% Studienarbeit von Andreas Boesch
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% Universitaet Hamburg
% Fachbereich Informatik
% Arbeitsbereich DBIS
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% Kapitel: Einleitung und Motivation


\chapter{Einleitung und Motivation}
\label{Kap. Einleitung und Motivation}
Bildinformationen werden digital aufbereitet und gespeichert, um sie m"oglichst vielen Menschen m"oglichst schnell und individuell zug"anglich zu machen. Herk"ommliche nicht digitale Techniken sind Bildb"ande, Kataloge oder Fotosammlungen auf Karteikarten (wie beim Index zur politischen Ikonographie, siehe Abschnitt~\ref{Abs. Ist-Zustand}). Der Nachteil dieser Speicherungsformen von Bildinformationen ist, da"s die Bilder nur in einem festgelegten Kontext erscheinen und der Betrachter die Bilder nicht in beliebig viele ihm sinnvoll erscheinende Zusammenh"ange bringen kann, denn dies w"urde ein mehrfaches physisches Vorhandensein des Bildmaterials erfordern, was wiederum hohe Kosten nach sich z"oge. 

Es gilt also, das mehrfache Vorhalten von Daten zu vermeiden und stattdessen deren Zugreifbarkeit zu verbessern. Dies wird erreicht, indem Daten kontextunabh"angig gespeichert werden und der (individuelle) Kontext durch Verweise auf die Daten, aber nicht durch die physische Anordnung der Daten selbst entsteht. 

\section{Der Index zur politischen Ikonographie}
\label{Abs. Ist-Zustand}

Die politische Ikonographie untersucht politische Botschaften bildlicher Darstellungen und geht dabei von der Annahme aus, da"s sich die politische Wirkung vergangener und gegenw"artiger Machthaber nicht nur in Akten und Vertr"agen niederschl"agt, sondern in Zeremonien, Geb"auden, Denkm"alern, Medaillen und eben Bildern \cite{Wa93}.
Der Index zur politischen Ikonograhie ist eine Sammlung von ca. 200.000 Photographien und Abbildungen, die auf Karten im Postkartenformat aufgeklebt und nach etwa einhundert Hauptstichworten geordnet sind. So sind z. B. unter dem Stichwort \e{Frieden} 1300 Bildkarten versammelt, die wiederum Unterstichworten zugeordnet sind, so etwa 400 Bildkarten dem Unterstichwort \e{Allegorien} und 300 Bildkarten dem Unterstichwort \e{Friedensschl"usse}. Das Zugriffskriterium auf die Bildkarten ist allein der aus Haupt- und Unterstichworten bestehende Index. Ein Problem, das sich im Laufe der Arbeit mit dem Index ergeben hat, ist, da"s eine Bildkarte oft mehreren Stichworten zugeordnet werden k"onnte, man jedoch nur ein Exemplar hat. Umgangen wird dieser Mi"sstand mit Hilfe von Kopien der jeweiligen Karten. Auf diesen Kopien wird vermerkt, wo sich die jeweilige Originalbildkarte befindet. Eine weitere Unzul"anglichkeit ist das Fehlen sekund"arer Indizes.
Ein rechnergest"utzter Bildindex, der die Bild- und Textdaten digital abspeichert, k"onnte die vorgestellten Probleme l"osen sowie die Arbeit mit dem Index wesentlich erleichtern und beschleunigen.


\section{Zielsetzung und Aufbau der Arbeit}
\label{Abs. Zielsetzung}

Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine Software f"ur den Index zur politischen Ikonographie, die die in Abschnitt~\ref{Abs. Ist-Zustand} beschriebenen Probleme l"ost. 

Eine Software basiert in jedem Fall auf einem genauen Verst"andnis des zu l"osenden Problems. Um dieses Verst"andnis zu erlangen, ist es n"otig, eine genaue  Analyse der Anwendungsdom"ane durchzuf"uhren. Das Analysedokument ist in enger Zusammenarbeit mit Fachleuten aus der Anwendungsdom"ane zu erarbeiten, da bei ungenauer oder unvollst"andiger Analyse die gew"unschte Funktionalit"at der Software nicht erreicht werden kann. Die Analyse des Index zur politischen Ikonographie wurde mit Hilfe der \e{Object Modeling Technique} nach \cite{R*91} und dem darauf basierenden CASE\footnote{Computer Aided Software Engineering}-Werkzeug \pn{Software through Pictures / Object Modeling Technique} (StP OMT) durchgef"uhrt (siehe Kapitel~\ref{Kap. OMT}). OMT erm"oglicht es, einen Teilbereich der realen Welt so objektorientiert zu modellieren, da"s das Modell
\begin{itemize} 
	\item verst"andlich ist,
	\item die Anforderungen an das System widerspiegelt,
	\item als Basis f"ur die Abstimmung zwischen Anwender und Softwareentwickler dient.
\end{itemize}

Im Laufe der Arbeit mit den Kunsthistorikern hat sich gezeigt, da"s die Verst"andigung zwischen Softwareentwickler und sp"ateren Anwendern nur bis zu einem gewissen Grad mit Hilfe von Beschreibungen bzw. Objektdiagrammen sinnvoll ist. Gerade bei den Anwendern tritt relativ schnell eine Erm"udung ein, da f"ur sie das Arbeitsgebiet, das sie dem Softwareentwickler nahebringen m"ussen, selbstverst"andlich ist und sie sich ihres impliziten Wissens dar"uber nicht bewu"st sind. Ohne dieses Wissen aber hat der Softwareentwickler Schwierigkeiten, sich in die Probleme der Anwender hineinzudenken. Um diese Kommunikationsprobleme zu beseitigen und den Kunsthistorikern eine erste Idee eines computergest"utzten Index zur politischen Ikonographie zu geben, lag es nahe, einen Prototypen der Software zu entwickeln. 

Nach \cite{B*84} und \cite{Gr88} werden in der Softwareentwicklung zwei Arten von Prototypen unterschieden:

\begin{description}
\item [Horizontaler Prototyp:]\hspace{.1cm}
Bei einem \e{horizontalen} Protoyp sind alle sichtbaren Teile der Benutzerschnittstelle eines neuen Computersystems implementiert, d.h. es k"onnen Bildschirmdialoge simuliert werden, ohne tats"achlich Daten zu berechnen.
\end{description}

\begin{description}
\item [Vertikaler Prototyp:]\hspace{.1cm}
Bei einem \e{vertikalen} Protoyp sind einige der Systemfunktionen in ihrer beabsichtigten endg"ultigen Form implementiert, so da"s eine in der Realit"at vorkommende Arbeitsaufgabe bearbeitet werden kann.
\end{description}

Es wurde ein vertikaler Prototyp implementiert, um den sp"ateren Anwendern schon fr"uh eine Vorstellung von der Funktionsweise der Software zu geben, da diese bis zu diesem Zeitpunkt au"ser mit einem Textverarbeitungsprogramm unter dem Betriebssystem {\msdos} noch nie mit Rechnern gearbeitet hatten. Der Protoyp besteht aus folgenden Komponenten:
\begin{itemize}
\item Datenverwaltung
\item Applikationsalgorithmen
\item Benutzerschnittstelle
\end{itemize}
Diese Aufteilung wurde vorgenommen, um die Komplexit"at des Problems zu reduzieren. Au"serdem ist es so m"oglich, einzelne Komponenten (wie z.B. die Benuzerschnittstelle) zu ersetzen ohne gro"se Ver"anderungen an den anderen Teill"osungen vorzunehmen. 

Kapitel~\ref{Kap. Datenbank} beschreibt die Datenverwaltung des Prototypen f"ur den Index zur politischen Ikonographie. Zuerst wird die Abbildung des bei der Analyse entstandenen OMT-Objekt\-modells auf ein relationales Datenbankschema untersucht. In den zwei weiteren Abschnitten werden mit dem Datenbankprogrammiersystem {\acc} und der {\jdb} die technischen Grundlagen der Datenverwaltung erl"autert. {\acc} wurde zur Realisierung der Datenverwaltungsebene ausgew"ahlt, da es "uber sehr einfach zu bedienende Editoren zur Erstellung von Relationen und relationalen Datenbankschemata verf"ugt. 

Bei den Applikationsalgorithmen handelt es sich im wesentlichen um Standardalgorithmen f"ur Datenbankzugriff und Bilddarstellung. Diese werden daher nicht n"aher untersucht. Da der "Ubergang von den Applikationsalgorithmen zur Benutzerschnittstelle einer Anwendung problematisch ist, wurde zur Implementierung dieser Komponenten die Programmiersprache {\vb} gew"ahlt. Bei {\vb} handelt es sich um eine Sprache der vierten Generation (4GL, \e{fourth generation language}), mit der sich einerseits leicht die o.g. Applikationsalgorithmen realisieren lassen und die es andererseits erm"oglicht, ohne Programmieraufwand Benutzerschnittstellen zu erzeugen (siehe Kapitel~\ref{Kap. Benutzerschnittstelle}).    

Die Erfahrungen im Umgang mit OMT, dem Datenbankprogrammiersystem {\acc} und der Programmiersprache {\vb} und eine kritische Abschlu"sbewertung meiner Arbeit mit Vorschl"agen zu weitergehenden Verbesserungen des Prototypen und m"oglichen Anschlu"sarbeiten sind die Bestandteile des abschlie"senden Kapitels~\ref{Kap. Zusammenfassung und Ausblick}.

