagen dieses Ansatzes werden dargestellt und anhand eines Beispiels aus der Finanzwissenschaft demonstriert. Abschließend steht zur Diskussion, welchen Beitrag hier Methoden der „Artificial Intelligenoe“-Forschung leisten können.

Johann Bröthaler
Der Einsatz des Fischernetzes in der Ausbildung an der Hochschule Bremerhaven

Das EDV-Lernzentrum wurde im Rahmen des Hcxhschulsonderprogramms des damaligen Bildungsmirüsters Möllemann 1989 an der Hochschule Bremerhaven für die beiden Studiengänge Systemanalyse und Transportwesen eingerichtet. Hierzu wurde folgende Hardware angeschafft 16 PS/2 Modelle von IBM, davon 2 PS/2 Modell 80 mit 320 MB Festplatte3 Matrixdrucker1 Laserdrucker

Michael Ziegenbalg
Computerunterstütztes Lernen in der wirtschaftswissenschaftlichen Hochschulausbildung — Status und Anforderungen

Der drastisch gestiegenen Zahl von Anfängern in den wirtschaftswissenschaftlichen Studiengängen steht eine vergleichsweise geringe Zunahme der Lehrkapazität in den vergangenen Jahren gegenüber. Nachdem diese Überlastsituation zumindest bis Ende der 90er Jahre anhalten dürfte, wendet sich das Interesse wieder verstärkt der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der rechnerunterstützten Ausbildung zu. Dabei erwartet man vor allem den Kapazitätsengpaß im Grundstudium mit Hilfe der inzwischen verfügbaren Konzepte, Techniken und Methoden der rechnerunterstützten Lehre — wie der multimedialer Lernumgebungen oder der intelligenter Tutorsysteme — erfolgreich zu mildern. Der Erfolg rechnerunterstützter Lemumgebungen (Computer Assisted Learning, kurz CAL) wird bei gegebenen Ausbildungszielen von drei Komponenten determiniert: der Akzeptanz durch die Lehrenden und Lernenden sowie der Wirtschaftlichkeit des CAL. Dabei hängt die Akzeptanz des CAL entscheidend von der Umsetzung didaktischer und lernpsychologischer Erkenntnisse mit den technischen und softwaretechnologischen Möglichkeiten des CAL ab. Indirekt bedingen somit die Kosten der Ausgestaltung des CAL seine Akzeptanz bei Lehrenden und Lernenden. Generell wird jedoch ein reiner Kostenvergleich nicht ausreichen, um eine Entscheidung für alternative Ausbildungsformen zu substantiieren. Vielmehr erfordert die jeweilige Lerneffizienz mit ihren Dimensionen Lerneffekt, Lernstabilität und Lerndauer, um nur einige zu nennen, eine objektivierende Gewichtung der damit verbundenen Nutzengrößen, damit eine Entscheidung über die bestmögliche Ausbildungsalternative mittels eines mehrdimensionalen Verfahrens der Wirtschaftlichkeitsanalyse, etwa des Kosten-Nutzen-Vergleichs, gefällt werden kann. In dieser Abhandlung werden wir für die wirtschaftswissenschaftliche Hochschulausbildung den Status und die Anforderungen des CAL darstellen; die Anforderungen bilden zugleich die Einflußgrößen für die Akzeptanz und Wirtschaftlichkeit von Lernumgebungen. Zunächst wird das Umfeld der wirtschaftswissenschaftlichen Ausbildung charakterisiert, wobei wir auf die besonderen Veranstaltungsformen sowie die Defizite und Hemmnisse des CAL näher eingehen. Danach werden die mediendidaktischen und lerntheoretischen Erkenntnisse und abschließend die informationstechnologischen Erfordernisse zur Gestaltung von Lernsystemen in den Wirtschaftswissenschaften vorgestellt.

Manfred R. Wolff
LAPIS — Lehr-Angebot-Planungs- und Informations-System

Die Lehrangebotsplanung an Hochschulen ist vor allem dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Daten bzw. Informationen zu verarbeiten ist, die von den entsprechenden Planern (Verwaltungsmitarbeiter oder Hochschullehrer) nicht mehr ohne technische Hilfsmittel bewältigt werden können. Das Lehr-Angebot-Planungs- und Informations-System (LAPIS) ist ein Instrument, das den Zugriff auf alle planungsrelevanten Informationen aus den Bereichen Studienordnungen, Dozentenschaft, Semestergruppen, Raumressourcen sowie Planungserfahrungen von Planern erlaubt. Die Planer können sowohl im Dialog als auch automatisch ablaufend diese Informationen nutzen und Pläne sowie Planunterlagen erzeugen, die an die Dozenten, Verwaltung und Studenten weitergegeben werden. Das Programm ist in erster Linie auf die Unterstützung der Lehrangebotsplanung ausgerichtet. Die Belegung der Räume und die Überwachung der Auslastung ist dabei nur von sekundärer Bedeutung. Im Vordergrund steht die Erstellung eines Lehrangebots, das die Restriktionen auf Dozentenseite und Studentenseite (z. B. Vermeidung von Zeit-Kollisionen in Veranstaltungen nach Studienordnung) berücksichtigt und mit den Möglichkeiten und Beschränkungen der Räumeressourcen in Einklang bringt. Das Programm stellt alle Informationen im sogenannten Volltext zur Verfügung, erlaubt aber trotzdem die Eingabe von Abkürzungen und die Auswahl aus Listen.

Hans-Jürgen Rogge
Einsatz von CD-ROMs in der Ausbildung von Wirtschaffswissenschaftlern

In den Unternehmungen der bundesdeutschen Industrie spielt die Informationsbeschaffung aus externen Quellen, u. a. den Online-Datenbanken, eine zunehmend stärkere Rolle. Externe Quellen werden beispielsweise zu Rate gezogen bei der Erschließung neuer Märkte,der Verfolgung neuer Technologien,der Anbahnung von Geschäftskontakten undder literaturversorgung [1][2].

Roland Hanebeck, Martin G. Möhrle

Rechts-, Geistes- und Sozialwissenschaften

Frontmatter
CIP, fachspezifische Theorie und Berufsarbeitsplätze — mit dem Beispiel einer Europaratsempfehlung zur Juristenausbildung

Das Computer-Investitions-Programm ist heute über viele Fachbereiche hinweg als erfolgreich anerkannt. Gemeinsam ist das Bestreben einer besseren Vorbereitung von Studenten auf ihre spätere Berufspraxis. Diese (und ihre Beziehung zur Informationstechnik) ist natürlich für die einzelnen Fächer verschieden. So ist etwa für technischnaturwissenschaftliche Fächer eine enge Beziehung zwischen Berufspraxis und IT-Anwendung heute selbstverständlich. Für geisteswissenschaftliche Fächer (wie etwa die Rechtswissenschaft) gilt dies bis jetzt nicht oder nur in einem viel geringeren Maße. Gerade deshalb soll hier das Verhältnis zwischen CIP, fachspezifischer Theorie und der Gestaltung von Berufsarbeitsplätzen anhand der Rechtswissenschaft als einer geisteswissenschaftlichen Disziplin behandelt werden. Als Beispiel kann eine Empfehlung des Europarats über Teaching, research and training in the field of „Computers and law“ aus dem Jahr 1980 dienen, über deren Fortentwicklung zugleich berichtet werden kann.

Herbert Fiedler
syncWRITER

Im einleitenden Teil werden die grundlegenden Funktionsweise des Programms sowie die Grundfunktionen vorgestellt Im zweiten Abschnitt werden zunächst die Aspekte der Verschriftlichung von Gesprächen für sprachanalytische Zwecke behandelt. Im Anschluß daran werden die traditionellen, manuellen Transkriptionsverfahren und die Probleme beim Übergang auf die On-screen-Transkription mit dem Computer erläutert. Dabei wird die für das Programm zentrale Funktion der Synchronisierung von Daten in verschiedenen Spuren illustriert. Das durch diese Funktion ermöglichte neue Handling komplexer Datenstrukturen wird am Beispiel der Ein- bzw. Ausblendung einzelner Spuren und unterschiedlicher Notationsverfahren für paraverbale Phänomene vorgestellt. Textstatistische Funktionen wie das protokollierte Suchen oder die nach Spuren getrennte Erfassung von Äußerungen und Elementen stellen bislang unerreichte Möglichkeiten bei der Arbeit mit Transkriptionen dar. Der Export der Daten wird am Beispiel der Erstellung und der Struktur von sequentiell geordneten Äußerungsfolgen über Äußerungslisten vorgestellt. Den flexiblen Optionen zur Gestaltung des Partiturdrucks ist der abschließende Teil der Programmvorstellung gewidmet. Abschließend wird über Anwendungserfahrungen beim Einsatz des Programms berichtet.

Wilhelm Grießhaber
LEXIK — ein Autorenprogramm zur Arbeit mit der Lexik im Fremdsprachenunterricht

Eine Fülle englischsprachiger Programme zu Grammatik, Syntax und zu ausgewählten inhaltlichen Themen steht auf dem Softwaremarkt dem Nutzer zur Verfügung. Jedes der Programme hat für sich gesehen gegenüber einem anderen Vorzüge, die bestechend scheinen, die aber leider die Nachteile, wie Dediziertheit, lexikalische Invarianz, syntaktische Invariabilität und komplizierte Bedienung entweder bei der Eingabe oder bei der Abarbeitung nicht verdecken können. Diese allgemeine Erkenntnis aus der Durchsicht der verfügbaren Programme führte folgerichtig zu einer Konzeption, die sowohl die differenzierte zielabhängige Varianz als auch die mit der Benutzung verknüpften meist komplizierten Handhabungen zu berücksichtigen suchte.

Rudolf Rausch
Computerized Introduction Manual In Austrian Legal History

Computerized and artifidal-intelligenœ-aided instruction manual/handbook/textbook „Austrian Legal History“.

Johannes W. Pichler
AV-Text — Ein audio-visuelles Textverarbeitungssystem für hochgradig Sehbehinderte und Blinde

Sehbehinderte oder blinde Menschen sind im Umgang mit geschriebenen Texten stark eingeschränkt. Dieses Handicap zu beheben, ist das Ziel der Entwicklung von computergestützten Hilfen. Im Institut für Datenverarbeitung und Informatik der Pädagogischen Hochschule Heidelberg (IfDD wurde ein Textverarbeitungssystem mit integrierter akustischer Benutzerführung für blinde und hochgradig sehbehinderte Menschen entwickelt.

Uwe Kosa
Volltextdatenbank OMTASS

Kurzbeschreibung zur Volltextdatenbank OMTASS am Beispiel der Daten des Graubuches des DZIam Beispiel einer Datenbank für Innere Medizinam Beispiel einer Datenbank des Instituts für Katechetischen Dienst

Dirk Bartsch

Grafik-Design

Frontmatter
Musterentwicklung mit dem CAD-System DECOS 2. 2

Der Wissenschaftsbereich Desingmethodik unserer Hochschule befaßt sich seit 1979 mit der Anwendung der Rechentechnik in Kunst und Design. Voraussetzung für die Entwicklung designspezifischer CAD-Systeme ist die Verfügbarkeit eines Experimentalsystems. Bereits 1982 fiel die Entscheidung, ein solches Experimentalsystem bezogen auf die Flächengestaltung zu entwickeln / 4 /. Dafür sprachen besonders drei Gründe: Die Objekte der Flächengestaltung sind zweidimensional.In der Anfangsphase reichen Punkt und Strich als Gestaltungsmittel aus.In der Textil- und Druckindustrie sind leistungsfähige Techniken zur Weiterverar-beitung von Plottervorlagen vorhanden.

Jürgen Albrecht
Erstellung von Publikationen und Präsentationen auf dem IBM Personal System/2

Die leistungsstarken IBM Personal Systeme/2 bieten bereits heute die Möglichkeit der Realisierung eines Arbeitsplatzes für elektronische Bildbearbeitung, wie er herkömmlich nur auf Großrechnern in der entsprechend hohen Preisklasse bekannt ist Dieser Arbeitsplatz unterstützt alle Arbeiten eines Grafik-Designers, eines Layouters, eines Lithographen und eines Setzers.

Günter Statz
Metadaten
Titel
Multimedia, Vernetzung und Software für die Lehre
herausgegeben von
Klaus Dette
Peter Jan Pahl
Copyright-Jahr
1992
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-84863-6
Print ISBN
978-3-540-56171-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-84863-6