Uwe M. Borghoff Johann H. Schlichter Rechnergestützte Gruppenarbeit Eine Einführung in Verteilte Anwendungen Zweite, vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 204 Abbildungen und 18 Tabellen Springer
Inhaltsverzeichnis Teil I. Einführung Grundlagen 3 1.1 Allgemeines zu verteilten Systemen 4 1.2 Transparenz 6 1.2.1 Arten von Transparenz 6 1.2.2 Transparenz arten existierender Systeme 10 1.2.3 Probleme mit der Transparenz bei CSCW 11 1.3 Kommunikationsmechanismen 12 1.3.1 Information Sharing 12 1.3.2 Nachrichtenaustausch 13 1.3.3 Bidirektionale Kommunikation 17 1.3.4 Erzeuger-Verbraucher-Modell 18 1.4 Client-Server-Modell 19 1.4.1 Definitionen 21 1.4.2 Client-Server-Kommunikation 23 1.4.3 Abarbeitung von Serviceanforderungen 24 1.5 Remote Procedure Call (RPC) 29 1.5.1 Eigenschaften des RPC 29 1.5.2 Vermittler 38 1.5.3 Asynchroner RPC 39 1.5.4 Fehlersemantik des RPC 41 1.6 Objektorientierte verteilte Systeme 42 1.6.1 Definitionen 42 1.6.2 Verteilung von Objekten 45 1.6.3 Objektmobilität 46 1.6.4 Common Object Request Broker Architecture (CORBA) 50 1.6.5 Der Tupelraum 52 1.6.6 Lineare Objekte 53 1.7 Verteilte Anwendungen 57 1.7.1 Gruppenkommunikation 59 1.7.2 Entwurf verteilter Anwendungen 63 1.7.3 Verteilte Anwendungen in ODP 68
X Inhaltsverzeichnis 1.7.4 Ressourcenzuordnung 72 1.7.5 Historie verteilter Systeme 76 1.8 Weiterführende Literatur 84 2. Rechnergestützte Gruppenarbeit 87 2.1 Einleitung 88 2.2 Hintergründe für die Unterstützung von Gruppen 89 2.3 Begriffsvielfalt 91 2.4 CSCW-Gruppen in der Praxis - Szenarien 96 2.4.1 Unterstützung von face-to-face-sitzungen 96 2.4.2 Unterstützung verteilter elektronischer Sitzungen 99 2.4.3 Unterstützung der Gruppenarbeit zwischen den Sitzungen 101 2.5 Anwendungsgebiete und deren Charakteristika 104 2.5.1 Softwareentwurf und Softwareentwicklung 104 2.5.2 Ausbildung und Schulung 105 2.5.3 Telekooperation 106 2.5.4 Weitere Beispiele für Gruppenarbeit 107 2.6 Interpretation von CSCW 108 2.6.1 CSCW: Work 110 2.6.2 CSCW: Cooperative Work 111 2.6.3 CSCW: Supported Cooperative Work 113 2.6.4 CSCW: Computer Supported Cooperative Work 113 2.7 Historie einschlägiger CSCW-Systeme 114 2.8 Klassifizierung und Konzepte von CSCW-Systemen 120 2.8.1 Klassifizierung nach Raum und Zeit 120 2.8.2 Funktionelle Klassifizierung 121 2.8.3 Klassifizierung nach dem 3K-Modell 127 2.8.4 Weitere Klassifizierungsmodelle 127 2.9 Entwurf von CSCW-Systemen 128 2.9.1 Mögliche Aspekte 128 2.9.2 Kriterien für die Akzeptanz von CSCW-Systemen 130 2.9.3 Faktoren für den Mißerfolg eines CSCW-Systems 131 2.9.4 Nutzen und Risiken von CSCW 133 2.9.5 Vorgehensweise bei der Entwicklung von CSCW-Systemen 133 2.9.6 Methoden zum Studium von Gruppen 137 2.9.7 Das Portland-Experiment 140 2.9.8 Lotus Notes 143 2.10 Weiterführende Literatur 145
Inhaltsverzeichnis XI Teil II. Grundlegende Aspekte der rechnergestützten Gruppenarbeit 3. Konzepte asynchroner und synchroner Kooperation 149 3.1 Gruppenprozeß 150 3.1.1 Gruppenprozeßmodelle 155 3.1.2 Kommunikation in der Gruppe 158 3.1.3 Nebenläufigkeitskontrolle 159 3.1.4 Rollen in der Gruppe 163 3.2 Modell für einen Rechnerverbund 163 3.2.1 Direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung 164 3.2.2 Indirekte Kommunikationsverbindungen und -rechner. 165 3.3 Strategien zur Verteilung neuer Informationseinheiten 169 3.3.1 Direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung 169 3.3.2 Hierarchie von Rechnerverbunden 170 3.3.3 Broadcast Flooding 171 3.3.4 Wegwahlmechanismus 173 3.4 Strukturen für asynchrone Gruppeninteraktion 173 3.4.1 Lineares Modell (Emisari) 174 3.4.2 Kamm-Modell (Confer, Usenet) 174 3.4.3 Verzweigungsmodell (Parti) 175 3.5 Gestaltung des gemeinsamen Kontexts 176 3.5.1 Konzept WYSIWIS.178 3.5.2 Abschwächungen des strikten WYSIWIS 179 3.5.3 Konzept Telepointer 182 3.5.4 Gruppenbewußtsein - Group Awareness 183 3.6 Architekturen von CSCW-Systemen 185 3.6.1 Zentrale Architekturen 186 3.6.2 Replizierte Architekturen 188 3.7 Weiterführende Literatur 191 4. Mechanismen zur Nebenläufigkeitskontrolle 193 4.1 Einleitung 194 4.1.1 Motivation für den Einsatz komplexer Verfahren 194 4.1.2 Klassifizierung der Verfahren 195 4.2 Optimistische Verfahren " 196 4.3 Zentrale Kontrolle 197 4.3.1 Verfahren mit ausgezeichneter Kontrolleinheit 197 4.3.2 Token-Verfahren 199 4.4 Dezentrale Kontrolle: Übersicht 200 4.5 Einfache Sperrverfahren 200 4.6 Floor-Passing-Verfahren 203
XII Inhaltsverzeichnis 4.6.1 Explizites Floor-Passing-Verfahren 203 4.6.2 Implizites Floor-Passing-Verfahren mit Koordinationsstelle 204 4.6.3 Implizites Floor-Passing-Verfahren mit dezentraler Koordination 206 4.7 Transaktionsverfahren 207 4.8 Transformationsverfahren 211 4.8.1 Teilnehmersysteme 211 4.8.2 Group Outline Viewing Editor (GROVE) 213 4.8.3 Der GROVE-Algorithmus: distributed Operational Transformation (dopt) 217 4.8.4 Korrektheit des GROVE-Algorithmus 219 4.9 Weiterführende Literatur 220 5. Spezielle Verfahren zur Nebenläufigkeitskontrolle 221 5.1 Einleitung 222 5.2 Votierungsverfahren 228 5.2.1 Votieren mit Mehrheitsentscheidung 230 5.2.2 Gewichtetes Votieren 234 5.2.3 Verfahren write-all-read-any 236 5.2.4 Votieren mit Zeugen" 237 5.2.5 Available-Copy-Verfahren 249 5.2.6 Dynamisches Votieren 256 5.2.7 Voting-Class-Verfahren 270 5.2.8 Mehrdimensionales Votieren 271 5.2.9 Hierarchisches Votieren 274 5.2.10 Zusammenfassung 278 5.3 Dezentrale Kontrolle: weitere Verfahren 281 5.3.1 Kodierungsverfahren 282 5.3.2 Gitterprotokoll 287 5.4 Regeneration 293 5.5 Weiterführende Literatur 293 Teil III. CSCW-Applikationsklassen 6. Kommunikationssysteme und Infdrmationsräume 297 6.1 Elektronisches Postsystem (E-mail) 298 6.1.1 Nachrichtenübertragungseinheit 299 6.1.2 Lokales Postsystem 300 6.1.3 Nachrichtenumschlag 301 6.1.4 Nachrichtenadressierung 302 6.1.5 Eigenschaften eines elektronischen Postsystems 303 6.1.6 Das Andrew-Nachrichtensystem 304
Inhaltsverzeichnis XIII 6.2 Videokonferenzen 305 6.2.1 Aspekte bei der Realisierung und Nutzung von Videokonferenzen 306 6.2.2 Konferenzmanagement 308 6.3 Informationsräume 309 6.3.1 Allgemeine Definitionen 310 6.3.2 Historie der Hypertextsysteme 311 6.3.3 Architektur von Hypertextsystemen 316 6.3.4 Dexter-Referenzmodell 324 6.3.5 Navigation in Hypertext 326 6.3.6 Trellis-Modell 331 6.3.7 IBIS-Methodik 332 6.3.8 Campiello - Informationsräume und Communities... 335 6.4 Weiterführende Literatur 339 Workflow-Management, Konversations- und Koordinierungssysteme 341 7.1 Einordnung 342 7.1.1 Historische Entwicklungen 344 7.1.2 Begriffliche Grundlagen 345 7.1.3 Ziele, Befürchtungen und Kriterien 347 7.1.4 Taxonomie 349 7.2 Konversationsmodell 351 7.2.1 Definition des Sprechaktes 352 7.2.2 Konversationsnetze 354 7.2.3 Konversationssysteme 356 7.2.4 Coordinator 358 7.2.5 Vorgangssystem Domino 358 7.2.6 Aktivitätssystem TACTS 361 7.3 Koordinationsmodelle 366 7.3.1 Koordinationstheorie nach Malone 367 7.3.2 Kunden-Dienstleister-Modell 368 7.4 Workflow-Modellierung 371 7.4.1 Aspektorientiertes Workflow-Modell 371 7.4.2 Prozeßgrammatik 374 7.5 Ausführungsumgebung von Workflows 376 7.6 Weitere Entwicklungen.- 378 7.6.1 Probleme und offene Fragen 378 7.6.2 Workflow-Management Coalition 379 7.6.3 Adaptiver Workflow 381 7.6.4 Workflow-Lebenszyklus 385 7.7 Weiterführende Literatur 388
XIV Inhaltsverzeichnis 8. Kooperationssysteme 391 8.1 Elektronische Sitzungsunterstützung 392 8.1.1 Modellarchitekturen 395 8.1.2 Strukturierung einer Sitzung 396 8.1.3 Design-Alternativen für ein Konferenzzimmer 398 8.2 Verteilte Dokumentensysteme 400 8.2.1 Kooperative Dokumentenerstellung 401 8.2.2 Gruppeneditoren - Überblick 405 8.2.3 Der Gruppeneditor IRIS 406 8.2.4 DistEdit 408 8.2.5 Benutzerschicht eines Gruppeneditors 409 8.2.6 Zugriffsschicht eines Gruppeneditors 414 8.2.7 Architektur eines verteilten Gruppeneditors 418 8.2.8 Dokumentstruktur 422 8.2.9 Logische Sichten auf die Dokumentstruktur 425 8.2.10 Struktureditor 427 8.2.11 Versions-/Historienverwaltung 430 8.3 Undo in verteilten Gruppeneditoren 431 8.3.1 Basiskonzepte 433 8.3.2 Historien-Undo 433 8.3.3 Selektives Historien-Undo nach Prakash und Knister.. 433 8.3.4 Selektives Historien-Undo (erweiterte Fassung) 436 8.4 Weiterführende Literatur 438 9. Agentensysteme 439 9.1 Einführung 440 9.2 Eigenschaften und Klassifizierung 443 9.3 Modellierung 449 9.3.1 Verteilte Problemlösung 450 9.3.2 Agentenaufbau 451 9.3.3 Konzeptioneller Rahmen bei der Modellierung eines Agentensystems 451 9.3.4 Schichtenkonzept von Agentensystemen 453 9.4 Kooperation zwischen Agenten 455 9.4.1 Kooperation mittels (semi-strukturierter Nachrichten. 455 9.4.2 Kooperationsarten 458 9.4.3 Kooperationsmethoden...". 460 9.4.4 Kornmunikationsformen 463 9.5 Das Kontraktnetzprotokoll 463 9.5.1 Rollen der Agenten beim Kontraktnetzprotokoll 464 9.5.2 Grundprinzipien eines Verhandlungsprozesses 464 9.5.3 Phase der Aufgabenankündigung 465 9.5.4 Phase der Angebotserstellung 466 9.5.5 Phase der Angebotsauswahl 468 9.5.6 Phase der Aufgabenzuteilung 469
Inhaltsverzeichnis XV 9.5.7 Phase der Aufgabenausführung 470 9.5.8 Bewertung des Kontraktnetzprotokolls 471 9.6 Agentenbasierte Informationsvermittlung 472 9.6.1 Subsysteme einer agentenbasierten Informationsvermittlung 472 9.6.2 Constraint-Based Knowledge Brokers 480 9.6.3 Protokolle 487 9.6.4 Arbeitsweise 491 9.7 Verteilte Terminplanung 498 9.7.1 Formale Definition des Terminvereinbarungsproblems. 500 9.7.2 Ablauf der Terminvereinbarung 502 9.7.3 Modell für die Terminvereinbarung 503 9.7.4 Strategien 504 9.8 Aktormodell 506 9.8.1 Aktordefinition 506 9.8.2 Aufbau eines Aktorsystems 507 9.8.3 Beispiel für ein Aktorsystem 507 9.9 Weiterführende Literatur 509 Literaturverzeichnis 511 Abbildungsverzeichnis 537 Tabellenverzeichnis 543 Sachverzeichnis 545