Master-Vertiefungsmodul: Intelligente Kooperierende Dienste
1. Modulkennung
MV-KVS7
2. Studiengang
Masterstudiengang Informatik
(Vertiefungsgebiet Komplexe verteilte Systeme)
3. Modulbezeichnung
Intelligente Kooperierende Dienste
4. Modul-Verantwortliche/r
Valk, Moldt
5. VeranstalterIn/DozentIn
Valk, Moldt
6. Sprache
Deutsch mit deutsch- und englischsprachigem Lehrmaterial
7. Motivation, Bedeutung für / Stellung im Gesamtprogramm
In vernetzen Systemen müssen die einzelnen Einheiten auf spezifische Weise koordiniert agieren, was übergreifend als Konzept der Koordination verstanden werden kann. In diesem Modul werden entsprechende Basiskonzepte und Mechanismen vorgestellt und bearbeitet. Ein Ansatz, die Komplexität vernetzter Systeme handhaben zu können, besteht darin, die Elemente des Systems mit maschinenverarbeitbarer semantischer Information auszustatten, beispielsweise in Form von Metadaten für das semantische Web. Der mit der Erzeugung von Metadaten verbundene Mehraufwand wird durch zwei Vorteile aufgewogen:
Erstens unterstützen Metadaten den korrekten Einsatz der durch sie beschriebenen Objekte. Zweitens ist erst durch Metadaten entscheidbar, welche Dienste zur Laufzeit komponierbar sind und wie ihr Interaktionsprozess zu koordinieren ist.
Die zentralen Ansätze im Bereich der Dienstkoordinierung sind i.A. direkt an die Ansätze der mathematischen Logik angelehnt, da hier die notwendigen Elemente (Objektsprache, Metasprache und Deduktionssystem) elementarer Bestandteil sind. Ihren praktischen Ausdruck finden die Konzepte im Bereich der Agentensysteme.
Weiterhin werden als Ergänzung Beziehungen zu benachbarten Disziplinen vorgestellt und bearbeitet, die in verwandter Artund Weise natürliche oder artifizielle Gemeinschaften autonomer Einheiten behandeln (z.B. Soziologie, Psychologie,Wirtschaftswissenschaften, Kybernetik, Synergetik, Biologie, Physik,Medizin).
8. Lernziele/Kompetenzen
Passung Leitbild
Integrierte Übungen oder Seminararbeit mit Vorträgen evtl. in Kleinprojekten zur Stärkung der Vortrags- und Kooperationsfähigkeit
Vermittlung von Fähigkeiten zum Erkennen von System- und Verhaltensstrukturen in Problembereichen und zur Analyse von Zusammenhängen
Bewertung von Sachverhalten und deren Einordnung in auch fachübergreifende Zusammenhänge
-
Die Mitarbeit in diesem Modul befähigt die Studierenden, mit Konzepten der Dienstbeschreibung und –koordinierung in formalisierter Form zu arbeiten und sie in praktischen Aufgabenstellungen auf konkrete Probleme anzuwenden.
Grundlagen-/Faktenwissen
Grundlegende Konzepte von Dienstbeschreibungen: Objekt- und Prozessbeschreibungssprachen sowie Sprachen zur dynamischen Dienstkomposition
Infrastrukturkonzepte (Multiagentensysteme, Workflow-Architekturen usw.)
Protokolle intelligenter Koordinationstechniken, speziell: verteiltes Problemlösen, Verhandlungsprotokolle usw.
Weiterführende Formen der Adaption: Selbstorganisation, Mobilität
Bezug zu verwandten kognitions-, betriebs- und sozialwirtschaftlichen Fragestellungen aus dem Bereich der Organisationsforschung
Methodenwissen
Die Studierenden sollen die grundlegenden Konzepte von Logiken zur Dienstbeschreibung und zur intelligenten Koordinierung kennenlernen.
Sie sollen lernen, die komplexitätstheoretischen Konsequenzen formaler Konstrukte einschätzen zu können, um so die praktische Umsetzung in Architekturen beurteilen können.
Transferkompetenz
Die Studierenden sollen formale, logikbasierte Konzepte zu Dienstbeschreibungen und –koordinierung als Analyse- und Entwurfselement verteilter Systeme begreifen.
Sie sollen die Konzepte vermittelt über Werkzeuge anwenden können.
Normativ-bewertende Kompetenz
Studentinnen lernen, die Qualität von Formalismen im Hinblick auf Problemadäquatheit, Effizienz, Korrektheit, Vollständigkeit und praktische Verwertbarkeit zu beurteilen.
Sie lernen den praktischen Wert von präzisen Beschreibungen kennen.
ABK/BOK/Schlüsselqualifikationen
Kooperations- und Teamfähigkeit in den Präsenzübungen,
Strategien des Wissenserwerbs: Kombination aus Vorlesung, Vor- und Nachbereitung am Vorlesungsmaterial, Präsenzübungen mit betreuter Gruppenarbeit, Hausaufgaben und Zentralübung,
Kreatives Problemlösen an ausgewählten Anwendungsszenarien.
9. Lehrveranstaltungen
-
(a) Vorlesung (4 SWS) oder
-
(b) Vorlesung (2 SWS) und integriertes Seminar (2 SWS)
10. Inhalt
Dienste - Einführung
-
Workflow-Systeme
Webdienste
Interorganisationale Prozesse
Multiagentensysteme
Verteilte Künstliche Intelligenz
Dienstkomposition
Grundlagen: Verteilung, Autonomie, Offenheit, Zielorientierung
Schnittstellenbeschreibung
Komposition zur Designzeit vs. Komposition zur Laufzeit
Selbstbezüglichkeit, Intelligenz als Rekurs/Reflektion
Dienstbeschreibungen
Konzeptbeschreibungen
Semantic Web Ansätze
Prozessbeschreibungen: Prozessalgebren, Petrinetze etc.
Dienstlogiken
Subsumptionslogiken
Prozesslogiken
Handlungslogiken (z.B. Beliefs/Desires/Intention)
Planung vs. Zustandsraumanalyse
Koordination
Sprechakttheorie und Kommunikationsstandards
Objektive vs. subjektive Koordinierung
Koordination vs. Konkurrenz
Protokolle zum verteilen Planen
Verhandlungsprotokolle
Organisation
Organisationsstrukturen (Positionen, Rollen etc.)
Adaption von Organisationsstrukturen
Selbstorganisationskonzepte
Operationale Geschlossenheit und Autopoiese
Mobilität
Mobilität und mobiler Code
Sicherungsmaßnahmen: Zertifizierung etc.
Beweisobjekte (proof carrying code)
Architekturen und Softwareentwicklung
Agentenarchitekturen
Organisationsarchitekturen
Werkzeuge
Dienstorientierte Softwareentwicklung
Agentenorientierte Softwareentwicklung
Bezug zu Nachbardisziplinen
Psychologie
Soziologie
Betriebswissenschaften
11. Bezüge zu anderen Modulen
Innerhalb des Studiengangs: Dieses Modul ist kombinierbar mit weiteren Vertiefungsmodulen des vordefinierten Vertiefungsgebiets KVS.
Es eignet sich zum Export in die Vertiefungsgebiete ISR und SAG.
12. Modulvoraussetzungen
Empfohlen:Wahlpflichtmodule Verteilte Systeme und Informationssicherheit,Grundlagen der Wissensverarbeitung
13. Semester, Studienjahr /-phase
Empfohlenes Semester: 3. Semester (bei Zulassung zum Wintersemester),
2. Semester (bei Zulassung zum Sommersemester)
14. Prüfungsleistungen
Die Zulassung zur Modulprüfung setzt ggf. die regelmäßige Teilnahme an dem Seminar voraus. Die Modulprüfung findet in Form einer Seminararbeit (Hausarbeit) und eines Referats in der Unterrichtssprache sowie einer mündlichen Prüfung in der Unterrichtssprache statt.
Die Zulassung zur Modulprüfung setzt die regelmäßige und erfolgreiche (Seminararbeit und Referat in der Unterrichtssprache) Teilnahme an dem Seminar voraus. Die Modulabschlussprüfung findet in Form einer mündlichen Prüfung (über die Gesamtinhalte des Vorlesungs- und Seminaranteils) in der Unterrichtssprache statt.
15. Bewertung
6 Leistungspunkte (Vorlesung: 3 Leistungspunkte, integriertes Seminar: 3 Leistungspunkte)
16. Periodizität
Mindestens 2-jährlich, Sommersemester, Dauer: 1 Semester
17. Methodische Aufbereitung und Medienformen
Vorlesung mit Beamer, Overhead und Tafel
Erwartete Aktivitäten der Studierenden: Selbständiges Vor- und Nachbereiten des Veranstaltungsinhalte, Mitarbeit bei Präsenzübungen, selbstständiges Bearbeiten von Übungsaufgaben, ggf. Vorträge im Seminar, Ausarbeitungen, Gruppenarbeit
18. Literatur
J. Ferber: Multiagentensysteme, Addisson-Wesley, 1999
G. Weiss (Hrsg.); Multiagent systems, MIT Press, 1999
M. Wooldridge: Reasoning about Rational Agents, MIT Press, Cambridge, England, 2000
M. Wooldridge: An Introduction to Multi Agent Systems, John Wiley & Sons, Chicester, England, 2002
C. Girault, R. Valk (Hrsg.): Petri Nets for Systems Engineering, Springer-Verlag, Berlin, 2003
H. Rölke. Modellierung von Agenten und Multiagentensystemen. Logos Verlag, Berlin, 2004.
Weiß und Jakob: Agentenorientierte Softwareentwicklung, Springer-Verlag, Berlin, 2005
