Bearbeiter:

Uwe Michael Priebe

Bodenstraße 12

7900 Ulm

Betreuer:  Prof. Dr. F. Laux
 
Abgabetermin: 10. Januar 1992

Vorwort

Aufbauend auf den Erfahrungen mit diesem Prototyp wurde am FAW dann ein System zur Entscheidungsvorbereitung in komplexen Problemlagen konzipiert. Dabei wurde auf den erstmals von H.J.W.Rittel und W.Kunz beschriebenen Ansatz der Issue Based Information Systems (IBIS) [kunz70] zurückgegriffen. Die Kernidee dieses Ansatzes ist die Strukturierung von Problemfeldern durch das Aufwerfen von Fragen (Issues). Diese Fragen werden beantwortet, wobei die Antworten in der Regel kontrovers sind und durch Argumente belegt werden müssen. Für die Unterstützung dieses Ansatzes wurde am FAW das (informationstechnisch) auf dem Hypertextparadigma [con87] [nel65] basierende System HyperIBIS realisiert.

Beim Design von hypertextartigen Systemen ist es sinnvoll, verschiedene Schichten zu unterscheiden. B.Campbell und J.M.Goodman [cam88] unterscheiden dabei im wesentlichen zwischen einer Benutzerschicht, die der Präsentation des Hypertext auf dem Bildschirm dient, einer Anwendungsschicht und einer Schicht zur Verwaltung des eigentlichen Hypertextes (Abstrakte Hypertext-Maschine).

In der vorliegenden Arbeit werden die Ansätze von B.Campbell und J.M.Goodman aufgegriffen, wobei das dort beschriebene Konzept der abstrakten HypertextMaschine verfeinert wird. Ein Kernpunkt ist dabei die Möglichkeit der Definition von Struktureigenschaften (wie z.B. unterschiedlichen Typen von Knoten sowie unterschiedlichen Typen von Links) für eine spezifische Anwendung (z.B. HyperIBIS). Aufbauend auf diesen Definitionen können dann Hypertexte erzeugt werden. Für die Erzeugung und die spätere Durchwanderung des Hypertextes werden verschiedene Funktionen bereitgestellt, die von der Anwendungsschicht aus aufgerufen werden. Ein weiterer Kernpunkt ist die Abbildung der Hypertextstrukturen auf das relationale Datenmodell.

In Kapitel 1 wird zunächst überblicksartig die Hypertext-Idee dargestellt sowie auf mögliche Anwendungen von Hypertext eingegangen. Neben den Vorteilen des Hypertextansatzes werden auch hypertextspezifische Probleme skizziert. Kapitel 2 beschäftigt sich mit der Architektur von Hypertextsystemen, wobei insbesondere auf die Arbeiten von B.Campbell und J.M.Goodman [cam88] und N.M.Delisle und M.D.Schwartz [del86] eingegangen wird. Darauf aufbauend werden in Kapitel 3 Forderungen an eine modifizierte abstrakte HypertextMaschine hergeleitet. Kapitel 4 geht zunächst auf Funktionen zur Definition der Struktur eines spezifischen Hypertextes ein. Im Anschluß werden Funktionen zur Erzeugung von Instanzen von Hypertextelementen und Funktionen zur Durchwanderung eines Hypertextes beschrieben. In Kapitel 6 wird die Abbildung der Hypertextstrukturen auf das Relationenmodell beschrieben. Die Grundzüge des Relationenmodells sind in Kapitel 5 erläutert. Schließlich wird in Kapitel 7 ein kurzer Ausblick gegeben.

Die Diplomarbeit entstand in den Monaten August 1991 bis Januar 1992 im Projekt ZEUS (,,Zentrales Umweltkompetenz-System'') am FAW Ulm. Die Umsetzung der in der Diplomarbeit beschriebenen Konzepte, geschah auf einer SUN SPARC Station, unter Verwendung einer ORACLE Datenbank.

Contents

Chapter 1
Hypertext

1.1  Motivation

Für die Aufnahmen neuen Wissens versucht der Mensch, zu abstrahieren oder Analogien herzuleiten. Auch will er die Größe der zu lernenden Einheiten klein halten und mit Hilfe von Sekundärliteratur sich den Zugang zu neuem Wissen erleichtern. Durch Kommentierung werden die erfaßten Informationen einfacher reproduzierbar, oder es können weitere Informationen dazu erschlossen werden. Führt dies nicht zum Erfolg, kann eine ,,Eselsbrücke'' der Schlüssel zum Gedächtnis sein.

Eine streng lineare Anordnung ist oft eher ein Hindernis als eine Hilfe auf dem Weg der Informationsbeschaffung. Um einem Leser die Möglichkeit zu bieten, sich seine Informationen auf Basis seines individuellen Wissenhorizontes in kleinen Einheiten zu erschließen, werden vielfältige Mittel eingesetzt, die Linearität zu durchbrechen. Die häufigsten Methoden dafür sind, Texte in logische Abschnitte aufzuteilen, auf Abbildungen, Erläuterungen oder auf weitere Texte oder Abschnitte zu verweisen, die die Informationsaufnahme erleichtern sollen.

Verfahren, die die Linearität der Informationsdarstellung durchbrechen sollen, wurden bereits durch Kartographen früherer Jahrhunderte entworfen, wie z.B. in der ,,Ebstorfer Weltkarte'' ¹ aus dem 13. Jahrhundert, mit der der Versuch unternommen wurde, das ,,Weltwissen'' dieser Zeit zusammenzufassen. Diese Weltkarte besteht aus einer Landkarte, die an bestimmten Stellen weiterführende Informationen, wie z.B. die Erklärung ,,Was ist ein Elefant?'' mit Text und Bildern bereithält.

Vannevar Bush gilt mit seinem Konzept von Memex, dem ,,memory extender'', als Großvater des Hypertext. Das Konzept von Memex wurde in den dreißiger Jahren durch ihn entworfen, jedoch nie verwirklicht. Das System sollte eine Bücherei und ein Karteisystem darstellen, das mikroverfilmt in einem Arbeitstisch mit mehreren Lesegeräten integriert werden sollte, um einem Benutzer Einblick in mehrere Dokumente gleichzeitig zu bieten. Dabei waren Verknüpfungen zwischen diesen Dokumenten vorgesehen, die eine Semantik beinhalten [bush45] [bush67].

In den folgenden Jahrzehnten haben sich die technischen Möglichkeiten der Informationsspeicherung drastisch erweitert. Unter Berücksichtigung dieser Entwicklungen wurde Mitte der sechziger Jahre der Begriff Hypertext als Netz von Informationseinheiten durch Ted Nelson mit seinen Entwürfen zu XANADU geprägt [nel65]. Das entstandene Hypertextparadigma bietet Konzepte für die Repräsentation von Informationen und Verfahren, mit denen die Verarbeitung von Informationen verbessert werden kann.

1.2  Das Grundkonzept von Hypertext.

,,Die Grundidee von Hypertext besteht darin, daß informationelle Einheiten, in denen Objekte und Vorgänge des einschlägigen Weltausschnittes auf textuelle, grafische oder audiovisuelle Art dargestellt werden, flexibel über Verknüpfungen manipuliert werden.'' [kuh91]

Die wichtigsten Elemente dieser Definition, die einen Hypertext hinreichend beschreiben, sind informationelle Einheiten, Verknüpfungen und Manipulation.

Als Fachtermini haben sich für die ersteren Knoten oder Node und Verbindung oder Link gebildet. Dabei ist im Umfeld von Hypertext auch im deutschen Sprachgebrauch ,,Link'' der gebräuchliche Begriff für die Verbindung zweier Knoten. Diese Knoten und Links stellen die Grundelemente von Hypertexten dar (Abbildung 1.1).

1.2.1  Knoten

Die Einführung von Attributen und Klassen für Knoten erlaubt eine differenzierte Benutzung der Knoten und ermöglicht auch deren Strukturierung.

1.2.2  Links

Abbildung 1.0: Ein kurzer (Hyper-)Text

1.2.3  Manipulationen

1.2.4  Hypertextsysteme

1.3  Hypertext als Mittel der Informationsbeschaffung

1.3.1  Navigation

Die einfachste Präsentationsform eines Hypertextes ist ein ,,Kartenstapel''. Der Leser eines Hypertextes wählt dabei anhand eines sichtbaren Ordnungskriteriums die nächste ,,Karte'' (Informationseinheit) aus. Die Verknüpfungen zwischen den Informationseinheiten ist dabei nur in textueller Form gegeben. Eine Form der Navigation, die dem Hypertextgedanken näherkommt, ist es, dem Anwender den Zugang zu weiteren Informationseinheiten auf verbundene Knoten und in ihrer Bedeutung hervorgehobene einzuschränken. Die Handhabung kann z.B. über graphische Funktionsknöpfe oder durch Funktionstasten erfolgen. Führt dieses Vorgehen nicht zum Ziel, können, durch ein eventuell zielloses Betrachten weiterer Informationseinheiten, zusätzliche Knoten ermittelt werden, die das Informationsbedürfnis des Benutzers befriedigen.

1.3.2  Browsing

Hypertexte beinhalten durch ihre Struktur der kleinen, vielfältig verbundenen Informationseinheiten eine ideale Voraussetzung für das Browsing. Die kurzen Informationseinheiten erlauben eine schnelle Aufnahme ihres Inhalts. Erweckt ein Inhalt eines Knotens das Interesse eines Lesers, so stehen ihm in einem Hypertext auf einfache Weise, oft eine Vielzahl von weiterführenden Informationen zur Verfügung.

Die Gefahr dieser Vorgehsweise ist sowohl beim Browsing in Hypertexten wie auch beim Browsing in einem Buch oder einer Zeitschrift, daß der Anwender sein urprüngliches Ziel aus den Augen verliert und andere Informationen verfolgt als ursprünglich geplant war. In der Literatur wird dies auch als ,,Serendipity'' - Effekt bezeichnet.

1.3.3  Indizierung

1.4  Anwendungen für Hypertextsysteme

1.4.1  Hilfesysteme

Eine weitere verbreitete Form von Hypertexten ist eine kontextsensitive Hilfe, die z.B. bei Borlands Turbo Produkten realisert ist, dabei besteht die Möglichkeit, für im Editor stehende Begriffe über eine Funktionstaste eventuell vorhandene Informationen zu diesem Begriff zu ermitteln. Die Realisierung dieser Systeme ist zumeist so gelöst, daß Begriffe in Stichworttabellen stehen und über diese zugegriffen wird.

1.4.2  Informationssysteme

1.4.3  Statische und dynamische Hypertextsysteme

1.4.4  Informationssysteme mit aktueller Datenbasis

1.4.5  Entscheidungsunterstützende Systeme

Die Unterstützung von Entscheidungen kann durch die Vorgabe von Diskussionsmustern erfolgen, die gewährleisten, daß vorgeschriebene Bearbeitungspunkte nicht vernachläßigt werden, oder daß bestimmte Fragestellungen den Typ der Antwort festlegen und Antworten entsprechend einordnen.

Als Beispiel eines entscheidungsunterstützenden Systems dient HyperIBIS [ise91] das am Forschungsinstitut für anwendungsorientierte Wissensverarbeitung (FAW) Ulm entwickelt wurde und auf das Issue Based Information System (IBIS) von H.W.J Rittel und W.Kunz zurückgeht [kunz70], das die Vorbereitung und Koordination politischer Entscheidungen unterstützen soll.

Das Konzept des Issue Based Information System basiert auf einer Strukturierung von Fragen und deren Beantwortung bzw. deren Diskurs. Durch dieses Verfahren wird der logische Ablauf der Entscheidungsfindung gewährleistet und der gesamte Prozess dokumentiert.

Zur Umsetzung des IBIS-Konzeptes verwendet HyperIBIS textuelle Typen die zueinander in Beziehung stehen. Diese Typen sind Problembereiche (,,Topics''), Fragen (,,Issues''), Positionen/Antworten und Argumente. Die Verbindung zwischen diesen Elementen können allgemeiner Art sein, in der Form ,,hat zu tun mit'', können aber auch eine zeitliche, logische oder hierachische Einordnung darstellen.

Die Fragen oder Issues werden noch weiter unterschieden in:

• Entscheidungsfragen (,,Soll x der Fall sein?'').
• Instrumentelle Fragen (,,Wie kann x erreicht werden?'').
• Explanatorische Fragen (,,Was sind die Folgen/Ursachen von x?'').
• Faktische Fragen (,,Ist x der Fall?/ Was ist der Fall?'').
• Definitorische Fragen (,,Was ist x?'').

Die Umsetzung des IBIS-Konzeptes beruht darauf, daß ,,Knotentypen'' existieren, zwischen denen reglementierte Verbindungen eingetragen werden können. Die Reglementierung der Verbindungen erfolgt durch die Klassifizierung der Verbindungen.

Eine erste Klasse von Verbindungen ermöglicht die Etablierung von Verbindungen zwischen: Topic und Issue, Issue und Antwort sowie zwischen Antwort und Argument.

Eine weitere Klasse von Verbindungen erlaubt die Verknüpfung von Knoten außerhalb der vorgegebenen Strukturen und ist nicht gerichtet. Diese ungerichtete Verbindungsmöglichkeit wird als ,,X-Ref'' bezeichnet. Eine solcher ,,X-Ref'' erlaubt es, Zusammenhänge abzubilden, die nicht durch die vorangegangenen Verbindungen abgedeckt werden, da sie beispielsweise die Strukturvorschriften durchbrechen oder die verbunden Knoten in andere Kontexte eingebunden sind.

1.4.6  Unterstützung von Kreativtechniken

Im Wesentlichen basiert diese Technik auf der Ideensammlung und -bewertung ausserhalb der hierachischen Einordnung der Teilnehmer und anschließender Ausarbeitung eines Aktionsplanes. Ein Hypertext bietet hier die Möglichkeit für die Phase der Ideensammlung, die Beiträge zeitlich unabhängig und für die Teilnehmer anonym zu sammeln. Ist diese Phase der Ideensammlung abgeschlossen, so kann die Bewertung der Vorschläge auf ähnliche Weise erfolgen. Ein weiterer Vorteil, der dem Metaplanerfahrenen sofort klar wird, ist die Möglichkeit, jederzeit einen historischen Stand abrufbar zu haben. Bei der üblichen Form der Metaplantechnik sind historische Zustände zumeist nur durch Fotos mühsam rekonstruierbar. Der Moderator des Metaplanverfahrens ist durch ein solches System nicht ersetzbar. Das System soll nur die manuellen Tätigkeiten übernehmen, die Dokumentation von der Sammlungs- bis zur Bearbeitungsphase und die Anonymisierung der Beiträge sicherstellen. Als Hauptvorteil kann die Abschwächung der Terminproblematik einer heterogen Gruppe gesehen werden, da für Ideensammlung und Ideenbewertung keine Plenumssitzungen notwendig sind.

1.5  Hypertextspezifische Probleme

1.5.1  Einbeziehung linearer Informationen

Die sinnvolle Konvertierung von linearen Texten in Hypertext ist kein triviales Problem. Diese Konvertierung soll weitgehend automatisch erfolgen, was bei Texten, die mit Textverarbeitungsprogrammen erstellt wurden, die keine Rücksicht auf logische Strukturen nehmen, nur schwer möglich ist. Weitaus einfacher gestaltet sich eine automatisierte Konvertierung linearer Texte, die von Systemen stammen, die logische Strukturen vorsehen und unterstützen. Ein solches System ist beispielsweise L^AT_EX, das formale Strukturen von Kapitel- bis Absatzebene unterstützt, Tabellen und Abbildungen verwaltet sowie Verzeichnisse und Referenzen bietet.

Die Einbeziehung eines L^AT_EX-Textes kann durch die Erzeugung eines Knoten ,,article'' erfolgen, an dem parallel die einzelnen ,,sections'' und die Verzeichnisse gebunden sind. Mit den ,,subsections'' und ,,subsubsections''wird jeweils im Bezug auf die logisch übergeordnete Struktur analog verfahren. Die jeweils unterste Struktur besteht dann aus einer linearen Folge von Absätzen³, Abbildungen und Tabellen. Die Verzeichnisse (Inhaltsverzeichnis, Abbildungsverzeichnis, Tabellenverzeichnis) werden mit Verbindungen zu den jeweiligen Informationseinheiten eingetragen. Die Referenzen, die zwischen den Einheiten im Text festgelegt sind, werden zwischen diesen Einheiten eingetragen. Ein Beispiel dazu wird im Anhang (A.2) gegeben.

Diese Vorgehensweise würde auch dazu führen, daß die ursprüngliche Struktur erhalten wird und weitaus geringere Probleme bei der Generierung einer linearen Repräsentation des Hypertextes auftreten.

1.5.2  Generierung linearer Informationen

Aufgrund der Häufigkeit der Forderung, lineare Texte zu generieren, kann diese Forderung nicht ignoriert werden. Ein Problem aller Konzepte zur automatischen Linearisierung eines Graphen stoßen schon bei gering verzweigten Netzen auf ihre Schranken. Die Linearisierung von Zirkeln sowie die Ordnung einer Vielzahl von Verzweigungen, die von einem Knoten ausgehen oder bei ihm eintreffen, sind die Kernprobleme automatischer Linearisierungsverfahren.

1.5.3  Lost in Hyperspace

Diese Probleme der Anwender treten zumeist nach längerer Navigation im Hyperspace auf, wenn er keine weiterführenden Informationen mehr findet, die ihn seinem Ziel näher bringen oder er versucht einen vormals beschrittenen Weg zu einem Ziel zu rekonstruieren.

Die Ursachen hierfür können auf folgende Punkte reduziert werden:

• Der Anwender kennt die Verzweigungsmöglichkeiten des Systems nicht.
• Der Leser versteht das vom Autor erzeugte Hierachiemodel nicht.
• Durch die Benutzung ,,unbekannter Abzweigungen'' gelangt der Leser in eine Sackgasse und kann den Weg zurück nicht oder nur mühsam verfolgen.
• Der Hypertext enthält zu viele Verbindungen (,,Spaghetti-Text'').
• Der Leser bemerkt nicht, daß er sich in einem Zirkel eingeschlossen hat.

Als Lösungsmöglichkeiten für diese Probleme ist denkbar:

• dem Anwender graphische Übersichtskarten zur Verfügung zu stellen, die bereits besuchte Knoten kenntlich machen und
  • die Gesamtheit aller Verbindungen in der Nähe des derzeitigen Standpunktes wiedergeben.
    Die Aussagekraft graphischer Darstellung sinkt jedoch mit Zunahme der Verflechtung und kann die Orientierung noch weiter stören.
  • die mit zunehmender Entfernung Knoten und Verbindungen abstrahieren, ,,Fisheye View'' [fur86], und nur herausgehobene oder häufig benutzte Knoten/Verbindungen wiedergeben.
  • die nur Verbindungen beinhalten, die gesetzte Attribute erfüllen.
  • durch einen Autor des Textes erstellt wurden, auf ,,wesentliche'' Knoten und Verbindungen reduziert sind und dem Leser eine ,,guided tour'' [zell88] anbieten, die einen erheblichen Teil der Entscheidungsmöglichkeiten einschränkt.
  • den beschrittenen Weg des Lesers wiedergeben und ihm anhand dieses ,,Fadens der Ariadne'' eine gezielte Umkehr erlauben.
  • durch den Anwender erstellt wurden.

• der Anwender erhält die Möglichkeit temporäre oder fixe ,,Lesezeichen'' [bern88] zu setzen, die es erlauben zu bekannten Knoten zurückzukehren.
• der Autor des Hypertextes setzt ,,Marken'', ,,thumb tabs'' [bern88], die jederzeit ansteuerbar sind.
• dem Anwender wird ein ,,Faden der Ariadne'' (,,breadcrumbs'', ,,history'' [niel90]) mitgegeben, der für jede Sitzung gespeichert wird und dem Anwender die Möglichkeit gibt, den Weg eines bestimmten Datums zu verfolgen und dabei Zirkel und Sackgassen zu umgehen, falls dies gewünscht ist.

1.5.4  Vom Text- zum Hypertextleser.

Wesentlich ist dabei, daß

• die vom Leser gewünschte Information erst durch diesen Suchprozess entsteht und nicht explizit vorhanden ist.
• der Leser sich nicht von einem gegebenen Start- zu einem gegebenen Zielpunkt bewegt, sondern von einem selbstgewählten Ausgangspunkt sich auf ein u.U. unbekanntes Ziel zubewegt.

Ist dieses Prinzip verstanden, kann daran gegangen werden, Hypertexte zu bearbeiten. Man wird schnell erkennen, daß die von den Autoren des Hypertextes eingerichteten Verbindungen und Hervorhebungen nicht mit dem eigenen Verständis der Problematik übereinstimmen. Sicherlich wird man damit anfagen, einzelne Knoten hervorzuheben. Der nächste Schritt wird sein, eigene Anmerkungen zu setzen und schließlich die Struktur zu ändern. Diese Strukturänderung erfolgt durch die Auslassung einzelner Knoten oder durch Einbindung einzelner Teile in neue Zusammenhänge.

Geht man weiter und plant eigenständige Hypertexte wird man schnell erkennen, daß ein planloses Vorgehen ähnlich dem ,,Spaghetti-Code'' mancher Programiersprachen, ein schwer zu durchschauendes Netz erzeugt. Die grobe Struktur eines neuen Hypertextes muß daher geplant sein.

Chapter 2
Architektur von Hypertextsystemen

In dem Artikel Neptune: a Hypertext System for CAD Applications [del86] werden nicht nur abstrakt Funktionen für Hypertextsysteme angeführt, sondern auch bis auf einer formalen Ebene beschrieben. Die Funktionen haben jedoch keine Allgemeingültigkeit und bleiben in ihrer expliziten Beschreibung teilweise unklar. Aufbauend auf diesen Entwurf haben B.Campbell und J.M.Goodman [cam88] ein abstrakteres Konzept entworfen, das eine Loslösung des Hypertextsystems von der rechnerbedingten Umgebung vorsieht.

2.1  Die Hypertext Abstract Machine (HAM)

Abbildung 2.0: Hypertext Abstract Machine

Ein wesentlicher Aspekt ist die Trennung des hypertextverwaltenden Systems der HAM sowohl von der rechnerbedingten Datenhaltung, dem Host File System als auch von der Anwendungsschicht, den Application-Tools und der Präsentationsform des Hypertextes gegenüber den Anwendern, dem User Interface.

Der Aufgabenbereich der HAM wird also eingeschränkt auf die Verwaltung der Informationen über die Zusammenhänge der Knoten und die Beschaffung der in den Knoten gespeicherten Informationen und Weitergabe an die Anwendungsschicht. Diese Anwendungschicht kann die so erhaltenen Informationen weiterverarbeiten. Das Bild, das der Anwender von einem Hypertext erhält, wird durch die Benutzerschnittstelle festgelegt.

Durch diese Trennung ist es möglich, unterschiedlichen Anwendern jeweils verschiedene Manipulationsmöglichkeiten eines Hypertextes zu bieten. Weiterhin wird ermöglicht, durch unterschiedliche Benutzerschnittstellen, die Präsentationsform des Hypertextes gegenüber den Anwendern variabel zu gestalten.

Im folgenden Abschnitt wird genauer auf die Funktionalitäten einer HypertextMaschine eingegangen.

2.2  Die Funktionalitäten einer HypertextMaschine

Hervorzuheben in der Arbeit von N.M.Delisle und M.D.Schwartz sind die Möglichkeit der Versionsverwaltung, durch die Einführung von Zeitmarken für Knoten und Links sowie die Formalisierung der Funktionen.

Zu den Grundelementen eines Hypertextes, Knoten und Links, werden noch weitere Bauelemente für einen Hypertext eingeführt.

Graph: Ein Graph umfaßt alle Verbindungen eines Hypertextes. Er legt auch den physikalischen Ursprung und die Zugriffsrechte fest.

Attribut: Die Einteilung in Knoten und Verbindungen ist zu ungenau, um komplexere Informationen über die Struktur einzelner Abschnitte zu erhalten. Die Einführung von Attributen für Knoten und Verbindungen erlaubt eine Vielzahl von Zusatzinformationen zu diesen Elementen abzulegen.

Dämon: Dämonen sind Funktionen die externe Ereignisse auslösen und keine Auswirkung auf die Struktur des Hypertextes haben.

Analog zu den verwendeten fünf Architekturelementen werden die Funktionen hinsichtlich ihrer Wirkung aufgeteilt in Graphen-, Knoten-, Verbindungs-, Attribut- und Dämonoperationen. Nachfolgend werden diese Funktionen kurz beschrieben. Die formale Beschreibung, die den folgeneden Abschnitten zugrunde liegt, ist im Anhang (del86) wiedergegeben.

2.3  Graphenoperationen

Create Graph

Destroy Graph

Open Graph

Add Node

Die Funktion ,,Add Node'' ist unabhängig von einem Knoteninhalt. Sie betrifft nur die Struktur des Graphen, daher ist sie auch den Graphenoperationen und nicht zu den Knotenoperationen zugeordnet.

Delete Node

Die Funktion ,,Delete Node'' hat wie die Funktion ,,Add Node'' nur Auswirkungen auf die Struktur des Graphen und ist deshalb ebenfalls eine Graphenoperation.

Add/Copy/Delete Link

Das Kopieren eines Links stellt den Eintrag einer neuen Verbindung dar, zwischen dem Ursprungsknoten einer bestehenden Verbindung und einem Knoten bzw. zwischen dem Zielknoten einer Verbindung und einem Knoten.

Das Löschen einer Verbindung benötigt als Parameter einen Linkidentifikator. Diese Funktionen betreffen wie die vorangegangenen die Struktur des Graphen und sind daher Graphenoperationen und keine Linkoperationen.

Linearize Graph

Get Graph Query

2.4  Knotenoperationen

Open Node

Modify Node

Get Node Timestamp

Get Node Versions

Get Node Differences

Change Node Protection

2.5  Verbindungsoperationen

Get From Node

Get To Node

2.6  Attributoperationen

Die Attributfunktionen verlaufen für Knotenattribute und Linkattribute jeweils analog. Lediglich die Parameter zur Identifikation des betroffenen Knotens oder der betroffenen Verbindung unterscheiden sich.

Get Attributes

Get Attribute Values

Get Attribut Index

Analoge Funktionen für Knoten und Links

Set Link/Node Attribut Value

Delete Link/Node Attribute

Get Link/Node Attributes

Get Link/Node Attribut Value

2.7  Dämonoperationen

Chapter 3
Die modifizierte abstrakte HypertextMaschine

In Anlehnung an die ,,Hypertext Abstract Machine'' [cam88] werden mögliche Schnittstellen einer abstrakten HypertextMaschine vorgestellt. Die konkrete Gestaltung der Schnittstellen bleibt aber im weiteren Verlauf offen.

3.1  Elemente und Funktionen einer abstrakten HypertextMaschine

Die in den folgenden Kapiteln vorgestellte HypertextMaschine wird im Hinblick auf das in ise91 vorgestellte IBIS-Konzept gestaltet. Dieses Konzept erfordert die Definition von Problembereichen, Fragen, Antworten und Argumenten und eine Strukturierung der Verbindungen zwischen den Elementen des IBIS-Konzeptes.

Daraus ergibt sich für eine HypertextMaschine die Notwendigkeit, informationelle Einheiten einem Typ zuzuordnen. Die HypertextMaschine soll dabei so abstrakt gehalten werden, daß nicht nur die Elemente des IBIS-Konzeptes berücksichtigt werden, sondern einem Anwender der HypertextMaschine die Möglichkeit gegeben wird, beliebige Typen für die Knoten zu definieren.

Das IBIS-Konzept erlaubt nur bestimmte Verbindungen zwischen Problembereichen, Fragen, etc.. Für die HypertextMaschine folgt daraus, daß die Knoten nur in Abhängigkeit von ihrem Typ, mit anderen Knoten verbunden werden können. Die Definition beliebiger Typen für Knoten macht es auch erforderlich, daß der Anwender selbst die möglichen Verbindungen zwischen den Knotentypen definieren kann und die Einhaltung dieser Definitionen durch die HypertextMaschine gewährleistet wird. Die Einschränkung der Verbindungsmöglichkeiten wird durch typisierte Links erreicht. Bei der Etablierung eines Links zwischen zwei Knoten wird dadurch ein Linktyp benötigt. Die HypertextMaschine muß anhand des Linktypes und der Knotentypen überprüfen, ob die gewünschte Verbindung zulässig ist.

Die Ermittlung der Typen von Knoten bzw. Links erfolgt mit Hilfe von Attributen, in denen der Typ vermerkt ist. Durch die Einführung von Attributen für Knoten bzw. Links können Zusatzinformationen abgelegt werden und z.B. zum Auffinden einzelner Knoten bzw. Links genutzt werden.

3.2  Schnittstellen einer abstrakten HypertextMaschine

Neben einer Erweiterung des Informationsangebotes muß auch in zunehmendem Maße die Einbeziehung von Informationsträgern berücksichtigt werden, die bislang in nur geringem Umfang von Computersystemen aus zugänglich waren, wie audiovisuelle Quellen.

Abbildung 3.0: Die modifizierte abstrakte Hypertext-Maschine

3.2.1  Datenverwaltung in einer Datenbank

3.2.2  Benutzerinterface

3.2.3  Mail

3.2.4  Medienintegration und -steuerung

Eine stärkere Einbindung dieser Informationen erfolgt, wenn sie selbst Quelle von Links sein können. Beispielweise können an Buisness Charts detailliertere Grafiken angebunden sein, oder es besteht eine Auswahl weiterführender Informationen. In einem Hypertext können auch Informationen über Ferienhäuser verwaltet werden, wobei die Knoteninhalte als Bild oder Video vorliegen. Existiert zu jedem Raum ein Knoten, so kann ähnlich einem Rundgang durch das Gebäude, jeweils eine Darstellung eines Raumes gewählt werden, der mit dem aktuellen durch eine Türe in Verbindung steht oder der über den Knoten des Grundrisses gewählt wird.

Die komplexeste Form der Integration erlaubt schließlich Links aus ablaufenden Informationen heraus. So ist denkbar, daß die Aufzeichnung einer Rede einbezogen ist und zu einzelnen Punkten weiterführende Erläuterungen gegeben sind. Wird der Ablauf der Aufzeichnung unterbrochen, so wird zunächst der als letztes aufgetretene Link angeboten.

Während die Konzepte der logischen Integration einfach skizzierbar sind, ist die physikalische Realisierung der Integration audiovisueller Knoten, die nicht innerhalb eines Computers verwaltet werden können, nicht sofort einsichtig. Selbstverständlich kann auf zukünftige Schnittstellen und Protokolle verwiesen werden, jedoch sind auch heute gebräuchliche Protokolle und Schnittstellen durchaus in der Lage, die oben genannten Anforderungen in gewissem Maße zu erfüllen. Die möglichen Hilfsmittel, die rechnergestützt verwendet werden können, sind im audiovisuellen Bereich die Infrarotsteuerungen von Audio/Video Geräten, die Datenprotokolle elektronischer Instrumente sowie die Nutzung von Einzelbildkennzeichnungen auf Video-Bändern.

3.2.5  Einbindung von Datenbankabfragen

Für die Einbindung der Datenbankabfragen bestehen je nach Aktualitätsanforderungen, Breite des Anwenderspektrums und Stabilität des Informationsbedarfes verschiedene Verfahrensweisen, die sich hinsichtlich ihrer Kosten und Zugriffszeiten sehr unterscheiden. Anfragen, die erst bei der Aktivierung eines Knotens, gegen eine Datenbank gestellt werden, erfordern mehr Rechenzeit, als Anfragen deren Ergebnis als Knoten abgelegt ist.

Für Anfragen, die eine stabile Struktur aufweisen, ist es sinnvoll die Formulierung durch einen Autor erstellen zu lassen, der mit der jeweiligen Datenbank vertraut ist. Das Ergebnis der Anfrage wird den Anwendern in einem Knoten zur Verfügung gestellt.

Instabile Anfragen, d.h. Anfragen, deren Struktur sich häufig änderen, werden nur selten von einer größeren Anzahl Anwender benötigt. Für die Erstellung dieser Anfragen wird daher entweder eine hohe Kompetenz bezüglich der Datenbanken gefordert sein oder ein Verfahren, das es einem Anwender erlaubt, unabhängig von der Zieldatenbank eine Anfrage zu erzeugen. Diese Anfrage wird dann in die jeweilige Abfragesprache der Zieldatenbank gewandelt und ausgeführt.

Für die Datenhaltung besteht zum einen die Möglichkeit für jeden Knotenaufruf eine Anfrage gegen eine Datenbank zu stellen und so den Knoteninhalt aktuell zu halten. Eine weitere Möglichkeit ist das Anfrageergebnis zu speichern und nur bei Überschreitung einer Aktualitätsanforderung erneut durchzuführen. Das erste Verfahren ist zum Beispiel für ein Informationssystem, das Börsenkurse zur Verfügung stellt, sinnvoll. Das zweite Verfahren ist bezüglich Leitungs- und Anfragekosten deutlich günstiger und kann für alle Anfragen verwendet werden, deren Ergebnisse als tages-, monats- oder quartalsgenaue Werte ausreichend sind.

Chapter 4
Elemente und Funktionen einer abstrakten HypertextMaschine

In diesem Kapitel werden die Elemente und Strukturen einer abstrakten HypertextMaschine definiert sowie Funktionalitäten, die die im vorangegangenen Kapitel gestellten Anforderungen umsetzen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Modellierung der Hypertextelemente (Knoten und Links). Die internen Strukturen der Elemente werden durch ihre Attribute und ihre Klassenzugehörigkeit definiert. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Strukturierung der Verbindungsmöglichkeiten zwischen den Knoten.

Die folgenden Funktionen befinden sich auf der Ebene der Hypertext-Maschine. Anwender von Hypertext benutzen die Funktionen der Anwendungsschicht. Diese Funktionen können Funktionen der HypertextMaschine zusammenfasen oder ähnlich dem Filterkonzept in UNIX hintereinander ausführen, ohne daß der Anwender dies bemerkt.

Die Funktionen der modifizierten HypertextMaschine werden in diesem Kapitel  formalisiert dargestellt. Durch diese Darstellung können Parameter und Ergebnisse eindeutig bestimmt werden und die Funktionen werden im weiteren Verlauf einfacher referenzierbar. Die Parameter und Ergebnisse der Funktionen werden abstrakt definiert, da die Auswahl von konkreten Datentypen von der Arbeitsumgebung der HypertextMaschine abhängig ist.

4.1  Definition der Elemente von Hypertext

4.1.1  Klassen für Knoten und Verbindungen

Eine einfache Form der Strukturierung kann erzielt werden, indem gerichtete Links erlaubt werden, für die je ein Quellknoten und ein Zielknoten definiert sind. Mit diesen gerichteten Links kann eine Hirachie der Informationen erzeugt werden. Werden Verbindungsmöglichkeiten mit semantischer Bedeutung zur Verfügung gestellt, können auch Aussagen über die Intention einer Verbindung gemacht werden. Eine dieser Verbindungsmöglichkeiten, kann beispielsweise bedeuten: ,,Knoten X ist eine Antwort auf Knoten Y.''

Die Verbindungsmöglichkeiten müssen im Hypertext konsistent sein, d.h. bei der Verfolgung eines Links der oben erwähnten Art muß der Zielknoten jeweils eine Antwort auf den Quellknoten sein. Aber es kann auch gefordert sein, daß eine Antwort immer mit einem Link dieser Art an einen Quellknoten gebunden ist.

Diese Anforderungen ergeben die Notwendigkeit einer Klassifizierung der Knoten und Links. Dies bedeutet für den Hypertext, daß jeder Knoten und jeder Link einer Klasse angehört. Diese Klassenzugehörigkeit oder Typisierung wird bei der Erzeugung eines Knotens oder eines Links festgelegt und soll später wieder ermittelbar sein.

Diese Typisierungen werden global definiert und bei der Erzeugung eines Knoten oder einer Verbindung nur noch referenziert. Beispielsweise würden bei einer Modellierung des in ise91 vorgestellten IBIS-Konzeptes Knoten mit dem Typ ,,Antwort'' und Knoten mit dem Typ ''Argument'' existieren. Eine Verbindung zwischen zwei Knoten dieser Typen wäre in diesem Fall z.B. vom Typ ''unterstützendes Argument einer Antwort''.

Eigenschaften der Typisierung

• Jeder Knoten und jeder Link hat genau einen Typ, der bei der Erzeugung festgelegt wird und nicht geändert werden kann.
• Die Definition der Typen erfolgt global und erzeugt einen Typidentifikator.
• Die Vergabe eines Typs an ein Hypertextelement erfolgt über einen Typidentifikator.
• Die Struktur eines Typs ergibt sich aus einer Menge von Attributen, die für Knoten und Links des Typs Ausprägungen beinhalten können.

Für die Anwendungsschicht werden Funktionen notwendig, die Struktur der Typen sowie der Knoten und Links ermitteln können.

Definition von Knotentypen und Linktypen

• Erzeuge Knoten Typ(Typname, Typbeschreibung)  ®  KnotentypId.
• Erzeuge Link Typ(Typname, Typbeschreibung)  ®  LinktypId.

Die HypertextMaschine dieser Arbeit soll unter anderem auch eine Versionsverwaltung und einen Mehrbenutzerbetrieb berücksichtigen. Daher enthält die Standardbeschreibung der Typen, Knoten und Links jeweils das Datum der Erzeugung, das ,,Entstehungsdatum'' und den Benutzer, der die Erzeugung des entsprechenden Elementes veranlaßt hat, den ,,Autor''. Der Autor und das Entstehungsdatum sind jeweils nicht notwendig für Hypertextsysteme, die keine Versionsverwaltung vorsehen oder es nicht ermöglichen, daß Elemente von mehreren Benutzern erzeugt werden können.

Die Standardbeschreibung der Typen für Knoten und Links beinhaltet also den Typnamen, die Typbeschreibung, das Entstehungsdatum und den Autor des Typs. Der Typname und die Typbeschreibung stammen aus den Parametern der erzeugenden Funktion. Das Entstehungsdatum und der Autor werden aus der Rechnerumgebung ermittelt. Anschaulich läßt sich ein Typ darstellen wie in Abbildung 4.1.

Abbildung 4.0: Ein erzeugter Knoten-/Link- Typ

Der Typ selbst ist durch seinen ,,Knotentypidentifikator'' bzw. ,,Linktypidentifikator'' bestimmt. Mit Hilfe dieses Identifikators können die Standardinformationen eines Typs ermittelt werden. Diese Standardinformationen sind der Typname, die Typbeschreibung, das Entstehungsdatum des Typs und der Autor, der den Typ definiert hat.

Einem so definierten Typ kann nun eine Attributmenge zugeordnet werden. Die einzelnen Attribute dieser Menge können spezifisch für diesen Typ vorbelegt werden.

Die Funktionen zur Erzeugung von Attributen und die Funktionen zur Bestimmung der Attributmenge eines Types werden für die Erzeugung eines Knotentyps oder Linktyps nicht benötigt. Die Definition dieser Funktionen erfolgt in 4.2.1.

4.1.2  Erzeugung von Knoten

Unter Umständen ist es sinnvoll, einen Knoten zu erzeugen, der keinen informationellen Inhalt hat, etwa wenn dieser der Zusammenfassung weiterer Knoten dient oder der Inhalt erst zu einem späteren Zeitpunkt ermittelbar ist.

Die Erzeugung eines Knotens erfolgt daher ohne die Festlegung eines informationellen Inhalts. Die Funktion zur Zuordnung des informationellen Inhalts eines Knotens wird in 4.2.5 eingeführt.

• Erzeuge Knoten(KnotentypId)  ®  KnotenId.

Die Veranschaulichung eines Knoten gibt dabei Abbildung 4.2.
 

Abbildung 4.0: Ein Knoten aus Verwaltungssicht

Ein Knoten wird durch seinen Knotenidentifikator referenziert. Mit Hilfe dieses Identifikators können die Standardinformationen eines Knotens ermittelt werden. Diese Standardinformation sind der Knotentypidentifikator, das Entstehungsdatum des Knotens und der Knotenautor. Die Grundattribute eines Knotens sind durch die Attributmenge des Knotentyps bestimmt. Der Knotenidentifikator gewährleistet auch die Verbindung zu dem informationellen Inhalt des Knotens oder zu weiteren Eigenschaften wie in 4.2.5 beschrieben.

4.1.3  Einrichten von Links

• Etabliere Link(LinktypId, QuellknotenId, ZielknotenId)  ®  LinkId.

Die Attributmenge eines konkreten Links kann ebenfalls erweitert werden. Anschaulich hat eine eingetragene Verbindung eine Form wie in Abbildung 4.3 dargestellt.
 

Abbildung 4.0: Eine Verbindung aus Verwaltungssicht

Der eingetragene Link kann durch seinen Linkidentifikator angesprochen werden. Dieser Identifikator erlaubt auch den Zugriff auf die Standardinformationen des Links. Diese Standardinformation sind der Linktypidentifikator, über den die Grundattribute definiert werden, das Entstehungsdatum und der Benutzer, der den Link etabliert hat sowie der Quellknotenidentifikator und der Zielknotenidenitfikator, über die auf die Quell- und Zielknoten zugegriffen werden kann.

4.1.4  Definition von Attributen

Attribute werden auf zwei unterschiedliche Arten betrachtet. Die erste Art betrachtet die Definition eines Attributs, die andere Form betrachtet die Werte, die Ausprägungen, die ein Attribut für einen konkreten Knoten oder Link beinhaltet.

Im definitorischen Teil eines Attributs ist ein ,,Attributname'' und eine ,,Attributbeschreibung'' enthalten, Attributname und Attributbeschreibung dienen dazu, einem Anwender Informationen über das Attribut zu geben. Z.B. kann zu einem Attribut ,,Geburtsname'' eine Beschreibung vorhanden sein: ,,der Geburtsname wird eingtragen, falls der Familienname durch Heirat oder Adoption geändert wurde.''

Weitere Standardinformationen der Attribute sind der ,,Typ der Attributwerte'', im folgenden ,,Attributstyp'' genannt. Dieser Attributstyp legt fest, ob die Ausprägungen, die dieses Attribut annehmen kann, numerisch, textuell, etc. sind. Weiterhin wird die ,,Mindestanzahl'' und ,,Maximalzahl'' möglicher Ausprägungen festgelegt. Mindestanzahl bedeutet, daß ein Knoten oder Link, für den dieses Attribut definiert ist, die Mindestanzahl an Ausprägungen haben muß. Wie z.B. Ein Attribut ,,Geschlecht'' mit mindestens einem Wert belegt sein muß. Maximalzahl von Ausprägungen bedeutet, daß ein Knoten oder eine Verbindung für dieses Attribut nicht mehr als diese Anzahl Ausprägungen haben kann. Wie z.B. ein Attribut ,,Prüfungsergebnis'' maximal drei Ausprägungen haben kann, für einen ersten und zweiten Versuch sowie für einen Härtefall.

Der beschreibende Teil eines Attributs kann außer den vorangegangenen Informationen noch Vorbelegungen der Attributausprägungen enthalten, mit Werten oder Variablen. Variable sind dabei Werte, die durch Hilfsprogramme aus der Rechnerumgebung ermittelt werden können, wie z.B. eine Benutzerkennung oder das Tagesdatum. Zusätzlich können Einschränkungen zulässiger Werte vorhanden sein, die ein Attribut als Ausprägung annehmen kann. Die Vorbelegung mit Standardwerten und die Einschränkungen der Wertemengen sind für die Erzeugung eines konkreten Attributs nicht notwendig. Die Funktionen zur Vorbelegung mit Standardwerten und zur Definition von Wertebereichen werden in 4.2.8 erläutert. Die Handhabung der Attribute erfolgt durch einen Attributidentifikator, auch ,,AttributId''.

• Erzeuge Knotenattribut (Attributname, Attributstyp, minimale, maximale Anzahl Ausprägungen)  ®  KnotenattributId.
• Erzeuge Linkattribut (Attributname, Attributstyp, minimale, maximale Anzahl Ausprägungen)  ®  LinkattributId.

Die zweite Betrachtungsweise der Attribute behandelt die Ausprägungen für existierende Knoten bzw. Links und benötigt eine Funktion, die für einen konkreten Knoten oder Link einen Wert als Ausprägung des Attributs einträgt. Für diese Funktion werden der Knotenidentifikator, der Attributidentifikator und der zu setzende Wert benötigt. Die Funktion zum Setzen eines Linkattributes erfordert die analogen Parameter. Sind mehrere identische Ausprägungen eines Attributs zu einem Knoten oder Link möglich, so muß es eine Unterscheidungsmöglichkeit für diese Werte geschaffen werden. Dies kann durch das Eintragungsdatum und Eintragungszeit oder durch eine Numerierung der Eintragungen erfolgen.

• Setze Knotenattributwert(KnotenId, KnotenattributsId, Ausprägung).
• Setze Linkattributwert(LinkId, LinkattributsId, Ausprägung).

Eine Veranschaulichung der Attribute gibt die Abbildungen 4.4.  

Abbildung 4.0: Attribute aus Verwaltungssicht

Der beschreibende Teil der Attribute kann durch den Attributidentifikator ermittelt werden und beinhaltet die Standardinformationen Attributname, Attributbeschreibung, Attributstyp sowie die mögliche Ausprägungsanzahl. Unabhängig von diesen Standardinformationen können die Attribute mit Standardwerten oder Bereichseinschränkungen belegt sein, die ebenfalls durch den Attributidentifikator ermittelt werden.

Die Verwaltung der Attributausprägungen erfolgt ebenfalls über die Attributidentifikatoren. Die Ausprägungen beinhalten jeweils einen Wert und einen Knotenidentifikator bzw. Linkidentifikator, für den dieser Wert Gültigkeit hat.

4.2  Funktionen für Instanzen von Hypertext-Elementen

4.2.1  Funktionen zur Definition von Attributmengen

Ist ein Typ definiert, kann eine Menge von Attributen diesem Typ zugeordnet werden. Die Grundfunktion hierfür ist das Hinzufügen eines Attributs zu einem Typ. Diese Funktion benötigt als Parameter den Typidentifikator und den Attributidentifikator. Für diese ,,Addition'' eines Attributs zu einem Typ wird gefordert, daß ein Attribut für jeden Typ nur einmal vorhanden ist.

• Addiere Knotentyp Attribut(KnotentypId, KnotenattributId).
• Addiere Linktyp Attribut(LinktypId, LinkattributId).

Bei manchen Anwendungen kann es sich ergeben, daß verschiedene Knotentypen oder Linktypen Ähnlichkeiten mit anderen Typen aufweisen bzw. Unterklassen von anderen Typen sind. Für diese Anwendungen ist es sinnvoll, Funktionen zur Verfügung zu stellen, die es erlauben die Attributmenge eines anderen Typs zu übernehmen. Dieses Hinzufügen einer Attributmenge benötigt einen Zieltypidentifikator und einen Ausgangstypidentifikator.

• Addiere Knotentyp(ZielknotentypId, QuellknotentypId).
• Addiere Linktyp(ZiellinktypId, AusgangslinktypId).

Nach den bei ,,Addiere Attribut'' genannten Anforderungen müßten bei ,,Addiere Typ'' die Attributmengen von Ziel- und Ausgangstyp disjunkt sein, da ansonsten bei Addition der Attribute diese mehrfach eingetragen wären. Zur Vereinfachung der Typdefinition wird hier wie folgt verfahren: Sind bei Ziel- und Ausgangstyp gleiche Attribute vorhanden, so werden diese nicht ein weiteres Mal beim Zieltyp eingetragen.

Bei der ,,Addition'' von Attributmengen kann es auch vorkommen, daß Attribute übernommen werden, die für den Zieltyp nicht erwünscht sind. Diese Attribute müssen dann entfernt werden können. Das Entfernen eines Attributs benötigt den Typidentifikator und den Attributidentifikator.

• Entferne Knotentyp Attribut (KnotentypId, KnotenattributId).
• Entferne Linktyp Attribut (LinktypId, LinkattributId).

Die Knotentypen und Linktypen sollen jedoch nicht nur die Menge der Attribute für diese festlegen, sondern auch geeignet vorbelegen. Diese Vorbelegung mit Standardwerten erfordert den Knotentyp- oder Linktypidentifikator, den Attributidentifikator, für den sie gültig ist, sowie den Wert selbst.

• Setze Knotentypattribut-Standardwert(KnotentypId, KnotenattributId, Wert).
• Setze Linktypattribut-Standardwert(LinktypId, LinkattributId, Wert).

Diese Funktionen können so oft angewendet werden, bis die bei der Definition des entsprechenden Attributs angegebene Maximalzahl von Attributausprägungen erreicht ist. Danach kann entweder eine Fehlermeldung erzeugt werden, oder je nach Vereinbarung wird der älteste oder jüngste Eintrag eines Standardwertes geändert.

4.2.2  Funktionen zur Ermittlung von Informationen über Attributmengen

• Ermittle Knotentyp Attributmenge(KnotentypId)  ®   KnotenattributId₁, ..., KnotenattributId_k.
• Ermittle Knotentyp Standardwert(KnotentypId, AttributId)  ®   Standardwert₁, ..., Standardwert_l.
• Ermittle Linktyp Attributmenge(LinktypId)  ®   LinkattributId₁, ..., LinkattributId_m.
• Ermittle Linktyp Standardwert(LinktypId, AttributId)  ®   Standardwert₁, ..., Standardwert_n.

4.2.3  Funktionen zur Änderung von Standardwerten von Knotentypen und Linktypen

Die Veränderung von Standardwerten der Attribute ist für den Anwender aufwendiger. Attribute können mehrere Standardwerte haben und eine Änderung aller Vorbelegungen eines Attributs ist sicher selten erwünscht. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, den gewünschten Wert zu identifizeieren. Diese Identifizierung geschieht durch die Angabe des alten Wertes.

• Ändere Knotentyp Standardwert(KnotentypId, AttributId, alter Standardwert, neuer Standardwert).
• Ändere Linktyp Standardwert(LinktypId, AttributId, alter Standardwert, neuer Standardwert).

Eine große Bedeutung hat die Vorbelegung mit Standardwerten für Regelung der Verbindungsmöglichkeiten zwischen einzelnen Knoten, die im folgenden Abschnitt erläutert wird.

4.2.4  Regelung der Verbindungsmöglichkeiten durch Linktypen.

Explizite Vorgabe der Verbindungsmöglichkeiten.

Zum Beispiel werden oft Verbindungstypen benötigt, die eine Verbindung zwischen allen Knotentypen zulassen. Das Attribut ,,zulässige Verbindung'' hätte als Ausprägungen für einen derartigen Linktyp das kartesische Produkt der Knotentypen. Wird ein weiterer Knotentyp eingeführt, so muß für jeden existierenden Knotentyp ein Eintrag erfolgen.

Ein einfacheres Verfahren für Verbindungen, die zwischen allen Knotentypen möglich sind, wäre eine Festlegung in der Art: ,,Sind keine zulässigen Verbindungen eingetragen, so ist eine Verbindung zwischen allen Knotentypen möglich.''

Mengenorientierte Vorgabe der Verbindungsmöglichkeiten.

Diese Vorgehensweise hat Vorteile für Verbindungstypen, die zwischen mehreren Knotentypen beliebig gesetzt weden können. Das Verfahren der expliziten Vorgabe würde für diese Fälle das Produkt der Anzahl Ausgangs- und Zielknotentypen als Anzahl Standardwerte benötigen und insbesondere bei Erweiterung der zulässigen Knotentypen einen hohen Arbeitsaufwand erfordern.

Im weiteren Verlauf der Arbeit wird das Verfahren der getrennten Verwaltung von Quell- und Zielknoten präferiert. Für dieses Verfahren werden Funktionen definiert, mit denen sich zulässige Quell- und Zielknotentypen festlegen lassen.

• Definiere zulässiger Quelltyp(LinktypId, QuellknotentypId).
• Definiere zulässiger Zieltyp(LinktypId, ZielknotentypId).

Für die Definition eines Hypertextes ergibt sich aus diesen Regelungen die Notwendigkeit von Funktionen, die alle Verbindungsmöglichkeiten zwischen zwei Knoten ermitteln und die ausgehend von einem Knotentyp und einem Linktyp mögliche Ziel- oder Quellknotentypen ermitteln.

• Ermittle mögliche Verbindungstypen(Quell-KnotentypId, Ziel-KnotentypId)  ®  LinktypId₁, ..., LinktypId_l.
• Ermittle Zielknotentypen(Quell-KnotentypId, LinktypId)  ®   Ziel-KnotentypId₁, ..., Ziel-KnotentypId_m.
• Ermittle Quell-Knotentypen(Ziel-KnotentypId, LinktypId)  ®   Quell-KnotentypId₁, ..., Quell-KnotentypId_m.

4.2.5  Funktionen für Knoten

Funktionen für Knoteninhalte und der Knotenattribute

Als Repräsentationsformen seien hier exemplarisch gewählt:

• ,,interner Text'': ein Text, der innerhalb der Datenbank gespeichert ist, in der auch die Verwaltungsinformationen der HypertextMaschine liegen.
• ,,externer Text'': ein Text der separat verwaltet wird.
• ,,Datenbankanfrage'': der informationelle Inhalt ist das Ergebnis einer Anfrage gegen die Datenbank, die die HypertextMaschine nutzt.

Aus dieser Auswahl ergeben sich je drei Funktionen zur Definition und zur Änderung eines Knoteninhalts.

• Definiere internen Text(KnotenId).
• Definiere externen Text(KnotenId).
• Definiere Datenbankanfrage(KnotenId).

Die Löschung eines Knoteninhalts bedarf nicht der Unterscheidung nach Repräsentationsformen und kann durch eine einzelne Funktion bewerkstelligt werden.

• Lösche Knoteninhalt(KnotentypId).

Die Ermittlung eines Knoteninhalts kann ebenfalls formal durch eine Funktion erledigt werden, da der Typ des Inhalts bei dem Knoten in einem Attribut vermerkt ist, das durch die Funktion ermittelt werden kann.

• Ermittle Knoteninhalt(KnotenId)  ®  informationeller Knoteninhalt.

Eine Form der Generierung eines Knotens mit Inhalt ist das Kopieren eines Knotens. Dieses ,,Kopieren'' übernimmt nicht nur den Inhalt des Knotens und seiner Attribute, sondern erzeugt auch einen Link vom Typ ,,Kopie eines Knotens'' zwischen dem Ursprungsknoten und der Kopie. Durch diese Verbindung zu dem Ursprungsknoten können auch dessen Verbindungen genutzt werden.

• Kopiere Knoten(KnotenId_Orginal)  ®  KnotenId_Kopie, LinkId.

Zur Bearbeitung der Attribute von Knoten werden Funktionen notwendig, die zusätzliche Attribute hinzufügen, Werte für Attribute setzen und ändern. Der Aufbau der Funktionen ist ähnlich dem Aufbau der Funktionen für Knotentypen und benötigen im allgemeinen Knotenidentifikatoren und Attributidentifikatoren.

• Addiere Knotenattribut(KnotenId, KnotenattributId).
• Setze Knotenattribut-Wert(KnotenId, AttributId, Wert).
• Ändere Wert(KnotenId, AttributId, alter Wert, neuer Wert).

Die möglichen Attribute und deren Ausprägungen müssen auch ermittelt werden können.

• Ermittle Knotenattribute(KnotenId)  ®  KnotenattributId₁, ..., KnotenattributId_m.
• Ermittle Knotenattribut-Wert(KnotenId, KnotenattributId)  ®   Wert₁, ..., Wert_n.

4.2.6  Definition der Navigationsfunktionen auf Knotenebenen

Dieser aktuelle Knoten muß zunächst aktiviert werden. Für die Auswahl eines geeigneten Knotens wird zunächst ein Knotenidentifikator ermittelt. Diese Ermitllung kann z.B. anhand der Knotenattribute, wie in 4.2.9 beschrieben, erfolgen. Die Aktivierung eines Knotens erfordert die Angabe eines Knotenidentifikators.

• Aktiviere Knoten(KnotenId)  ®  aktueller Knoten.

• Ermittle aktuellen Knotenidentifikator  ®  KnotenId.

Die nachfolgenden Funktionen beziehen sich jeweils auf den ,,aktuellen'' Knoten, können aber auch unter Angabe eines Knotenidentifikators unabhängig davon benutzt werden. Daher werden auch in diesen Funktionen Knotenidentifikatoren als Parameter benutzt.

Auswahl des nächsten ,,aktuellen'' Knotens

• Ermittle ausgehende Links(KnotenId)  ®  LinkId₁, ..., LinkId_k.
• Ermittle eintreffende Links(KnotenId)  ®  LinkId₁, ..., LinkId_l.
• Verfolge Link(KnotenId, LinkId)  ®  aktueller Knoten.
• Ermittle Zielknoten(KnotenId)  ®  KnotenId₁, ..., KnotenId_m.
• Ermittle Quellknoten(KnotenId)  ®  KnotenId₁, ..., KnotenId_n.

Die Ergebnisse dieser Funktion werden häufig durch ihren Umfang unübersichtlich sein. Eine geeignete Auswahl aus den Ergebnislisten kann mit dem in 4.2.9 vorgestellten ,,Filterkonzept'' erfolgen.

4.2.7  Funktionen für Links

• Addiere Linkattribut(LinkId, LinkattributId).
• Setze Linkattribut-Wert(LinkId, AttributId, Wert).
• Ändere Wert(LinkId, AttributId, alter Wert, neuer Wert).
• Ermittle Linkattribute(LinkId)  ®  LinkattributId₁, ..., LinkattributId_m.
• Ermittle Linkattribut-Wert(LinkId, LinkattributId)  ®   Wert₁, ..., Wert_n.

• Ermittle Link-Ziel(LinkId)  ®  KnotenId_Ziel.
• Ermittle Link-Quelle(LinkId)  ®  KnotenId_Quelle.

4.2.8  Funktionen für Attribute

Nach der Erzeugung von Attributen können diese ebenfalls noch genauer definiert werden. Die Vergabe von Standardwerten wurde bereits in 4.2.1 für Typen erläutert und die Funktionen sind analog auf Attributebene vorhanden.

• Setze Knotenattribut-Standardwert(KnotenattributId, Wert).
• Setze Linkattribut-Standardwert(LinkattributId, Wert).
• Ändere Knotenattribut-Standardwert(KnotenattributId, Wert_alt, Wert_neu).
• Setze Linkattribut-Standardwert(LinkattributId, Wert_alt, Wert_neu).
• Ermittle Knotenattribut-Standardwert(KnotenattributId)  ®   Wert₁, ..., Wert_m.
• Ermittle Linkattribut-Standardwert(LinkattributId)  ®   Wert₁, ..., Wert_n.

Eine weitere Notwendigkeit für Attribute ist die Beschränkung des Gültigkeitsbereiches ihrer Ausprägungen. Diese Beschränkung kann stetig sein, z.B. für ein Attribut ,,Rabatt'' auf den numerischen Bereich zwischen 0 und 100. Die Einschränkung ist auch diskret möglich und etwa für ein Attribut ,,Prüfungsergebnis'' eingeschränkt auf die Ausprägungen ,,sehr gut'', ,,gut'', ,,befriedigend'', ,,ausreichend'' und ,,nicht bestanden" oder gemischt in der Art eines Attributs ,,Prüfungsnote'', das den Bereich 10 bis 40 und den Einzelwert 50 annehmen kann. Diese Beispiele deuten auch die dafür notwendigen Funktionen an. Die Vergabe, Änderung und Ermittlung von gültigen Bereichen und von gültigen Werten, die auch gemischt verwendet werden dürfen. Dabei verlaufen die Funktionen für jede Form eines Attributtyps analog; daher wird dieser in der Beschreibung nicht berücksichtigt.

• Setze Attributbereich(AttributId, Minimum, Maximum).
• Ändere Attributbereich(AttributId, Minimum_alt, Maximum_alt, Minimum_neu, Maximum_neu).
• Ermittle Attributbereich(AttributId)  ®  Minimum₁, Maximum₁, ..., Minimum₁, Maximum_m.
• Setze Attributwert(AttributId, Wert).
• Ändere Attributwert(AttributId, Wert_alt, Wert_neu).
• Ermittle Attributwert(AttributId)  ®  Wert₁, ..., Wert_n.

4.2.9  Filter für Attribute von Knoten und Links

Diese Attributfilter arbeiten parallel zu allen Funktionen, die eine Liste von Knoten oder Links zum Ergebnis haben. Dies bedeutet, daß die Ergebnislisten dem Anwender nur in der ,,gefilterten'' Form zur Verfügung stehen und für komplette Listen die Filter entfernt werden müssen.

Diese Filter existieren zunächst nur im Umfeld des Anwenders, der sie einsetzt, und nur für die Zeit, in der er mit dem Hypertext arbeitet. Der Zugriff auf die Filter erfolgt mit Hilfe eines Filteridentifikators, auch ,,FilterId''. Denkbar ist auch, daß die Filter als spezielle Knoten gespeichert werden und durch eine geeignete Funktion aktiviert werden.

• Definiere Knoten-Filter(Knoten-AttributId, Attributwert)  ®   Knoten-FilterId.
• Entferne Knoten-Filter(Knoten-FilterId).
• Definiere Link-Filter(Link-AttributId, Attributwert)  ®  Link-FilterId.
• Entferne Knoten-Filter(Link-FilterId).

Die Filter können nicht nur dazu genutzt werden, sinnvolle Einschränkungen bei den Ergebnissen der Funktionen zu treffen. Die Filter können auch dazu verwendet werden, aus der Gesamtheit aller Knoten oder Links ein einzelnes Element zu wählen. Dazu wird eine Funktion benötigt, die eine Liste aller Knoten bzw. Links erzeugt.

• Ermittle alle Knoten()  ®  KnotenId₁, ..., KnotenId_m.
• Ermittle alle Links()  ®  LinkId₁, ..., LinkId_n.

4.3  Weitere, spezielle, Funktionen der HypertextMaschine

4.3.1  Lesezeichen

Ist bei der Aufnahme der Information der Eindruck entstanden, daß diese Information in Zukunft von Interesse sein könnte, eventuell auch noch mit einem möglichen Verwendungszweck, so besteht die Möglichkeit, analog zu Lesezeichen in Zeitschriften oder Büchern, Marken oder ,,book marks'' [bern88]) zu setzen und diese zu kommentieren. Neben diesen anwenderdefinierten Fixpunkten existieren auch autorendefinierte Fixpunkte, ,,thumb tabs'' [bern88], die für alle Leser benutzbar sind. Diese Markierungen heben Knoten heraus, die der Autor eines Hypertextes als wichtig erachtete.

Von der Funktionsweise erfolgt das Setzen einer Marke durch das Hinzufügen eines Attributs ,,Marke'', das als Ausprägung einen ,,Markentitel'' erhält, den der Anwender vergeben hat. Weiterhin wird ein neuer Knoten erzeugt, mit dem Knotentyp ,,Markenkommentar''. Diese Knoten kann dann mit einer kurzen textuellen Information versehen werden. Dieser neue Knoten ist mit einem Link vom Typ ,,Markenkommentierung'' an den Quellknoten angebunden.

• Setze Marke(KnotenId_Quelle, Markentitel)  ®   KnotenId_{Markenkommentar}, LinkId.

4.3.2  Historie

Abbildung 4.0: Die Historie einer Sitzung

Der Knotenidentifikator der Historie wird unter Angabe eines kalendarischen Datums oder eines Anwenders ermittelt. Für einen Knoten vom Typ ,,Historie'' sind Attribute ,,Links'' und ,,Knoten''vorhanden. Die Werte dieser Attribute für den Historienknoten zeigen den ,,Weg'' durch einen Hypertext auf, den ein Anwender an einem gegebenen Datum beschritten hat.

• Ermittle Historie(Datum)  ®  HistorienknotenId.

4.3.3  Guided Tour

Eine ,,Führung'' durch einen Hypertext kann durch einen für diesen Zweck erzeugten Linktyp ,,guided tour'' erzeugt werden, der als spezielle Attribute für die Links dieses Typs einen Titel für den Themenbereich erhält sowie ein Attribut, das eine kurze Bemerkung zum nächsten Zielknoten enthalten kann.

Ein Anwender, der eine solche Führung wünscht, läßt sich mit Hilfe der Filter nur noch Verbindungen vorschlagen, die vom Typ ,,guided tour'' sind.

Chapter 5
Das Relationenmodell

Bevor die HypertextMaschine auf das Relationenmodell abgebildet wird, erfolgt in diesem Kapitel eine kurze Darstellung des Relationenkonzeptes und dessen Begrifflichkeiten [schla83] [fink89]. Im Anschluß daran wird das Datenbankschema vorgestellt.

5.1  Grundbegriffe des relationalen Datenmodells

5.1.1  Domänen

Eine Listen von Werten oder eine Eigenschaft, die eine Menge beschreibt, wird im Relationenmodell als ,,Domäne'' bezeichnet.

5.1.2  Attribute

5.1.3  Relationen und Tupel

Das kartesische Produkt der Attribute einer Relation bildet aber nicht die Realität ab. Daher werden nur die Tupel als einer Relation zugehörig definiert, die eine reale Gegebenheit beschreiben. Diese Tupel bilden den ,,Körper'' einer Relation. Dieser Körper einer Relation kann sich im zeitlichen Verlauf ändern.

5.1.4  ,,Schlüssel'' für Relationen

Die Menge der Attribute, deren Werte zur Unterscheidung der Tupel herangezogen wird, wird als ,,Relationenschlüssel'' bezeichnet. Exisitieren mehrere mögliche Attribut-Kombinationen zur Unterscheidung der Tupel, so wird eine minimale Attribut-Kombination als ,,Primärschlüssel'' der Relation bezeichnet. Dieser Primärschlüssel wird häufig durch ein eigens hierfür zugeordnetes Attribut erzielt, das keine Information einer realen Gegebenheit beinhaltet. So ist eine ,,Kundennummer'' kein Abbild aus der Realität. Sie wird ausschließlich zur Identifizierung eines Tupels mit Informationen über einen Kunden benutzt.

Die Verknüpfung mehrerer Relationen erfolgt durch sogenannte ,,Fremdschlüssel''. Diese Fremdschlüssel sind Attribute, die als Primärschlüssel auftreten und in einer anderen Relation dazu benutzt werden, auf ein Tupel der ersten Relation zuzugreifen. Ein solcher Fremdschlüssel ist z.B. die zuvor erwähnte Kundennummer in einer Relation ,,Rechnung''. Für eine Rechnung sind Informationen über den Empfänger der Rechnung notwendig wie Name, Anschrift, etc.. Diese Informationen können mit Hilfe des Fremdschlüssels ,,Kundennummer'' aus der Relation ,,Geschäftspartner'' zur Verfügung gestellt werden.

5.2  Integritätsanforderungen des Relationenmodells

Entitäts Integrität:

Jede Relation weist einen Primärschlüssel auf. Dies bedeutet, daß jedes Tupel eindeutig identifizierbar ist. Es existieren nicht mehrere Tupel, die für alle Attribute den gleichen Wert beinhalten.

Referentielle Integrität:

Jeder Fremdschlüssel weist auf einen Primärschlüssel. Das heißt, der Bezug auf ein Tupel einer anderen Relation muß eindeutig sein.

Benutzerdefinierte Integrität:

Die Zulässigkeit von Werten einer Domäne kann eingeschränkt werden. Das heißt, ein Benutzer kann Domänen in der Art, ,,ein Fertigstellungsdatum muß nach dem zugehörigen Auftragsdatum liegen'' einschränken.

5.3  Manipulation von Relationen

Selektion:

Aus einer Relation wird eine Teilmenge von Tupeln ausgewählt.

Projektion:

Eine Relation wird auf eine andere Relation abgebildet, die nur eine Teilmenge der Attribute beinhaltet.

Kartesisches Produkt:

Von verschiedenen Relationen wird jedes Tupel einer Relation mit jedem Tupel weiterer Relationen verknüpft.

Verbund:

Eine Kombination von kartesischem Produkt und Selektion.

5.4  Normalisierung von Relationen

1. Normalform (1NF)

,,Jedes Attribut einer Relation ist elementar. Alle Nicht-Schlüsselattribute sind dann funktional abhängig vom Schlüssel der Relation.''

2.Normalform (2NF)

,,Alle Nicht-Schlüsselattribute sind in 1NF, und sie sind voll funktional abhängig vom Gestamtschlüssel der Relation, nicht aber von Schlüsselteilen.''

Besteht beispielsweise der Relationenschlüssel einer Relation für Personendaten aus den Attributen Name und Geburtsdatum. Als Nicht-Schlüsselattribute sind das Sternzeichen der Person, die Postleitzahl, der Ortsname und die Straße vorhanden. Diese Relation ist in erster Normalform, nicht aber in zweiter Normalform, da für das Sternzeichen, das Geburtsdatum als Primärschlüssel ausreichend ist.

3.Normalform (3NF)

,,Alle Attribute erfüllen das 2NF-Kriterium. Kein Attribut außerhalb des Relationenschlüssels ist transitiv abhängig von einem anderen lokalen Attribut.''

Im vorangegangen Beispiel ist eine Relation in der zweiten Normalform mit den Schlüsselattributen Name und Geburtsdatum und den Nicht-Schlüsselattributen Postleitzahl, Ortsname, Straße entstanden. Diese Relation ist nicht in dritter Normalform, da für den Ortsnamen die Postleitzahl als Primärschlüssel möglich ist.

5.5  Architektur von Datenbanken

Definition einer Datenbank

,,Eine Datenbank ist eine integrierte Ansammlung von Daten, die allen Anwendern eines Bereichs als gemeinsame Basis aktueller Informationen dient. Die Daten sind entsprechend den natürlichen Zusammenhängen strukturiert. Es kann so auch auf ungeplante Weise auf die Daten zugegriffen werden.''

5.5.1  Das Strukturschema von Datenbanken

• Die Daten können redundanzfrei gespeichert werden.
• Änderungen von Daten werden zentral durchgeführt.
• Allen Benutzern der Datenbank stehen die selben Daten zur Verfügung.
• Es existiert nur ein Datenkatalog für alle Anwendungen auf der Datenbank.
• Die Definition der Datensätze kann unabhängig von der physikalischen Datenhaltung erfolgen.
• Durch die Definition von ,,Sichten'' können anwendungspezifische Datensätze definiert werden, die unabhängig von der logischen Datenhaltung der Datenbank sind.

Drei-Ebenen-Strukturschema

Externe Ebene:

Die Sichtweisen, die verschiedene Benutzergruppen auf Objekte haben. Z.B. Die ,,Sicht'' auf ein Objekt ,,Kunde'' besteht für eine Marketingabteilung nur aus der Kundenadresse. Für die Fakturierung sind bei der ,,Sicht'' auf einen Kunden zusätzlich Informationen notwendig, wie ,,Zahlungsbedingungen'', ,,Lieferbedingungen'', etc.. Im Relationenmodell wird dies durch einen ,,Verbund'' erzielt.

logische, konzeptionelle Ebene:

In dieser Ebene wird das Datenmodell der Objekte eindeutig und einheitlich beschrieben. Im Relationenmodell ist dies die Abbildung der Objekte auf Relationen.

interne Ebene:

Auf dieser Ebene wird eine physische Speicherstruktur für die Beschreibungen der logischen Ebene konzipiert.

Chapter 6
Abbildung der abstrakten HypertextMaschine auf das Relationenmodell

6.1  Auswahl einer Datenbank für die Abbildung der HypertextMaschine auf das Relationenmodell.

Die Verwendung einer Datenbank als Grundlage für Verwaltung und Funktionen bietet einige Vorzüge gegenüber einer direkten Implementierung der HypertextMaschine auf Dateiebene. Ein Vorteil ist die große Unabhängigkeit von der Hardwareumgebung. Ein weiterer Vorteil sind die Zugriffs- und Transaktionsmechanismen von Datenbanken, die eine gleichzeitige Benutzung einer Datenbasis durch mehrere Anwender erlauben. Die Ablage der Daten in einer Datenbank eröffnet gleichzeitig die Möglichkeit, diese Daten in unterschiedlichen Applikationen zu verwenden bzw. Daten verschiedener Applikationen der HypertextMaschine zugänglich zu machen. Diese für Datenbanken selbstverständlichen Funktionen sind bei Entwicklungen, die auf der Dateiebene der Betriebssysteme von Computern arbeiten nur mit hohem Aufwand zu realisieren.

Als Zieldatenbank wurde für die Umsetzung der Elemente und Funktionen der HypertextMaschine eine ORACLE Datenbank gewählt. Diese beinhaltet die zuvor genannten Vorzüge und bietet insbesondere den Vorteil, daß sie in einer heterogenen Rechnerumgebung lauffähig ist. Mit einer ORACLE Datenbank ist es beispielsweise möglich, eine SQL-FORMS Applikation auf einem Personal Computer die Datenbasis einer ORACLE Datenbank einer Workstation oder eines Mainframe zu nutzen.

6.2  Abbildung der Elemente der modifizierten abstrakten HypertextMaschine auf eine ORACLE Datenbank.

Die Tabellen der Datenbank entsprechen dabei den Relationen des Relationenmodells. Die Spaltennamen sind äquivalent zu den Attributen des Relationenmodells. Die Wertetypen, die durch die Spaltennamen referenziert werden, entsprechen den Domänen.

Für die nachfolgenden Tabellen werden die folgenden vier Wertetypen verwendet:

[Number(m):] eine Ziffernfolge mit maximal m Elementen.

[Char(n):] eine Zeichenfolge mit maximal n Zeichen.

[Long:] eine Zeichenfolge mit weniger als 65536 Zeichen. Solche Zeichfolgen sind z.B. Texte bis zu ca. 20 Seiten Länge.

[Date:] ein kalendarisches Datum.

Eine Zusammenfassung der Definitionen in Relationenform, ohne Angabe der Wertetypen, wird im Anhang D.1 gegeben.

6.2.1  SQL-Umsetzung der Tabellendefinition

Die Umsetzung der Tabellenbeschreibungen in SQL-Anweisungen zur Generierung der entsprechenden Tabellen erfolgt in der Form:

CREATE TABLE Tabellenname (		Spaltenname1 Wertetyp1,
		...  ...,
		Spaltennamen Wertetypn);

Bei der Definition der SQL-Anweisungen anhand der Tabellenbeschreibungen ist Folgendes zu beachten:

• Bezeichnungen in der Datenbank dürfen keine Umlaute und Bindestriche enthalten.
• Bezeichnungen dürfen keine Leerstellen enthalten.
• Bezeichnungen müssen aus weniger als 30 Zeichen bestehen.
• Bezeichnungen können aus Buchstaben, Ziffern und einem Unterstrich ,,_'' bestehen können.
• Groß- und Kleinbuchstaben werden nicht unterschieden.
• Das erste Zeichen einer Bezeichnung muß ein Buchstabe sein.

Bei der Beschreibung der Tabellen wurden diese Anforderungen der ORACLE Datenbank nicht berücksichtigt, um Tabellennamen und Spaltenbezeichnungen aussagekräftiger zu gestalten. Am Ende eines Abschnittes wird jeweils eine SQL-Anweisung exemplarisch aufgeführt, die aus einer der Tabellenbeschreibungen eine Tabelle erzeugt. Für diese exemplarischen SQL-Anweisungen wurden aufgrund der zuvor genannten Bedingungen für Bezeichnungen, die in den Beschreibungen aufgeführten Namen entsprechend verändert und teilweise abgekürzt.

6.2.2  Knotentypen

Knotentypbeschreibung

Knotentyp Attribute

Standardwerte für Attribute

Die mögliche Dimension von Standardwerten wird zunächst willkürlich gewählt und muß später an die Anwendungen angepaßt werden. Als Feldlänge werden zunächst für numerische Felder 20 Stellen, für textuelle Felder 120 Zeichen und für Variablen ebenfalls 120 Zeichen vorgesehen.

Es wird nur exemplarisch die Tabelle der textuellen Standardwerte aufgeführt. Die Tabellen zur Verwaltung der numerischen Standardwerte und zur Verwaltung der Variablen sind analog aufgebaut. Die Unterscheidung erfolgt durch das Feld ''Attributwert''. Dieser Attributwert ist für numerische Werte vom Typ ,,Number(20)''.

Der Attributwert für die Tabelle der Variablenverwaltung ist textuell, der Typ des Attributwertes ist Char(120). Der Eintrag dieses Attributwertes wird bei der Erzeugung eines Knotens durch eine Funktion interpretiert. Der Attributwert für einen Knoten dieses Typs ist das Ergebnis dieser Funktion.

Eine einfache Variable ist beispielsweise das kalendarische Datum. Ein Eintrag ,,Datum'' in der Variablentabelle hat zur Folge, daß bei der Erzeugung eines Knotens das Datum ermittelt wird und als Attributausprägung eingetragen wird.

Knotentyp Standardwerte textuell
	KnotentypId: Number(4) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Knoten-AttributId: Number(5) Attributwert: Char(120)

SQL-Anweisung zur Erzeugung einer Tabelle der textuellen Standardwerte

6.2.3  Linktypen

Reglementierung der Verbindungsmöglichkeiten

SQL-Anweisung zur Erzeugung der Tabelle der zulässigen Zieltypen

6.2.4  Knoten

Knotenbeschreibung

Ausprägungen von Knoten- und Link-Attributen

Knotenattribute textuell:
	KnotenId: Number(6) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Knoten-AttributId: Number(5) Wertenummer: Number(4) Ausprägung Char(120)

Verwaltung von Texten in der Datenbank

SQL-Anweisung zur Erzeugung der Tabelle Textknoten

6.2.5  Links

Linkbeschreibung

Ausprägungen von Linkattributen

Linkattribute textuell:
	LinkId: Number(6) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Link-AttributId: Number(5) Ausprägung Char(120)

SQL-Anweisung zur Erzeugung der Tabelle der Links

6.2.6  Knotenattribute und Linkattribute

Knoten-/Link-Attributbereiche numerisch:
	Knoten-/Link-AttributId: Number(6) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Minimum: Number(20) Maximum: Number(20)

Knoten-/Link-Attributbereiche textuell:
	Knoten-/Link-AttributId: Number(6) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Minimum: Char(120) Maximum: Char(120)

Knoten-/Link-Attribut Standardwerte numerisch:
	Knoten-/Link-AttributId: Number(6) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Standardwert: Number(20)

Knoten-/Link-Attribut Standardwerte textuell:
	Knoten-/Link-AttributId: Number(6) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Standardwert: Char(120)

Knoten-/Link-Attribut Variable:
	Knoten-/Link-AttributId: Number(6) Erstellungsdatum: Date Autor: Char(20) Variable: Char(20)

SQL-Anweisung zur Erzeugung der Tabelle der numerischen Standardwerte für Linkattribute.

6.2.7  Weitere Tabellen und Views

Eine dieser zusätzlichen Tabellen ist die Tabelle, die den jeweils höchsten Identifikator der verschiedenen Elemente speichert. Bei Bedarf wird der nächste Wert als Identifikator für einen neuen Knoten, Link, etc. benutzt.

Nummern:
	Bezeichnung: Char(20) Zähler: Number(20)

Die Einträge sind als Wertepaare in der Form (,,KnotenId'', 1234) vorhanden. In diesem Beispiel würde der nächste Knoten, der erzeugt wird, den Identifikator 1235 erhalten. Diese Tabelle kann auch unabhängig von den Identifikatoren sonstige fortlaufende Nummern verwalten. Jede dieser verwalteten Zahlen muß nur mit einer Bezeichnung in Verbindung stehen. Weiter fortlaufende Nummern werden z.B. benötigt, wenn bei einer Anwendung festgestellt werden soll, wie oft ein Knoten aktiviert wurde.

ORACLE Tabelle ,,DUAL''

View der möglichen Verbindungen

Die View der möglichen Verbindungen ist aus den Tabellen entstanden, die die möglichen Zieltypen und die möglichen Quelltypen verwalten. Sie enthält zu jedem Linktypen alle Verbindungsmöglichkeiten, d.h. alle Kombinationen von zulässigem Quellknotentyp mit zulässigem Zielknotentyp.

Mögliche Verbindungen:
	LinktypId: Number(4) QuellknotentypId: Number(4) ZielknotentypId: Number(4).

SQL-Anweisung zur Erzeugung der virtuellen Tabelle der möglichen Verbindungen.

Die Erläuterung dieser SQL-Anweisung erfolgt abschnittsweise. CREATE VIEW Mgl_Verbindungen (Linktyp, Quellknotentyp, Zielknotentyp)
Der erste Abschnitt bedeutet, daß eine View mit dem Namen ,,Mgl_Verbindungen'' und den Spaltenbezeichnungen ,,Linktyp'', ,,Quellknotentyp'' und ,,Zielknotentyp'' erzeugt wird. Diese Spalten enthalten keinen Wertetyp. Der Wertetyp ergibt sich aus den Typen der benutzten Spalten.

AS SELECT Zul_Quelltypen.LinktypId,
    Zul_Quelltypen.KnotentypId, Zul_Zieltypen.KnotentypId
Der zweite Teil der Anweisung definiert die Spalten, aus denen die View erzeugt wird. Der Aufbau der Bezeichnungen ,,Tabellenname.Spaltenname'' gibt an, aus welcher Tabelle welche Spalte benutzt wird.

Die folgende Zeile definiert die Tabellen, die der View zugrunde liegen. FROM Zul_Quelltypen, Zul_Zieltypen

WHERE Zul_Quelltypen.Linktyp = Zul_Zieltypen.LinktypId;
Die WHERE-Klausel ist die Einschränkung des kartesischen Produktes. In diesem Fall bedeutet sie, daß nicht jede Zeile der Quelltypen mit jeder Zeile der Zieltypen eine Zeile der View ergibt, sondern nur die Zeilen, bei den der Linktypidentifikator der zulässigen Quelltypen mit dem Linktypidentifikator der zulässigen Zieltypen identisch ist. Eine kurzes Beispiel soll dies veranschaulichen.

Die Einträge der Tabellen zulässiger Quelltypen und zulässiger Zieltypen werden verkürzt dargestellt in der Form (LinktypId, KnotentypId). Die Tabelle der zulässigen Quelltypen soll die Einträge beinhalten: (1, 11); (1, 12); (2, 12). Die Tabelle der zulässigen Zieltypen beinhaltet die Einträge (1, 11); (2, 12).

Als kartesisches Produkt entsteht unter Berücksichtigung der Spalten LinktypId und KnotentypId der Tabellen der zulässigen Quelltypen und der zulässigen Zieltypen Zeilen der Form (LinktypId_zul.Quelle, KnotentypId_zul.Quelle, LinktypId_zul.Ziel, KnotentypId_zul.Ziel): (1, 11, 1, 11); (1, 11, 2, 12); (1, 12, 1, 11); (1, 12,2, 12); (2, 12, 1, 11); (2, 12, 2, 12). Diese Einträge stellen jedoch nicht die möglichen Verbindungen dar. Ein Link hat nur einen Linktyp, daher werden nur die Einträge berücksichtigt, bei denen die Linktypen von zulässiger Quelle und zulässigem Ziel übereinstimmen. Dies sind: (1, 11, 1, 11); (1, 12, 1, 11); (2, 12, 2, 12). Diese Einträge bedeuten, mit Linktyp 1 sind Verbindungen möglich von Knotentyp 11 zu Knotentyp 11 und von Knotentyp 12 zu Knotentyp 11 und mit Linktyp 2 sind nur Verbindungen zwischen Knotentyp 12 und Knotentyp 12 möglich.

6.3  Definition einiger Funktionen der abstrakten HypertextMaschine für eine ORACLE Datenbank.

Die Schreibweise der SQL-Anweisungen richtet sich nach folgenden Regeln:

• SQL-Begriffe werden groß geschrieben.
• Tabellen-, Spalten- und Viewbezeichnungen werden nicht hervorgehoben.
• Werte und Variable in den Anweisungen werden ,,nicht proportional'' geschrieben.
• Textuelle Werte werden zur Unterscheidung von Variablen in 'Hochkommas' eingeschlossen.
• Variable sind Bezeichner, die zur Laufzeit der Anweisung konkrete Werte beinhalten.
• Eine SQL-Anweisung wird immer mit einem Semikolon ( ; ) abgeschlossen.

Im Folgenden werden einzelne Funktionen als SQL-Anweisungen beschrieben. Im Normalfall wird eine Funktion durch mehrere SQL-Anweisungen realisiert. Wenn jede dieser Anweisungen erfolgreich war, wird die Anweisung bestätigt, d.h. es wird ein ,,Commit Work'' ausgeführt. Ist eine der Anweisungen nicht erfolgreich, so werden die erfolgten Anweisungen durch ein ,,Rollback''⁶ widerrufen.

Als Funktionen wurden ausgewählt:

• Erzeuge Knoten Typ
• Erzeuge Knoten
• Definiere zulässigen Zielknotentyp
• Etabliere Link

6.3.1  Erzeuge Knoten Typ

UPDATE Nummern SET Zaehler =
	(SELECT Zaehler + 1 FROM Nummern
		WHERE Bezeichnung = 'KnotentypId')
WHERE Bezeichnung = 'KnotentypId';

Diese Anweisung erhöht in der Tabelle ,,Nummern'' den Wert für die Knotentypidentifikatoren um eins. Dieser Wert wird später als Identifikator für den neuen Knoten benutzt.

INSERT INTO Knotentyp (KnotentypId) VALUES (0);

In der Tabelle der Knotentypen wird eine neue Zeile erzeugt. Dabei wird der Knotentypidentifikator mit dem Wert null⁷ vorbelegt.

UPDATE Knotentyp SET (Erstellungsdatum, Autor) =
	(SELECT SYSDATE, USER FROM DUAL)
WHERE KnotentypId = 0;

Das Entstehungsdatum und der Autor des Knotentyps werden ermittelt und bei dem Knotentyp, der mit dem Identifikator null gekennzeichnet ist, eingetragen.

UPDATE Knotentyp SET		Titel = Typname,
		Beschreibung = Typbeschreibung
WHERE KnotentypId = 0;

Typname und die Beschreibung aus der Parameterliste werden bei dem neuen Knotentyp eingetragen.

UPDATE Knotentyp SET		KnotentypId =
		(SELECT Zaehler FROM Nummern
		WHERE Bezeichnung = 'KnotentypId')
WHERE KnotentypId = 0;

Der anfangs festgelegte Identifikator wird aus der Tabelle ,,Nummern'' ermittelt und als Knotentypidentifikator eingetragen.

6.3.2  Erzeuge Knoten

In der Tabelle der Knoten wird eine neue Zeile eingefügt, die mit dem Knotenidentifikator null angesprochen werden kann.

INSERT INTO Knoten (KnotenId) VALUES (0);

Das Erstellungsdatum und der Autor werden ermittelt und in der Tabelle der Knotenbeschreibungen eingtragen.

UPDATE Knoten SET (Erstellungsdatum, Autor) =
	(SELECT SYSDATE, USER FROM DUAL)
WHERE KnotenId = 0;

UPDATE Knoten SET Knotentyp = KnotentypId

WHERE KnotenId = 0;

Die Typdefinition für den neuen Knoten wird aus den Parametern übernommen.

UPDATE Knoten SET KnotenId =
	(SELECT Zaehler FROM Nummern
		WHERE Bezeichnung = 'KnotenId')
WHERE KnotenId = 0;

Der Identifikator, der mit Hilfe der Tabelle ,,Nummern'' ermittelt wurde, wird für den neuen Knoten eingetragen.

INSERT INTO Knoten_Att_Num (		KnotenAttributId,
		Wert,
		Erstellungsdatum,
		Autor)
	SELECT KnotenattributId,
		Wert,
		Erstellungsdatum,
		Autor
	FROM Knotentypen
WHERE KnotentypId = KnotentypId;

Diese SQL-Anweisung fügt in die Tabelle der numerischen Knotenattribute alle Attributidentifikatoren und Werte ein, die durch den Knotentyp festgelegt sind. Mit dieser Funktion werden Entstehungsdatum und Autoren der Werte ebenfalls aus der Knotentypdefinition übernommen. Die KnotenId der Eintragungen ist zunächst noch ,,NULL'', d.h nicht belegt.

Anschließend wird der Knotenidentifikator auf den in der Hilfstabelle ,,Nummern'' festgelegten Wert gesetzt.

UPDATE Knoten_Att_Num SET KnotenId =
	(SELECT Zaehler FROM Nummern
	WHERE Bezeichnung = 'KnotenId')
WHERE KnotenId = NULL;

Für die textuellen Attribute werden die Anweisungen analog benutzt.
Die Verwendung von Variablen erfordert Funktionen, die teilweise auf SQL-Ebene nicht durchführbar sind, daher werden sie hier nicht aufgeführt.

6.3.3  Definiere zulässigen Zielknotentyp

Soll überprüft werden, ob die angegebenen Parameter, Linktyp und Knotentyp existieren, lautet die SQL-Anweisung:

INSERT INTO Zul_Zieltypen (LinktypId, KnotentypId)
	SELECT LinktypId, Knotentypid
	FROM Linktypen, Knotentypen
	WHERE LinktypId = LinktypId
	AND KnotentypId = ZielknotentypId;

Diese zweite Variante der Eintragung erzeugt die Eintragung aus dem kartesischen Produkt aus den Tabellen der Linktypen und Knotentypen, wenn in diesem kartesischen Produkt eine Zeile vorhanden ist, die beide Parameter LinktypId und ZielknotentypId, enthält. SELECT LinktypId, Knotentypid
FROM Linktypen, Knotentypen WHERE LinktypId = LinktypId
AND KnotentypId = ZielknotentypId;
Nach der Eintragung eines zulässigen Zieltyps werden noch Erstellungsdatum und Autor in gewohnter Weise ermittelt und eingetragen.

UPDATE Zul_Zieltypen SET (Erstellungsdatum, Autor) =
	(SELECT SYSDATE, USER FROM DUAL)
WHERE Autor = NULL;

6.3.4  Etabliere Link

Der Ablauf der Etablierung eines Links erfolgt zunächst analog der Eintragung eines Knotens. Dazu wird zunächst der Zähler der Linkidentifikatoren erhöht.

UPDATE Nummern SET Zaehler =
	(SELECT Zaehler + 1 FROM Nummern
		WHERE Bezeichnung = 'LinkId')
WHERE Bezeichnung = 'LinkId';

Als nächster Schritt erfolgt ein Eintrag in die Tabelle der Links.

INSERT INTO Links (LinkId) VALUES (0);

Anschließend werden Erstellungsdatum und Autor ermittelt und eingetragen.

UPDATE Links SET (Erstellungsdatum, Autor) =
	(SELECT SYSDATE, USER FROM DUAL)
WHERE KnotentypId = 0;

Die entscheidende SQL-Anweisung dieser Funktion ist jedoch die Eintragung von Quellknotenidentifikator und Zielknotenidenitfikator.

UPDATE Links SET		Quellknoten = QuellknotenId,
		Zielknoten = ZielknotenId,
		LinktypId = LinktypId
WHERE LinkId = 0
AND (SELECT KnotentypId FROM Knoten
	WHERE KnotenId = QuellknotenId)
IN (SELECT KnotentypId FROM Zul_Quelltypen
	WHERE LinktypId = LinktypId)
AND (SELECT KnotentypId FROM Knoten
	WHERE KnotenId = ZielknotenId)
IN (SELECT KnotentypId FROM Zul_Zieltypen
	WHERE LinktypId = LinktypId);

Durch die Unübersichtlichkeit der Funktion wird sie genauer erläutert.

In der Tabelle der Links wird der Eintrag verändert, der bisher den Linkidentifikator null hat.

UPDATE Links SET		Quellknoten = QuellknotenId,
		Zielknoten = ZielknotenId,
		LinktypId = LinktypId
WHERE LinkId = 0

Zusätzlich muß der Knotentyp des Quellknotens als zulässiger Quelltyp des angegebenen Linktyps vorhanden sein. Dazu wird der Quellknotentyp aus der Tabelle der Knoten beschafft. Diese Ermittlung des Knotentyps ist nur erfolgreich, falls ein Knoten mit dem Identifikator QuellknotenId existiert.

AND (SELECT KnotentypId FROM Knoten
	WHERE KnotenId = QuellknotenId)
IN (SELECT KnotentypId FROM Zul_Quelltypen
	WHERE LinktypId = LinktypId)

Mit dem Zielknoten wird analog verfahren, d.h. sein Knotentyp wird beschafft, und es wird überprüft, ob dieser Typ in der Menge der zulässigen Zielknoten des angegeben Verbindungstyps ist.

AND (SELECT KnotentypId FROM Knoten
	WHERE KnotenId = ZielknotenId)
IN (SELECT KnotentypId FROM Zul_Zieltypen
	WHERE LinktypId = LinktypId);

Für die Eintragung wird, der zu Beginn der Funktion der erhöhte, Zähler der Linkidentifikatoren als Identifikator übernommen.

UPDATE Links SET LinkId =
	(Select Zaehler FROM Nummern
	WHERE Bezeichnung = 'LinkId')
WHERE LinkId = 0;

6.3.5  Abbildung einer HypertextMaschine auf eine beliebige Datenbank

Zur Anwendung der in diesem Abschnitt eingeführten Funktionen werden diese als SQL-Scripte abgelegt. Für eine ORACLE Datenbank werden die in den Funktionen benutzten Parameter durch ,,&1'', ..., ,,&n'' ersetzt. Diese Form erlaubt beim Aufruf einer Funktion Parameter anzugeben. Dabei wird &1 durch den ersten Parameter ersetzt usw.. Der Aufruf der Funktionen erfolgt dann aus der SQL-PLUS Umgebung heraus mit ,,START Funktionsname Parameter1 ... Parameter n''.

Chapter 7
Ausblick

Die in der Arbeit entworfene HypertextMaschine erlaubt die Strukturierung von Hypertexten, indem verschiedene Typen von Knoten und Links vordefiniert werden können. Die dafür notwendigen Funktionalitäten sowie Funktionalitäten zur Erzeugung und zur Durchwanderung von Hypertexten wurden in der Arbeit dargestellt. Die Definition von in einem Hypertext erlaubten Strukturen kann aber nur dann sinnvoll sein, wenn problemspezifische Strukturkonzepte, wie z.B. das IBIS-Konzept, für die gewünschten Anwendungen vorhanden sind.

Erweiterungsmöglichkeiten der HypertextMaschine liegen auf dem Gebiet der in Kapitel 3 skizzierten Schnittstellen zu externen Daten und Funktionen. Diese externen Daten können beispielsweise komplexe audiovisuelle Informationen sein, um dem Anwender aus dem Hypertext heraus Film- und Tonquellen anbieten zu können.

Denkbar ist eine Schnittstelle aus der HypertextMaschine heraus zu externen Datenbanken. Von einem Benutzer soll dabei nicht erwartet werden, daß er die Syntax jeder Zieldatenbank beherrscht. Die HypertextMaschine muß die Möglichkeit bieten, in Knoten Anfragen abzulegen, die bei der Aktivierung eines entsprechenden Knotens ausgeführt werden. Das Ergebnis einer solchen Anfrage könnte dann als ein neuer Knoten im Hypertext abgelegt werden.

Neben der in Kapitel 3 geforderten Möglichkeit zur Einbindung von Mails ist es auch denkbar, über die HypertextMaschine eine direkte Kommunikation mit anderen Anwendern aufzubauen.

Appendix A

A.1  Ein kleines Hypertextlexikon

[

Atom:]  ®  Knoten.

[

Bookmark:] Die Hervorhebung eines Knotens durch den Leser eines Hypertextes.

[

Browsing:] Die beiläufige Aufnahme von Informationen.

[

Fisheye View:] Darstellung eines Hypertextausschnittes, die mit zunehmender Entfernung zum aktuellen Knoten stärker abstrahiert.

[

Guided Tour:] Ein durch einen ,,Autor'' vorgegebener Pfad durch einen Hypertext.

[

Hypergraph:]  ®  Hypertext.

[

Hypertext:] Ein Menge von Informationseinheiten und Verbindungen zwischen diesen.

[

Hyperspace:]  ®  Hypertext.

[

Knoten:] Abgeschlossene Informationseinheit.

[

Lesezeichen:]  ®  Bookmark.

[

Link:] Logischer Zusammenhang zwischen den Informationseinheiten, den Knoten und Zugriffsmöglichkeiten auf die Knoten.

[

Mark:]  ®  Bookmark;  ®  Thumb Tab.

[

Navigation:] Die Auswahl der nächsten Knoten.

[

Node:]  ®  Knoten.

[

Thumb Tab:] Die Hervorhebung eines Knotens durch den Autor eines Hypertextes.

[

Unit:]  ®  Knoten.

[

Verbindung:]  ®  Link.

[

View:] Sicht auf einen Hypertext; eine Einschränkung des Hypertextes auf ein Teilnetz.

[

Web:] Netz;  ®  Hypertext.

A.2  Delinearisierung eines L^AT_EX-Dokumentes

titel tableofcontents listoffigures 
section A; Absatz 1 Abbildung 1 Absatz 2
section B; subsection C; Absatz 1 Absatz 2 subsection D; Absatz 1

tableofcontents:

das Inhaltsverzeichnis.

listoffigures:

das Abbildungsverzeichnis.

section:

ein Kapitel.

subsection:

ein Unterkapitel.

Abbildung A.0: Delinearisierung eines Dokumentes

Appendix B

B.1  Formale Funktionsdarstellung der Hypertext Abstract Machine

[

Attribut:] ein Attributname.

[

Attributindex:] Attributidentifikator.

[

Boolean:] Boole'scher Wert(Wahr oder Falsch).

[

Contents:] Inhalt eines Knotens.

[

Context:] Identifizierung für den aktuellen Graphen.

[

Demon:] Dämonen sind Funktionen die externe Ereignisse auslösen.

[

Difference:] Unterschied zwischen zwei Knoten.

[

Directory:] ein Verzeichnis.

[

Event:] Ereignis

[

Explanation:] erläuternder Text.

[

LinkIndex:] Verbindungsidentifikator.

[

Machine:] Name in einem Netzwerk.

[

NodeIndex:] Knotenidentifikator.

[

Position:] Nummer.

[

Predicate:] Zusammengefaßte Bewertung von Attributen.

[

ProjectId:] eindeutige Referenz eines Hypergraphen.

[

Protections:] Datenzugriffsrechte.

[

Time:] Datum und Uhrzeit.

[

Value:] Ausprägung eines Attributs.

[

LinkPt:] NodeIndex ×Position ×Time ×Boolean

[

t:] Time

[

Version:] Time ×Explanation

B.2  Graphenoperationen

createGraph:

Directory ×Protections \RA ProjectId ×t

destroyGraph:

ProjectId ×Directory \RA

openGraph:

ProjectId ×Machine ×Directory \RA Context

addNode:

Context ×Boolean \RA NodeIndex ×t

deleteNode:

Context ×NodeIndex \RA

addLink:

Context ×LinkPt₁ ×LinkPt₂ \RA LinkIndex ×t

copyLink:

Context ×LinkIndex ×t1 ×Boolean ×LinkPt \RA LinkIndex ×t

deleteLink:

Context ×LinkIndex \RA

linarizeGraph:

Context ×NodeIndex ×t ×Predicate₁ × Predicate₂ ×AttributIndex₁^m × Attributindxex₂ⁿ \RA (NodeIndex ×Value^m)^* ×(LinkIndex ×Valueⁿ)^*

getGraphQuery:

Context ×t ×Predicate₁ ×Predicate₂ × AttributeIndex₁^m ×AttributeIndex₂ⁿ \RA (NodeIndex ×Value^m)^* × (LinkIndex ×Valueⁿ)^*

B.3  Knotenoperationen

openNode:

NodeIndex ×t₁ ×Attributindex^m \RA Contents ×LinkPt^* ×Value^m ×t₂

modifyNode:

NodeIndex ×t ×Contents ×LinkPointer \RA

getNodeTimeStamp:

NodeIndex \RA t

changeNodeProtection:

NodeIndex ×Protections \RA

getNodeVersions:

NodeIndex \RA Version1⁺ ×Version2^*

getNodeDifferences:

NodeIndex ×t₁ ×t₂ \RA Difference^*

B.4  Linkoperationen

getToNode:

LinkIndex ×t₁ \RA NodeIndex ×t₂

getFromNode:

LinkIndex ×t₁ \RA NodeIndex ×t₂

B.5  Attributoperationen

getAttributes:

Context ×t \RA (Attribute ×AttributeIndex)^*

getAttributeValues:

Context ×AttributeIndex ×t \RA Value^*

getAttributIndex:

Context ×Attribute \RA AttributIndex

setLinkAttributValue:

LinkIndex ×AttributeIndex ×Value \RA

setNodeAttributeValue:

NodeIndex ×AttributeIndex ×Value \RA

deleteLinkAttribute:

LinkIndex ×AttributeIndex \RA

deleteNodeAttribut:

NodeIndex ×AttributeIndex \RA

getLinkAttributValue:

LinkIndex ×AttributeIndex ×t \RA

getNodeAttributValue:

NodeIndex ×AttributeIndex ×t \RA

getLinkAttributes:

LinkIndex ×t \RA

getNodeAttributes:

NodeIndex ×t \RA (Attribute × AttributeIndex ×Value)^*

B.6  Dämonoperationen

setGraphDemonValue:

Context ×Event  Demon \RA

getGraphDemons:

Context ×t \RA (Event ×Demon)^*

setNodeDemon:

NodeIndex ×Event ×Demon \RA

getNodeDemons:

NodeIndex ×t \RA (Event ×Demon)^* \RA

Appendix C

C.1  Grundfunktionen einer abstrakten HypertextMaschine

Die Syntax der Funktionen erfolgt nach dem Muster:
Funktionsname (Parameter₁, ..., Parameter_m)  ®  Ergebniswert₁, ..., Ergebniswert_n.

C.1.1  Funktionen für Knotentypen und Linktypen

• Erzeuge Knoten Typ (Typname, Typbeschreibung)  ®  KnotentypId.
• Erzeuge Link Typ (Typname, Typbeschreibung)  ®  LinktypId.
• Addiere Knotentyp Attribut (KnotentypId, KnotenattributId).
• Addiere Knotentyp (Ziel-KnotentypId, Ausgangs-KnotentypId).
• Entferne Knotentyp Attribut (KnotentypId, KnotenattributId).
• Addiere Linktyp (Ziel-LinktypId, Ausgangs-LinktypId).
• Entferne Linktyp Attribut (Link-TypId, LinkattributId).
• Setze Knotentypattribut-Standardwert (KnotentypId, KnotenattributId, Wert).
• Setze Linktypattribut-Standardwert (LinktypId, LinkattributId, Wert).
• Ermittle Knotentyp Attributmenge (KnotentypId)  ®  KnotenattributId₁, ..., KnotenattributId_l.
• Ermittle Knotentyp Standardwerte (KnotentypId, AttributId)  ®   Standardwert₁, ..., Standardwert_m.
• Ermittle Linktyp Attributmenge (LinktypId)  ®  LinkattributId₁, ..., LinkattributId_n.
• Ermittle Linktyp Standardwerte (LinktypId, AttributId)  ®   Standardwert₁, ..., Standardwert₁.
• Ändere Knotentyp Standardwert (KnotentypId, AttributId, alter Standardwert, neuer Standardwert).
• Ändere Linktyp Standardwert (LinktypId, AttributId, alter Standardwert, neuer Standardwert).

C.1.2  Funktionen für Knoten

• Erzeuge Knoten (KnotentypId)  ®  KnotenId.
• Setze Knotenattributwert (KnotenId, KnotenattributsId, Ausprägung).
• Definiere internen Text (KnotenId).
• Definiere externen Text (KnotenId).
• Definiere Datenbankanfrage (KnotenId).
• Lösche Knoteninhalt (KnotentypId).
• Ermittle Knoteninhalt (KnotenId)  ®  informationeller Knoteninhalt.
• Kopiere Knoten (KnotenId_Orginal)  ®  KnotenId_Kopie, LinkId.
• Addiere Knotenattribut (KnotenId, KnotenattributId).
• Setze Knotenattribut-Wert (KnotenId, AttributId, Wert).
• Ändere Wert (KnotenId, AttributId, alter Wert, neuer Wert).
• Ermittle Knotenattribute (KnotenId)  ®  KnotenattributId₁, ..., KnotenattributId_m.
• Ermittle Knotenattribut-Werte (KnotenId, KnotenattributId)  ®  Wert₁, ..., Wert_n.

C.1.3  Funktionen für Links

• Etabliere Link (LinktypId, AusgangsknotenId, ZielknotenId)  ®  LinkId.
• Setze Linkattributwert (LinkId, LinkattributsId, Ausprägung).
• Addiere Linkattribut (LinkId, LinkattributId).
• Setze Linkattribut-Wert (LinkId, AttributId, Wert).
• Ändere Wert (LinkId, AttributId, alter Wert, neuer Wert).
• Ermittle Linkattribute (LinkId)  ®  LinkattributId₁, ..., LinkattributId_m.
• Ermittle Linkattribut-Wert (LinkId, LinkattributId)  ®  Wert₁, ..., Wert_n.

C.1.4  Funktionen für Attribute

• Erzeuge Linkattribut (Attributname, Attributbeschreibung, Attributstyp, minimale, maximale Anzahl Ausprägungen)  ®  LinkattributsId.
• Erzeuge Knotenattribut (Attributname, Attributstyp, minimale, maximale Anzahl Ausprägungen)  ®  KnotenattributsId.
• Setze Knotenattribut-Standardwert (KnotenattributId, Wert).
• Setze Linkattribut-Standardwert (LinkattributId, Wert).
• Ändere Knotenattribut-Standardwert (KnotenattributId, Wert_alt, Wert_neu).
• Setze Linkattribut-Standardwert (LinkattributId, Wert_alt, Wert_neu).
• Ermittle Knotenattribut-Standardwert (KnotenattributId)  ®  Wert.
• Ermittle Linkattribut-Standardwert (LinkattributId)  ®  Wert.
• Setze Attributbereich (AttributId, Minimum, Maximum).
• Ändere Attributbereich (AttributId, Minimum_alt, Maximum_alt, Minimum_neu, Maximum_neu).
• Ermittle Attributbereich (AttributId)  ®  Minimum₁, Maximum₁, ..., Minimum₁, Maximum_m.
• Setze Attributwert (AttributId, Wert).
• Ändere Attributwert (AttributId, Wert_alt, Wert_neu).
• Ermittle Attributwert (AttributId)  ®  Wert₁, ..., Wert_n.

C.1.5  Funktionen zur Unterstützung des Hypertextdesigns und der Navigation

• Ermittle mögliche Verbindungstypen (Quell-KnotentypId, Ziel-KnotentypId)  ®  LinktypId₁, ..., LinktypId_l.
• Ermittle Zielknotentypen (Quell-KnotentypId, LinktypId)  ®   Ziel-KnotentypId₁, ..., Ziel-KnotentypId_m.
• Ermittle Quell-Knotentypen (Ziel-KnotentypId, LinktypId)  ®   Quell-KnotentypId₁, ..., Quell-KnotentypId_m.
• Aktiviere Knoten (KnotenId)  ®  aktueller Knoten.
• Ermittle Knotenidentifikator  ®  KnotenId.
• Ermittle ausgehende Links (KnotenId)  ®  LinkId₁, ..., LinkId_k.
• Ermittle eintreffende Links (KnotenId)  ®  LinkId₁, ..., LinkId_l.
• Verfolge Link (KnotenId, LinkId)  ®  aktueller Knoten.
• Ermittle Zielknoten (KnoteId)  ®  KnotenId₁, ..., KnotenId_m.
• Ermittle QuellKnoten (KnotenId)  ®  KnotenId₁, ..., KnotenId_n.
• Ermittle Link-Ziel (LinkId)  ®  KnotenId_Ziel.
• Ermittle Link-Quelle (LinkId)  ®  KnotenId_Quelle.
• Definiere Knoten-Filter (Knoten-AttributId, Attributwert)  ®   Knoten-FilterId.
• Entferne Knoten-Filter (Knoten-FilterId).
• Definiere Link-Filter (Link-AttributId, Attributwert)  ®  Link-FilterId.
• Entferne Knoten-Filter (Link-FilterId).
• Ermittle alle Knoten  ®  KnotenId₁, ..., KnotenId_m.
• Ermittle alle Links  ®  LinkId₁, ..., LinkId_n.
• Setze Marke (KnotenId_Quelle, Markentitel)  ®   KnotenId_{Markenkommentar}, LinkId.

Appendix D

D.1  Zusammenfassung der Relationen

[Relationenbezeichnung] (Attribut₁, ..., Attribut_n)

Dabei sind die Attribute im Sinne des Relationenmodells benutzt.

Relationen für Knotentypen und Linktypen

Knotentyp

(KnotentypId, Erstellungsdatum, Autor, Titel, Beschreibung)

Knotentyp Attribute

(KnotentypId, Erstellungsdatum, Autor, Knoten-AttributId)

Knotentyp Standardwerte textuell

(KnotentypId, Erstellungsdatum, Autor, Knoten-AttributId, Attributwert)

Linktyp

(LinktypId, Erstellungsdatum, Autor, Titel, Beschreibung)

Linktyp Attribute

(LinktypId, Erstellungsdatum, Autor, Link-AttributId)

Linktyp Variable

(LinktypId, Erstellungsdatum, Autor, Link-AttributId, Attributwert)

Zulässige Quelltypen

(LinktypId, Erstellungsdatum, Autor, KnotentypId)

Zulässige Zieltypen

(LinktypId, Erstellungsdatum, Autor, KnotentypId)

Relationen für Knoten

Knoten

(KnotenId, Erstellungsdatum, Autor, KnotentypId)

Knotenattribute numerisch

(KnotenId, Erstellungsdatum, Autor, Knoten-AttributId, Wertenummer, Ausprägung)

Knotenattribute textuell

(KnotenId, Erstellungsdatum, Autor, Knoten-AttributId, Wertenummer, Ausprägung)

Textknoten

(KnotenId, Erstellungsdatum, Autor, Text)

Relationen für Links

Link

(LinkId, Erstellungsdatum, Autor, LinktypId, Quellknoten, Zielknoten)

Linkattribute numerisch

(LinkId, Erstellungsdatum, Autor, Link-AttributId, Wertenummer, Ausprägung)

Linkattribute textuell

(LinkId, Erstellungsdatum, Autor, Link-AttributId, Wertenummer,Ausprägung)

Relationen für Attribute von Knoten und Links

Knotenattribute Definition

(KnotenattributId, Erstellungsdatum, Autor, Inhaltstyp, Titel, Beschreibung, Mindestanzahl Werte, Höchstanzahl Werte)

Linkattribute Definition

(LinkattributId, Erstellungsdatum, Autor, Inhaltstyp, Titel, Beschreibung, Mindestanzahl Werte, Höchstanzahl Werte)

Knotenattributbereiche numerisch

(KnotenattributId, Erstellungsdatum, Autor, Minimum, Maximum)

Linkattributbereiche numerisch

(LinkattributId, Erstellungsdatum, Autor, Minimum, Maximum)

Knotenattributbereiche textuell

(KnotenattributId, Erstellungsdatum, Autor, Minimum, Maximum)

Linkattributbereiche textuell

(LinkattributId, Erstellungsdatum, Autor, Minimum, Maximum)

Knotenattribut Standardwerte numerisch

(KnotenattributId, Erstellungsdatum, Autor, Standardwert)

Linkattribut Standardwerte numerisch

(LinkattributId, Erstellungsdatum, Autor, Standardwert)

Knotenattribut Standardwerte textuell

(KnotenattributId, Erstellungsdatum, Autor, Standardwert)

Linkattribut Standardwerte textuell

(LinkattributId, Erstellungsdatum, Autor, Standardwert)

Knotenattribut Variable

(KnotenattributId, Erstellungsdatum, Autor, Variable)

Linkattribut Variable

(LinkattributId, Erstellungsdatum, Autor, Variable)

Zusätzliche Relationen

Nummern

(Bezeichnung, Zähler)

Verbund von Relationen

Mögliche Verbindungen

(LinktypId, Zulässige Quelltypen (QuellknotentypId), Zulässige Zieltypen (ZielknotentypId))

Bibliography

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Hiermit versichere ich, daß ich die vorliegende Diplomarbeit selbstständig verfaßt habe und keine anderen als die von mir angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt habe.   Ulm, den 10. Januar 1992

Footnotes:

¹Eine Kopie der ,,Ebstorfer Weltkarte'' befindet sich im Lüneburger Museum und enthält auf 12m² ca. 1500 bildliche Darstellungen und kurze lateinische Texte.

² Der Begriff ,,abgeschlossen'' wird in dieser Arbeit so benutzt, daß jeder Knoten für sich noch einen informationellen Eigenwert besitzt, d.h. nicht bis auf Satzteil oder Wortebene aufgegliedert wird. Diese Anforderung ist nicht vorgegeben und wird durchaus unterschiedlich behandelt.

³Die weitere Auflösung des Textes in Sätze und diese eventuell noch in Worte ist zwar denkbar, jedoch enthalten diese kleinsten Einheiten dann keine eigenständigen Informationen mehr.

⁴Ein Teilnetz ist ein Ausschnitt aus einem Hypertext, d.h. es enthält nur einen Teil der Knoten und nur einen Teil der Links zwischen diesen.

⁵Bei der direkten Anwahl eines Knotens über seinen Identifikator wird kein Link benutzt, daher wird für diesen Fall ein vereinbartes Kennzeichen, z.B. ,,NULL'' als Linkidentifikator eingetragen.

⁶Commit Work und Rollback sind Funktionen, die von der Datenbank zur Verfügung gestellt werden.

⁷Der Wert 0 ist bei ORACLE Datenbanken zu unterscheiden von dem Begriff ,,NULL''; 0 oder null ist ein numerischer Wert, während NULL besagt: ,,Es ist kein Wert eingetragen.''