9.3.2 Modellabbildung (Strukturen)

Ausführbare Computerprogramme sind in diesem Sinne Modellbildungen, um Ideen und Konzepte zu vermitteln. Der Computer ist Medium, das durch multimediale Symbole und dynamische Symboltransformationen dem Benutzer die Bedeutungsinterpretation erleichtert. Der Entwurf und die Implementation von Software ist Modellierung durch Programmierung. Der Computer nimmt dabei die Rolle eines Erkenntniswerkzeugs ein. Softwareentwurf--die Realisierung von computerbasierten Modellen--ist nicht nur eine Frage des Programmierens im technischen Sinne, sondern auch eine Frage der Welterklärung und des Weltverständnisses.

Die Herausforderung bei der Modellbildung mit dem Computer besteht darin, dass intuitives Wissen unabdingbar explizit gemacht werden muss. Die Kodierung eines Modells in einer formalen Beschreibung umfasst die Definition der Symbolrepräsentationen, der Beziehungen zwischen den Symbolen sowie der Operationen, die auf diese Symbole anwendbar sind. Der erste Schritt einer Modellbildung besteht deshalb in der Beantwortung folgender Fragestellungen:

• Welche beobachtbaren Eigenschaften sind essentiell?
• Wie lassen sich diese Eigenschaften in formale Beschreibungen kodieren?
• Wie gruppieren und beziehen sich diese Symbole?

Beobachtbare Artefakte müssen auf physikalisch oder strukturell fassbare Grössen abgebildet und quantifiziert werden, bevor Abstraktionen und Metastrukturen darauf aufsetzend realiserbar sind. Die Modellabbildung umfasst:

• Eigenschaftsbeschreibungen (numerische Werte, Deskriptoren, textuelle Aussagen)
• Strukturen (Schichten, Hierarchien, Mengen, Netze, ...)
• Abhängigkeiten, Wechselwirkungen und Flüsse (Stoffe, Informationen, ...)