Jungclaussen Kausale Informatik

Einführung in die Lehre vom aktiven sprachlichen Modellieren durch Mensch und Computer
2001
ISBN: 978-3-322-81220-9
Verlag: Deutscher Universitätsverlag
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 625 Seiten, eBook

Hardwin Jungclaussen gibt plausible, zum Teil ungewöhnliche Anworten auf folgende Fragen: Was ist Informatik? Was ist Information? Wie arbeitet ein Computer? Welche Beziehungen bestehen zwischen Hardware und Sprache? Wo liegen die Grenzen der künstlichen Intelligenz?

Zielgruppe

Research

Autoren/Hrsg.

Jungclaussen, Hardwin

Inhaltsverzeichnis

Anliegen und Besonderheiten des Buches.- Hinweise zum Lesen des Buches.- 1 Grundbegriffe und Grundideen.- Zusammenfassung der Kapitel 1 bis 3.- 1 Codierung, Evolution und Information.- 2 Gedanke und Sprache.- 3 Informatik — Lehre vom aktiven sprachlichen Modellieren.- 3.1 Modellklassen. Begriffsbestimmung der Informatik.- 3.2 Fundamente der Informatik.- 4 Analoges und digitales Modellieren.- Zusammenfassung.- 4.1 Messen und reelle Zahlen.- 4.2 Analoges Rechnen.- 5 Syntax und Semantik.- Zusammenfassung.- 5.1 Sprache und Evolution.- 5.2 Hierarchische Komponierung.- 5.3 Syntaxregeln.- 5.4 Externe, interne und formale Semantik.- 5.5 Begriffsbildung.- 5.6* Umcodierungseffizienz und syntaktische Information.- 6 Arbitrarität und Zirkularität.- Zusammenfassung.- 6.1 Arbitrarität des Artikulierens.- 6.2 Referenzielle Zirkularität.- 6.3 Operationale Zirkularität.- 7 Evolution der Intelligenz.- Zusammenfassung.- 7.1 Deduktive, assoziative und intuitive Intelligenz.- 7.2 Beschriftung der tabula rasa. Algorithmenbegriff.- 8 Formale Grundbegriffe und Methoden.- Zusammenfassung.- 8.1 Uniforme Systembeschreibung (USB).- 8.2 Kausaldiskrete Prozessbeschreibung.- 8.2.1 Reale und sprachliche Operatoren.- 8.2.2 Petrinetze.- 8.2.3 Abstrakter Automat.- 8.2.4 Elementare kausaldiskrete Operatoren.- 8.2.5 Logisch-kausale Äquivalenz.- 8.3 Operation, Funktion, Prädikat, Berechenbarkeit.- 8.4* Universelle algorithmische Systeme.- 8.4.1 Problemstellung.- 8.4.2 Turingmaschine.- 8.4.3 Unbeschränkte Registermaschine (URM).- 8.4.4 Markovalgorithmus.- 8.4.5 Rekursive Funktionen und USB-Funktionen.- 8.4.6 Einschub: Rekursives Berechnen.- 8.4.7 Lambda-Kalkül.- 8.5* CHURCH‘sche These und Kalkültransformation.- 8.6 Vier Grundideen des elektronischen Rechnens.- 2 Vom Bit zur Maschinensprache.- 9 Grundlagen der Komponierung informationeller Operatoren.- Zusammenfassung.- 9.1 Statische und dynamische Codierung.- 9.2 Elementare informationelle Operatoren.- 9.2.1 Elementare boolesche Operatoren und die erste Grundidee des elektronischen Rechnens.- 9.2.2 Künstliche Neuronen.- 9.3* Ergänzung der formalen Methoden: Boolesche Algebra.- 9.4 Netzklassen.- 9.5 Ein-Bit-Speicher.- 9.6 Einschub: Magnetische und optische Speicherverfahren.- 10 Realisierungsprinzip zirkelfreier boolescher Netze.- Zusammenfassung der Kapitel 10 bis 12.- 10.1 Die zweite Grundidee des elektronischen Rechnens.- 10.2 Zirkelfreie Schalternetze.- 11 Historischer Einschub: Entwicklung der begrifflichen und physikalischen Basis der Rechentechnik.- 11.1 Von der Syllogistik des Aristoteles zur Schaltalgebra.- 11.2 Rechnergenerationen.- 12 Technische zirkelfreie boolesche Netze.- 12.1 Codeumsetzer und elektronischer Festwertspeicher.- 12.2 Herstellung von Diodenmatrizen.- 12.3 Anwendungen von Diodenmatrizen.- 12.3.1 Elementare Hardware-Software-Schnittstelle.- 12.3.2 Multiplexer, Demultiplexer und Bus.- 12.3.3 Funktionsgeneratoren.- 12.3.4 Steuermatrix.- 13 Von der Kombinationsschaltung zum Von-Neumann-Rechner.- Zusammenfassung.- 13.1 Die dritte Grundidee des elektronischen Rechnens.- 13.2 Elektronische Speicher.- 13.2.1 Register.- 13.2.2 Adressierbarer elektronischer Speicher.- 13.3* Einschub: Berechenbarkeits-Äquivalenzsatz.- 13.4 Taschenrechner.- 13.5 Prozessor.- 13.5.1 Idee des Prozessors und seiner Programmierung.- 13.5.2 Maschinensprache.- 13.5.3 Arbeitsweise der RALU.- 13.5.4 Sprungbefehl.- 13.5.5 Matrixsteuerwerk.- 13.5.6 Operatorenkomponierung mittels Firmware.- 13.5.7 Mikroprozessor.- 13.6 Von-Neumann-Rechner.- 13.7 Netzparadigma und imperatives Paradigma.- 3 Von der Maschinensprache zur künstlichen Intelligenz.- 14 Zwischenbilanz.- Zusammenfassung.- 14.1 Probleme des Softwareweges zur KI.- 14.2 Drei Rollen des Computers als eines intelligenten Partners des Menschen.- 15 Lösen mathematischer Probleme.- Zusammenfassung.- 15.1 Funktionales Programmieren.- 15.2 Imperatives Programmieren.- 15.3 Näherungsverfahren.- 15.4 Assembler, Binder, Lader.- 15.5 Semantische Lücke.- 15.6 Numerisches Rechnen.- 15.7 Programmierung von Operatorenhierarchien.- 15.8 Analytisches Rechnen.- 15.9 Bemerkung zur Programmübersetzung.- 16 Lösen nichtmathematischer Probleme.- Zusammenfassung.- 16.1 Schlussfolgem.- 16.2 Wissensverarbeitung.- 16.3 Erfinden.- 16.4 Übersetzen und die vierte Grundidee des elektronischen Rechnens.- 16.5* Theorie formaler Sprachen.- 17 Unterhaltung.- Zusammenfassung.- 17.1 Der Computer als Gesprächspartner.- 17.2 Der Computer als Unterhalter.- 17.3 Der Computer als Schachpartner.- 18 Evolution der Programmiersprachen.- Zusammenfassung.- 18.1 Der Flaschenhals des linearsprachlichen Modellierens.- 18.2 Semantische Verdichtung.- 18.3 Technisches Semantikproblem und Programmierparadigmen.- 4 Vertiefende Ergänzungen.- 19 Ergänzungen zum Problemlösungsweg der Rechentechnik.- Zusammenfassung.- 19.1 Vorbemerkung.- 19.2 Hardwarearchitektur unterhalb der Prozessorebene.- 19.2.1 Befehlssatz und Speicherhierarchie.- 19.2.2 Pipelining und Vektorrechner.- 19.2.3 ALU-Array. Simulation von Nahwirkungen.- 19.3 Hardwarearchitektur oberhalb der Prozessorebene.- 19.4 Architektur kausaldiskreter Systeme.- 19.5 Betriebssystem.- 19.5.1 Anwendungsprogramme und Organisationsprogramme.- 19.5.2 Prozessbegriff und geteilte Nutzung von Hardwareoperatoren.- 19.5.3 Geteilte Nutzung von Speicherplätzen, Daten und Programmen.- 19.5.4 Verteilte Systeme.- 19.5.5 Systemrufe und geschützte Prozesskomponierung.- 20 Programmbeispiele.- Zusammenfassung.- 20.1 Imperative Programme.- 20.2 CommonLisp-Programme.- 20.2.1 Funktionale Programme.- 20.2.2 Imperatives Programm.- 20.2.3 Objektorientiertes Programm.- 20.2.4 Logisches Programm.- 20.3 Objektorientiertes Programm in Borland-Pascal.- 20.4 Netzprogrammierung und Software-Lebenszyklus.- 21 Komplexität.- Zusammenfassung der Kapitel 21 und 22.- 21.1 Zum Begriff der Komplexität.- 21.2* Berechnungskomplexität.- 21.3 Modellierung komplexer Systeme und Prozesse.- 21.3.1 Strukturelle und nichtlineare Komplexität.- 21.3.2* Fuzzy-Kalkül.- 21.4 Offene Fragen und die Komplexität des Denkens.- 22 Resümee und Perspektiven.- Schlusswort.- Zur gesellschaftlichen Bedeutung der Informatik.- Literatur.- Namen- und Sachverzeichnis.

Über Autor(innen)

Dr.-Ing. habil. Hardwin Jungclaussen war Dozent für Kybernetische Systeme der Informationsverarbeitung an der Technischen Universität Dresden. Zuvor hatte er auf dem Gebiet der experimentellen Kernphysik gearbeitet.