Das „Dining philosophers problem“ – yeah, Informatik!

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:

10100
10010
01010
01001
00101

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:

10101

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 …

 

Die Hybris der Nerds

(Die Über­schrift ist gemei­ner­wei­se völ­lig sinn­ent­stel­lend aus einem aktu­el­len Zusam­men­hang geris­sen, aber die For­mu­lie­rung trifft es für mich so gut …)

Im Jah­re 2014 geneh­mig­te die EU-Kom­mis­si­on den Zusam­men­schluss von Whats­App und Face­book. 2017 stell­te sich her­aus, dass Face­book in wich­ti­gen, geneh­mi­gungs­re­le­van­ten Bereich Anga­ben mit einem eige­nen Ver­ständ­nis von Wirk­lich­keit gemacht hat­te. Kon­kret ging es um die Fra­ge, ob es mög­lich sein wür­de, die Daten­be­stän­de bei­der Unter­neh­men zusam­men­zu­füh­ren, um z.B. mehr Infor­ma­tio­nen für per­so­na­li­sier­te Dienst­leis­tun­gen zu gewin­nen. Face­book stritt die­se Mög­lich­keit 2014 ab und muss­te 2017 eine Stra­fe im unte­ren drei­stel­li­gen Mil­lio­nen­be­reich zahlen.

Was muss man mei­ner Mei­nung nach „Nerdi­ges“ wis­sen, damit man hät­te abschät­zen kön­nen, wie viel Wahr­heits­ge­halt die Behaup­tung von Face­book hat­te, dass die Daten­be­stän­de bei­der Unter­neh­men nicht zusam­men­führ­bar seien?

Man muss wis­sen, dass Daten­ban­ken prin­zi­pi­ell irgend­wie ana­log zu Tabel­len orga­ni­siert sind. Face­book hat­te eine Tabel­le mit u.a. Nut­zer­na­men und E‑Mailadresse, Whats­App eine mit Han­dy­num­mer und Nut­zer­na­men, z.B. sowas:

Face­book:

Nut­zer­na­me E‑Mailadresse
finchen74 harari@gmail.com
lisa56 l.fellner@freenet.de
peter.mueler89 peter.mueller@yahoo.com
[…] […]

Whats­App:

Nut­zer­na­me Han­dy­num­mer
finchen74 0856–90785656
lisa56 0789–45772598
peter.mueler89 0321–56432776
[…] […]

Wenn man bei­de Tabel­len hat – wie wahr­schein­lich ist es dann, dass man Daten zusam­men­füh­ren könn­te? Wie wür­de man das auf Papier lösen? Was hät­te ein Com­pu­ter für Vor­tei­le bei die­ser Arbeit?

Ich bemü­he die­ses Bei­spiel oft in Vor­trä­gen, weil man die Sache mit den Tabel­len schon in der Grund­schu­le machen kann. Das ist im Rah­men eines Grund­schul­pro­jek­tes sogar beforscht wor­den – den Abschluss­be­richt erwar­te ich gera­de sehnsüchtig.

Ein häu­fi­ges Argu­ment der Anhän­ger des „digi­ta­len Prag­ma­tis­mus“ („Ein­fach mal nut­zen!“) besteht dar­in, dass bestimm­te Rege­lun­gen sich nicht auf Schul­ebe­ne lösen las­sen, son­dern dass dafür poli­ti­sche Lösun­gen her müs­sen. Das ist auch mei­ne Mei­nung. Ich tei­le bloß nicht den Opti­mis­mus, dass dabei in der Haupt­sa­che sinn­vol­le Lösun­gen unter Wah­rung der Nut­zer­rech­te her­aus­kom­men wer­den oder eman­zi­pa­to­ri­sche Bewe­gun­gen auf der Ebe­ne der Nut­zung von z.B. Office365 ent­ste­hen. Wenn ich mir z.B. die jour­na­lis­ti­sche Bericht­erstat­tung zum The­ma Digi­tal­pakt anschaue, wird für mich die Hoff­nung nicht rea­ler, dass hier eine sach­lich fun­dier­te, kon­trol­lie­rend-kri­ti­sche Posi­ti­on ent­ste­hen wird.

Es sind für mich „Nerds“ wie ein David Krie­sel, die die­se Pro­ble­me ange­hen kön­nen. Tat­säch­lich wer­den heu­te schon Daten- und sons­ti­ge IT-Skan­da­le nur durch die Vor­ar­beit von „Nerds“ über­haupt erst mög­lich. Poli­tik ist es nicht, Pres­se ist es in der Haupt­sa­che in die­sem The­men­ge­biet nicht (Sagt David auch ab 46:20 im Pre­digt­teil des Vor­trags). Pres­se kann m.E. sehr viel aus die­sem Vor­trag dar­über ler­nen, wie Bericht­erstat­tung in sei­nen Grund­struk­tu­ren funk­tio­nie­ren könn­te – sich aber wahr­schein­lich so nicht ver­kau­fen lässt.

Akti­vie­ren Sie Java­Script um das Video zu sehen.
https://www.youtube.com/watch?v=0rb9CfOvojk

Mehr von die­ser nerdi­gen Hybris!

Und Nie­der­sach­sen qua­li­fi­ziert gera­de im Bereich infor­ma­ti­schen Bil­dung Lehr­kräf­te extrinsisch moti­viert (Vor­ga­be aus dem Digi­tal­pakt!) – ein Anfang, kei­ne Lösung.

Ein Vor­teil der Nerds: Sie haben eine viel grö­ße­re Chan­ce, die Sei­ten zu wechseln.

 

Luxusprobleme

Ich habe das viel­leicht auf Dau­er zwei­fel­haf­te Glück, schon seit ein­ein­halb Jah­ren kei­nen eige­nen Unter­richt mehr geben zu müs­sen – aber jeder­zeit zu kön­nen (ich war immer­hin schon ein­mal an einer Grund­schu­le und einer berufs­bil­den­den Schu­le). Ich arbei­te an einem fan­tas­tisch auf­ge­stell­ten Medi­en­zen­trum. Mein Land­kreis schafft gera­de nahe­zu para­die­sisch anmu­ten­de Ausstattungsszenarien:

  • jede Schu­le hat die Mög­lich­keit, über Glas­fa­ser mit einer Inter­net­an­bin­dung ver­sorgt zu wer­den – bei man­chen wird es aber schlicht an den Betriebs­kos­ten schei­tern – die müs­sen dann hier meist mit einem „lum­pi­gen DOCSIS3.1‑Vodafone-Anschluss“ vor­lieb neh­men – immer­hin auch 500–1000Mbit/s zumin­dest im Down­stream. Vor­erst ist es noch oft der alte T@School-Anschluss – zumin­dest bei klei­nen Trägern.
  • ich bin sehr guter Hoff­nung, dass durch den Digi­tal­pakt hier mas­siv in die digi­ta­le Infra­struk­tur von Schu­len inves­tiert wird. Allem Anschein nach wer­den alle Trä­ger die För­der­mit­tel maxi­mal aus­schöp­fen. Gera­de eben tru­deln hier die ers­ten Bewil­li­gungs­be­schei­de aus den Kom­mu­nen ein, die auch wir dazu bera­ten haben.
  • ich bin fest in der Bera­tung der meis­ten Trä­ger ein­ge­bun­den. Der Digi­tal­pakt ist ein Tür­öff­ner in Gemein­den und Schu­len, die für mich bis­her uner­reich­bar waren.
  • ich kann in Bera­tun­gen ver­schie­de­ne Schu­len – meist in einer Trä­ger­schaft – bün­deln und ganz neben­bei durch Auf­ga­ben­tei­lung die Vor­tei­le des ver­netz­ten Arbei­tens (nicht pri­mär mit Gerä­ten, son­dern mehr im Den­ken) zei­gen oder zumin­dest ein zar­tes Saat­korn setzen.
  • die Aus­stat­tun­gen in den ver­schie­de­nen Trä­ger­schaf­ten sind durch­aus unter­schied­lich – man­che sind viel wei­ter als ande­re. Aber allen ist sehr klar, dass Kom­pe­ten­zen in einer digi­ta­li­sier­ten Welt ande­re als vor­her sind und ihr Vor­han­den­sein ein immenser Stand­ort­fak­tor ist: Nach lan­gem War­ten auch in der Grundschule.
  • ich kann ganz unter­schied­li­che Fort­bil­dungs­for­ma­te erpro­ben. Man­ches ist der schlich­ten Prag­ma­tik geschul­det (Maik am iPad?), in man­chem steckt viel Herz­blut – z.B. durch den anste­hen­den vor­sich­ti­gen Auf­bau der ers­ten Blen­ded-For­ma­te (Soft­ware­ba­sis: Doku­Wi­ki + Big­Blue­But­ton). Was ich in die­sem Bereich gemein­sam mit mei­nem Team mache, ist offen zugäng­lich. Die Nach­fra­ge ist hoch. Ich kann mit Kolleg*innen arbei­ten, die an ihren Schu­le heu­te Din­ge bewe­gen und das ausschließlich.
  • auf Lan­des­ebe­ne kommt ganz viel zusam­men, was zusam­men gehört, z.B. Medi­en­be­ra­tung, Schul­ent­wick­lungs­be­ra­tung und Bera­tung für Unter­richts­qua­li­tät. Aus Namen wer­den Gesich­ter, in gemein­sa­men Tref­fen ent­steht Ver­trau­en über eins­ti­ge Sys­tem­gren­zen hin­weg, u.a. weil ful­mi­nan­te Ver­net­zer am Werk sind, z.B. die­ser hier.
  • ich habe Ein­bli­cke in nahe­zu jede in Nie­der­sach­sen denk­ba­re Schulform
  • ich kann mich im Prin­zip zu belie­bi­gen The­men in kur­zer Zeit „auf­la­den“, weil ich Arbeits­zeit recht frei gestal­ten kann.

Es läuft natür­lich nicht alles glatt. Jeden Tag gibt es auch Ent­täu­schun­gen, Unsi­cher­hei­ten, Fra­gen und hin und wie­der sehr erns­te Kon­flik­te, die um Mona­te zurück­wer­fen. Ob z.B. in dem sehr inte­gra­lem Teil der Orga­ni­sa­ti­on von Schul­sup­port Sta­bi­li­tät ein­kehrt, ist für mich immer wie­der zwei­fel­haft. Aber es gibt einen unbe­ding­ten Wil­len auf Sei­ten der Trä­ger und auch ein wenig „Kamp­fes­lust“, über Spit­zen­ver­bän­de mit dem Land noch ein­mal ernst in Klau­sur über z.B. die künf­ti­ge Kos­ten­tei­lung zu gehen.

Ich bin auf sehr vie­len unter­schied­li­chen Ebe­nen unter­wegs. Mei­ne Posi­ti­on ist sehr ein­zig­ar­tig. Ohne Unter­richt fehlt aber auch etwas. Ande­rer­seits macht mich der zuneh­mend ver­lo­ren­ge­hen­de Kon­takt zum All­tags­ge­schäft auch pro­duk­tiv abhän­gig: Wenn ich etwas errei­chen will, muss ich viel zuhö­ren, mich auf Mei­nun­gen der­je­ni­gen stüt­zen, die nicht der­ma­ßen pri­vi­le­giert sind.

Ich glau­be, dass ich mitt­ler­wei­le gar nicht mehr ans Gym­na­si­um gehö­re. Her­aus­for­dern­de Viel­falt gäbe es an einer berufs­bil­den­den Schu­le – da sitzt schließ­lich die gesam­te Gesell­schaft. Oder auf eine Abord­nung zu einer päd­ago­gi­schen Hoch­schu­le hin­ar­bei­ten? Viel­leicht in ein Aus­bil­dungs­se­mi­nar gehen? Wenn man einen Quer­schlä­ger wie mich da haben will und über­haupt aus­hal­ten kann – die Medi­en­be­ra­tung erträgt mich leid­lich :o)… (und solan­ge blei­be ich dort auch mit einem Groß­teil mei­ner Stun­den). Alles Mög­lich­kei­ten, die ande­re Men­schen viel­leicht gar nicht haben oder für sich nicht sehen.

Über Weih­nach­ten habe ich mir von unse­rer Medi­en­ethi­ke­rin (schaut unbe­dingt mal das Mate­ri­al ihres Arbeits­krei­ses dazu an, z.B. hier und hier) eine Ocu­lus Quest gelie­hen. Zwi­schen den Fei­er­ta­gen wird es hier viel Spaß mit VR geben. Man muss ja schließ­lich über künf­ti­ge poten­ti­el­le Bera­tungs­ge­gen­stän­de infor­miert sein… Man soll­te sich noch klar machen, dass die Sen­so­ren­pha­lanx die­ses Gerä­tes wirk­lich fast alles an Bewe­gungs- und sons­ti­gen Tele­me­trie­da­ten mit hoher Prä­zi­si­on nach Hau­se zu Tan­te Goog­le funkt.

Das nächs­te Medi­en­zen­trum-Bas­tel­pro­jekt steht auch an: Alle Inhal­te unse­res Infor­ma­tik­pro­jek­tes neu didak­ti­sie­ren und als fer­ti­gen Ver­leih­kof­fer anbie­ten: Aller­dings – Cal­lio­pe raus (super Gerät, aber nicht für Grund­schu­le) und Blue­Bots rein – dann fällt viel zeit­fres­sen­des Gebas­tel für den glei­chen Zweck weg.

 

 

 

Dagstuhl reloaded – das Frankfurt Dreieck

Das mitt­ler­wei­le weit bekann­te Dag­stuhl-Drei­eck wur­de oft für eine ein­sei­ti­ge tech­no­lo­gi­sche Fokus­sie­rung kri­ti­siert. In der Tat „krei­sen“ die Leit­fra­gen des Modells um eine Mit­te, deren Kern ein tech­ni­scher ist.

Die hier gewähl­te Dar­stel­lung aus dem Rou­ten­pla­ner #digi­tale­bil­dung zeigt die­ses Pro­blem noch­mals ver­schärft durch die Wahl der Pik­to­gram­me. Das Dag­stuhl-Drei­eck wird gele­gent­lich als „Brü­cke“ zwi­schen Medi­en­bil­dung und infor­ma­ti­scher Bil­dung „geframed“. Die­se Brü­cke wird not­wen­dig durch Über­spit­zun­gen bei­der „Lager“.

Ein häu­fig bemüh­ter Ste­reo­typ dafür ist der Autovergleich:

Man muss ein Auto nicht ver­ste­hen, um es benut­zen zu kön­nen, die Ein­füh­rung in die Benut­zung reicht“ – sagt der ste­reo­ty­pi­sche Medienpädagoge.

Wenn man Grund­zü­ge von auto­mo­bi­ler Tech­nik nicht ver­steht, kann man ein Auto nicht mün­dig benut­zen. Man begibt sich in eine gro­ße Abhän­gig­keit von tech­no­lo­gisch ver­sier­ten Men­schen und Fir­men“ – sagt der ste­reo­ty­pi­sche Informatiker.

Das Frank­furt Drei­eck löst aus mei­ner Sicht die­ses Pro­blem – und macht ein neu­es auf.

Im Zen­trum steht hier nicht mehr Tech­no­lo­gie, son­dern etwas neu­tra­ler ein Betrach­tungs­ge­gen­stand, der nicht nativ infor­ma­ti­scher Natur sein muss. Die­ser befin­det sich in einem kul­tu­rel­len Kon­text, der auf unter­schied­li­chen Ebe­nen ana­ly­siert wer­den kann. Das Frank­furt Drei­eck hat für mich das Poten­ti­al, die „ste­reo­ty­pe Kluft“ zwi­schen Medi­en­päd­ago­gik und Infor­ma­tik zu schließen.

Aller­dings opfert man im Frank­furt Drei­eck die ein­leuch­ten­de, kla­re Struk­tur des Dag­stuhl Drei­ecks. Allein die ver­wen­de­ten Begriff­lich­kei­ten – so sehr sie auch von ihrer Prä­zi­si­on her einen Gewinn gegen­über dem Dag­stuhl-Drei­eck dar­stel­len – sind wesent­lich schwie­ri­ger mit „Leben“ und „Bei­spie­len“ zu fül­len. Die Anschluss­fä­hig­keit für Geis­tes­wis­sen­schaft­ler steigt. Der Natur­wis­sen­schaft­ler in mir sieht zu viel Deu­tungs­raum. Zum Glück bin ich bei­des :o)…

 

 

Liebenswerte Störenfriede

Es gibt Hal­tun­gen und Ansät­ze, die mir mei­ne Arbeit als medi­en­päd­ago­gi­scher Bera­ter extrem erschweren.

Wir als Bera­tungs­sys­tem sind stän­dig lob­by­is­ti­scher Ein­fluss­nah­me aus­ge­setzt. Gähn. Ken­nen wir all­mäh­lich. Ich hal­te per­sön­lich z.B. wenig von Cal­lio­pe – da gibt es m.E. eta­blier­te­re Mikro­con­trol­ler (aller­dings ohne Lob­by dahin­ter)  und mehr von inte­grier­ten Ansät­zen. Mei­ne Kin­der bekom­men erst ein Smart­pho­ne ab 12 Jah­ren, ich bin gegen Coding in der Grund­schu­le und ich erzie­he mei­ne Kin­der so lan­ge wie mög­lich außer­halb digi­ta­ler Sphären.

In den letz­ten Tagen ging die­ser Kom­men­tar durch Twit­ter. Die Autorin ver­tritt die Auf­fas­sung, dass Coding­kennt­nis­se im Zeit­al­ter der Arbeits­tei­lung nicht not­wen­dig sind und es wird ein­mal mehr das gute, alte Auto­ar­gu­ment ange­führt: „Man muss kei­nen Motor ver­ste­hen, um Auto zu fah­ren.“ (mit die­sem Argu­ment wären eine gan­ze Rei­he von jet­zi­gen schu­li­schen Inhal­ten übri­gens nicht not­wen­dig). Dann wird noch schnell der Digi­tal­pakt mit dem Coden der­art ver­knüpft, dass damit die Vor­aus­set­zun­gen geschaf­fen wer­den sol­len, das „lob­by­is­ti­sche Coding““ end­lich in die Schu­len zu brin­gen. Und Ste­ve Jobs sprach mit sei­nen Kin­dern über Lite­ra­tur (Sagt das irgend­was dar­über aus, wie in der Fami­lie Jobs mit infor­ma­ti­scher Bil­dung umge­gan­gen wor­den ist?). Und am Schluss wird dann gut­bür­ger­li­cher Stoff­ka­non (dort übri­gens kein Wort über Medi­en­kom­pe­tenz) vor das Coden gestellt, Joseph Krauss ist der Ret­ter des Schul­sys­tems, wenn er for­dert, Com­pu­ter aus Grund­schu­len zu ver­ban­nen  und fertig.

Kann man so machen – muss man aber nicht. Von einem „Qua­li­täts­me­di­um“ wie der F.A.Z. erwar­te ich irgend­wie mehr. Ich ver­ste­he außer­dem nicht, woge­gen die Autorin agi­tiert – selbst der Umgang mit dem momen­tan sehr hip­pen Cal­lio­pe hat zunächst nichts mit Coding zu tun – gar nichts, eher mit infor­ma­ti­schen bzw. logi­schen Grund­kon­zep­ten (Ja, man kann mit dem Ding theo­re­tisch logi­sches Den­ken ler­nen, aber eine quell­of­fe­ne Platt­form wie Scratch wür­de es zuge­ge­be­ner­ma­ßen auch tun.).

Die in dem Kom­men­tar auf­tre­ten­den „Kau­sal­ket­ten“ höre ich dann wie­der und wie­der in Bera­tungs­pro­zes­sen zu Medi­en­bil­dungs­kon­zep­ten. Jahaaa – Lesen, Schrei­ben, Rech­nen, Lite­ra­tur und kri­tisch Den­ken – so unver­meid­li­ches Zeug wie Jugend­me­di­en­schutz sourcen wir dann aus an freie Medi­en­päd­ago­gen und ansons­ten bleibt Schu­le halt so, wie sie bleibt.

Wer für das Coden in der Schu­le ist, der ist dem Lob­by­is­mus ver­fal­len. So ein­fach funk­tio­niert zur Zeit die Den­ke in die Feuil­le­tons und Feuil­le­tons sind immer noch das, was der gebil­de­te Leh­rer von heu­te oft liest.

Für Inter­net­gi­gan­ten und auch tota­li­tä­re Sys­te­me könn­te es nicht bes­ser lau­fen: Je weni­ger das gemei­ne Volk von den Grund­la­gen infor­ma­ti­scher Sys­te­me ver­steht und das „Auto ein­fach nur mög­lichst lust­be­tont fährt“, des­to bes­ser und des­to leich­ter las­sen sich z.B. Algo­rith­men imple­men­tie­ren, die – wie Phil­ip­pe Wampf­ler unlängst schrieb – „Frei­heits­mo­men­te […] in der höchs­ten Qua­li­tät“ anbie­ten. Ich stim­me dem sogar zu, wenn ich von star­ken Demo­kra­tien aus­ge­he, deren poli­ti­sche Sys­te­me für einen Inter­es­sen­aus­gleich zwi­schen Daten­samm­lern und Nut­zern sor­gen. Es läuft damit gera­de nicht so super in Chi­na oder der Türkei.

Dum­mer­wei­se sind star­ke Demo­kra­tien auf unse­rem Glo­bus nicht unbe­dingt die Regel. Und auch in einer star­ken Demo­kra­tie wäre es für die Beur­tei­lung von Algo­rith­men nicht ganz ver­kehrt, eini­ges dar­über zu wis­sen als sich mit Kom­pe­tenz­ge­sei­er alte Welt­bil­der zu bestätigen.

Es geht mir als Bera­ter gera­de nicht dar­um, Inter­net­gi­gan­ten kampf­los das Feld zu über­las­sen, son­dern ich den­ke, dass man Poli­tik – ganz gleich ob es z.B. Umwelt‑, Netz- oder Sozi­al­po­li­tik ist – auf Basis von rudi­men­tä­ren Wis­sens­be­stän­den nach­hal­ti­ger betrei­ben kann. Dazu sind Soft­ware und Gerä­te als Hilfs­mit­tel uner­läss­lich und die muss irgend­wer her­stel­len und ent­wi­ckeln. Das sind i.d.R. Fir­men und das ist genau so lan­ge kein Pro­blem, wie eben­die­se kei­nen inhalt­li­chen Ein­fluss auf Schu­le neh­men oder so lan­ge kein Pro­blem, wie die­ser Ein­fluss in Schu­le einen unab­hän­gi­gen Kon­ter­part hat. Es wäre schön, wenn das auf Dau­er nicht allein die Medi­en­be­ra­tung der Län­der wäre, son­dern infor­ma­ti­sche gebil­de­te Schü­le­rin­nen und Schü­ler sowie natür­lich auch Lehrkräfte.

Das hal­te ich aber noch für eine län­ge­ren Weg. Das ist ja genau das Pro­blem: Lob­by­is­mus trifft hier auf weit­ge­hend unbe­stell­te Fel­der, an denen der­ar­ti­ge Kom­men­ta­re nicht ganz unschul­dig sind.

Ich bin mir nicht sicher, ob sich die­ses Pro­blem wirk­lich dadurch lösen lässt, Gerä­te aus den Schu­len her­aus­zu­hal­ten – geht auch gar nicht, weil die in Form von Han­dys und wahr­schein­lich bald auch in Form von Weara­bles schon da sind.

Die Ant­wort dar­auf kann nur Bil­dung sein und dazu gehört für mich im Zeit­al­ter der Digi­ta­li­sie­rung auch infor­ma­ti­sche Bil­dung. Mög­lichst früh. Geht auch ohne Gerät und unter­stützt dann sogar Lesen, Schrei­ben, Rech­nen und logi­sches Denken.

Es geht dabei – rich­tig ange­packt – also schon um ein wenig mehr als dar­um, der IT-Indus­trie will­fäh­ri­ge Pro­gram­mie­rer zuzu­füh­ren. Lei­der bewegt sich die Debat­te m.E. oft auf unter­kom­ple­xem Niveau.

 

 

 

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