Skip to main content
Log in

Verwirrende Informatik II – Interaktion und Koordination von Systemen

  • HAUPTBEITRAG
  • Published:
Informatik Spektrum Aims and scope

Zusammenfassung

Dieser Artikel ist der zweite einer Viererreihe, die eine Diskussion über die Grundlagen der Informatik anregen soll. In ihm wird die Interaktion zwischen Systemen und die Koordination innerhalb von Systemen mithilfe des Kompositionskonzepts thematisiert.

Dabei wird, basierend auf zwei unterschiedlichen Kompositionen, eine strukturelle von einer interaktionsorientierten Perspektive unterschieden. Einerseits die hierarchische, homogene Komposition, die Systeme als Ganzes erfasst und zur Bildung von Supersystemen und damit zu einer strukturellen Teil-Ganzes-Relation führt. Sie basiert auf den Kompositionsregeln berechenbarer Funktionen. Andererseits eine inhomogene Komposition, die Systeme nur partiell im Sinne einer Projektion erfasst, die „Rolle“ genannt wird und zu vergleichsweise loser Kopplung in Form von Protokollen führt.

Diese beiden Kompositionsklassen sind die Basis für ein zweidimensionales Strukturmodell einer IT-Applikation entlang der grundsätzlichen Idee des OSI-Modells, in dem die Vertikale die Teil-Ganzes-Relation und die Horizontale die Interaktionsrelation repräsentiert.

Die Nichtdeterminiertheit der Rollen ist eine notwendige Voraussetzung zum einen für eine weitere Komposition, nämlich mehrerer Rollen eines Systems zu koordinieren – das konstruktive Gegenstück zur Projektion eines Systems auf seine Interaktion. Und zum anderen lässt die Nichtdeterminiertheit den Beteiligten einer protokollbasierten Interaktion Entscheidungsspielraum. Mithilfe von Entscheidungen lassen sich Rollen determinieren. Dies zeigt die enge Verwandtschaft des Protokollkonzepts mit dem Konzept des Spiels.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6

Literatur

  1. Alur R (2015) Principles of cyber-physical systems. MIT Press, Cambridge

    Google Scholar 

  2. Andrews GR (1991) Paradigms for process interaction in distributed programs. ACM Comput Surv 23(1):49–90

    Article  Google Scholar 

  3. Bitkom (2021) Impulse zur Weiterentwicklung der Normungsroadmap Industrie 4.0 (White paper)

    Google Scholar 

  4. Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) (2020) Details of the asset administration shell. Part 2 – Interoperability at runtime – exchanging information via application programming interfaces (version 1.0RC01)

    Google Scholar 

  5. Broy M (2010) A logical basis for component-oriented software and systems engineering. Comput J 53(10):1758–1782

    Article  Google Scholar 

  6. Cox R (2019) Surviving software dependencies. Commun ACM 62(9):36–43

    Article  Google Scholar 

  7. Crnkovic I, Sentilles S, Vulgarakis A, Chaudron MRV (2011) A classification framework for software component models. IIEEE Trans Softw Eng 37(5):593–615

    Article  Google Scholar 

  8. Freire DL, Frantz RZ, Roos-Frantz F, Sawicki S (2019) Survey on the run-time systems of enterprise application integration platforms focusing on performance. Softw Pract Exp 49(3):341–360

    Article  Google Scholar 

  9. Harel D, Pnueli A (1985) On the development of reactive systems. In: Apt KR (Hrsg) Logics and models of concurrent systems. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, S 477–498

    Chapter  Google Scholar 

  10. Hey J (2004) The data, information, knowledge, wisdom chain: the metaphorical link. Intergov Oceanogr Comm 26:1–18

    Google Scholar 

  11. Holzmann GJ (1991) Design and validation of computer protocols. Prentice-Hall, Upper Saddle River

    Google Scholar 

  12. Hudak P (1989) Conception, evolution, and application of functional programming languages. ACM Comput Surv 21(3):359–411

    Article  Google Scholar 

  13. IIC (2018) Connectivity framework. The industrial internet of things, Bd. G5

    Google Scholar 

  14. ISO/IEC/IEEE 42010:2011 Systems and software engineering – Architecture description.

  15. ITU‑T (1994) X.200 information technology – open systems interconnection – Basic reference model

    Google Scholar 

  16. Meudt T, Pohl M, Metternich J (2017) Die Automatisierungspyramide – Ein Literaturüberblick (Technical report)

    Google Scholar 

  17. Milner R, Parrow J, Walker D (1992) A calculus of mobile processes (Parts I and II). Inf Comput 100(1):1–77

    Article  MATH  Google Scholar 

  18. OASIS (2006) Reference model for service oriented architecture 1.0. http://docs.oasis-open.org/soa-rm/v1.0/. Zugegriffen: 17. Jan. 2015

  19. Poslad S (2007) Specifying protocols for multi-agent systems interaction. ACM Trans Auton Adapt Syst 2(4):15

    Article  Google Scholar 

  20. Reich J (2009) The relation between protocols and games. In: Fischer S, Maehle E, Reischuk R (Hrsg) 39. Jahrestagung der GI, Lübeck. LNI, Bd. 154, S 3453–3464

    Google Scholar 

  21. Reich J (2021) Composition, cooperation, and coordination of computational systems. preprint arXiv:1602.07065 (2016/2020/2021)

    Google Scholar 

  22. Reich J (2021) Komposition und Interoperabilität von IT-Systeme. Inform Spektrum 40:339–346

    Article  Google Scholar 

  23. Reich J, Schröder T (2020) A simple classification of discrete system interactions and some consequences for the solution of the interoperability puzzle. IFAC-PapersOnline 53(2):8290–8296, ifac, Bd. 2020

  24. Reich J, Zentarra L, Langer J (2020) Industrie 4.0 und das Konzept der Verwaltungsschale – eine kritische Auseinandersetzung. HMD 58(3):661–675

    Article  Google Scholar 

  25. Sommerville I (2012) Software engineering, Deutsche Ausgabe, 9. Aufl. Pearson, London

    Google Scholar 

  26. Szyperski C (2002) Component software, beyond object-oriented programming, 1. Aufl. Addison-Wesley, Boston

    MATH  Google Scholar 

  27. Tanenbaum AS (1992) Modern operating systems. Prentice Hall, Englewood Cliffs

    MATH  Google Scholar 

  28. Tolk A, Turnitsa CD, Diallo SY, Winters LS (2006) Composable M&S web services for net-centric applications. J Def Model Simul 3(1):27–44

    Article  Google Scholar 

  29. Tripakis S (2016) Compositionality in the science of system design. Proc IEEE 104:960–972

    Article  Google Scholar 

  30. von Neumann J, Morgenstern O (1944) Theory of games and economic behavior. Princeton University Press, Princeton

    MATH  Google Scholar 

  31. Wegner P (1996) Interoperability. ACM Comput Surv 28(1):285–287

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Johannes Reich.

Additional information

Hinweis des Verlags

Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.

Rights and permissions

Springer Nature oder sein Lizenzgeber (z.B. eine Gesellschaft oder ein*e andere*r Vertragspartner*in) hält die ausschließlichen Nutzungsrechte an diesem Artikel kraft eines Verlagsvertrags mit dem/den Autor*in(nen) oder anderen Rechteinhaber*in(nen); die Selbstarchivierung der akzeptierten Manuskriptversion dieses Artikels durch Autor*in(nen) unterliegt ausschließlich den Bedingungen dieses Verlagsvertrags und dem geltenden Recht.

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Reich, J. Verwirrende Informatik II – Interaktion und Koordination von Systemen. Informatik Spektrum 46, 79–86 (2023). https://doi.org/10.1007/s00287-022-01519-3

Download citation

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00287-022-01519-3

Navigation