Interaktionen Verteilte Anwendungen Wintersemester 06/07 © Wolfgang Schönfeld Wie arbeiten VS mit ihrem Material (im einfachsten Fall)?

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1 Interaktionen Verteilte Anwendungen Wintersemester 06/07 © Wolfgang Schönfeld Wie arbeiten VS mit ihrem Material (im einfachsten Fall)?

2 Interaktion bezeichnet das wechselseitige Aufeinander-Wirken von Akteuren oder Systemen. Der Begriff ist eng verknüpft mit dem der Kommunikation. Manchmal werden diese beiden Begriffe sogar synonym verwendet. (Wikipedia) Wir verwenden den Begriff für (Mengen von) Aktionen und die Beziehungen zwischen ihnen

3 Interaktionen kennt man auch in Physik Jura: Zusammenwirken aller Prozessbeteiligten Soziologie Biologie Informatik Weil es direkte Wirkungen zwischen Rechnern nicht gibt, ist der Austausch von Nachrichten (über Kanäle / Speicher) die einzige Möglichkeit zur Interaktion zwischen Rechnern.

4 Kausalität Aktionen und gegenseitige Wirkungen (Ursachen) stellt man übersichtlich dar: Aktionen durch Knoten Wirkungen(Ursachen) durch Pfeile Solche Schaubilder werden auch als Begründung, Erklärung,... benutzt.Begründung

5 Beispiel: Krankheiten

6 Kausalordnung ist eine Halbordnung (partielle Ordnung) auf einer Menge von Aktionen. Eine Aktion A ist eine Ursache von Aktion B (A<B) oder, gleichbedeutend, B ist eine Wirkung von A (A>B).Wirkung Gilt weder A<B noch B<A, so schreibt man A || B.

7 Zeit und Kausalordnung Liegt eine Aktion A in der Kausalordnung vor einer Aktion B, so muss A vor B stattfinden. Liegt A in der Kausalordnung nicht vor B, so können sie trotzdem gleichzeitig stattfinden ("zufällig"). Die Zeit ist linear geordnet, Aktionen durch die Kausalität dagegen nicht. nicht A < B bedeutet nicht A || B

8 Aktionen können sich gegenseitig aufheben verstärken überlagern ausschließen

9 sich selbst verstärkende Wirkungen entstehen dadurch, dass eine Aktion auf das die Wirkung hervorrufende Objekt wirkt treten - über Nachrichtenaustausch - auch bei Informationen auf (z.B. bei Gerüchten) sind letztlich die Voraussetzung von Selbstorganisation

10 Ausschluß Eine Aktion schließt eine andere aus: Es sollen nicht beide gleichzeitig stattfinden (symmetrisch!). Wenn es doch geschieht, ist das Ergebnis unvorhersehbar. Man kann dann nicht mehr auf das Vorhandensein einer bestimmten Ursache schließen. Es gibt dafür kein Programmierkonstrukt, kann also nicht einfach explizit "angewiesen werden.

11 (einfache) Nachrichten Nachrichten über Nachrichten –Stimmt Nachricht? –Für welche x stimmt Nachricht(x)? –Nachricht stimmt nicht. (Widerrede) Fragen und Antworten (zwischen zwei Akteuren) Abstimmungen (zwischen mehreren Akteuren) Man spricht auch bei System und Benutzer von Interaktionen. Interaktionen (Beispiele)

12 Nachrichten Wenn Informationen auf Medien aufgebracht werden, nennt man sie Nachrichten. Dies kann geschehen kurzfristig: Kanäle langfristig: Speicher durch denselben Akteur oder einen anderen: Ein Sender schreibt die Information auf das Medium, ein (eventuell mehrere) Empfänger liest sie dort ab. Selbstverständlich gilt Schreiben < Lesen. Mehrere Sender können nur dann gleichzeitig schreiben, wenn sie sich koordinieren.

13 Medium schreibenlesen

14 Übertragung von Nachrichten (zwei Aktionen) Üblicherweise sieht man bei einer Übertragung die beiden Aktionen Senden und Empfangen getrennt.Senden und Empfangen Das gibt die Wirklichkeit genauer wieder. Denn Nachrichten können verloren gehen (two-army problem).

15 Fasst man das Übertragen als eine einzige Aktion auf, so ist das Systemverhalten übersichtlicher (weil weniger Zuständer).Übertragen Wir werden in der Vorlesung beide Sichten verwenden pessimistische Sicht (Was kann alles bei der Übertragung passieren?) optimistische Sicht (Es wird schon alles gut gehen.) je nachdem, welche praktikabler ist. Übertragung von Nachrichten (eine Aktion)

16 Ausbreitung Ob und wie sich Nachrichten ausbreiten, hängt vom Medium ab Melder Papier Luft Draht leerer Raum und davon, wie die Nachrichten auf dem Medium aufgebracht sind.

17 komplexere Interaktionen Bestätigung ist eine einfache nicht-triviale Interaktion: Hat B eine bestimmte Information (Nachricht) von A erhalten? Wenn A nichts empfängt, kann seine Nachricht an B oder die Bestätigung von B verlorengegangen sein. eigentlich: Meta-Information (Information über Informationen) Meta-Informationen sind erforderlich, weil Informationen unvollständig sein können. Weitere Beispiele sind Fragen und Antworten, Aufgaben und Lösungen, …

18 A B sendet empfängt und bestätigt empfängt Bestätigung

19 komplexere Übertragungen (Netze) werden gebildet von den mehreren Akteuren, die (in irgendeiner Weise) kooperieren. Standardisierung: Protokolle meist Text, mit festem Format Das Medium eines Netzes kann auch virtuell sein (durch Vermittlung gebildet).

20 Vermitteln (Weiterleiten) Ein Rechner (Router) liest von einem Medium und schreibt auf ein anderes. auch unterschiedliche physikalische Medien Gesamtheit dieser Rechner: Netz. Beispiel: Internet (Topologie aus einem Atlas des Internet).InternetAtlas des Internet

21 komplexere Objekte Ein Transaktion ist die Zusammenfassung der Änderungen bestimmter Teile eines komplexen Objektes. Man merkt sich den ursprünglichen Zustand. Dann führt man die "kleinen" Zustandsänderungen nacheinander aus. Wenn eine fehlschlägt, setzt man auf den ursprünglichen Zustand zurück (rollback).