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Keil-Slawik, R.: KOSMOS. Ein Konstruktionsschema zur Modellierung offener Systeme als Hilfsmittel für eine ökologisch orientierte Softwaretechnik Papyrus-Druck GmbH, Technischen Universität Berlin, Dissertation, Berlin 1985
Übersicht über die Entwicklung der Hardware (6ff). Die logische Äquivalenz von Hardware und Software legt nahe, die Softwarelücke ebenfalls mit einer hardwareorientierten bzw.ingenieurmässigen Herangehensweise zu schliessen (10).
2.2. Der Mensch als Maschine (57).
2.2.1. Der Programmierer als Maschine (58ff). Hierarchische Problemlösungsstrategie. Der Chef bestimmt dieSystemstruktur, die einzelnen Programmierer haben die Systemteile (Knoten) zu implementieren (62f).
2.2.2. Der Benutzer als Maschine (65ff). Die Einordnung von Softwaretechnik als ingenieurwissenschaftliche Disziplin ist zwar aus der (...) geschilderten historischen Entwicklung begründbar, nicht jedoch die Tatsache, dass trotz der offensichtlichen Unterschiedlichkeit menschlichen Verhaltens und maschineller Strukturen beides vermittels mathematischer, auf die Maschine bezogener Konzepte gleichgesetzt wird (70). Die Anwendung ingenieurwissenschaftlicher Methoden auf geistige Prozesse enthüllt den Menschen und menschlichen Gemeinschaften lediglich als geistige Maschinen, die weder etwas Neues hervorbringen können, noch die Fähigkeit besitzen, sich selbst weiterzuentwickeln bzw. überhaupt etwas zu entwickeln (ebd.).
3. Offene und geschlossene Systeme und ihr Bezug zur Informatik
3.1. Elemente der klassischen Naturwissenschaft In seinem Buch 'Die Wiederverzauberung der Welt' beschreibt M.Bermann die Entwicklung des modernen naturwissenschaftlichen Weltbildes, dessen Realitätsauffassung sich aus der Verschmelzung zweier scheinbar widersprechender Strukturen ergibt, die ihren letztendlichen Ursprung bei Plato und Aristoteles haben. Bei Plato ist es die Sphäre der reinen Vernunft, in der Erkenntnisse den Gesetzen des Denkens entsprechend durch Ableitung gewonnen werden.
Sinnesdaten sind störend und werden als Ablenkung von Erkenntnis betrachtet. Bei Aristoteles besteht Erkenntnis im Wesentlichen in Verallgemeinerungen, die Informationen der äusseren Welt entstammen. Diese als Rationalismus und Empirismus bekannt gewordenen Modelle des menschlichen Denkens werden im 17. Jahrhundert durch Descartes und Bacon repräsentiert. Während Descartes zeigt, dass das verlässlichste Wissen die Mathematik als prägnanteste Form der reinen Vernunft ist, besteht Bacons Vermächtnis in der technologischen Auffassung von der Naturbefragung unter Zwang. Die wissenschaftliche Revolution besteht darin, Empirismus und Rationalismus miteinander zu verbinden: die Denkgesetze richten sich nach den Gesetzen der Materie, damit man aber weiss, welche Gedanken man denken soll, müssen die eigenen Gedanken an Daten überprüft werden (72). Messbarkeit: Je mehr man von der Materie begreifen will, desto mehr muss man nach Galilei 'messbar machen' (72).
Sinnesempfindungen wie Geruch, Gestalt, Farbe usw., als Eindrücke, die nicht weiter zerleget werden können, sind nicht messbar und wurden demzufolge auch nicht berücksichtigt, ebensowenig wie die persönliche Erfahrung. (...) Die gesamte physikalische Forschung basiert auf Orts- und Zeitmessungen (73).
Widerspruchsfreiheit: (75f).
'Wir können ohne zu übertreiben behaupten, dass die Atome erfunden wurden, um den Widerspruch zwischen Wärmelehre und Mechanik zu eliminieren' (Pietschmann) (75).
Kausalität: (77f).
Das Prinzip der Kausalität beinhaltet, verbunden mit einem universellen Gültigkeitsanspruch, dass auch die Einmaligkeit des Lebens reduziert werden kann auf die Eigenschaften und Gesetzmässigkeiten der Bausteine der Materie und somit die Rekonstruktion der Natur als geschlossenes System ermöglicht (78). Geschlossene System: (79f).
Die klassische Naturwissenschaft kann als eine Wissenschaft der geschlossenen Systeme bezeichnet werden. 'Bei einem geschlossenen System übt jedes Element bzw. Teilsystem nur auf andere Elemente bzw. Teilsysteme desselben Systems Wirkungen aus, und jede Wirkung, die ein Element bzw. Teilsystem dieses Systems erleidet, wird von einem anderen Element bzw. Teilsystem desselben Systems verursacht' (79).
Unter der Vorherrschaft der klassischen naturwissenschaftlichen Weltbildes wird nicht nur der Mensch als energieumwandelnder Motor betrachtet, sondern - konsequenterweise - in der Weiterentwicklung der Technik auch bezüglich seiner mentalen Aspekte als geistige Maschine (80).
3.2 Die geistige Maschine (81ff).
Gedächtnis (97ff).
Der genetische Code im Zellkern mit seinen mehreren Milliarden Kombinationsmöglichkeiten operiert in einer Hierarchie von Umwelten (Zellkern, Zytoplasma, Zellkörper, Körperflüssigkeit, Gewebe, Organe etc.). Zur Charakterisierung der enormen Komlexität der dabei erfolgenden physikalisch-chemischen Reaktionen prägt Waddington den Ausdruck 'epigenetische Landschaft' (...). Die sich entwickelnden Zellen sammeln beim Durchstreifen dieser Landschaft Informationen, die über den Zellkörper mit den Chromosomen rückgekoppelt werden und so die Entwicklungsstrategie bestimmen (97). Vgl. dazu 'Genetische Mosaike: Einblick in die Entwicklung von Lebewesen, NZZ Nr. 8, 11.01.95)!
Die epigenetische Landschaft stellt somit als Ergebnis eines evolutionären Prozesses eine Art Gedächtnis dar, das den jeweiligen Entwicklungsstand dokumentiert. In der kognitiven Psychologie benutzt U. Neisser den Begriff der kognitiven Landkarte. Das ist ein Schema, das 'eine aktive, Information aufzeichnende Struktur' (...) darstellt. (...) Wahrnehmung ist immer eine Interaktion zwischen einem besonderen Objekt oder Ereignis und einem allgemeineren Schema.' (...) der Wahrnehmende strukturiert seine Umwelt mit Hilfe des Schemas. Indem er so die Umwelt erschafft, nimmt er sie wahr. Das Schema ist das Gedächtnis, das wiederum in eine Hierarchie von Schemata eingebettet sowohl ein Ergebnis bisher erfolgter Wahrnehmungserkundungen ist als auch zugleich die Antizipation der zukünftigen (98).
Im handelnden Menschen, in seiner Bewegung verbinden sich Raum und Zeit. 'Der Raum ist übrigens im Grunde nichts weiter als das Schema der unbegrenzten Teilbarkeit. Ganz anders aber ist es mit der Dauer. Die Teile unserer Dauer fallen mit den sukzessiven Momenten des teilenden Aktes zusammen.' (... Anm/ot: Bergson, H.: Materie und Gedächtnis, Frankfurt 1982). So ist Bewegung gedanklich nicht nachvollziehbar, wie das die Aporien des Zenon verdeutlichen (99). Nach Zenon kann ein Pfeil sein Ziel nie erreichen, weil er vor Erreichen des Zieles den Mittelpunkt der gesamten Strecke vom Abschuss- bis zum Zielpunkt durchfliegen muss. Dieser Punkt wird wiederum Ausgangspunkt der Reststrecke, deren Mittelpunkt erst erreicht werden muss. (...) Kontinuität kann nur erlebt, gefühlt werden. Sobald man ein Kontinuum präzise beschreiben will, muss man es zerlegen. Der Mathematiker R. Courant weist darauf hin, dass zwischen der intuitiven Idee eines Kontinuums und einer mathematischen Beschreibung immer einen Lücke klaffen wird. Den Trick, diese Lücke mit Hilfe der Differentialrechnung zu schliessen, beschreibt H. Pietschmann in Anlehnung an Zenon: 'Wenn der fliegende Pfeil sein Ziel auch nicht erreichen kann, so kommt er ihm doch beliebig nahe'. (...) Das Dilemma ergibt sich daraus, dass die Bewegung eines Objektes mit seinem Weg vom Anfangs- bis Zielpuntk gleichgesetzt wird. Der Weg ist teilbar, die Bewegung nicht. 'Die Naturwissenschaft betrachtet in Wirklichkeit immer nur diesen Raum. Was sie Bewegung nennt, ist nur die Aufeinanderfolge der räumlichen Lage der Körper in ihm. Auch wo sie vorgibt, die Zeit zu messen, misst sie in Wahrheit nur Veränderungen im Raume.' (...) Tatsächlich kann aber ein Prozess nicht mit einem Ding zusammenfallen. Die Bewegung existiert in dem Augenblick, in dem der Mensch sie mit seinen Sinnen wahrnimmt; indem er selbst aktiv ist, ergreift er die Realität der Bewegung, die in ihm als Veränderung des Zustandes oder der Qualität erscheint. (... 'Qualität ist kein Ding, sondern ein Ereignis.' Pirsig, (1981); S. 246). Bergson benutzt den Begriff des motorischen Schema, um zu verdeutlichen, dass ein gedankliches Schema nur eine Skizze ist und erst die wirklich und vollständig erlebten Muskelempfindungen ihm Farbe und Leben geben. (...) Gedächtnis ist die Wiederholung solcher Schemata, die Zerlegung und Wiederzusammensetzung, die jedesmal die Aufmerksamkeit des Körpers auf eine neue Einzelheit lenkt, die das Wesentlichen unterstreicht und in der Gesamtbewegung Zug für Zug die Linien aufsucht, die ihre innere Struktur bezeichnen. 'Der Geist entnimmt der Materie die Wahrnehmungen, aus denen er seine Nahrung zieht, und gibt sie ihr als Bewegung zurück, der er den Stempel seiner Freiheit aufgedrückt hat.' (Bergson ...) (99f).
Für Bergson ist das menschliche Gedächtnis auf keinen Fall ein Speicher für Erinnerungen oder Bilder. Vielmehr konserviert der Körper motorische Gewohnheiten, die es ihm ermöglichen, die Vergangenheit von neuem zu spielen, oder er kann druch die Wiederholung von Gehirnvorgängen, die sich an frühere Wahrnehmung anschliessen, einen Verbindung zur Gegenwart herstellen. Die Erinnerung geht nicht aus einem Gehirnzustand hervor, sondern der Gehirnzustand setzt die Erinnerung fort. Er verleiht ihr durch die Materialität die Macht, auf die Gegenwart einzuwirken, und im Wechselspiel mit der Wahrnehmung Bewusstheit zu erzeugen. Darüber hinaus beansprucht jede 'eine gewisse Dichte der Dauer, setzt die Vergangenheit in die Gegenwart fort und nimmt dadurch am Gedächtnis teil.' (Bergson ...). Bewusstsein ist ein irreversibler Vorgang, der auf solchen reproduktiven Gedächtnisleistungen beruht. (101) Charakteristisch für solche kausalen Kreisläufe ist die Zeit, die benötigt wird, bis die durch das Erkennen eines Unterschiedes vermittelte Information über die Umwandlung auf das Verhalten zurückwirkt. 'Es gibt daher selbst im einfachsten kybernetischen Kreislauf eine Art bestimmendes Gedächtnis'. (...). Was aber im Kreislauf übertragen wird, der Unterschied, der einen Unterschied bewirkt, bezeichnet Bateson als Informationseinheit (101). Identität: (102ff).
In seiner 'Theorie des kommunikativen Handelns' (...) führt Habermas den Begriff der Lebenswelt ein, die als Verständnishintergrund erst die Möglichkeit bietet im Rahmen des kommunikativen Handelns, intersubjektiv anerkannte Situationsdefinitionen zu erzielen (102). Deckt sich der Begriff Lebenswelt mit dem externen Gedächtnis? Die Augenbewegungen beim Betrachten eines Bildes unterscheiden sich bei Kindern und Erwachsenen. Vergleichstests ergeben, dass die Bewegungsmuster von Erwachsenen untereinander bei der Betachtung desselben Bildes sehr viel änlicher sind, als die der Kinder (103).
Das Ergebnis des Lernens besteht bei den Erwachsenen in einer Standardisierung des Schemas, das dadurch eine optimale Wahrnehumg ermöglicht, weil es bereits die Erfahrungen früherer Erkundungen enthält, also z.B. Bewegungsmuster ausschliesst, die bisher keine oder wenig neue Information gebracht haben. Die Aufmerksamkeit, die für diese Erkundungen nicht mehr benötigt wird, kann jetzt für neue, innengeleitete Erkundungen benutzt werden. Die Entwicklung eines solchen Automatismus ist ein Ausdruck der Bildung einer individual-bezogenen Identität im Verhältnis zur Umwelt, jedoch zugleich auch Zeichen einer gemeinschafts-bezogenen Identität, insofern aufgrund teilweise gleicher Voraussetzungen und Umgebungsbedingungen die Schemata ähnlich sind (Kohärenz) (103). Die Kohärenz, die sich aus der Standardiesierung von Aktivitäten ergibt, ist somit ein Merkmal der Identitätsbildung nach innen als Abgrenzung von der Umwelt wie nach aussen als Ausdruck von Gemeinsamkeit (104).
3.4 Mensch und Maschine (107ff).
'ein Unterschied, der einen Unterschied ausmacht, ist eine Idee
oder eine Informationseinheit'. (... Bateson ...).
Wahrnehmung als menschliche Informationsverarbeitung ist eine Aktivität, bei der aus den unendlich vielen Unterschieden in der Umgebung eine begrenzte Anzahl als Information selektiert wird. Information ist also ein Prozess, bei dem der Mensch durch seine Aktivität einen Unterschied erzeugt, und dieser Unterschied kann nach Bateson als 'kodierte Version' eines Unterschiedes in der Umgebung bezeichnet werden (107).
Darüber hinaus ist aber ein Kontext nötig, der es ermöglicht, neu von alt zu unterscheiden. Ein solcher Kontext, beipielsweise repräsentiert durch den Begriff des Schemas, beinhaltet Kohärenz von Phänomenen, die sich im Prozess einer evolutionären Entwicklung aus einer Standardiesierung bzw. Optimierung ergibt. Kontext bedeutet Klassifizierung, bedeutet einen Übergang von einem Unterschied zu einer Klasse von Unterschieden. Mit dem Neuen, das aber nicht zur Klasse gehört, entsteht auch einen neue Klasse, d.h. ein neuer Unterschied, oder anders ausgedrück ein neuer Kontext. Zwar ist der Kontext im Verhältnis stabiler, als die sich in seinem Rahmen vollziehende Wechselwirkung, doch unterliegt auch er der Veränderung, wie dies beispielsweise durch den Begriff des Paradigmenwechsels verdeutlicht wird: 'Wenn auch die Welt mit dem Wechsel eines Paradigmas nicht wechselt, so arbeitet doch der Wissenschaftler danach in einer anderen Welt' (... Kuhn, 1979; S. 133 ...) (108).
Die mehrstufigen Hierarchien von Kontext und Unterschied, Schema und Handlung, Paradigma und Experiment, Lebenswelt und Kommunikation usw. entsprechen in ihrer zeitlichen Einbettung der Dialektik von Struktur und Prozess. Sie entsprechen dem, was G. Bateson mit Geist bezeichnet bzw. mit dem Begriff der Evolutionseinheit, die charakterisiert ist durch die Beziehung von somatischen und phylogenetischen Änderungen (...). Die materielle Entsprechung findet sich im menschlichen Nervensytem. 'Der im Gehirn ablaufende Vorgang schliesst die durch Erregung und Inhibierung vermittelte Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Nervenzellen sowie die bewertende Filterung durch das hierarchisch geleitete Netzwerk ein, bevor das Resultat, die Idee, sich als einheitliches Ganzes, das mehr als die Summe seiner Teile ist, im Bewusstsein abbildet.' (...) (108f).
Im Gegensatz dazu arbeitet der Rechner grundsätzlich in einer zeitlich linearen Struktur, d.h. er führt eine Sequenz von Instruktionen aus. Aufgrund dieser Sequentialität ist eine hierarchische Struktur nicht gegeben. Diese würde beinhalten, dass, ineinander verwoben, auf mehreren Hierarchiestufen gleichzeitig Instruktionen ausgeführt werden müssten, wobei das Problem der Rückbezüglichkeit dazu führen würde, dass Instruktionen mehrdeutig sind und nur durch die Bezugnahme auf einen übergeordneten Kontext eindeutig ausgeführt werden könnten (109).
Soweit die Entwicklung des Lebens sich aus der zeitlichen Entfaltung im Rahmen der Evolution erschliesst, kann der Mensch zu keinem Zeitpunkt ein vollkommenes Verständnis seiner selbst haben und folglich auch nicht einen Rechner mit seinem vollständigen Abbild programmieren. Mithin müsste ein Rechner, sollte er in der Lage sein, Informationen zu verarbeiten, als autonomes, selbstreproduzierendes System konzipiert werden, das in der Lage wäre, alle Aspekte des menschlichen Körpers mit genügender Kohärenz auszubilden. 'Information unterliegt keinem Erhaltungsgesetz. Aufgrund der im Gehirn ablaufenden dynamischen Prozesse entsteht sie selektiv, irreversibel und evolutiv' (...). Tatsächlich gibt es keine Evolution der Computer; solange es sie nicht gibt, ist auch nicht vorstellbar, was sie sein könnte (109).
Insofern der menschliche Körper die Grammatik des Geistes ist, (... Habermas ...) d.h. der selbst wiederum veränderliche Kontext der Beziehung von Mensch und Umwelt, nicht das Gehäuse für den Geist, sondern als Stufe einer langen evolutionären Entwicklung, als deren Ergebnis er sowohl Gedächtnis als auch Antizipation zukünftiger Möglichkeiten ist, also mit all seinen Sinnen Geist verkörpert, insofern ist der Mensch kein symbolverarbeitendes System, dessen Grammatik vollständig, eindeutig und widerspruchsfrei beschrieben oder konstruiert werden kann.
Den Unterschied zwischen menschlichen Handlungen und solchen, die nur aufgrund der Anwendung von Regeln einer Grammatik erfolgen, bezeichnet J. Habermas mit den Begriffen Handlung und Operation. 'Operativ erzeugte Gebilde können, für sich betrachtet, als mehr oder weniger korrekt, regelkonform oder wohlgeformt beurteilt werden; sie sind aber nicht wie Handlungen einer Kritik unter Gesichtspunkten der Wahrheit, Wirksamkeit, Richtigkeit oder Wahrhaftigkeit zugänglich; denn sie gewinnen nur als Infrastruktur anderer Handlungen einen Bezug zur Welt. Operationen berühren die Welt nicht.' (...)
Umgekehrt gilt, dass nur Operationen automatisiert werden können, nicht aber sinnstiftende Einbettung in menschliches Handeln (111). Dies wird im Rahmen der Anforderungsermittlung durch die begriffliche Unterscheidung von Aufgaben und Tätigkeiten unterstrichen. (...) Nur Tätigkeiten können automatisiert werden. Aufgaben sind verbunden mit Merkmalen wie Verständnis, Motivation, Erfolg, Pflicht usw.; sie bedürfen der atkiven Ausgestaltung durch den Menschen. [Hier verwendet R. Keil die Begriffe ganz anders als ich, RT]
Die Automatisierung von tätigkeiten, d.h. ihre Übertagung auf Operationsfolgen einer Maschine, bedeutet, dass nur durch die Einbettung in menschliches Handeln diese Maschine einen Bezug zur Welt erhält, unabhängig davon, wie kompliziert ihre innere Struktur oder ihre möglichen Operationsfolgen auch sein mögen. Dem menschlichen Arbeitshandeln angemessene Software zu entwickeln, erfordert daher, Software als Teil eines umfassenden Kreislaufes zu betrachten, als offenes System und nicht als geschlossenes Regelwerk (111f).
KOSMOS (113ff).
Mit der Rekonstrukion der Begriffe Information und Verständigung als offene Systeme wird deutlich, dass die wesentliche Funktion des Gedächtnisses darin besteht, ein bezüglich der mentalen Prozesse materielles Korrelat herzustellen, das als Ergebni solcher Prozesse langlebiger ist, als der erzeugende Prozess. Im Hinblick auf die Entwicklung von Software repräsentieren Daten, in welchem physischen Kontext sie auch auftregen mögen (Schallwellen, Zeiger, Lochkarten, Schaltkreise, Graphiken etc.), ein solches Gedächtnis bezüglich der menschlichen Informationsverarbeitung (115). Impliziter Verweis auf das externe Gedächtnis!
Daten liegen sowohl der menschlichen Informationsverarbeitung zugrunde als auch der maschinellen Verarbeitung durch DV-Systeme. Der qualitative Unterschied besteht darin, dass bei der maschinellen Verarbeitung der Gebrauch eines Datums vollständig festgelegt, standardisiert ist. (...) Demgegenüber können Daten bei der Verabeitung durch den Menschen mehrdeutig sein, sie können zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich interpretiert werden und Handlungen auslösen oder beeinflussen, die nicht intendiert sind. Darüberhinaus können nur im Rahmen des menschlichen Verhaltens neue Daten erzeugt werden. Damit ist zugleich der Übergang zwischen Datum und Information charakterisiert (116). Dass der Mensch Informationen verarbeitet ist eine gewagte Annahme! Daten verkörpern Sachverhalte oder Ideen zu dem Zweck, die Weitergabe oder die Manipulation durch einen Verarbeitungsprozess zu ermöglichen. Dabei kann ein Sachaverhhalt auf verschiedene Art und Weise als Datum dargestellt werden. Die Eigenschaft, Datum zu sein, ist gegeben, wenn ide Bedeutung oder Information durhc die Darstellung des Sachverhaltes eindeutig erkannt werden kann und somit eine Datenverarbeitung möglich ist. Ohne Kenntnis der dem Bilden eines Datums zugrunde liegenden Regeln kann ein Datum weder erkannt noch ordnungsgemäss verwendet werden, weil nur der Bezug zum tatsächlichen Phänomen die Bedeutung von Operationen auf den Daten erschliesst. (...) Dem Auftreten eines Datums gehen also immer intersubjektive Regelvereinbarungen vor dem Hintergrund eines sozialen oder kulturellen Kontextes voraus (119).
Ein KOSMOS besteht aus: einem dynamische Anteil (Aktivitäten) und einem Gedächtnis (Daten/Objekte und Regeln) und dem Austausch (Daten, Objekte) zwischen festgelegten Vorgängen (Operationen) sowie Verknüpfungen der angegebene Symbole.
Metaregelen sind:
- Mit jeder Informationsverarbeitung - als Aktivität eines Menschen - und mit jedem Verständigungsprozess - als Aktivität von mindestens zwei Menschen - entsteht ein KOSMOS (...).
- Ein KOSMOS besteht im Austausch mit seiner Umgebung oder mit mindestens einem anderen KOSMOS. In beiden Fällen erfolgt der Austausch auf der Grundlage des Gedächtnisses eines umfassenden KOSMOS (Umgebung bzw. Kontext).
- Der dynamische Anteil eines KOSMOS besteht aus Aktivitäten, die wiederum einem KOSMOS oder aber einer Operation entsprechen können.
- Ein KOSMOS steht mit seiner Umwelt bzw. einem anderen KOSMOS im Austausch, der durch die Aktivitäten und die ausgetauschten Daten bzw. Objekte beschrieben wird.
- Es werden solange Verknüpfungen gebildet, bis der dynamische Teil nur noch Operationen enthält.
- Enthält ein KOSMOS nur noch Operationen, gilt er als abgeschlossen, eine weitere Modellierung findet nicht statt.
- Treten bei der Entstehung neuer Verknüpfungen Widersprüche auf, müssen entweder die Verknüpfungen revidiert werden, oder aber die Regeln des zugrunde liegenden Gedächtnisses. Dieser Vorgang wiederholt sich, falls durch Regeländerungen neue Widersprüche auftreten solange, bis wieder alle Verknüpfungen regelkonform sind.
- Ein KOSMOS hört auf zu bestehen, wenn keine neuen Verknüpfungen mehr gebildet werden und keine Widersprüche mehr auszuräumen sind, oder wenn die beteiligten Menschen das System verlassen.
- Jeder KOSMOS hinterlässt eine Spur in einem umfassenden Gedächtnis (121f).
5. Schritte zu einer ökologisch orientierten Softwaretechnik Methoden und Techniken der Softwareentwicklung orientierten sich bisher an den Eigenschaften und Merkmalen der Maschine. Mit KOSMOS sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, nicht nur die maschinenbezogenen Aspekte zu behandeln, sondern auch die mit dem Einsatz verbundenen Anforderungen (129). Fallbeispiel: Entwicklung eines Bibliotheksystems das im Rahmen der Fachbibliothek eines Unternehmens eingesetzt werden soll (144ff).
5.3 Entwurf und Implementierung
Regeln zur Problemlösung:
1. Alle Elemente eines Problems in schneller Folge mehrfach
betrachten solange, bis ein Muster entsteht, das alle diese Elemente
geleichzeitig umgibt.
2. Beurteilung aufschieben. Nicht zu Schlussfolgerungen springen
(191).
Das Problem ist beispielsweise durch die Aufgabe definiert, einen Entwurf bzw. ein Programm zu erstellen. Betrachtet man das zu erstellende Dokument als Spannungsfeld, dessen Grenzen durch die Aufgabenstellung vorgegeben sind, so bildet es zusammen mit den Sprachelementen und den Regeln zu seiner Abfassung und Überprüfung das Gedächtnis bezüglich der Prozesse Entwurf bzw. Implementierung. Regel 1 bezieht sich auf die Aktivitäten des Menschen, die durch seine Kenntnisse und Vorlieben sowie seine individuelle Problemsicht (vorstrukturiertes Wissen) geleitet sind. Auf welche Art das durch die schnelle Exploration des Problems gefundene Muster zustande kommt, ist dabei nicht kausal begründbar. Erst nachdem es entstanden ist, wird es auf seine Verträglichkeit mit den Regeln und Elementen des zugrunde gelegten Gedächtnisses überprüft (Beachten von Regel 2) und gegebenenfalls erforderliche Revisionen vorgenommen (192). Bezogen auf die Programmierung ist das Gedächtnis durch das Programm bzw. die Programmteile verkörpert, die jeweils bereits vorliegen. Ein KOSMOS wird repräsentiert durch den Menschen mit der Problemstellung, der auf Grundlage der vorhandenen Programmteile im schnellen Wechsel verschiedene Möglichkeiten, Alternativen und Wege durchspielt oder andenkt, von denen dann einer selektiert wird. Diese Sinnbewertung kann durch eine Vorliebe für bestimmte Strukturen, durch vorhanden Kenntnisse, durch eine spezifische Sicht des Problems oder auch durch äussere Einflüsse ausgelöst oder beeinflusst werden. Diese neu entstandene Struktur wird anschliessend daraufhin überprüft, inwieweit sie mit den bereits vorhandenen Regeln bzw. Strukturteilen verträglich ist (193). Um auf der Grundlage einer solchen Problemlösungsstrategie einen flexible Verbindung von Problem und Programm zu ermöglichen, hat P. Naur das Konzept der Aktionsbündel entwickelt. (...) Die Strategie besteht darin, zu den globalen Anforderungen an ein Programm jeweils Aktionsbündel zu entwickeln (Anweisungsfolgen), die sicherstellen, dass die Anforderungen eingehalten werden. Aktionsbündel beziehen sich in der Regel auf die Veränderung von Variablenwerten; sie sollen ermöglichen, Regeln für die Veränderung von Werten zu formulieren, die im gesamten Programm gültig sind (193). P. Naur kommt zu dem Schluss, dass die Überlegungen während der Programmentwicklung nicht mit dem Prinzip der stufenweisen Verfeinerung beschreibbar sind, sondern sich detaillierte, lokale Betrachtungen mit abstrakten, globalen Beschreibungen abwechseln, Optimierungsgesichtspunkte mit Korrektheitsaspekten usw. (194). Repräsentieren TOP und BOTTOM in der produktorientierten Sichtweise zugleich auch Problem und Realisierung, so bilden sie in der prozessorientierten Sichtweise eine Realisierungsfläche, die beispielsweise mithilfe des Konzepts der Aktionsbündel stufenweise strukturiert und durchdrungen wird. In welcher Reihenfolge dabei welche Strukrurierungsmassnahmen unternommen werden, hängt dabei wesentlich stärker vom Problemverständnis ab als von der angestrebten Programmstruktur, stärker von den jeweilig bearbeiteten Aspekten und Teilproblemen als von einer allgemeinen, universellen Struktur, stärker vom Menschen als von der Maschine. (...) Das Programm mit seiner Aufteilung in Aktionsbündel ist jeweils bezogen auf einen Problemlösungsschritt das Gedächtnis, das bis zu einem gewissen Grad den nächsten Lösungsschritt bestimmt, zugleich aber selbst mit jedem Lösungsschritt auch verändert wird. In diser Funktion entspricht das Gedächtnis einer Art kognitiver Landkarte (...) (195).
Die Bedeutung eines Programms, d.h. die Einbettung in eine Handlungsstruktur und nicht das rein symbolisch ablaufende Maschinengeschehen, erschliesst sich nur in der zeitlichen Analyse bzw. in der Partizipation am Prozess der Programmentwicklung; beides entspricht der Aneignung stillschweigenden Wissens. Programmstruktur und Entwicklungsstruktur sind dabei nicht identisch. Dies gilt nicht nur für die Programmentwicklung, sondern auch für das Verständnis von Programmen. D. Knuth kommt zum Schluss, dass Programme die unter dem Gesichtspunkt geschrieben sind, Menschen zu erklären, was man vom Computer erwartet, besser sind als diejenigen, bei denen der Leitgedanke darin besteht, Anweisungen für einen Rechner zu erstellen. (...) (195).
6. Zusammenfassung und Ausblick (200ff).
Ein Blick in die Entwicklung der klassischen Naturwissenschaft und das daraus resultierende Weltbild zeigt die Übereinstimmung mit dem Welbild der Softwaretechnik. Nur was widerspruchsfrei konstruierbar ist, nur was mit den Mitteln der Logik ausgedrückt werden kann und was unabhängig von äussern Einflüssen ist, nur das gehört zu diesem Weltbild; es trägt die Zeit nicht in sich. Folglich wird alles was zeitlich ist, irreversibel und nicht determiniert, als störend und schlecht empfunden. Es wird abgespalten. Das Ergebnis dieser Abspaltung kann als geistige Maschine charakterisiert werden, als eine Begriffswelt, die das Lebendige wie auch das Schöpferische ausklammert, das sie sich nur auf das beliebig oft Wiederholbare konzentriert, wobei sich weder das Muster der Wiederholung verändert noch der dadurch bewirkte Effekt. Der Wechsel von solchen reversiblen Phänomenen zu den irreversieblen Prozessen des Lebens bedeutet aber nicht, dass es keine sich wiederholende Muster gibt, sondern, dass diesen einen andere Qualität innewohnt. Sowohl in der Geschichte der Wissenschaft als auch in der Geschichte des Lebens, sowohl in den irreversiblen Prozessen dissipativer Strukturen als auch in den Vorgängen der menschlichen Wahrnehmung finden sich gemeinsame Muster und Eigenschaften; als Merkmale des Schöpferischen und des Lebendigen verkörpern sie die zeitliche Einbettung alles Seienden.
Gegebenheiten, die ein solches Muster zeigen bzw. diese Eigenschaften aufweisen, werden von G. Bateson als Geist und von A. Köstler als Holon bezeichnet. Die andere Qualität dieser Muster zeigt sich darin, dass sie als Grammatik des Lebens die Form repräsentieren, ohne die die Enstehung der Neuen nicht möglich ist, sie zugleich aber einer durch das Neue bedingten Veränderung unterliegen. Gebilde oder Phänomene, denen diese Qualiät innewohnt, können nicht als geschlossen, sondern nur als offene Systeme angemessen charakterisiert werden. (...) KOSMOS dient dazu, zeitbedingte Vorgänge zu charakterisieren, die als schöpferisch oder selbstorganisierend bezeichnet werden können. Eigenschaften solcher Vorgänge sind: irreversibel, eingebettet, offen und ganzheitlich; Merkmale sind: Selektion, Vielfalt und stillschweigendes Wissen. Bezogen auf die Natur spiegeln diese Begriffe Eigenschaften ökologischer Systeme wieder; sie sind zugleich die Merkmale geistiger Prozesse.
Einsatz und Herstellung von Software können als geistige Prozesse betrachtet werden (201f).
Im Sinne von KOSMOS vollzieht sich das menschliche Arbeitshandeln an Objekten bzw. Daten, deren Zustände und Beziehungen untereinander als Gedächtnis von Handlungszyklen betrachtet werden können (203).
- Jedem Strukturierungshilfsmittel, das einen kreativen Vorgang unterstätzen soll, muss eine Enthaltensein-Relation zugrunde liegen.
- Die Selbstorganisation eines kreativen Prozesses erfordert ein Gedächtnis.
- Jeder kreative Vorgang kann nur durch die Analyse des Vorganges selbst verbessert werden, nicht durch die Analyse des Produktes. (208).
Software, Test, Empirismus, Rationalismus, Denken, Messen, Experiment, Struktur dissipative, Zeit, Gedächtnis, Externes Gedächtnis, Information, Kontext, Handeln, Operation, Tätigkeit, Aufgabe, Daten, KEI13015