Herzbergs Hörsaal: Informatik studieren mit den Ohren

Mir hat es ein Artikel von Holger Lyre angetan, den ich hier bespreche und um einen semantischen Aspekt erweitere. Lyre befasst sich damit, was Sprachmodelle wie ChatGPT eigentlich verstehen – und geht das als Philosoph auf ganz interessante Weise an. Holger Lyre (2024). “Understanding AI”: Semantic Grounding in Large Language Models arXiv:2402.10992 (submitted on 16 Feb 2024) Lyre trägt das Thema selber vor in einem Vortrag an der Uni Magdeburg. Sicher ist das der bessere Vortrag, wenn man sich dafür interessiert. Für mich lag der Wert im selber darüber Nachdenken und dem Gedanken, dass ich einen Aspekt des Semantischen bei ihm vermisse. KI trifft Philosophie: Was versteht ChatGPT? (2023) https://www.youtube.com/watch?v=MdDQ3FAzftk (Vorlesung vom 29.11.2023, Universität Magdeburg)
Meine Folien finden sich hier: https://docs.google.com/presentation/d/1cEXr5t7oEcyrut8ZRtp04bFJg4oVuBokR9GOq_FJjqc/edit?usp=sharing

Es gibt verschiedene Angriffsformen, mit der man ein Sprachmodell attackieren kann. Fragen Sie dazu mal ChatGPT, es ist sehr auskunftsfreudig zu dem Thema. So klug, schlau und intelligent und kreativ ChatGPT auch sein mag: Hat dieser Eindruck noch Bestand, wenn man eine einfache Attacke fährt?

Ali Abdaal hat im Podcast "The Deep Life" im Gespräch mit Cal Newport einen interessanten Gedanken geäußert, der mich ans Nachdenken gebracht hat: Ist das der Grund, warum die Hälfte meiner Studierenden nicht mehr aktiv dabei ist?

Das ganze Gespräch kann man sich hier anhören: https://www.youtube.com/watch?v=Y6vFa781ofE

Der Gesprächsauszug beginnt hier:
https://www.youtube.com/watch?v=Y6vFa781ofE&t=4251s

Der Didaktik-Podcast der Hochschule Macromedia, der LectureCast, hat mich zum Gespräch eingeladen. Wir sprechen über Podcasts im Hochschulkontext, speziell über Herzbergs Hörsaal. Die Gastgeber sind Prof. Dr. Andreas Hebbel-Seeger und Prof. Dr. Tamara Ranner von der Hochschule Macromedia.

Mit der Aufzeichnung verbinden wir ein Experiment: Hier auf Herzbergs Hörsaal kann man die unbearbeitete und ungeschnittene Fassung unseres Gesprächs hören. Im LectureCast, Episode 68, ist die überarbeitete Fassung zu finden. Wir wollen selber einmal wissen, wie diese unterschiedlichen Formen der Aufbereitung wirken. Und wir laden alle Hörer*innen ein, auch mal "drüben" reinzuhören und selber zu vergleichen, wie die Wirkung ist.

Episode 68: https://podcasters.spotify.com/pod/show/macromedia0/episodes/LectureCast--Episode-68-PodCast-als-Lern--und-Fortbildungsmedium-e27aao9

Der LectureCast mit allen Folgen ist zu finden bei https://open.spotify.com/show/39acYxWTZWVLXYZS8xXVrA und überall dort, wo es Podcasts gibt.

Angenommen, Sie haben Ihre Bachelorarbeit angemeldet. Die Uhr läuft, Sie haben drei Monate. Am Schluss müssen Sie einen Text abgeben, Ihre Thesis. Dann macht es doch Sinn, so früh wie möglich mit dem Schreiben zu beginnen, oder? Und immer wieder, Schritt für Schritt, den Text zu ergänzen und zu erweitern. Das ist die sogenannte Salamitaktik. Nach und nach entsteht der Text für die Thesis. Oder ist es klüger, das Schreiben der Thesis an das Ende der Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu legen? Dann, wenn man die Ergebnisse kennt, wenn man weiß, was man zu sagen hat.

Beide Vorgehensweisen haben Ihre Vor- und Nachteile. Bei einer der beiden Strategie habe ich oft eine Dynamik beobachtet, die dem Ergebnis und der Note zur Thesis nicht gut getan hat. Denn Sie dürfen nicht vergessen, worauf es eigentlich ankommt: auf Forschung und Entwicklung, zu der Unwägbarkeiten und Überraschungen dazu gehören.

Es gibt viele Möglichkeiten, Code etwas erzählen zu lassen. Ich versuche, Ihnen das am Beispiel der Fibonacci-Zahlen zu verdeutlichen. Rein funktional betrachtet liefert in unserem Beispiel jede Erzählung das gleiche Ergebnis. Und dennoch löst die Erzählung etwas in Ihrem Kopf aus. Sie veranschaulicht Ihnen auf verschiedene Weisen, wie vorgegangen wird und welcher gedanklichen Konstrukte sich dabei bedient wird. Erzählen Sie den Code mit Anweisungen oder mit Ausdrücken? Welche Datenstrukturen verwenden Sie dabei – und wie verwenden Sie die Datenstrukturen? Ich finde es überraschend, dass sich die Berechnung der Fibonacci-Zahlen mit so vielen Erzählungen bzw. Erzählvarianten darstellen lässt. Und sicher gibt es noch viele, viele mehr.

Meinen Code, den ich bespreche, finden Sie hier: https://gist.github.com/denkspuren/c99c64d3c0cbee966e8a9ec74708af5d

Dazu gibt es auch ein YouTube-Video, wenn Sie Interesse haben: https://youtu.be/dOi0gFhb3eg

In Java haben wir es mit Objekten und Referenzen auf Objekte zu tun; die einen visualisieren wir durch runde Formen, die anderen durch Pfeile. Dazu kommen noch die primitiven Werten. Die Visualisierung benötigen wir für das "Kopfkino", anhand derer wir uns Strukturen veranschaulichen. Wir können da noch eins drauflegen, indem wir Teilstrukturen anhand von Bildern oder Symbolen zusammenfassen und verknüpfen. Dann können wir verbildlichte Konzepte in der Logik eines Bildes nachvollziehen, erklären und verständlich machen. Solche Vorstellungswelten sind nötig, weil die Arbeit mit dem reinen Programmtext, wo wir auf der Klassenebene arbeiten, das nicht direkt durchscheinen lässt. Man muss sich bewusst klar machen, was sich hinter den Deklarationen von Klassen, Objektvariablen und Methoden verbirgt, was damit in bildlichen Bezugsstrukturen passiert bzw. passieren soll.

Die Episode ist ein Versuch, dieses Denken in Bildern rein sprachlich zu transportieren. Ich hoffe, Sie können sich vorstellen, was ich erklären und sagen will. Zur Unterstützung finden Sie unter dem nachstehenden Link ein Tafelbild, auf das ich mich beim Reden beziehe. Damit Sie im Zweifelsfall etwas vor Augen haben ;-)

https://drive.google.com/file/d/1sactQD4A-3JixPirbUr8RI74w8THTk3S/view?usp=sharing

Anne Dippel und Martin Warnke haben ein sehr interessantes Buch geschrieben, das frisch in den Regalen der Buchhandlungen zu finden ist: »Tiefen der Täuschung: Computersimulationen und Wirklichkeitserzeugung«, Berlin: Matthes & Seitz, 2022. Es geht um die Frage, ob Computersimulationen eine eigenständige Form der Theoriebildung sind – und, da sie die Frage mit "Ja" beantworten, welche wissenschaftstheoretischen und medientheoretischen Konsequenzen und Erkenntnisse damit einhergehen. Das Spannende an der Herangehensweise ist, dass sie der Computersimulation die Erkenntnis- und Arbeitsweisen der Physik gegenüberstellen; darum wird es auch um Quantenphysik gehen, um einen größtmöglichen Kontrast herzustellen. Ich finde das alles aufregend, sehr erhellend und wegweisend, und ich freue mich, dass die beiden Zeit für ein Gespräch in Herzbergs Hörsaal hatten.

Webseite zum Buch: https://www.matthes-seitz-berlin.de/buch/tiefen-der-taeuschung.html

Anne Dippel ist Historikerin und promovierte Kulturanthropologin, sie forscht und lehrt an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena. Martin Warnke ist promovierter Physiker und lehrt als Professor für Informatik und Digitale Medien an der Leuphana Universität Lüneburg.

Webseite Anne Dippel: https://www.kuk.uni-jena.de/seminar-fuer-volkskunde-kulturgeschichte/personen/pd-dr-anne-dippel

Webseite Martin Warnke: https://www.leuphana.de/institute/icam/personen/martin-warnke.html

Prof. Dr. Thorsten Weyer ist Informatiker und neu berufener Kollege an der Technischen Hochschule Mittelhessen. Wie es der Zufall wollte, teilen wir uns ein Büro. Da lag es nahe, dass wir uns einmal im Podcastformat darüber unterhalten: Was ist Informatik? Prof. Weyer kommt vom Software Engineering und bringt damit eine ganz eigene Perspektive ein. Sehr interessant finde ich auch unseren Austausch zu der Frage, was das Wissenschaftliche in der Informatik ist und was das für eine Bachelorarbeit bedeutet. Wir brauchen mehr solche Dialoge und Austausche in der Informatik an Hochschulen für Angewandte Wissenschaften.

Die Mitte des Vorlesungszeit ist erreicht, die ersten sieben Wochen sind rum. Das ist ein guter Zeitpunkt, um sich Gedanken über die zweite Hälfte zu machen mit einem Rückblick und einem Ausblick.

Mit Programmcode löst man nicht nur Probleme, sondern man beschreibt damit auch Lösungen. Kurz gesagt: Code transportiert ein Erzählung, ein Narrativ. Wie man diese Erzählung verändern kann, wie diese Erzählung eine Konzeption oder eine Gestaltung beschreiben kann und sogar für Begründungen herangezogen werden kann, das erzähle ich Ihnen am Beispiel einer Rechenaufgabe, die der kleine Gauß von seinem Lehrer gestellt bekam.

Begleitmaterial zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1tiMNYY2T7-_yzjImGlyUSYnSPrR-lMyB/view?usp=sharing

Ich versuche Ihnen in dieser Folge eine Vorstellung dazu zu vermitteln, welches gedankliche Modell mit einem Quantenschaltungssimulator einhergeht.

Den Quantenschaltungssimulator finden Sie unter https://github.com/denkspuren/qcsim. Beachten Sie, dass ich derzeit aktiv in dem Repo arbeite, da wird sich noch einiges tun und ändern. Sie werden eines sicher feststellen: Viel Code braucht es nicht, um einen Quantenschaltungssimulator in Python zu programmieren.

Es gibt zwei Extreme in Veranstaltungen: Die Nix-Mitschreibenden und die Angsthasen und Aufschiebenden, die alles mitschreiben. Wie geht also richtiges Mitschreiben? Wozu und warum sollte man sich Notizen machen? Um sich Goldnuggets zu retten! Das hilft Ihnen, effizienter zu studieren.

Das Nim-Spiel kommt so schlicht und einfach daher und dennoch ist der Spielbaum gar nicht so unaufwendig zu berechnen auf der Suche nach dem besten Spielzug. Es hilft, sich den Spielgraphen zu veranschaulichen und daraus Berechnungsstrategien abzuleiten.

https://drive.google.com/file/d/1XUVmgQct9DUM-LJ5Aak6whEQa41m1O_x/view?usp=sharing

Setzen Sie sich eine Experimentalumgebung zum Quantencomputing auf und zwar mit Hilfe von Python-Notebooks und leistungsstarken Python-Bibliotheken. An der Programmiersprache Python kommt man im Grunde in diesem Bereich nicht vorbei. Sie werden merken: So schwer ist Python nicht zu erlernen, und zusammen mit den Notebooks macht das Programmieren sogar sehr viel Spaß.

Die erwähnten Werkzeuge und Bibliotheken zum Programmieren sind in diesem Foliensatz verlinkt:

https://docs.google.com/presentation/d/1vA2K9Y-OFGw8bqwdB5WrYUMrUj9cBu5vsFdKjj3zkgw/edit?usp=sharing

Hiermit eröffne ich eine neue Reihe zum Quantencomputing (QC) mit dem ersten Beitrag "Was ist ein Quantenbit?". Man sagt auch Qubit.

Was ein klassisches Bit ist, das wissen Sie: entweder eine 0 oder eine 1. Ein Quantenbit ist eine Überlagerung von 0 und 1. Das ist raffiniert einfach ... und doch kompliziert.

Mehr dazu können Sie auch hier nachlesen: https://colab.research.google.com/drive/1VSGPIrJokaJVGTl5cibjb6Yn5SZgiuIh?usp=sharing

Ein Student aus dem WAI-Kurs hat mir den Link auf eine Webseite zugeschickt, die 75 Themenvorschläge für eine Informatik-Bachelorarbeit auflistet. In meinen Augen sind das 75 Vorschläge, die als Themen ungeeignet sind. Nach all den Semestern des Studiums gibt es weitaus interessantere und bessere Themen, mit denen Sie sich profilieren können.

Die Sprache der Wissenschaft ist das Englische. Gibt es nicht Pluspunkte, wenn man seine Bachelorthesis auf Englisch schreibt? Man zeigt damit doch den Wunsch und den Willen, sprachlich Anschluss an Wissenschaft zu nehmen und sich in dieser Sprache auszudrücken. Und man könnte dann leichter etwas veröffentlichen. Gute Argumente allesamt, aber Sie rauben sich damit eventuell auch der Chance, eine sehr gute Arbeit zu schreiben.

Einige Studierende beginnen sehr früh mit dem Schreiben Ihrer Bachelorthesis. Die Einleitung wird geschrieben, es entsteht dieses Kapitel, dann jenes Kapitel, und so allmählich reift das Gesamtwerk während Bachelorarbeit heran. Eine gute Strategie, könnte man meinen. Ich bin anderer Meinung, da wissenschaftliches Arbeiten ein offener Prozess ist, was sich mit einem frühen Fixieren der schriftlichen Ausarbeitung beißt. Ich glaube, ein Steinbruch-Ansatz ist besser.

Ein Student von mir wünschte sich eine "Ask Me Anything"-Podcastfolge und versah seine Email an mich mit einem Schwung an Fragen. Warum eigentlich nicht – die Idee gefiel mir. Aber auch andere Studierende meines aktuellen ersten Semesters (der OOP/Java-Kurs) sollten dann ebenso die Chance haben, mir beliebige Fragen stellen zu können. Neun Fragesteller haben es auf über 52 Fragen gebracht. Das ist beachtlich! Eine Frage musste ich rausnehmen, weil sie Hochschulinterna betrifft. Ich habe mir die Zeit genommen und beantworte von den 51 verbliebenen Fragen alles. Ich habe das in zwei Episoden aufgeteilt.

Die Liste der Fragen finden Sie hier:

https://docs.google.com/document/d/1hBM_O55hltClDD10StYXkePH1hf5IQg6brU5KwveF7Q/edit?usp=sharing

Ein Student von mir wünschte sich eine "Ask Me Anything"-Podcastfolge und versah seine Email an mich mit einem Schwung an Fragen. Warum eigentlich nicht – die Idee gefiel mir. Aber auch andere Studierende meines aktuellen ersten Semesters (der OOP/Java-Kurs) sollten dann ebenso die Chance haben, mir beliebige Fragen stellen zu können. Neun Fragesteller haben es auf über 52 Fragen gebracht. Das ist beachtlich! Eine Frage musste ich rausnehmen, weil sie Hochschulinterna betrifft. Ich habe mir die Zeit genommen und beantworte von den 51 verbliebenen Fragen alles. Ich habe das in zwei Episoden aufgeteilt.

Die Liste der Fragen finden Sie hier:

https://docs.google.com/document/d/1hBM_O55hltClDD10StYXkePH1hf5IQg6brU5KwveF7Q/edit?usp=sharing

Am Freitag, 3.12.2021, fand das 3. Netzwerktreffen "Wissenschaftliches Arbeiten" statt, online organisiert von der TH Wildau. Ich habe dort einen Vortrag gehalten unter dem Titel "Wissenschaftliches Arbeiten in den Technikwissenschaften: Forschendes Entwickeln und erkennendes Schreiben". Hier eine Aufzeichnung für Interessierte, die ich tags drauf gemacht habe. Ich habe diese Episode unter dem Titel veröffentlicht, zu dem sich der Vortrag hinentwickelt.

Die Vortragsfolien gibt es hier:

https://drive.google.com/file/d/1UyCHsgjixwt8_HTTHmIDgHo8Q3v_v616/view?usp=sharing

Mit dem Auftreten einer Ausnahme (engl. Exception) wird die Ausführung einer Methode unterbrochen. Der Callstack (die Folge von Java Frames) wird danach abgesucht, ob irgendwo die Ausnahme behandelt, d.h. "gefangen" werden kann.

Die technischen Details zu dieser Episode können in diesem Programmierzettel nachgelesen werden:

https://drive.google.com/file/d/1IH4AmEkSitfSH6xLdz3rwxAQauFSN72k/view?usp=sharing

Das "Spiel des Lebens" von Conway hat seine ganz eigene Faszination. Es ist ein zweidimensionaler zellulärer Automat, der ziemliche lebendig wirkt, wenn man ihn rechnen sieht. Es scheint eine von Lebewesen bevölkerte Welt zu sein. Das Erstaunliche ist, dass diese Welt turingvollständig ist, also Rechenfähigkeiten eines Computers hat.

Die Umsetzung als Java-Programm ist nicht so schwierig. Ein "Trick" ist, die Welt mit einem Rand auszustatten und sie durch ein eindimensionales Array zu repräsentieren – das ist effizienter. Die Idee dahinter stelle ich Ihnen in dieser Episode vor.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, sich das vorzustellen, was ich Ihnen erzähle, schauen Sie auf diesen Hilfszettel:

https://drive.google.com/file/d/1y3xtXnVhszvsWtMNar7fTUEcMTFdDK-u/view?usp=sharing

Prof. Dr. Podcast – so wird Moritz Klenk gerne mal genannt, denn er ist schon lange in der Podcast-Szene aktiv und bekannt. Dabei ist das wörtlich zu nehmen! Moritz Klenk hat sich gefragt, wie sich das (Selbst-)Gespräch als Mittel der Erkenntnis begreifen lässt und hat dazu ein Experiment durchgeführt: Er hat das Gespräch darüber mit sich selbst ein Jahr lang täglich als Podcast geführt – das war seine Promotion. Im Mai 2020 wurde er, der Dr. Podcast, zum Professor für Kulturwissenschaften an die Hochschule Mannheim, Fakultät für Gestaltung, berufen. Das war, als die Hochschulen aufgrund der Corona-Pandemie die Türen schlossen. Die Lehre, die musste nun irgendwie anders ablaufen. Moritz Klenk griff zum Mikrofon und machte seine Lehre als Podcast.

Wir beide unterhalten uns darüber, dass man das Vorlesungsformat nicht einfach ins Video- oder Podcast-Format übertragen kann. Das geht überhaupt nicht. Man muss Lehrformate entwickeln, mit ihren eigenen Möglichkeiten und Chancen. Die Vorlesung ist ein Format für sich. Was der Podcast zu bieten hat, wie und in welcher Weise er anders ist als Lehrmittel, was seine ihm ureigenen Qualitäten sind, das besprechen wir. Auch, dass ein Reden ins Mikrofon allein nicht reicht. Das Assignment, die Aufgabe in der Praxis, und ein passendes Austausch- bzw. Gesprächsformat vervollständigen den Podcast. Zum Schluss erzählt Moritz Klenk, wie er forschendes Lehren versteht.

Links zu Moritz Klenk (Twitter @moritzklenk):

Hochschule: https://www.gestaltung.hs-mannheim.de/fakultaet/menschen/professoren/moritz-klenk 

Webseite: https://experimentality.org/ 

CRE220 - Sprechendes Denken: https://cre.fm/cre220-sprechendes-denken

Buch: https://www.transcript-verlag.de/978-3-8376-5262-8/sprechendes-denken/ 

Niemals hätte ich gedacht, dass dieser Podcast soviel gehört wird. Deutschsprachig, noch dazu ein absoluter Nischenpodcast, da sind 40.000 Abrufe nach eineinhalb Jahren und 80 Episoden schon beachtlich. Ich kann nur spekulieren, warum das Format als Lernangebot funktioniert. Vielleicht, weil es ein Gegenkonzept zum Video ist. Vielleicht, weil man zuhören und lernen kann ohne hinzusehen: also unterwegs, draußen, beim Abwasch, auf der Couch, im Bett. Vielleicht, weil sich Sprache und Begleitmaterial anders ergänzen und ein anderes Mitdenken einfordern. Wie gesagt, alles Spekulation.

Ich freue mich, wenn Sie mir eine Sprachnachricht auf anchor.fm/dominikusherzberg hinterlassen, der Heimatplattform dieses Podcasts. Stellen Sie mir dort eine Frage zur Informatik oder zum Studium. Oder erzählen Sie kurz: Was begeistert Sie an der Informatik? Oder: Welche Tipps haben Sie, um durch's Studium zu kommen?

Wenn Sie wollen, können Sie mir auch eine Mail schreiben: herzbergsohr@gmail.com

Ich freue mich auf das Wintersemester 2021/22 mit Ihnen. Und wie geht es Ihnen, freuen Sie sich auch auf den Semesteranfang? Wenn Sie Erstsemester sind: Was bedeutet es zu studieren? In meinen Augen ist es mehr als nur etwas Lernen zu wollen. Ich glaube, das Studieren ist eine Haltung dem eigenen Denken und Handeln gegenüber. Sie lassen sich in eine Disziplin entführen, Sie finden sich ein, Sie denken darin, Sie handeln, lösen, konstruieren, überprüfen, argumentieren in der Logik eines Fachs bzw. einer Disziplin: Weil Sie das selber wollen.

Wenn Sie Fragen, Anregungen, Kommentare, Gedanken haben: Schreiben Sie mir eine Email an herzbergsohr@gmail.com. 

Wissenschaft hat mit einer gewissen Unplanbarkeit und Ergebnisoffenheit zu tun. Das macht Wissenschaft so spannend. Das Ziel ist also offen. Die Frage ist, wie man den Weg zum Ziel geht. Wie eigenständig und experimentierfreudig man ist. Und ob man bereit ist, die Arbeit zu tun, die nun einmal getan werden muss.

Die Informatik ist weder ein Schreib- noch eine Lesestudium im eigentlichen Sinn. Unser Nachdenken vollzieht sich vorrangig im Schreiben von Code, in der Reflektion des damit verbundenen Entwurfs und in der Prüfung, ob wir unsere Funktionsvermutungen einlösen. Darum: Viel geschieht auf einer informatisch-programmierenden Ebene, die durch das Schreiben eher begleitet als angeleitet wird. Diesen Prozess der programmierenden Auseinandersetzung mit einem Problem oder einer Aufgabenstellung nenne ich forschendes Entwickeln.

Das Schreiben, das Darstellen, das Sich-Ausdrücken und das Sich-Verständlich-Machen hat eine eigene Qualität. Den Schreibprozess bezeichne ich als erkennendes Schreiben. Es geht um die Erkenntnisse, die man selber gewinnt und um die Erkenntnisse, die eine Leserin oder ein Leser aus der Arbeit ziehen soll.

Das Programmieren haben Sie gelernt, das Schreiben können Sie auch. Sie sind vielleicht verunsichert, was das wissenschaftliche Schreiben angeht und man kann viel zum Schreibstil sagen. Entscheidend scheint mir der Mindset zu sein, die gedankliche Ausrichtung – denn die meisten von Ihnen haben eine gute Ausdrucksweise. Sehen Sie am Ende eines wissenschaftlichen Prozesses ein Gefüge. Beschreiben Sie das Gefüge. Welche Verfahren, Methoden etc. sind zum Einsatz gekommen und welche Erfahrungen sind zu berichten. Das ist die geistige Sicht, aus der heraus ein wissenschaftlicher Text entsteht.

Diese Episode ist auch als Video verfügbar: https://youtu.be/sAjfNca8p_8

Das ganze Studium an einer Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) ist auf Praxis- und Berufsorientierung ausgerichtet. Insofern ist nichts naheliegender als die Bachelorarbeit in einem Unternehmen zu machen. Zumal, wenn man davor die Praxisphase in einem Unternehmen gemacht hat. Dann ist man eingearbeitet, hat eine interessante Problemstellung und der Übergang ist fließend. Es können damit aber auch Schwierigkeiten einhergehen, derer man sich bewusst sein sollte. Zum Beispiel ist es problematisch, wenn ein Unternehmen nur an eine Entwicklungsarbeit denkt. Dann fehlt der Erkenntnisstrang, der eine wissenschaftliche Informatik-Arbeit auszeichnet.

Enumerationstypen kann man gut gebrauchen, wenn es um eine feste Anzahl von Aufzählungswerten geht -- man nennt sie auch Enumerationskonstanten. Da Enumerationen vom Klassenkonstrukt abgeleitet sind, kann man mit ihnen sehr interessante Sachen machen. Man kann einen privaten Konstruktor, finale Variablen und weitere Methoden hinzufügen. Und was weitere Möglichkeiten eröffnet: Jeden Enumerationswert kann man mit einer anonymen Klassendeklaration versehen, der den Enumerationstyp erweitert. All das erläutere ich Ihnen an praktischen Beispielen.

Begleitmaterial zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1mi4vG8x0BIniB0zkY6fzos7oaU3G-vPN/view?usp=sharing

Es gibt in Java vier Varianten von sogenannten geschachtelten Klassen, also Klassen, die keine Top-Level-Klassen in einer Java-Datei sind. In einer Klassendeklaration kann als Member eine Klasse deklariert werden, entweder als static oder "normal" ohne static. Das sind die ersten beiden Varianten, die statisch geschachtelte Klasse und die innere Klasse. Die dritte Variante: Innerhalb eines Codeblocks kann eine Klasse deklariert als sogenannte lokale Klasse deklariert werden. Und zu guter Letzt: Die anonyme Klasse kann überall dort deklariert und gleichzeitig instanziiert werden, wo der new-Operator zum Einsatz kommen kann. Die anonyme Klasse implementiert entweder ein Interface oder sie erweitert eine Klasse.

Begleitmaterial zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1-aLi6LDtsM8aYaY5tSV0Nxd-SJaBIXqu/view?usp=sharing

Eine Bachelor- oder Masterarbeit braucht Begleitung durch eine hochschulseitige Betreuungsperson, meist eine Professorin oder ein Professor. Wieviel Zeit hat er oder sie für die Betreuung Ihrer Abschlussarbeit? Um es vorweg zu nehmen: Die Verordnungen wollen nicht, dass Ihre Betreuungsperson so viel Zeit für Sie hat, wie Sie sich das vielleicht wünschen. Wenn er oder sie Ihnen dennoch viel mit Rat und Tat zur Seite steht, verändert das die Erwartungshaltung an Sie.

Der Titel Ihrer Bachelorarbeit ist wichtiger als Sie denken -- weil nur wenige Menschen Ihre Abschlussarbeit lesen, aber deutlich mehr Menschen sich für den Titel Ihrer Abschlussarbeit interessieren. Welche Menschen das sind, das verrät Ihnen diese Episode.

Programme, die generisch sind, sind für die Verwendung mit verschiedenen Typen konfiguriert. Ohne generische Typen würde das Programmieren in Java keinen Spaß machen -- man müsste entweder Code permanent doppeln, was fehleranfällig und wenig wartbar ist; oder man müsste z.B. Variablen oder Methoden auf den "höchsten" Typen (also Object) hin auslegen und viel casten, was ebenfalls fehlerträchtig ist. Bei generischer Programmierung darf man auf die Hilfe des Compiler setzen, muss sich dafür aber in die Feinheiten von Typhierarchien bei generischen Typen hineindenken. Doch soweit kommt es in dieser Episode nicht, ich versuche hier ein Grundverständnis zu wecken.

Begleitmaterial: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/

Wir verlassen heute die unmittelbare Codeebene und nehmen einmal eine Adler-Perspektive ein, eine sogenannte Entwurfssicht. Aus dieser Entwurfssicht organisieren wir die Aufteilung unseres Codes in Komponenten, ordnen den Komponenten Rollen zu und regeln die Art und Weise der Zusammenarbeit der Komponenten. Ich stelle das Presentation Model vor und erkläre ein sehr bekanntes und populäres Entwurfsmuster, das dabei im Hintergrund zur Anwendung kommt: das Beobachter-Muster.

Begleitmaterial zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1Fjy7X8ElctG29H_iMEyFkzugskHe3B2f/view?usp=sharing

Der krönende Abschluss Ihres Studiums ist die Abschlusspräsentation Ihrer Arbeit im Kolloquium. Da geht es um eine verkürzte Darstellung Ihrer Bachelor- bzw. Masterarbeit. Aus vielen Jahren Erfahrung mein Tipp: Zäumen Sie das Pferd von hinten auf! Stellen Sie die Präsentation "auf den Kopf"! Springen Sie zu den Ergebnissen und Erkenntnissen, die Ihre Arbeit auszeichnen. Warum? Damit Ihnen die Zeit nicht wegläuft für die wichtigen und interessanten Fragen, die Ihre Betreuungspersonen stellen möchten. Das kommt Ihrer Note zugute!

Die Nebenläufigkeit ist der Normalzustand unserer Welt. Bei der Programmierung hingegen macht Sie uns Kopfschmerzen. Statt sich im Detail mit Threads in Java zu befassen, gibt diese Episode einen Überblick zu Begrifflichkeiten und Konzepten. Das Fazit: Wenn Sie Nebenläufigkeit benötigen, nutzen Sie eine Bibliothek oder ein Framework, das zu Ihrer Problemstellung passt. Wenn möglich, vermeiden Sie den direkten Umgang mit Threads. Es sei denn, Sie wollen Thread-Spezialist:in werden ;-)

Das Begleitmaterial zur Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1whewUV1rVsFTGnrnhOHEyQtZ1QeR0-U2/view?usp=sharing  

Notizzettel sind diese kleinen, überall präsenten und doch leicht zu übersehenden Schriftstücke, mit denen sich bislang niemand wissenschaftlich auseinandergesetzt hat. Nun hat Hektor Haarkötter ein überaus lesenswertes und erkenntnisreiches Werk vorgelegt: Notizzettel -- Denken und Schreiben im 21. Jahrhundert, jüngst erschienen im S. Fischer-Verlag in der Rubrik Wissenschaft. Es geht um das Notieren, den Notizzettel, das Sudel- und Notizbuch, das Denken und das Schreiben. "Wer den Menschen beim Notieren zusieht, der kann ihnen beim Denken zusehen." Das ist so überraschend wie einleuchtend zugleich, wenn Hektor Haarkötter davon erzählt, was Leonardo da Vinci oder auch Ludwig Wittgenstein so alles notiert haben. Und wie Arno Schmidt oder Niklas Luhmann ihre Notizen organisiert haben. Das sind alles Beispiele dafür, dass Notizen ein Medium des Denkens sind und nicht der Kommunikation dienen.

Hektor Haarkötter ist Professor für Kommunikationswissenschaft an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg. Er studierte u.a. Philosophie, Geschichte, Germanistik und Soziologie in Rom, Düsseldorf und Göttingen. Vor seiner Berufung war er als Journalist und Fernsehregisseur tätig.

Webseite Hektor Haarkötter: https://www.h-brs.de/de/sv/hektor-haarkoetter und http://www.haarkoetter.de/

Webseite zum Buch: https://www.fischerverlage.de/buch/hektor-haarkoetter-notizzettel-9783103973303

Diese Episode ist eine Studie zur Gestaltung von Interfaces in Java -- als Beispiel dient das Spiel Tic-Tac-Toe. Was könnte so schwer daran sein, ein Programmier-Interface für Tic-Tac-Toe zu erstellen? Schwer ist es nicht, aber zu verstehen, was man da macht, welche Vorstellungsbilder mit einem Interface-Entwurf und einer Implementierung verbunden sind, das ist elementar, um die Praktische Informatik als Gestaltungswissenschaft zu verstehen. Denn das Schreiben von Code ist mehr als ein routiniertes Aneinanderreihen von Anweisungen und Ausdrücken.

Begleitmaterial zur Episode: https://drive.google.com/file/d/18S3IbKEDFJJKKv9V1RgFjNfjNCKB4-8t/view?usp=sharing

Wenn Sie mehr über die dahinterliegende Design-Theorie erfahren wollen: Sie finden hier in Herzbergs Hörsaal ein ausführliches Gespräch, das ich mit dem Design-Wissenschaftler und Philosophen Holger van den Boom geführt habe.

https://anchor.fm/dominikusherzberg/episodes/Das-Gesprch-Holger-van-den-Boom----Design-als-Mittel-der-Erschlieung-von-Welt-e111nuj

Design als Mittel der Erschließung von Welt. Das ist ein Design-Verständnis, das mein Gesprächsgast Prof. Dr. van den Boom über viele Jahre und Bücher hinweg entwickelt und das mein Interesse geweckt hat. Ehrlich gesagt hat es mich in seinen Bann gezogen.

Holger van den Boom ist emeritierter Professor für Industrial Design. Er hat von 1982 bis 2008 an der Hochschule für Bildende Künste in Braunschweig gelehrt und war dort Gründer und Leiter der Arbeitsstelle für Designinformatik. Er hat sein Berufsleben als Grafikdesigner begonnen und seine Studien in Philosophie, Mathematik, Theoretischer Physik, Linguistik und Psychologie führten ihn 1974 zur Promotion und 1982 zur Habilitation. Das verbindende Thema seiner Studienvielfalt ist die Semiotik, wie mir Herr van den Boom am Anfang des Gesprächs verrät.

Unser Gespräch greift das jüngst erschienene Buch von Holger van den Boom auf: “Einsteins Marmor: Eine Studie über Kosmologie und Design” (2021), Berlin: Logos. Ein Werk, das es mir wahrhaft angetan hat. Wir sprechen über Semiotik und darüber, was das Zeichen im Text zu leisten vermag und was in der Darstellung, im Bild anders ist. Es geht um das Trivium und das Quadrivium, konzeptuellen Überschuss, Operatoren, Invarianz, Referenzrahmen, um Mathematik und Naturwissenschaft … und es deutet sich eine Skizze eines Erkenntnisprogramms durch Design an. Gegen Ende versuche ich mich darin, sein Design-Verständnis auf die Informatik zu übertragen. Den Schluss bilden Gedanken zum Design-Begriff in den Bildungswissenschaften.

Einige der Werke von Holger van den Boom sind online verfügbar; das Stöbern und Lesen lohnt sich: https://www.uni-kassel.de/ub/index.php?id=39129&f_a=Boom%2C+Holger+van+den

Link zum Buch “Einsteins Marmor”: https://www.logos-verlag.de/cgi-bin/buch/isbn/5284

Homepage von Holger van den Boom: http://www.holgervandenboom.de/

Das zentrale Konstrukt funktionaler Programmiersprachen ist die Funktion. Wie Sie wissen, ist Java nicht funktions- sondern objektorientiert. Die Übernahme dieses Konstruktes hat konsequenterweise dazu geführt, dass man Funktionen in Java als Funktionsobjekte realisiert hat. Notiert werden sie durch sogenannte Lambda-Ausdrucke, was ebenfalls ein Begriff aus der Welt der funktionalen Programmiersprachen ist.

Begleitmaterial: https://drive.google.com/file/d/1i_ESgfff8VmCQk7kN8QFopR5Yqxi7fa_/view?usp=sharing

Die Collection-Bibliothek stellt Ihnen die wichtigsten Datenstrukturen bereit, die Sie im Programmieralltag mit Java benötigen. Diese Episode bietet Ihnen einen Einstieg in die Nutzung der Interfaces und Klassen dieser Bibliothek.

Foliensatz zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1C8Jmp9Wkz84eBMYN23jWpDlbCUgutNfR/view?usp=sharing

Gleichheit und Identität sind wichtige, elementare Konzepte in der Informatik. Im Programmieralltag ist man immer wieder gefordert, die Gleichheit per equals()-Methode zu implementieren und die hashCode()-Methode umzusetzen. Und -- falls das Sinn macht -- sind auch Vergleiche der Ordnungsfolge ("Größenvergleich") mit der compareTo-Methode zu realisieren. Wie man die Methoden geschickt und sauber implementiert, das erklärt Ihnen diese Espisode.

Material zu dieser Episode: https://drive.google.com/file/d/1kYmFtx-mALCyR1FSVfQ6RgzbIrv4Sa-M/view?usp=sharing

Ein wesentliches Merkmal der Objektorientierung ist die sogenannte Vererbung. Eine Bezeichnung, die etwas unglücklich gewählt ist, zumal Java selber das Schlüsselwort "extends" verwendet. Es ist verständlicher, von der Klassenerweiterung zu sprechen.

In dieser Episode bekommen Sie einen sehr technischen Einblick in die Klassenerweiterung, was Ihnen aber hilft, Java in seinem Objektmodell zu verstehen. Dafür muss man wissen, dass es zwei Kernklassen gibt, Object und Class, die man (streng genommen) immer mitdenken muss.

Der Foliensatz zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1opUgTTgBygXcfnjEkHy--h6MvH9VbFYW/view?usp=sharing

Schreiben ist Denken! Das ist fraglos richtig. Aber in der Informatik denken Sie auch durch das Entwerfen, Schreiben und Testen von Software, beim Konzeptionieren und Realisieren Ihrer Ideen. Darum sind Sie nicht allein auf das Schreiben als Denkwerkzeug angewiesen. Wenn Sie Ihre Gliederung erstellen, geht das nur, wenn Sie bereits einen Großteil der  technisch, informatischen Denkarbeit geleistet haben. Um zum fertigen Text zu kommen, müssen Sie Ihr informatisch Gedachtes "nur" noch in die  Textform bringen. Das geht mit dem hier vorgestellten Vorgehen sehr gut und effizient.

Link zum Foliensatz: https://drive.google.com/file/d/1klhYdtuGjNmRKGoKV3e6zPRiKR0bu7mb/view?usp=sharing

Episode auf YouTube: https://youtu.be/uTWRw4TY4ig

Bei der Gliederung für Ihre Bachelorarbeit sind ein paar handwerkliche Regeln des wissenschaftlichen Arbeitens zu berücksichtigen. Wenn es jedoch an die Überschriften geht, ist Storytelling angesagt. Denn es spricht nichts gegen Wissenschaft, die sich in den Überschriften erzählend darstellt. Wenn Ihnen das gelingt, dann bieten Sie Ihrer Leserin bzw. Ihrem Leser eine inhaltsreiche, auskunftgebende Übersicht zur Orientierung. Und Sie selbst haben mit der Gliederung eine klare Vorlage für Ihre Schreibstruktur. Mit einer guten Gliederung schreibt es sich leichter und schneller.

Foliensatz zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1A5MkQoC_yzPFy97MsmtZxS-TSluW-gyJ/view?usp=sharing

Diese Podcast-Episode gibt es auch auf YouTube: https://youtu.be/Eq5fdSEgSvc

Ein gut gewähltes Thema für Ihre Bachelorarbeit legt den Grundstein für  Ihren Erfolg. Dafür hilft es zu verstehen, wie die Informatik als  Technikwissenschaft funktioniert. Wenn Ihr Thema hinreichend offen und  kompliziert ist, ist es anspruchsvoll. Jetzt gibt es zwei Fragen zu  stellen: Was ist Ihr Entwicklungsziel, was ist Ihr Erkenntnisziel. Wenn  Sie darauf gute Antworten finden, dann sind Sie in einer ausgezeichneten  Startposition.

Viele Ratgeber und Bücher zum wissenschaftlichen Arbeiten helfen Ihnen  nur begrenzt weiter, weil Sie auf das Spezifische der Informatik nicht  eingehen. So helfen auch viele Checklisten nicht weiter.

Der Foliensatz zu dieser Episode: https://drive.google.com/file/d/1BffvWKUjtVXcFzjMt24G_Gz_KvoG4M7j/view?usp=sharing

Diese Episode finden Sie auch auf meinem YouTube-Kanal: https://youtu.be/CEJfGRxKt5Q

Ich erwähne in dieser Episode eine Podcast-Folge, die an einem konkreten Beispiel  einer Bachelorarbeit ("Das digitale Klassenbuch") erklärt, wie sich  Entwicklungsziel und Erkenntnisziel ergeben haben:  https://anchor.fm/dominikusherzberg/episodes/WAI-Der-Fokus-Ihrer-Bachelorarbeit-Entwicklung-oder-Erkenntnis--Oder-beides-enaio5/a-a41668e

Wie genau geht die Erzeugung eines Objekts vonstatten? Was passiert da? Ein Blick in den Java-Bytecode hilft um zu sehen, dass Java den Prozess aufteilt: Zuerst wird ein Objekt auf dem Heap angelegt, dann wird der Initialisierungcode im Grunde wie eine Methode aufgerufen.

Am Ende der Episode stelle ich kurz drei Konzepte vor: die Methoden-Überladung, die Klassenerweiterung und das Interface.

Der Foliensatz zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1VFB5GlRMTeC851ZeVKfTxDWxq72QOafZ/view?usp=sharing

Das YouTube-Video: https://youtu.be/_TPcWEvCGQQ

Wir erstellen unsere ersten drei Klassen! Sie lernen dabei den Unterschied von Klassen- und Objektvariablen kennen und den von Klassen- und Objektmethoden. Dazu kommt noch der Konstruktor (auch eine Art Methode) und die Repräsentationsmethode toString. Damit haben Sie die wichtigsten Bausteine zum Aufbau von Klassen zur Hand.

Der Link zum Foliensatz: https://drive.google.com/file/d/1GPr4PZKWwKM9x-vyjtT4Mm3eqq_OzQyI/view?usp=sharing

Der Link zum Code: https://gist.github.com/denkspuren/3834dbd504c055bf811753da47c35d3e

Jede Bachelorarbeit in der Informatik ist als technikwissenschaftliche Arbeit an zwei Zielen ausrichtbar: einem Entwicklungsziel und einem Erkenntnisziel. Das Entwicklungsziel ist an der produktorientierten Praxis ausgerichtet, das Erkenntnisziel an einer Reflektion des technologischen Stands des Wissens. Man kann eine Bachelorarbeit einseitig ausrichten. Besonders vorsichtig muss man sein, wenn man sich der Praxis so sehr verschreibt, dass man den Anspruch der Anwendung wissenschaftlicher Methoden bei der Bearbeitung des Problems aus den Augen verliert.

In dieser Episode bespreche ich zuerst beispielhaft die Betreuung einer Bachelorarbeit. Wir arbeiten anschließend an einem Schaubild die beiden Pfade von Entwicklung und Erkenntnis heraus. Das zu verstehen hilft Ihnen, Ihrer Bachelorarbeit den Fokus zu geben, den sie ihr geben möchten.

Die Folien zur Episode gibt es unter: https://drive.google.com/file/d/1WEVnZSHjvGcB_MgilKqPW7sra32QbrWG/view?usp=sharing

Der aktuelle Denk- und Ausdrucksraum, den Sie sich bislang erarbeitet haben, umfasst elementare Datentypen, Arrays, Variablen, Ausdrücke, Anweisungen und Methoden. Damit haben Sie bemerkenswert viele Möglichkeiten, Aufgaben in Lösungen zu übersetzen. Man muss lernen, wie das geht. Ich erläutere, wie man die Programmausführung nachzuvollziehen und wie man von Programmieraufgaben systematisch etwas lernen und für sich rausziehen kann. 

Den Foliensatz zur Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1NzB9BRtZp65cnz9W4YNl1rWGDk5jrjPd/view?usp=sharing

Die Java-Aufgaben: https://git.thm.de/dhzb87/JavaAufgaben

In dieser Episode geht es um die Wissensstruktur der Informatik, was wir bis zu einem ersten schematischen Gliederungsentwurf für Ihre Bachelor-Thesis herunterbrechen.

Ich gehe hier nicht darauf ein, warum die Informatik ein so unklares Wissenschaftverständnis hat. Hier mag der Hinweis genügen, dass eine derart erfolgreiche Disziplin, wie die Informatik eine ist, den Luxus hat, ihr Wissenschaftsverständnis ungeklärt zu lassen. Befände sich die Informatik in einer Krise, wären hier sicher Fortschritte zu verzeichnen, weil eine solche Klärung identitätsstiftend wirken kann.

Ich leite aus den Technikwissenschaften die Wissensstruktur der Informatik ab. Den Anfang macht hierzu eine Gegenüberstellung von Naturwissenschaft und Technikwissenschaft, um das charakteristische der Technikwissenschaften herauszuarbeiten. Anschließend stelle ich Ihnen eine vollständige Kategorisierung der technikwissenschaftlichen Wissensstrukturen vor, die ich auf die Informatik übertrage. Daraus ergeben sich erste wertvolle Orientierungspunkte für einen Zugang, wo man sich thematisch mit einer Aufgabenstellung für die Bachelor-Thesis befindet. Am Ende steht der erste Entwurf eines Schemas für die Gliederung Ihrer Bachelorarbeit.

Foliensatz: https://drive.google.com/file/d/1UMKvXKFkmJp4_3qigTrWqhsRI8F4mOsE/view?usp=sharing

Das Sprachkonstrukt der Methode ist als benamter und parametrisierter Anweisungsblock leicht verstanden. Anspruchsvoller ist es, sich die Ausführung einer Methode zu veranschaulichen. Ohne das Konzept der Frames und ihrer Verkettung bei Methodenaufrufen ist nicht wirklich verständlich, wieMethoden ausgeführt werden. Hat man das Grundprinzip verstanden, sind auch verschachelte oder rekursive Methoden systematisch erklärbar.

Arrays erlauben die Deklaration zusammengesetzter Datentypen, allerdings eines einheitlichen Typs. Damit lassen sich bereits spannende und interessante Programmieraufgaben angehen.

Die Folien zu dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1GnN__2uBFPiivmm54gmbpOLhswZ0APdD/view?usp=sharing

Anweisungen und Ausdrücke gehören neben den Deklarationen zu den großen Gruppen von Sprachkonstrukten, die es in Java gibt. Anweisungen weisen an, Ausdrücke fordern zu Berechnung auf. Anweisungen sind nicht so schwer zu verstehen. Bei den Ausdrücken wird es ein wenig komplizierter.

Den Foliensatz zu dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1Eyq7VwamD67d5GzPOuwlrrDpiIgomVwE/view?usp=sharing

In unserer Reihe "Wissenschaftliches Arbeiten in den Technikwissenschaften" sprechen Kathrin Gärtner und ich mit dem Technikphilosophen Klaus Kornwachs. Prof. Kornwachs gehört zu den Philosophen in Deutschland, die die Technikphilosophie als akademische Disziplin weiterentwickelt haben. Klaus Kornwachs hat seine Diplomarbeit in der Physik gemacht, er promovierte in der Philosophie und habilitierte sich auch in diesem Fach. Er war Lehrstuhlinhaber für das Fach Technikphilosophie an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus. Er ist ein profilierter Schreiber und Herausgeber und Autor zahlreicher Veröffentlichungen. Vielen Ingenieuren dürfte sein Buch "Philosphie für Ingenieure" bekannt sein. Wir freuen uns sehr, ihn als Gast gewonnen zu haben.

Webseite unseres Gastes: https://www.kornwachs.de/

Eintrag auf Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Klaus_Kornwachs

Buchempfehlung: Klaus Kornwachs (2018): "Philosophie für Ingenieure", 3. Aufl., München: Hanser, https://www.hanser-fachbuch.de/buch/Philosophie+fuer+Ingenieure/9783446454712

Die Gastgeberin und der Gastgeber sind:

# Kathrin Gärtner ist promovierte Psychologin, sie arbeitet an der  Fachhochschule Wiener Neustadt in Österreich und ist Leiterin des Instituts "Market Research & Methodology" (https://www.fhwn.ac.at/en/employee/gartner-kathrin). Sie unterrichtet u.a. Wissenschaftliches Arbeiten in der Robotik.

# Dominikus Herzberg ist Ingenieur und Bildungswissenschaftler, promoviert in der Informatik und arbeitet an der Technischen Hochschule  Mittelhessen in Gießen (https://www.thm.de/mni/dominikus-herzberg). Er beschäftigt sich u.a. mit dem Wissenschaftsverständnis der Informatik und unterrichtet seit dem Wintersemester 2020/21 ebenfalls  Wissenschaftliches Arbeiten, und zwar in der Informatik.

In einem Computer sind alles Nullen und Einsen. Und genauso kodiert Java auch alle Daten. Doch wieviele Bits braucht es und was für eine Bedeutung sollen die Bits haben? Das wird über eine Typangabe geklärt. Und so nähern wir uns der Deklaration von Variablen, ihrer Verwendung und ihres Gültigkeitsbereichs. Die Episode ist schwer für einen Neuling zu verarbeiten, sie legt aber viel an Erklärungsgrundlagen für später.

Den Foliensatz zur dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1v_KQ-wLk6uwnBDRk5iMwjajNePX9pTp_/view?usp=sharing

Im Sommersemester 2020 war Christian Struck noch Erstsemester. Wir alle waren von der Situation überrascht, in ein digitales Online-Semester zu fallen. Herr Struck erzählt mir in diesem Gespräch von seinen Erfahrungen als Student: Welche Angebote und Kontaktmöglichkeiten es gibt, um nicht zu vereinsamen und im Studium nicht orientierungslos zu sein. Welche Lerntechnik er für sich gefunden hat. Wie er versucht, sein Studium -- nun wieder im Lockdown -- zu organisieren. Und warum er eine Meise hat und ich einen Hund. Viel Spaß beim Zuhören.

Wenn Sie zu mir Kontakt aufnehmen möchten und weitere Ideen, Vorschläge und Anregungen haben, schreiben Sie an herzbergsohr@gmail.com 

Herzlich Willkommen zu der ersten Episode „Wissenschaftliches Arbeiten in der Informatik“.

In den Episoden, die mit Kürzel WAI ausgewiesen sind, geht es ausschließlich um das Wissenschaftliche Arbeiten in der Informatik. So heißt auch der Kurs, den ich an der Technischen Hochschule Mittelhessen unterrichte. Der Kurs richtet sich an meine Studierenden der Informatik und er schließt Studierende der Ingenieurinformatik und der Bioinformatik ein; sehr gerne sind alle Interessierten willkommen. Diese Podcast-Episoden zur Informatik verantworte ich selber.

Sie werden bemerken, dass es darüber hinaus Podcast-Gespräche zum Wissenschaftlichen Arbeiten (WA) gibt, die Kathrin Gärtner, eine Kollegin aus Österreich, und ich miteinander führen. Auch dazu möchte ich Sie einladen. Diese Gespräche ergänzen das hier Gesagte, wie sie es auch vorbereiten. In unseren Gesprächen sind wir nicht auf die Informatik beschränkt, sondern wir weiten den Blick auf das Wissenschaftliche Arbeiten in den Technikwissenschaften. Wir beziehen uns nicht nur auf die Informatik, sondern auch auf die Ingenieurwissenschaften.

Das Thema dieser Episode ist: Die Informatik als Wissenschaft an einer FH bzw. HAW

Folienlink: https://drive.google.com/file/d/1ziShONhKN_zYlkGqn11f4vVY9o8B4qvS/view?usp=sharing

Den Foliensatz zur Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1OuvqBjoT4n9lakP5CRDAIg2e1rZrq4aq/view?usp=sharing

Das ergänzende Video finden Sie auf meinem YouTube-Kanal: https://youtu.be/sTy2S36V1Ko

Viel Spaß beim Hören und Lernen!

Welche Rolle spielt die Kreativität in den Technikwissenschaften? Und wie hängt das mit Systematik zusammen? Das sind zwei Fragen, denen wir (Kathrin Gärtner und ich) uns in unserem vierten Gespräch widmen.

Aus der Idee, Wissenschaft als soziale Unternehmung zu verstehen, leiten sich einige interessante Beobachtungen ab, die Kathrin Gärtner und ich in unserer dritten Episode zum Wissenschaftlichen Arbeiten thematisieren. Das reicht bis hin zu der Frage: Wie nähern  sich Studierende dieser sozialen Unternehmung an und wie stellen sich Lehrende als Vertreter*innen einer Wissenschaftsgemeinschaft dar?  

Was macht eine Bachelorthesis zu einer wissenschaftlichen Arbeit? Kathrin Gärtner und ich setzen das Gespräch fort. Es gibt einige Aspekte, die eine technikwissenschaftliche Arbeit auszeichnen und die es abzugrenzen gilt, von den Bedürfnissen und Anforderungen an eine Produktentwicklung. Hinzu kommt, dass die Verschriftung des Lösungswegs und der Lösung einem etwas abverlangt, was über die eingesetzten Mittel und die konkrete Problemlösung hinausgeht.

Wer uns Fragen stellen möchte, schreibe uns gerne an unter herzbergsohr@gmail.com.

Wer wir sind:

Kathrin Gärtner und ich starten mit dieser Episode unsere Reihe "Wissenschaftliches Arbeiten für Ingenieur*innen und Informatiker*innen", abgekürzt mit WA. Am Anfang steht die Frage, was die Technikwissenschaften von anderen Wissenschaften unterscheidet und was sie auszeichnet.

Wer wir sind:

Wenn ein Computer eine Zeichenkette wie z.B. "2 + 3 * 4" übergeben bekommt, wie wird daraus schlussendlich ein Zahlenwert berechnet? Wir spannen hier einen Bogen, der das Vorwissen aus einigen anderen Episoden voraussetzt: Grammatik, Compiler, Baum, Stapel, Rechnen mit Binärzahlen.

Die Folien zu dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1I7Ya1d-FXbnBP0Fu_eTFVBYlIRW1aMgq/view?usp=sharing

Nach den Algorithmen geht es in dieser Episode um die Datenstrukturen. Sie erhalten eine Einführung in typische Datenstrukturen und Anwendungsbeispiele. Üben werden wir den Umgang mit dem Stapel an der Ergebnisberechnung von arithmetischen Ausdrücken. 

Den Foliensatz zu dieser Episode finden Sie unter

https://drive.google.com/file/d/1t7SUV5hyA_5IRQd-OJ34ssBCBeRPbGr-/view?usp=sharing

In dieser Episode erhalten Sie Hintergrundwissen zu den Algorithmen und Datenstrukturen. Konkret wird es am Code zum Bubblesort und zum Quicksort, wobei das Quicksort-Verfahren detailliert besprochen und erklärt wird. Den Schluß machen Aufwandsbetrachtungen.

Studienmaterial zur Episode: https://drive.google.com/file/d/1_tgjV-HSBYFLco8u5Rlc_QmXDzaK7HRp/view?usp=sharing

Wer sucht, der findet schneller, wenn es sortiert ist. Es geht in dieser Episode um das Suchen in unsortierten Datenfolgen (lineare Suche), das Suchen in einer sortierten Datenfolge (binäre Suche) und um ein Sortierverfahren, den Bubblesort.

Die Unterlagen zu dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/16C2Qgt8ic8FNkXUfGqfhPeMu8r2E6zy-/view?usp=sharing

Warum in aller Welt sollte man sich einfrieren lassen? Eine Reise ans andere Ende der Galaxis, die Hoffnung auf Heilung, Langeweile in der Gegenwart ... es kann viele Gründe geben. Aber ist das so eine gute Idee? Kann das klappen? Ich gebe Ihnen eine Antwort darauf, weil einem die Grundlagen der Informatik dabei helfen können.

Diese Episode ist was für's Leben, nicht für die Prüfung! ;-)

Die Entwicklung und das Geschehen rund um die Corona-App sind ein wunderbares Beispiel um zu erklären, was für eine Wissenschaft die Informatik ist -- und wie sich ein wissenschaftliches Vorgehen in der Informatik ausdrückt und woran man es festmachen kann.

Ergänzend zu dieser Episode bietet es sich an, das Gespräch von Tim Pritlove mit zwei Entwicklern der Corona-Warn-App aus dem SAP-Team anzuhören: "UKW030 Die Corona-Warn-App" https://ukw.fm/ukw030-die-corona-warn-app/

In dieser Podcast-Episode versuchen wir (Lukas Eyring und Daniel Böhm) unseren Zuhörern das Konzept der Smart Cities etwas näher zu bringen. Wir wollen Impulse liefern, sich mit dem Thema zu beschäftigen und auseinander zu setzen. Je größer unsere Städte werden und je schneller die Digitalisierung voranschreitet, desto häufiger und desto mehr Technologie werden wir in unserem städtischen Alltag verwenden oder sogar verwenden müssen.  Unsere Quellen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Smart_City

https://ec.europa.eu/info/eu-regional-and-urban-development/topics/cities-and-urban-development/city-initiatives/smart-cities_de

https://www.bundestag.de/resource/blob/377486/21fc4300787540e3881dbc65797b2cde/sharing-economy-data.pdf

https://www.tagesspiegel.de/gesellschaft/panorama/smart-city-santander-ist-spaniens-digitale-musterstadt/20842232.html

https://mobility.here.com/learn/smart-city-initiatives/london-smart-city-tackling-challenges-20-initiatives

https://badhersfeld.urbanpulse.de/#!/tiles/

https://hub.beesmart.city/de/city-portraits/smart-city-Bad-Hersfeld

https://hub.beesmart.city/de/city-portraits/smart-city-Koeln

https://www.vodafone.de/business/loesungen/smart-city.html

https://www.ubermetrics-technologies.com/de/blog/smart-cities-bieten-kommunikationsprofis-viele-chancen-aber-auch-risiken/

Mit der Vorlesungswoche 9 beginnt die Prüfungsphase für "Programmierung interaktiver Systeme". Hier ein paar Informationen in Ergänzung zu den Hinweisen auf Moodle, damit Sie direkt vom Nim-Spiel übergehen können zu Vier gewinnt, Mühle, Dame, Schach, Teeko, Backgammon, ... -- suchen Sie sich ein Spiel, das Sie mögen und zu dem Sie sich einen spielstarken Computergegner wünschen.

Herzlich Willkommen zu einer Episode der Veranstaltung Bits und Bäume!

Produziert wurde sie von drei Studierenden der Technischen Hochschule Mittelhessen, nämlich Nico Morales, Emmanuel Gaillard und Sophie Ross. In dieser Episode wird zunächst der Begriff 'Smart City' erläutert. Anschließend leitet der Moderatonr in eine Diskussion über, welche sich mit den verschiedenen positive und negative Gesichtspunkten einer digitalisierten, automatisierten und vermeindlich intelligenten Stadt befasst.

Für alle, die jetzt Lust bekommen haben, sich noch mehr mit dem Thema Smart Cities zu beschäftigen:

Die Berechnung einer Schaltung wird dann ein wenig komplizierter, wenn es rückführende Leitungen gibt. Wir schauen uns das hier am Beispiel des Flip-Flops an, einer sehr einfachen und zugleich sehr interessanten Schaltung.

Für diese Episode brauchen Sie den verlinkten Foliensatz, den ich für Sie erstellt habe:

https://drive.google.com/file/d/1v9iI3Afxb3dSZ4AkU8ZGvW6DIwcxpa0J/view?usp=sharing

Ergänzend ist auch Nachfragen der folgende Foliensatz hinzugekommen, den Sie sich sicher erschließen können:

https://drive.google.com/file/d/1EWESY0Uk9_gVAZKKb81H3ExAQZRcznyZ/view?usp=sharing

Schaltungen, die aus Logikgattern aufgebaut sind, lassen sich leicht berechnen. Hier lernen Sie das Grundprinzip kennen.

Sie werden zum Zuhören den Foliensatz benötigen, den ich für Sie erstellt habe:

https://drive.google.com/file/d/1q3w-E6LcXxA8dO5GsJH-mCJOfFHoOf2I/view?usp=sharing

Der Product-Life-Cycle digitaler Produkte (Quellen)

1. Geburt (Luca Hehl)

2. Leben (Julian Neuweger)

3. Tod (Mike Rademacher)

Hier -- wie am Ende der Episode versprochen -- einige Links zu Open-Source-Projekten, die unsere digitale Welt jetzt schon ein wenig nachhaltiger machen:

Kommunizieren

Sich informieren

Navigieren

Zugriff verhindern

Quellen zum Nachschlagen:

In dieser Episode schauen wir uns sehr detailliert den Aufbau einer CPU an, ausgehend von einfachen Schaltgliedern. Die zunehmende Kompliziertheit und Informationsdichte dieser Vorlesung wird Sie herausfordern. Gehen Sie in Ihrem eigenen Tempo an das Thema heran.

Leider kann ich Ihnen den Foliensatz nicht öffentlich zur Verfügung stellen, da ich viele Bilder aus dem Buch von Gumm und Sommer "Einführung in die Informatik" verwende, die rechtlich geschützt sind. Als Studentin und Student von mir finden Sie die Folien an bekannter Stelle in unserem E-Learningsystem Moodle.

Die künstliche Obsoleszenz, also die gewollte Beschleunigung der Alterung von Produkten, hat in unserem Zeitalter eine große Bedeutung. Wie oft kommt es vor, dass wir eigentlich noch funktionierende Geräte wie unser Smartphone durch ein neues austauschen? Dieser Podcast beschäftigt sich mit der gewollten Alterung von Produkten und den Möglichkeiten durch Open Source dieser Entwicklung entgegenzuwirken.

Die Inhalte dieser Episode haben wir auf folgende Quellen gestützt:

"Bits und Bäume"-Buch (vor Allem Beiträge auf den Seiten 71, 76, 79, 80, 86):

Themenabschnitt Obsoleszenz:

Glühbirnenkartell:

Elektroschrott:

Upgrade Cycle PC:

Belege für die Vorteile der Einführung von Right to Repair:

Beitrag zur Obsoleszenz durch Software:

Erkenntnis der Problematik von Software Obsoleszenz der EU (R, S)

Themenabschnitt Right to Repair:

Themenabschnitt Open Source:

Diese Episode wurde im Rahmen des Moduls Bits und Bäume unter anderem von den Studierenden Lucas Speakman und Alina Werre entwickelt. Thematisch wird sich mit dem Thema Videostreaming und Nachhaltigkeit befasst. Abschließend könnt ihr euch auf praktische Tipps freuen, wie jeder von euch etwas zu einer nachhaltigen Digitalisierung beitragen kann.

Quellen:

Die Frage, wie ein Rechner mit der Aussenwelt kommunizieren kann, ist nicht wesentlich anders als die, wie Sie mit der Umwelt kommunizieren können. Eine Antwort darauf gebe ich Ihnen mit einem Besuch im Totenreich. Weiter geht es mit der Frage, was passiert, wenn Sie einen Computer einschalten. Sie erfahren Grundlegendes zum BIOS bzw. UEFI, zu Betriebssystemen und der Kommandozeile. Anschließend widmen wir uns noch einer ganz anderen Frage: Wie läuft die Übersetzung und Ausführung eines Programms ab, das in C, C# bzw. Java geschrieben ist?

Anbei meine Vorbereitungsnotizen zu dieser Episode: https://drive.google.com/file/d/1xYmQ97tpgrJPTMMMPQJz7RQWcZHFi5s7/view?usp=sharing

Um das Bevölkerungswachstum zu verstehen, entwickelte der belgische Mathematiker Verhulst 1836 ein einfaches mathematisches Wachstums-Modell, die sogenannte logistische Gleichung. Die Besonderheit des Modells liegt darin, dass das Wachstum nicht unendlich, sondern begrenzt ist. Allein die Begrenzung sorgt dafür, dass eine Population notwendig eine Wachstumsrate > 1 haben muss, sonst ist sie dem Untergang geweiht. Gleichzeitig ist es die Wachstumsrate, die -- wenn sie bestimmte Größenwerte annimmt -- die Bevölkerungszahlen aufs Seltsamste schwanken lässt und die Vorhersage einer Zukunft sogar unmöglich machen kann. Kann man so ein System steuern? Auch darauf versuche ich eine Antwort zu geben.

Als Material steht Ihnen ein Dokument von mir zur Verfügung, das Sie dazu anregt, die logistische Gleichung zu programmieren und selbst zu untersuchen:

Die Rechnerarchitektur nach von Neumann bestimmt bis heute den Aufbau moderner Prozessoren. Die Architektur und ihre Prinzipien sind clever durchdacht und universell angelegt.

https://drive.google.com/file/d/1aQw8ghYWmOm10P3Kep-htkvvKbf7cxjR/view?usp=sharing

Haben Sie gehört, dass Spotify einen Millionen-Dollar-Deal mit dem Podcaster Joe Rogan ausgehandelt hat? Spotify verfolgt damit eine konsequente Strategie, Podcasts in seinem Angebot unterzubringen und zu verankern. Auch anchor.fm hatte Spotify vor einiger Zeit gekauft, um die Podcast-Produktion so einfach wie möglich zu machen und auf Spotify anzubieten. Ich erkläre Ihnen, warum Spotify so sehr am Podcasting interessiert ist.

Ich empfehle Ihnen in der Episode darüber hinaus zwei Podcasts:

Auch die textuelle Interaktion einer Anwendung mit ihrer Nutzerin bzw. ihrem Nutzer will gut überlegt sein. Einfach gestaltete und klar strukturierte Dialoge sind sowohl für graphische wie auch textuelle Interaktionen die entscheidenden Gestaltungsprinzipien. Ich erkläre Ihnen die Umsetzung einer Textinteraktion über die Konsole am Beispiel des Tic-Tac-Toe-Spiels.

Den Foliensatz zu dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1P5VaTImeJxP2AIWPwKpdbEeZOZReUjBb/view?usp=sharing 

Am Ende des Semester steht die Prüfung zu den Grundlagen der Informatik, die Klausur. Damit Sie einen ersten Eindruck davon gewinnen, schauen wir uns die Klausur aus dem Sommersemester 2019 an.

Das Titelblatt: https://drive.google.com/file/d/1zje4smZgzB0tWTpbVPH2a9kAIkTr6iie/view?usp=sharing

Die Aufgaben: https://drive.google.com/file/d/1ZbruKv09xqE12XCxLSkRJoAT0k61mpob/view?usp=sharing

Unter den Rückmeldungen, die ich bekomme, geht es manchmal auch um den Kummer, den Ihnen das Studieren bereitet. Die Zeitlast wächst, die Einsamkeit ist manchmal bedrückend, Angst vor Prüfungen kommt auf. Ich glaube, gerade in den Zeiten von Corona ist es auch einmal wichtig darüber zu reden, was das Studieren ausmacht, was daran schwierig ist und wie man damit umgehen kann. Denn Sie haben im Moment nicht immer die "normalen" Wege des Austauschs über Ihre Sorgen.

Ich bespreche eine kleine Auswahl der Lernkarten, die Sie (meine Studierenden in diesem Kurs) erstellt haben. Das Feedback soll Ihnen helfen, Lernkarten noch mehr auf den Punkt zu bringen und so aufzubauen, dass es leichter fällt sich die Wissensbausteine einzuprägen.

Für Programmiersprachen gibt es ebenso Grammatiken wie für natürliche Sprachen. In dieser Episode beschäftigen wir uns vor allem mit den kontextfreien Grammatiken, Sie lernen etwas über die Chomsky-Hierarchie und den Einsatz von Grammatiken im Compilerbau.

Das Material zu dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1D-NSklkGqfxTsV74TR0GJ98_UVvhcwtt/view?usp=sharing

Selbst für so ein "kleines" Spiel wie Tic-Tac-Toe braucht es eine Reihe guter Entscheidungen in Sachen Datenstrukturen und Algorithmen, um ein Computerprogramm den besten Spielzug berechnen zu lassen. Diese Episode gibt Ihnen einen Überblick über die Standard-Techniken, die für diese Klasse von Spielen entwickelt wurde. Sie können das Gelernte auf andere Spiele wie Vier gewinnt, Mühle, Dame, Schach etc. übertragen. Es macht Spaß, wenn man sich selbst einen ernst zu nehmenden Spielgegner programmieren kann.

Das begleitende Material mit vielen Bildern, Informationen, Links und Videos von mir finden Sie unter https://drive.google.com/open?id=14NlA5OuevYMdioL4Hqqt26z1nq33jwMY

Viel Erfolg!

Mit welcher Intention, mit welchen Ansatz produziere ich diese Podcasts für die Lehre, für Sie, meine Studentinnen und Studenten? Und wie kann man mit einem Podcast lernen? Ich entwickle dazu ein paar Gedanken, die Ihnen vielleicht helfen zu verstehen, warum ich dieses Podcast-Format gewählt habe, mit welcher Geisteshaltung ich Inhalte entwickle, welchen Mindset ich Ihnen unterstelle und wie man mit einem Podcast lernen kann. 

Ich empfinde den Podcast als ein wertvolles Medium für das Sprechende Denken. Das kann man auch in einer Vorlesung tun, aber da ist immer die Interaktion mit den Zuhörer*innen eingeflochten. Ich habe vor einiger Zeit probehalber zwei Vorlesungen als Audio aufgenommen. Für einen Dritten, der nicht im Hörsaal dabei war, ist es völlig unverständlich, was da passiert, was an der Tafel oder auf dem Overhead-Projektor geschieht. Ein solcher Live-Mitschnitt einer Vorlesung taugt als Podcast nicht. Das Podcast-Format denkt im Sprechen einen Zuhörenden mit, der hauptsächlich mit dem Ohr beteiligt ist.  Das stütze ich bisweilen durch "sinnesergänzende" Materialien, die in den Shownotes verlinkt sind. Mein Hauptpunkt ist: Das Sprechende Denken geht über das Moment hinaus, nur Fach- und Sachinformation sein zu wollen, sondern es produziert just in dem Moment des Sprechens den Fachkontext zusammen mit dem Inhalt in seiner Fachkultur, so wie sie vom Sprecher produziert werden kann. Und darin steckt für mich ein eigener Wert des Lernens auf mehreren Ebenen, der sich so auch nicht im Videoformat wie z.B. bei YouTube wiederfindet.

Wenn Sie mehr über das Sprechende Denken erfahren wollen wie es Moritz Klenk betrieben und im Selbstexperiment untersucht hat: https://cre.fm/cre220-sprechendes-denken

Wissenschaftlich reflektiert hat Moritz Klenk seine Arbeit zum Sprechenden Denken hier: https://www.transcript-verlag.de/978-3-8376-5262-8/sprechendes-denken/

Den Code, den ich hier bespreche, finden Sie als Gist auf meinem GitHub-Account (denkspuren) unter https://gist.github.com/denkspuren/0abca660e8c483e8b022dad6bdc54109

Vom Zählen und über das symbolischen Rechnen kommen wir zur Idee des Zahlenstrahls. Den werden wir abschneiden (damit ist er endlich) und krümmen. Dann können wir die normale Arithmetik des Zahlenstrahls in einen Kreis verlegen. Dazu lernen Sie das Zweierkomplement kennen, eine Binärkodierung für ganze Zahlen.

Die Folien zu dieser Episode finden Sie unter https://drive.google.com/file/d/1Yly3p1bkrrbljwNL1drt3oiMf28BFF5X/view?usp=sharing

Wie rechnet man Zahlen vom einen Zahlensystem ins andere um? Was uns hier vorrangig interessiert, sind das Zweier-, das Achter- und das Sechzehnersystem, d.h. Binär-, Oktal- und Hexadezimalzahlen.

Wenn Sie mit Stift und Papier mitgemacht haben, dann dürfte bei Ihnen etwas ähnliches stehen, wie bei mir: https://drive.google.com/file/d/1OObX_2ID5P1_Fc2yjG68SsDsyYK99gFt/view?usp=sharing

Wenn Sie mir Ihre Fragen schicken wollen oder Fotos von dem, was Sie gemacht haben: Schreiben Sie mir eine Email an herzbergsohr@gmail.com mit dem Wort "GDI" im Betreff. Wichtig: Nutzen Sie Ihre THM-Emailadresse, alles andere ignoriere ich als Spam. Ich werde Ihnen nicht individuell antworten können, aber ich versuche auf vieles im Podcast einzugehen.

Ich beantworte Fragen zur Turing-Maschine: zu HALT und dem HALTE-Problem; was eine nicht-deterministische Turing-Maschine ist; was es bei Diagrammen zu berücksichtigen gilt; und ob es normal ist, am Anfang nichts zu verstehen (ja, ist es!)