Thema Concurrency : Wer darf zuerst?

Reihenfolge	4
GreatPrinciplesOfComputing	GreatPrincipleCoordination

Status-Übersicht Modul 4

	leicht	mittel	schwer
Intro	DeVierAIntro	DeVierBIntro	DeVierCIntro
Lösung suchen	DeVierAExplore	DeVierBExplore	DeVierCExplore
Tipps zur Lösung	DeVierAExplain	DeVierBExplain	DeVierCExplain
Selber programmieren	DeVierAProgram	DeVierBProgram	DeVierCProgram
Ohne Computer	DeVierAUnplugged	DeVierBUnplugged	DeVierCUnplugged
Forum	-	-	-
Links	DeVierALinks	DeVierBLinks	DeVierCLinks
Infos für LehrerInnen	DeVierATeacher	DeVierBTeacher	DeVierCTeacher
Zu verwendende Begriffe	DeVierABegriffe	DeVierBBegriffe	DeVierCBegriffe

A. Intro (Rahmengeschichte)

Bit, Byte und Nibble verursachen einen Unfall an der Kreuzung, weil sie alle gleichzeitig auf die Kreuzung fahren

B. Lösung suchen (Rätsel)

noch offen

C. Tipps zur Lösung

Erklärung der grundlegenden Konzepte anhand eines einfachen Eisenbahnschienennetzes in Form einer 8 (mit einer Kreuzung):

Szene	Konzept	Situation	Problem
Szene0	critical section	Problemsensibilisierung: Es gibt keinerlei Regeln an der Kreuzung.	Wenn zwei Züge gleichzeitig die Kreuzung zu überqueren versuchen, wird es zu einem Zusammenstoss kommen.
Szene0.5	Vermeidung	Konflikte vermeiden ist besser als Konflikte lösen: Vermeidungsstrategie	Nicht immer lassen sich Kreuzungen vermeiden.
Szene1	mutual exclusion	Es steht ein Signal an der Kreuzung, das einer Richtung freie Fahrt, der anderen Richtung Halt gebietet. Ist der letzte Wagen eines durchfahrenden Zuges dreht das Signal um 90°, sodass nun die andere Richtung frei Fahrt hat.	Funktioniert nur, wenn die Züge abwechslungsweise aus den beiden Richtungen die Kreuzung überqueren.
Szene2	livelock	"Freundliche" Lösung: An Kreuzung anhalten, wenn anderer Zug dort steht, dann anderem Zug den Vortritt lassen.	Kommen zwei Züge gleichzeitig, werden sie sich gegenseitig ewig den Vortritt lassen.
Szene3	deadlock	"Unfreundliche" Lösung: Wenn ein Zug an der Kreuzung eintrifft, versucht er das Signal für sich auf grün zu stellen (und verhindert (mittels Schnur), dass der andere Zug sein Signal auf grün stellen kann	Kommen zwei Züge gleichzeitig, so werden sie ewig am Signal reissen und keiner wird es auf grün stellen können.
Szene4	Semaphore	Lösung mit zwei jeweils zwei Signalen: Prinzip Semaphore	-

D. Selber Programmieren

...

E. Ohne Computer

Orangenbeispiel von Computer Science Unplugged finde ich schlicht genial...

F. Forum

kein zu erstellender Content

G. Links

...

H. Infos für Lehrpersonen

...

Ungeordnete Ideen und Gedanken

• Fokus auf PROZESSE
• Deadlock
• LIFO/ FIFO, (Bus, Tram)
• Postschalter-/Ticketsystem
• Verkehrskreuzungs-/Kreiselproblem

Didaktische Analyse

I) Leitidee

• Das koordinierte Zusammenspiel verschiedener Abläufe nach bestimmten Regelsystemen bildet die Basis für eine funktionierende Gesellschaft.

II) Dispostionsziele / Handlungskompetenzen

• Das Zusammenspiel verschiedener Abläufe koordinieren.

III) Operationalisierte Lernziele / Handlungsziele

• Probleme von Handlungen/Abläufen erkennen.
• Gezielt Lösungsstrategien finden.
• Gezielt Vermeidungsstrategien finden.

IV) Handlungsnotwendige Kompetenzen

• Prozesskonflikte kennen.
• Handlungs-/Koordinationsstrategien/-regeln kennen. (Konfliktlösung, - vermeidung)
• Pessimistische/ optimistische Verfahren kennen.
• Petrinetze (Sek II) kennen: Kennt grundsätzliche Funktionsweise von Sensoren und Aktoren.
• (Kennt die Grundprinzipien für die Steuerung von Abläufen.)

V) Voraussetzungen

• Lektion 1/2: Aufbau und Struktur von Daten und Abläufen kennen.

Ressourcen für diese Lektion

• Biblionetz:b01401 Ben-Ari: Grundlagen der Parallel-Programmierung