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Aufgaben abarbeiten – was die die beste Strategie?

13. September 2022 Maik Riecken Ein Kommentar

Wir alle haben jeden Tag eine Fülle von Aufgaben zu erledigen. Einige bekommen das sehr gut hin und antworten z.B. immer schnell auf Anrufe oder E‑Mails, schreiben Konzepte oder Artikel in der vorgegeben Zeit und schaffen auch sonst sehr viel offenbar mit spielender Leichtigkeit. Andere verzetteln sich – man bekommt lange keine Rückmeldung oder muss ewig oft nachfragen.

Darin unterscheiden sich Menschen erstmal gar nicht so sehr von einem Hauptprozessor in einem Computer. Es stehen auch dort begrenzte Ressourcen zur Abarbeitung von Aufgaben zur Verfügung. Es gibt unterschiedliche Strategien, wie ein Betriebssystem mit Bearbeitungszeit „umgeht“. Das nennt sich dort „Scheduling“. Lässt sich davon vielleicht etwas lernen für den eigenen Alltag? Sind vielleicht sogar Alltagsüberlegungen mit in Betriebssystemarchitekturen eingeflossen?

Vier gängige Verfahren von sogenanntem „Task-Scheduling“ sind unten einmal visualisiert. Ich idealisiere in einem ersten Schritt einmal und nehme an, dass zu einem Zeitpunkt x sämtliche Aufgaben T für einen Tag bereits vorliegen. Die Aufgaben T1 bis T5 benötigen unterschiedliche Zeiteinheiten (E), um erledigt werden zu können. Die Wartezeit meines Gegenübers auf die Erledigung einer Aufgabe ist durch einen grünen Pfeil symbolisiert. Eine weitere Idealisierung besteht darin, dass während der gesamten Bearbeitungszeit keine Unterbrechungen auftreten.

Strategie 1: First in, first out

Dazu sortiere ich mir die Aufgaben nach der Zeit ihres Eintreffens. Die von Freitagabend kommen vor denen von Sonntagmittag, wenn ich am Montag im Büro sitze. Wir schauen uns jetzt mal die Wartezeiten an, die meine Gegenüber haben, wenn ich nach diesem Prinzip arbeite. Alle Wartezeiten (grüne Pfeile) addieren wir zusammen. Das sind in unserem ersten grafischen Beispiel 39 Zeiteinheiten.

Strategie 2: Shortest Processing Time First

Hier passiert eine wesentliche Änderung: Ich sortiere mir die Aufgaben so, dass ich zunächst das erledige, was schnell geht. Man sieht es schon an der Länge der Pfeile: Die durchschnittliche Wartezeit sinkt drastisch, d.h. mehr meiner Gegenüber erhalten schneller von mir eine Antwort (26 Zeiteinheiten). An einem Alltagsbeispiel: Wenn man an einer Supermarktkasse immer diejenigen mit wenigen Teilen vorlässt und keine neuen Kunden zur Warteschlange hinzukommen, sinkt im Mittel die Wartezeit für alle. Übrigens sind wir Menschen in der Vorhersage, wie schnell etwas geht, einer Maschine meist überlegen.

Zwischenbilanz

Ein kurze mittlere Antwortzeit ist oft genau das, was mich nach außen hin als „organisiert“ erscheinen lässt. Intuitiv würden Menschen mir für komplexere Aufgaben auch mehr Zeit zugestehen. Wenn ich aber eine ganz kurze Frage lange liegen lasse, gelte ich schnell als langsam. Einen Computer würden wir auch als langsam empfinden, wenn so etwas vermeintlich Banales wie die Maus über den Bildschirm ruckelt. Dass gleichzeitig z.B. das Video im Hintergrund schneller gerendert wird, erfassen wir intuitiv nicht. Wir sind aber immer noch äußerst idealisiert unterwegs.

Strategie 3: Highest Priority First

Am Alltag etwas dichter dran ist die Strategie, nach Prioritäten zu sortieren. Je dunkler die Aufgabe T in der folgenden Grafik ist, desto höher ist ihre Priorität. Wenn wir die gleichen Annahmen machen wie für die beiden ersten Strategien (z.B. alle Aufgaben liegen am Tagesbeginn vor), ist das Ergebnis für die mittleren Antwortzeiten drastisch schlecht, was natürlich aber auch mit am konkreten Beispiel liegt. In der Tendenz lässt sich das aber durchaus verallgemeinern.

Wir stellen durch diese Strategie zwar die wichtigsten Auftraggeber:innen schnell zufrieden, zahlen das aber mit dem relativ hohen Preis, dass umso mehr Menschen lange auf unsere Antwort warten müssen.

Strategie 4: Preemptive Highest Priority First

Damit wir auch mal den Gegenpol sehen am Schluss noch mehr Realismus mit der Zusatzannahme, dass Aufgaben unterschiedlicher Priorität zu unterschiedlichen Zeiten über den Tag hinzukommen. Aufgaben höherer Priorität unterbrechen dabei die Abarbeitung niedriger priorisierter Aufgaben. Diese werden dann fortgesetzt, wenn alle „höherwertigen“ Aufgaben erledigt sind. Das sieht erstmal gut aus, scheint ziemlich optimal zu sein und kommt der Realität vielleicht am nächsten, aber da stecken auch wieder starke versteckte Idealisierungen und Probleme drin.

Es ist wahrscheinlich, dass niedrigpriorisierte Aufgaben während der Abarbeitung höherpriorisierter Aufgaben kommen und nicht wie in meinem fiktiven Beispiel gleich bearbeitet werden, weil sie immer gerade da sind, wenn nichts zu tun ist. Dadurch steigen die im Mittel erforderlichen Antwortzeiten (x+1).
Jeder Aufgabenwechsel ist ressourcenmäßig teuer. Man muss sich jedesmal neu eindenken, vor allem, wenn eine komplexe Aufgabe unterbrochen wird. Auch ein Betriebssystem muss Zustände von Prozessen sichern und wiederherstellen. Das kostet Rechenzeit.
Immer neue Aufgaben mit hoher Priorität können Aufgaben mit niedriger Priorität verdrängen, sodass sie gar nicht mehr bearbeitet werden. Bei Betriebssystemen spricht man davon, dass Prozesse verhungern, im Alltag bleiben Verwaltungarbeiten gerne mal liegen – so wie Korrekturen (deren Priorität steigt aber mit der Zeit automatisch von alleine …).

Wie mache ich das?

Ich kombiniere SPF und PHPF. SPF sorgt dafür, dass Antwortzeiten kurz sind, PHPF lässt mich gegenüber für mich wichtigen Personen „gut“ dastehen. Weiterhin versuche ich, indirekte Kommunikationssituationen zu vermeiden. Wenn ich merke, dass jemand etwas für einen anderen bei mir lösen möchte, lasse ich die Anfrage entweder bewusst verhungern oder versuche, eine direkte Kommunikation zu etablieren. Indirekte Kommunikationssituationen sind sehr teuer, weil man die Bedürfnisse mehrerer Personen mitdenken muss.

Weiterhin vermeide ich in Arbeitsphasen Unterbrechungen bzw. versuche Menschen klar zu machen, wie problematisch Unterbrechung sind (spontanes Vorbeikommen, Telefonanrufe). Als Ausgleich schaffe ich Phasen, in denen ich klar signalisiere: „Ich bin bereit für ‚Wo ich dich gerade sehe …‘ “. Irgendwas an uns ist ja dann schon anders als bei einem Betriebssystem …

Aus der Schule, Gesellschaft, Tech-Talk Aufgabe, Erledigung, Strategie, Stress, Termin, Umgang

Lehrkräfte gewinnen – Lehrkräftemangel überwinden

13. August 2022 Maik Riecken 2 Kommentare

Unterrichten ist ein toller Beruf

Lehrkraft ist ein toller Beruf. Ich gehe mit einigen Stunden nach den Sommerferien zurück in den Unterricht, weil mir in den vergangenen Jahren das Unterrichten sehr gefehlt hat. Ich werde mit meiner geringen Stundenzahl nicht oder kaum mit den Widrigkeiten konfrontiert sein.

Das Lehrkraftsein ist in Deutschland sehr gut bezahlt. Frauen und Männer werden gleich vergütet. Durch die Verbeamtung winken wirklich auskömmliche Pensionen bei einem rundrum sicheren Job. Rechnet man die Persionsleistungen mit ein, müssen in der freien Wirtschaft erhebliche Jahresgehälter zur Bedienung der privaten Altersversorge erwirtschaftet werden, um dann auf ein ähnliches Lohniveau zu kommen. Beamte mit Kindern unter 18 Jahren können ihre Arbeitszeit sehr flexibel gestalten, für allen anderen wurde über Jahre die flexible Reduktion von Stunden ermöglicht, soweit „dienstliche Gründe“ nicht entgegenstanden.

Es gibt aus unterschiedlichen Gründen auch angestellte Lehrkräfte. Da sieht es deutlich schlechter aus. Vor allem bei der Bezahlung, den Aufstiegsmöglichkeiten innerhalb des Schulsystem und der Rente.

Wir haben einen eklatanten Mangel an Lehrkräften in allen Schulformen. An Gymnasien sieht es noch vergleichsweise gut aus. Zukünftig wird sich dieser Mangel immens verschärfen. Irgendwas scheint nicht zu stimmen, obwohl die Arbeitsbedingungen sicher und gut sind.

Zwei Arbeitsverträge

Jeder Mensch hat zwei Arbeitsverträge.

Der eine regelt das Formale. Wie viel Geld gibt es für welche Arbeit? Wie sieht es mit der Vereinbarkeit von Arbeit und Beruf aus? Wie kann ich meine Arbeitszeit an meine momentane Lebenssituation anpassen? Wie viel Urlaub steht mir zu?

Dieser erste Arbeitsvertrag ist von außen sichtbar. Im Lehrer:innenberuf für alle – selbst die Entlohnung auf den Cent genau. Die Ferienzeiten. Daran entzünden sich mit steter Regelmäßigkeit die üblichen Klischeediskussionen von „nachmittags frei“ und „12 Wochen Urlaub“. Da sollen die Lehrkräfte auch etwas für leisten – so die einhellige Meinung.

Der andere Arbeitsvertrag regelt das Ideelle: Kann ich sinnstiftend arbeiten? Erfahre ich Unterstützung und Anerkennung? Welche Hierarchien gibt es und wie lebt Leitung diese? Erreiche ich Ziele? Werde ich den Menschen in meinem beruflichen Umfeld gerecht? Welche Erwartungen stellt die Gesellschaft an mich?

Dieser zweite Arbeitsvertrag ist von außen nicht sichtbar. Defizite in diesem Bereich lassen sich sehr oft durch eine entsprechende Kompensation im ersten Arbeitsvertrag ausgleichen. Aber das hat Grenzen. Grenzen äußern sich darin, dass ein Beruf nicht mehr angewählt oder verlassen wird – im Lehrer:innenberuf gar nicht so selten durch „innere Kündigung“.

In diesem Stadium wirken Anreizsysteme finanzieller Art nicht mehr – eher wird sogar bewusst auf Geld verzichtet, um den ideellen Arbeitsvertrag sinnstiftend ausgestalten zu können.

Das politische Dilemma

Man hat sich aus meiner Sicht politik- und behördenseitig über Jahre darauf verlassen, dass man mit dem formalen Arbeitsvertrag – vor allem mit der Beamtung – schon hinreichend punkten wird, um immer genügend Lehrkräfte auf dem freien Markt zur Verfügung zu haben. Lange Zeit war das auch so. Das kippt aber – übrigens auch ganz ohne die aktuelle Flüchtlingskrise, die katalysiert das Problem „nur“.

Wahlweise mag auch der eine oder die andere Politiker:in darauf gesetzt haben, dass sich die Herausforderung zumindest teilweise durch Digitalisierung löst. Das klappt auch so bedingt. Und jetzt steht man da.

Die politische Lösung sieht dann oft so aus, dass man Geld bereitstellt und in diesem Fall Kultusbeamt:innen den Auftrag erteilt, mit diesem Geld dafür zu sorgen, dass das Problem weggeht oder es nach außen zumindest so aussieht, als würde man etwas dafür tun, dass das Problem weggeht.

Hierarchische Systeme neigen dann dazu, darauf zu schauen, wie man an dem formalen Arbeitsvertrag (z.B. „Bonuszahlungen“) so schrauben kann, dass mehr Menschen kommen bzw. diejenigen bleiben, die schon im System sind. Das Problem liegt aber gar nicht auf der formalen Ebene.

Alternativ kann man die bisher kulanten Teilzeitregelungen beschneiden oder beamtenrechtliche Mittel wie die Abordnung oder Versetzung nutzen, um Personalressourcen besser auszunutzen. Beides dürfte aber zu Lasten des ideellen Arbeitvertrages gehen und das Problem in ziemlich kurzer Zeit ziemlich verschärfen. Aber: Wir werden diese Maßnahmen meiner Meinung nach sehen.

Alles, was man kurzfristig tun kann, verschärft das Problem. Sinnvollere Maßnahmen wirken nicht rechtzeitig vor der nächsten Wahl oder sind wahlweise nicht „öffentlichkeitsgängig“. Mit symbolträchtigen öffentlichkeitsgängigen Maßnahmen werden im besten Fall knappe Ressourcen nicht sinnvoll gebunden.

Was also tun?

Menschen bleiben in einem Beruf, den sie für sich als sinnstiftend erleben – das ist meine Überzeugung. Daher kann der Weg nur über den zweiten Arbeitsvertrag führen.

Warum schauen wir nicht einmal ganz kritisch auf das Referendariat? Ich war erstaunt, was für einen schlechten Ruf diese Ausbildungsphase insgesamt bei meinen Student:innen hatte. Wir sollten diese Wahrnehmung wirklich ernst nehmen, auch unsere eigene … Vielleicht hilft schon das Angebot(!) einer externen(!) freiwilligen(!) Supervision, um Wahrnehmung einzuordnen.

Warum machen wir es gerade Berufsanfänger:innen am Anfang nicht etwas leichter, indem wir das Deputat zeitlich begrenzt senken? Natürlich verschenken wir dadurch Unterrichtsstunden, aber welche Lehrkraft ist besser für das System: Diejenige, die nicht da ist oder diejenige, die zumindest 80% arbeitet? (Ich weiß, dass das rechtlich schwierig ist – aber Recht lässt sich gestalten).

Schulformen ohne die Möglichkeit(!) des Erwerbs eines Abiturs werden gesellschaftliche Probleme akkumulieren. Immer. Wir sollten dringend davon wegkommen und eine echte Zweigliedrigkeit ins Auge fassen. Es hat Gründe, warum insbesondere an Ober- und sonstigen „Mittelschulen“ der Lehrkräftemangel eklatant ist.

Die verschiedenen Hierarchiebenen im Schulsystem müssen ihre Wirklichkeiten abgleichen und erfahren. Behördenmitarbeiter:innen sollten verbindlich im Fünfjahresturnus an Schulen z.B. im Büro eingesetzt werden. Ministeriumsmitarbeiter:innen sollten in Kontakt mit Schule und Unterricht kommen, z.B. in Form von Hospitationen. Lehrkräfte sollten Verfahren in Schulbehörden hautnah durch Hospitationen erleben könnten oder es sollte niederschwellige Fallbespechungen mit unterschiedlichen Hierachieebenen geben. Wir brauchen dringend gegenseitige Einblicke in die Arbeit.

Wir sollten uns als Gesellschaft fragen, in welchem Verhältnis persönliche Bedürfnisse und Lebensentwürfe zu der Erfüllung des Allgemeinwohls stehen. Der Lehrer:innenberuf ist wie kein anderer einer, der im Allgemeinwohl dienen sollte. Das bringt bestimmte Einschränkungen im persönlichen Umfeld mit sich, die aber an anderer Stelle kompensiert werden – z.B. durch den formalen Arbeitsvertrag im Falle der Verbeamtung.

Das löst die momentane Herausforderung nicht

Nein. Nichts davon löst das. Wir müssen Untericht kurzfristig wahrscheinlich tatsächlich streichen und damit das Problem „öffentlichkeitsgängig“ machen. Das ist eine politische Bankrotterklärung. Aber der Glaube, langfristig entstandene Probleme durch kurzfristige Maßnahmen lösen zu können, ist bestenfalls naiv – ebenso die Absicht, konkret „Verantwortliche“ für das Dilemma benennen zu wollen. Dann weiß man zwar, dass es an Herrn Meyer und Frau Schulze liegt, aber das Problem ist ja immer noch da.

Aus der Schule, Gesellschaft Arbeitsvertrag, Bonuszahlung, Gewinnung, Lehrkraft, Mangel, Personalmangel, Schule

Das „Dining philosophers problem“ – yeah, Informatik!

22. Juni 2022 Maik Riecken Ein Kommentar

Das „Dining-Philophers-Problem“ ist eine Parallelisierungsaufgabe aus der Informatik. Fünf Philosophen sitzen um einen Tisch mit für Tellern und fünf Gabeln dazwischen. Wenn einer von ihnen essen möchte, benötigt er beide Gabeln neben seinem Teller.

By Benjamin D. Esham / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=56559

Damit können jeweils nur zwei Philosophen gleichzeitig essen und es muss jeweils ein Teller zwischen ihnen sein, an dem nicht gegessen wird. Eine historische Lösung des Problems kann man direkt in einer Publikation von Dijkstra nachlesen (S.29). Das hätte man einfach formalisieren können. Oder halt selbst nachdenken.

In der Informatikwelt sind die Philosophen Prozesse, die um die Betriebssystemressourcen auf dem Tisch konkurrieren. Dabei muss man vermeiden, dass sich die Prozesse gegenseitig blockieren: Wenn alle gleichzeitig wollen, gibt es Streit und keiner kann die Ressourcen belegen, die er zum Essen braucht (informatisch: Verklemmung). Es darf aber auch keine Situation eintreten, in der alle so höflich sind, sich immer gegenseitig den Vortritt zu lassen (informatisch: Aushungerung). Und natürlich soll der Zugriff auf die Ressourcen fair und effizient sein.

Die Herausforderung:

Man „denkt“ beim Formalisieren nicht nur für einen Prozess, sondern für fünf, die miteinander in einer definierten Umgebung interagieren.

Wer darf dann überhaupt miteinander essen?

Um das zu formalisieren, nehmen wir mal eine simple minimale Datenstruktur – ein Feld mit einem booleschen Element für jeden Prozess – d.h. jeder hat sein Flag, dass er auf „ich will essen“ setzen kann. Dann gibt es fünf zulässige Konstellationen:

Das ist schonmal hübsch, da es tatsächlich nur fünf zulässige Fälle gibt. Boolesche Werte zu scannen und zu manipulieren ist ressourcenmäßig auch nicht so üppig aufwändig.

Eine Entscheidung, ob man zwei Philosophen an den Tisch lässt, kann man verlässlich fällen, wenn drei von ihnen ihr Interesse bekundet haben.

Damit nicht genug: Die Prozesse müssen sich weiterhin untereinander steuern können, damit sie sich gegenseitig an den Tisch lassen können.

Ansatz

Man lässt immer drei Prozesse in einen Empfangsbereich, die beiden anderen bleiben draußen und stellen sich an. Dann lässt man die mögliche Konstellation von zwei Philosophen an den Tisch. Derjenige, der nicht zum Zuge kommt, bleibt in einem zweiten Wartebereich vor dem Tisch stehen (= sein Flag im Array bleibt gesetzt).

Wenn einer der am Tisch Essenden aufsteht, kippt er sein Flag im Array, lässt einen aus der Schlange im Empfangsbereich rein und stellt sich draußen hinten wieder an.

Ein besonderes Problem ist die Konstellation:

Bei sowas sollte man die Reihenfolge der Prüfung mal variieren, damit nicht immer die gleichen zwei zum Zuge kommen und der Dritte „verhungert“ (das ist bei fünf Prozessen nicht sehr wahrscheinlich, aber durchaus mal möglich).

Wie macht man das mit dem Warten eigentlich?

Die einfachste Lösung besteht darin, die Prozesse in Endlosschleifen mit einer Abbruchbedingung (Prüfung einer globalen Variable) zu schicken, wenn sie im Empfangsbereich oder vor dem Tisch stehen. Dabei verbraten Sie bloß reichlich Rechenzeit – informatisch heißt das „aktives Warten“ (busy wait) – also dauernd herumquengeln, ob man nicht endlich dran ist. Moderne Betriebssysteme bekommen das hin, mit sowas umzugehen, aber netter ressourcenschonender Programmierstil ist das nicht.

Semaphoren als Lösung

Semaphoren sind Datenstrukturen, die einen negativen oder positiven ganzahligen Wert annehmen können und zusätzlich einen Counter besitzen. Positive Werte geben die Anzahl der zur Verfügung stehenden Ressourcen an, negative die Anzahl der Prozesse, die bereits auf die Zuteilung einer Ressource warten.

Der Counter ist wie der Wert des Semaphors für Anwendungsprogramme nicht einsehbar. Innerhalb eines Prozesses kann ein Anwendungsprogramm eine sogenannte P‑Operation auf einen Semaphor ausführen. Wenn der Semaphor einen positiven Wert hat, wird dieser um eins erniedrigt (= eine Ressource vergeben) und der Prozess darf weitermachen. Wichtig dabei: Das Betriebssystem entscheidet, welcher Prozess die Ressource erhält (meist FIFO, muss aber nicht).

Wenn der Wert negativ oder null ist, wird auch um eins erniedrigt und der Prozess muss warten (Auf Betriebssystemebene wird dem Prozess der Prozessor entzogen, er bleibt im Speicher aktiv, verbraucht aber außer Speicher kaum weitere Ressourcen mehr).

Wenn der Prozess fertig ist, führt er eine V‑Operation auf den Semaphor aus, der sich dadurch um Eins erhöht. Semaphoren müssen, um die Interaktion von Prozessen steuern zu können, globale Datenstrukturen sein.

Kritische Abschnitte

Da Prozesse den Zustand bzw. Wert von Semaphoren nicht abfragen, sondern nur inkrementieren oder dekrementieren können, „erfahren“ sie voneinander nur über globale Variablen oder sonstige Datenstrukturen, in unserem Fall z.B. das Array mit den booleschen Elementen.

Wenn man auf globalen Datenstrukturen mit mehreren Prozessen arbeitet, muss man sicherstellen, dass das immer nur ein Prozess tun kann. Man sperrt solche Strukturen oder auch kritische Abschnitte durch einen extra Semaphor (P‑Operation), macht seine Arbeit und entsperrt diesen Semaphor wieder (V‑Operation). Solche Semaphoren haben nur 0 und 1 als Zustände und werden oft als „mutex“ bezeichnet. Damit wird verhindert, dass zwei Prozesse solche Datenstrukturen gleichzeitig verändern (oder lesen) und damit Inkonsistenzen entstehen.

Meine Lösung (mittlerweile nach Rückmeldungen)

In der Vorlesung wird eine recht eigenwillige Beschreibungssprache verwendet. Das hat damit zu tun, dass man nicht oft nur wenig über der Maschinensprache bewegt, die dann deutlich eingeschränkter im Befehlssatz ist. Wenn man auf globale Datenstrukturen lesend oder schreibend zugreift, muss man das „atomar“ machen (dafür sorgen, dass man alleine ist).

TYPE philId = (0..4);
hungry_phils : SEMAPHORE == 3; // wir haben vorerst drei Plätze 
privsem : ARRAY (0...4) OF SEMAPHORE == [EACH == 0]; // persönlicher Warteplatz am Tisch
mutex_helper : SEMAPHORE == 1;
hungry_phils_array : ARRAY BOOLEAN OF slot == [EACH == FALSE];
swap_check : BOOLEAN == FALSE;

philosopher : PROCESS (id : IN philId)
BEGIN
  LOOP

    --denken

    P(hungry_phils);

    P(mutex_helper);
       hungry_phils_array[id] == true;

    IF swap_check
       IF hungry_phils_array[0] AND hungry_phils_array[2]
          let_eat[0,2];
       ELSEIF hungry_phils_array[0] AND hungry_phils_array[3]
          let_eat[0,3];
       ELSEIF hungry_phils_array[1] AND hungry_phils_array[3]
          let_eat[1,3];
       ELSEIF hungry_phils_array[1] AND hungry_phils_array[4]
          let_eat[1,4];
       ELSEIF hungry_phils_array[2] AND hungry_phils_array[4]
          let_eat[2,4];
       ENDIF
    ELSE
       IF hungry_phils_array[4] AND hungry_phils_array[2]
          let_eat[4,2];
       ELSEIF hungry_phils_array[4] AND hungry_phils_array[1]
          let_eat[4,1];
       ELSEIF hungry_phils_array[0] AND hungry_phils_array[3]
          let_eat[0,3];
       ELSEIF hungry_phils_array[1] AND hungry_phils_array[3]
          let_eat[1,3];
       ELSEIF hungry_phils_array[0] AND hungry_phils_array[2]
          let_eat[0,2];
       ENDIF
    ENDIF

    IF NOT swap_check
         swap_check == TRUE;
    ELSE
         swap_check == FALSE;
    ENDIF

    V(mutex_helper);

    P(privsem[id]);
      --essen
      P(mutex_helper);
          hungry_phils_array[id] == false; 
      P(mutex_helper);      
    V(hungry_phils); 

  REPEAT;

  let_eat : PROCEDURE (id1 : CARDINAL,id2 : CARDINAL)
     BEGIN
       V(privsem[id1]);
       V(privsem[id2]);
     END
 
END

Da steckt deutlich mehr Gehirnschmalz drin, als es den Anschein hat – z.B. war es gar nicht so einfach, immer dafür zu sorgen, dass zwei Philosophen gleichzeitig essen. In alternativen Lösungsvorschlägen aus dem Tutorium wäre auch ein Einzelessen möglich gewesen.

Wie geht in der Vorlesung weiter?

Semaphoren sind bisher Blackboxen. Jetzt wird geschaut, wie ein Betriebssystem Semaphore realisiert (das geht übrigens manchmal nicht ohne „busy waiting“). Letztlich geht es im Zuteilung von Rechenzeit an Prozesse. Ich kann gedanklich momentan nur leidlich mithalten und brauche letztlich zu viel Zeit für Lösungen. Das wird in der Klausur später spannend …

Tech-Talk Betriebssystem, fünf, Informatik, Lösung, Philosophen, Problem, Semaphore

Die Edunautika 2022

20. Juni 2022 Maik Riecken Kommentar hinterlassen

Edunautika – was ist denn das?

Die Edunautika ist ein Barcamp mit dem Schwerpunkt auf Lernen und Lehren unter den Bedingungen einer zunehmend durch Digitalisierung geprägten Gesellschaft. Sie fand letztes Wochenende an der Winterhuder Reformschule in Hamburg statt. Ungefähr 250 Menschen aus unterschiedlichen Bildungskontexten haben ein buntes Programm mit vielen interessanten Sessions bereitet. Schüler:innen der Gastgeberschule sorgten für das leibliche Wohl und sammelten so Geld für ihre „persönliche Herausforderung“. Im Innenbereich wurde grundsätzlich Maske getragen, medizinische Masken waren dabei eher selten, Standard war eher FFP2. Während das Wetter im Süden sich in Hitzerekorden übte, blieb es in Hamburg bei bewegtem Lüftchen angenehm aushaltbar, sowohl innen als auch außen. Ich hatte das Glück, meinen Aufenthalt mit einem Besuch bei einem guten Freund verbinden zu können, bei dem ich auch im Gästezimmer übernachten durfte. Mein Semesterticket brachte mich kostenlos hin und zurück, wenngleich mit einigen Widrigkeiten (Ja, auch ein Zug kann anlässlich eines Festivals „aus den Federn“ kommen, wenn viele Menschen gleichzeitig aussteigen).

Und, was gab es?

Ich habe mich sehr gefreut, ganz viele Menschen, die ich lange nicht persönlich getroffen habe, endlich wiederzusehen. Das ganze, sehr beeindruckende Programm kann man hier anschauen. In einer Session habe ich von 8jährigen Schüler:in ganz viel über ihre neue freie Schule hören dürfen – und darüber, wie viel besser diese Schule nun zu ihr passt. In einer Session zu Philosophie ging es u.a. um die Gegenüberstellung zwischen „Ich denke, also bin ich“ (Descartes) vs. „Ich bin, weil du bist“ (Afrikanisches Sprichwort) – mit multikultureller Perspektive. Auch bei Christian Vanell war ich, der etwas zu Feedbackformaten bei Projekt- und Portfolioarbeit mitgebracht hatte. Ich bin immer gleichermaßen beruhigt wie verwirtt, dass andere Menschen an sehr ähnlichen Fragestellungen wie ich festhängen, aber immer mit ganz unterschiedlichen Perspektiven, von denen man viel lernen kann.

About spirit

Organisiert wird diese Veranstaltung maßgeblich von Jöran Muuß-Merholz und Mitarbeitenden seiner Agentur Jöran & Konsorten - unterstützt durch ehrenamtliche Hilfe von Menschen, die ich eher dem Verein Educamps e.V. zuordne. Mitmachen tun dort aber irgendwie alle. Wenn etwas bei einer Session nicht klappt, fühlen sich schnell Teilgebende dafür verantwortlich, dass es klappt und den/die Sessiongeber:in bestmöglich zu unterstützen. Klar war der ein oder andere Name etwas prominenter, aber Star-Allüren suchte man dort dann doch einigermaßen vergeblich.

Und ich?

Ich habe in diesem Jahr etwas zu Invidualisierung gemacht bzw. zu den Grenzen dieses Konzepts. Das ist ja einigermaßen verrückt, etwas noch gar nicht im Bildungssystem Angekommenes schon wieder kritisch zu betrachten. Daher ist das quasi eine „Stealthsession“ gewesen, ohne Dokumentation nach außen. Ein paar Impulse und Vorüberlegungen von mir waren dabei, wobei es letztlich aber primär die Voraussetzungen bei Kindern und Jugendlichen ging und um Überlegungen, wann ein Individuum seine Interessen einer Gruppe unterordnen sollte – es gibt ja zwei Mengen: Die Bedürfnisse des Individuums und die Ressourcen eines „Schul-„systems.

Das hier war die ursprüngliche Ankündigung meiner Session:

Wer?

Mein Name ist Maik und ich arbeite zurzeit für ein Landesinstitut, für Schulträger, an einer Universität

Was?

Marion (KiTa-Fachkraft) hat viele meiner Gedanken bezeichnenderweise anonym notiert: https://www.news4teachers.de/2022/05/die-kinder-haben-sich-veraendert-sie-tun-sich-viel-schwerer-damit-einfache-regeln-zu-akzeptieren-eine-kita-fachkraft-berichtet/ – für mich zieht sich diese gesellschaftliche Veränderung viel, viel weiter. Die Erwartung, dass „andere es für mich tun und lösen“ wächst in meinen Augen – eine subjektive Beobachtung: Telefonate oder Gespräche (also direkte, nicht technisch vermittelte Kommunikationssituationen) empfinden viele Kinder und Jugendliche zunehmend als belastend oder gar übergriffig – besser per Chat/Voicenachricht lösen. Im Kontext von Individualisierung sind solche kritischen Töne oft tabuisiert – Verhalten wird oft auf Fehlleistungen anderer zurückgeführt oder mit „den Umständen“ erklärt. Es scheint „en vogue“ zu werden, vermehrt „für“ Kinder und Jugendliche zu arbeiten und ihren individuellen Ansprüchen bestmöglich entgegenzukommen.

Wie?

Ich möchte anonym eure Beobachtungen sammeln. Ich möche darüber sprechen, wo für euch die „Grenze“ der Individualisierung ist. Auf was würdet ihr nicht eingehen? Wo erwartet ihr, dass Individuen sich zurücknehmen, um für die Gruppe eine Atmosphäre „des gemeinsamen“ Wachsen zu schaffen? Und ich möchte keine Dokumentation der Session, sondern eine Raum, in dem das, was im Raum geschieht, im Raum bleibt.

Es waren volle 1 1/2 Tagen mit vielen Eindrücken. Danke allen, die das möglich gemacht haben!

Gesellschaft 2022, Barcamp, Edunautika, Hamburg, Individualisierung

Und was ist mit Chromebooks?

30. Mai 2022 Maik Riecken Kommentar hinterlassen

Die Geschichte hinter der Geschichte

Ich habe vergangene Woche einen Artikel bei Heise-Online zu der Frage veröffentlicht, warum iPads in deutschen Schulen so weit verbreitet sind. Das Publikum bei Heise-Online ist i.d.R. eher technikaffin und wesentlich bunter gemischt als z.B. im Twitterlehrer:innenzimmer. Dementsprechend kann man es niemandem Recht machen, weil immer irgendwas nicht erwähnt oder zu verkürzt dargestellt ist – oder man wahlweise eh keine Ahnung hat. Das ist der Fluch der Zeichenbegrenzung. Besondere Wellen im Nachgang schlug die Frage, inwiefern Chromebooks nicht eine gute Alternative darstellen würden. Diese räumten schließlich auch gerade die US-amerikanischen Markt auf.

Tatsächlich halte ich selbst Chromebooks technisch dem iPad mittlerweile für überlegen, insbesondere im Hinblick auf die zunehmende Verankerung des Faches Informatik (ja, es geht voran) an den Schulen. Ich wäre technisch sehr glücklich mit Chromebooks in der Schule. Aber es geht nicht um mich. Das müssen gerade wir Männer in Beratungsprozessen immer wieder neu lernen.

Die Perspektive des medienpädagogischen Beraters

In meiner Rolle als medienpädagogischer Berater bin ich prinzipiell zu Neutralität verpflichtet. Ich muss unterschiedliche Systeme gleichwertig nebeneinander stellen. Produktvorstellungen lasse ich i.d.R. die betreffenden Firmen oder deren Distributor:innen machen. Schulen definieren dann ihre Anforderungen und man schaut ins Umfeld der Schule, welche Resourcen z.B. für Administration und Garantieabwicklung vorhanden sind. Wie sehen die Beschaffungsstrukturen beim Träger aus? Und man schaut in das pädagogische Umfeld: Womit arbeiten eigentlich im Falle der Grundschulen die weiterführenden Schulen? Welche Systeme sind in der beruflichen Bildung etabliert? Welche überschulischen Kooperationsmöglichkeiten tun sich auf? Schulen sind zudem zunehmend sensibilisiert für Fragen des Datenschutzes und des Urheberrechts. Alle Anforderungen und Wünsche erfüllt heute kein System. Wer bei der Beschaffung von Endgeräten für Schüler:innen nur auf die jeweilige Schule schaut, denkt m.E. deutlich zu kurz. Für den Erfolg oder Misserfolg einer Einführung von Endgeräten gibt es deutlich mehr Gelingensbedingungen als rein technische.

Die Voraussetzungen vor Ort

Mein eigener Landkreis ist relativ fest in der Hand von IServ. Dessen MDM kommt bisher nur mit iPads zurecht. Daher gibt es hier vor Ort schon rein pragmatisch bestimmte Vorgaben, die sich aber auch flexibel ändern. Unser Medienzentrum betreibt z.B. einen BigBlueButton-Cluster als Videokonferenzlösung, die nachmittags auch gemeinnützigen Vereinen und anderen Bildungseinrichtungen offenstehen würde – allein unser Marketing dafür ist noch zu schlecht. Es gibt ein eigenes Etherpad, Dinge wie einen Onlineaudioeditor, eine Videodistributionsplattform oder ein System zur Vorbereitung von Tafelbildern. Viele andere Medienzentren sind da noch nicht soweit mit ihrem Angebot an freien Softwarelösungen.

Bei Thema bleiben: Chromebooks?

Tatsächlich gibt es Schulen in kommunalen Trägerschaften des Landkreises, die eher Richtung ChromeOS oder auch Android gehen möchten. Daher habe ich mir in Kooperation mit einem Distributor drei Geräte angeschaut, die über die Google Admin-Konsole steuerbar waren. Durch den Distributor wurde die „Managed Guest Session“ als datenschutzkonforme Konfigurationsmöglichkeit vorgestellt. Dabei werden nach jeder Abmeldung sämtliche Einstellungen vom Gerät gelöscht, sodass z.B. ein Nutzer, der das Gerät am gleichen Schultag verwendet, keinen Zugriff auf fremde Inhalte und Dokumente hat. Ein Googlekonto ist zur Nutzung der Geräte dabei nicht notwendig. Die Nutzung erfolgt komplett anonym – allerdings ist der Einsatzzweck damit begrenzt: Dieser Modus eignet sich eigentlich nur für „Koffergeräte“, die man für einzelnen Schulstunden entleiht. Technisch entspricht das dem Gastmodus von Shared-iPads.

Bei persönlichen Geräten möchte man etwas anderes

ChromeBooks zeichnen sich dadurch aus, dass sowohl Einstellungen, Dateien und sonstige Inhalte mit den Cloudsystemen von Google abgebildet werden. Eine lokale Nutzung ist technisch begrenzt möglich, beschneidet aber die Einsatzmöglichkeiten enorm. Bei einem Gerät, was kein Koffergerät ist, möchte man diesen Komfort nutzen können.

Dazu wird technisch ein Googlekonto benötigt. Dieses kann man zwar über alternative Authentifizierungssysteme wie z.B. auch IServ nutzen – gleichwohl muss eine wie immer geartete Kopplung zwischen Authentifizierungsmethode und einem Benutzeraccount in Google Classroom stattfinden. Der Vorschlag zum datenschutzkonformen Einsatz lautet in dem Fall: Pseudonymisierung, d.h. man erstellt Konten mit Fantasienamen. In Bildungskontexten sind Fantasienamen wiederum sehr unpraktisch – vor allem bei Kooperation und Kollaboration. Google garantiert für Bildungsinstitutionen, dass Daten von Schüler:innen nicht für Werbezwecke genutzt werden – mit Schrems II ist klar, dass US-Anbieter datenschutztechnisch bisher alle das gleiche Problem haben. Das Beharren von z.B. Microsoft auf „Telemetriedaten zur Verbesserung der Nutzungserfahrung“ gibt deutlich Hinweise darauf, worum es Anbietern letztlich geht. Das ist bei Erwachsenen, die die technischen Abläufe dahinter nicht verstehen, schon fragwürdig, bei Schutzbefohlenen, die der Schulpflicht unterliegen, aus meiner Sicht ein klares Ausschlusskriterium.

Google muss diese Daten auch gar nicht nutzen. Es reicht, diese Daten zu haben, um sie später nutzen zu können. Die Pseudonymisierung schützt davor gerade nicht – zunehmend weichen Anbieter auf biometrisches Tracking aus, was innerhalb einer konzerneigenen Plattform noch einmal wesentlich besser funktioniert.

Bei Appleprodukten ist es für eine Schule schon schwierig, im Falle von externen Anfragen eine datenschutzkonforme Nutzung nachzuweisen – die offene Flanke sind hier tatsächlich „nur“ die MDM-Systeme so man nicht Apples Classroom App nutzt. Bei der personalisierten Nutzung von Google-Classroom oder der Online-Officesuite von Google dürfte das unmöglich werden.

Und ja: In ihrer Freizeit machen Schüler:innen ja solche Dinge auch und gehen viel sorgloser mit diesen Daten um. Aus Eltern- oder Anbieterperspektive ist diese Argumentation nachvollziehbar – als Berater kann ich mir das so nicht erlauben.

Bei iPads brauche ich keinen personalisierten Nutzer (obwohl dadurch vieles deutlich praktischer wird). Ich kann als Institution das Gerät trotzdem weitgehend auf die Anforderungen der Schule zuschneiden (das geht über die Adminkonsole von Google auch) und Eingaben wie z.B. Anmeldedaten auf dem Gerät selbst erhalten. Das geht bei der „Managed Guest Session“ bei Chromebooks nicht und braucht – zumindest nach meinen Erfahrungen mit den Leihgeräten – eine personalisierte Anmeldung. Da viele Menschen kein praxistaugliches Management von Zugangsdaten haben – Schüler:innen bis auf Ausnahmen schon gar nicht – wird man im Unterricht viel Zeit genau damit verlieren, Zugangsdaten wiederherzustellen oder zu besorgen.

Schließlich kann lokal nicht gespeichert werden: Jedes Unterrichtsprodukt, jeder Text muss irgendwie im Web erstellt oder dort abgelegt werden. Die Googlewelt lebt von einem personalisiertem Zuschnitt. Ohne sind die Komforteinbußen und der Verlust an pädagogischen Möglichkeiten immens. Als reines Zugangsgerät für webbasiertes Arbeiten sind Chromebooks hingegen m.E. unschlagbar und eine echte Alternative zu iPads. Doch welche Schule verfügt dazu bisher über eine entsprechende Infrastruktur ohne vom Regen in die Traufe zu kommen wie etwa bei Office 365 – was eine personalisierte Anmeldung erfordert?

Wie würde ich Chromebooks nutzen?

Ich arbeite seit Jahren webbasiert. Mit der Managed Guest Session ist eine technische Grundlage geschaffen, zumindest in der Schule datenschutzkonform zu arbeiten. Zu Hause können natürlich alle Familienmitglieder auf eigene Verantwortung wild ihre Google-Accounts nutzen – ggf. leistet man dem Vorschub, wenn man Chromebooks in der Schule nutzt – aber das ist bei Apple umgekehrt ja auch so. Ich kann mir das „leisten“, weil ich seit Jahren keine Schulbücher nutze und dazu auch die entsprechenden Fächer habe, die das ermöglichen. Für eine ganze Schule ist das erstmal noch nichts in meinen Augen.

Sobald über die Schule beschaffte Inhalte verteilt werden sollen, wird es wieder haarig, wenn Totholz (= Papier) dabei keine Rolle spielen soll. Da hat Apple mit dem ASM wieder die Nase vorn. Wer heute schon keine lokalen Apps braucht (man kommt auch ohne aus) und über eine DS-GVO-konformes, webbasiertes Cloudsystem verfügt – dem würde ich auf gar keinen Fall zu iPads raten, das geht dann mit Chrome- oder Linuxnotebooks deutlich besser – selbst rechtskonforme Prüfungen wären möglich, wenngleich je nach System technisch noch etwas tricky zu organisieren.

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