UNI-INFO

Wissenschaft und Forschung

• Mutation, Kombination und Selektion

Oldenburger Doktorand "züchtet" optimierte Prozessor-Netzwerke für den Bau von Parallelrechnern
• "Häufig besser als der Ruf"

Kooperationsstelle untersucht Umweltschutz in Chemie-Betrieben in der Region
• Frontallappen immer noch ein Rätsel

Workshop des Hanse-Wissenschaftskollegs / Nutzen der Forschung auch für Rehabilitation nach Hirnschäden
• Der Prüfungsangst begegnen

Psychosoziale Beratungsstelle bietet Kurs zum Umgang mit Examensstreß an
• Erstmals Tag der Physik
• Informatik-Projekt bewilligt

Mutation, Kombination und Selektion

Oldenburger Doktorand "züchtet" optimierte Prozessor-Netzwerke für den Bau von Parallelrechnern

Ein Verfahren, das die gegenwärtigen Bauweisen von Hoch- und Höchstleistungscomputern durch verbesserte Vernetzung der einzelnen Prozessoren revolutionieren könnte, hat der Informatiker Dr. Michael Sampels in seiner Doktorarbeit am Fachbereich Informatik der Universität Oldenburg entwickelt. In seiner Arbeit mit dem, wie er einräumt, auf den ersten Blick recht abschreckenden Titel "Algebraische Konstruktion von Verbindungsnetzwerken"* beschreibt der erst 29jährige Sampels Rechnerarchitekturen, die den bisher verwendeten weit überlegen sind.

Die praktische Bedeutung von Sampels' Ergebnissen beruht darauf, daß die Leistungsfähigkeit eines modernen Hochleistungsrechners stark von der Art der Vernetzung seiner Prozessoren, dem Verbindungsnetzwerk, abhängt. Parallelrechner, wie sie z.B. für die Wettervorhersage benutzt werden, arbeiten nicht wie PCs mit einem, sondern parallel mit bis zu 30.000 Prozessoren, die sich die Rechenarbeit untereinander teilen und deshalb miteinander kommunizieren müssen. Damit jeder Prozessor mit jedem anderen kommunizieren kann, sind sie über ein Netzwerk zusammengeschlossen.

Sampels ist es gelungen, einen neuen Ansatz für die Konstruktion solcher Prozessornetzwerke zu entwickeln: Er kombiniert eine mathematische Darstellungsmethode der Graphentheorie für die verwendeten Netzwerke, sogenannte Cayley-Graphen, mit einer auf der Evolutionstheorie basierenden Optimierungsmethode, den "genetischen Algorithmen". Nach Darwin paßt sich durch das Prinzip "survival of the fittest" eine Spezies im Laufe der Generationen immer besser an ihre Umweltbedingungen an. Sampels benutzt dieses Prinzip, um seine Cayley-Graphen und damit seine Netzwerke zu optimieren: Er beginnt mit einer zufälligen Start"population" von Graphen, kombiniert diese Graphen miteinander, so daß eine neue Graphen-"Generation" entsteht, und wählt davon die besten aus. Diese benutzt er als neue Startpopulation und wiederholt den Vorgang sooft, bis sich keine weiteren Verbesserungen mehr ergeben. Außerdem benutzt er "Mutationen", zufällige Veränderungen, um zu neuen Graphen zu kommen. Qualitätskriterien für die Auswahl der besten Graphen sind dabei verbesserte Kommunikationseigenschaften der entsprechenden Netzwerke.

Mit diesem Verfahren fand Sampels zahlreiche Graphen, die hinsichtlich der untersuchten theoretischen Größen Verbesserungen bisheriger Resultate aus der Graphentheorie darstellten. In Simulationsexperimenten stellte sich überdies heraus, daß sich wesentliche Verbesserungen gegenüber den in der Konstruktion von Parallelcomputern bisher üblichen "Torus"- und "Hypercube"-Architekturen nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis ergeben.

 EineArbeitsgruppe in Los Alamos (USA) hat Sampels' Ideen bereits aufgegriffen und erprobt sie gegenwärtig in einem Hardware-Experiment. Ergebnisse stehen jedoch noch aus. Auch Sampels beschäftigt sich weiter mit dem Thema, seit seiner Promotion allerdings nicht mehr an der Universität Oldenburg, sondern an der Universität-GH Essen, wo er als Assistent am dortigen Fachbereich Informatik tätig ist.

Sampels hat an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen Mathematik und Informatik studiert und anschließend in Oldenburg in der Abteilung Programmiersprachen und -systeme des Fachbereichs Informatik bei Prof. Dr. Michael Sonnenschein mit Auszeichnung promoviert. Seine berufliche Zukunft sieht Samples im Wissenschaftsbereich. Erst im November wurde Sampels mit dem mit 5.000 Mark dotierten Gerhard-Wachsmann-Preis der Universitätsgesellschaft Oldenburg ausgezeichnet, der jährlich für eine wissenschaftliche Arbeit an der Universität vergeben wird (s. Uni-Info 9/98). Bereits 1996 hatte die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik ihn für eine Veröffentlichung mit dem Titel "Cayley Graphs as Interconnection Networks: A Case Study" Sampels einen mit 500 Mark dotierten "Best Paper Award" verliehen.

* Michael Sampels, Algebraische Konstruktion von Verbindungsnetzwerken, 208 Seiten, Preis 79 Mark, Logos Verlag Berlin, ISBN 3-89722-051-2

"Häufig besser als der Ruf"

Kooperationsstelle untersucht Umweltschutz in Chemie-Betrieben in der Region

Kleine und mittlere Chemieunternehmen der Region Weser-Ems sind im betrieblichen Umweltschutz häufig besser als ihr Ruf. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Kooperationsstelle Hochschule – Gewerkschaften an der Universität Oldenburg, in der das Umweltschutzverhalten von sechs Betrieben im Weser-Ems-Raum untersucht wurde. Gefördert wurde das Projekt von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt.

 Mehr als ein Jahr lang haben die ProjektmitarbeiterInnen Susanne König und Torsten Groth unter der Leitung von Dr. Thea Dückert, bislang Leiterin der Kooperationsstelle Hochschule-Gewerkschaften und jetzt Mitglied des Bundestages, zahlreiche Gespräche mit Funktionsträgern der Unternehmen, mit Beschäftigten und Betriebsräten sowie den Aufsichtsbehörden geführt. Dabei ging es vor allem darum, herauszufinden, inwiefern die Beschäftigten von veränderten ökologischen Maßgaben betroffen sind und welche Faktoren den betrieblichen Umweltschutz fördern oder hemmen.

Wie in der Studie festgestellt wurde, ist die Beachtung der gesetzlichen Auflagen für die untersuchten Betriebe in der Region eine Selbstverständlichkeit - Grenzwerte werden nicht nur eingehalten, sondern oft unterschritten. Jedoch können hoher Produktionsdruck, niedrige Personaldecke und ein überlastetes Management weitere Fortschritte im Umweltschutz der Betriebe behindern. Um notwendige Schulungen für den betrieblichen Umweltschutz durchzuführen, fehlt es, laut Studie, oft an Zeit oder an geeignetem Personal. Auch der Informationsfluß über geplante Umweltschutzmaßnahmen ist vor allem in Mehrschichtbetrieben nicht immer durchgängig.

 Diese betriebsspezifischen Probleme wurden bei zwei Workshops der Kooperationsstelle mit Vertretern der sechs untersuchten Unternehmen erörtert. Abseits der betrieblichen Arbeitsatmosphäre diskutierten Betriebsräte, Umweltschutzbeauftragte und Managementvertreter über Lösungsmöglichkeiten. Dabei wurden viele Anregungen zur Motivation und Beteiligung der Beschäftigten am betrieblichen Umweltschutz zwischen den Betrieben ausgetauscht.

Frontallappen immer noch ein Rätsel

Workshop des Hanse-Wissenschaftskollegs / Nutzen der Forschung auch für Rehabilitation nach Hirnschäden

Unter dem Thema "Executive Control and Frontal Lobe: Current Issues" (Exekutive Kontrollprozesse und Frontallappen: Aktuelle Probleme) stand ein internationaler Workshop des Hanse Wissenschaftskollegs (HWK) in Delmenhorst, der Anfang Dezember stattfand. Es ging darin um Fragen von Aufbau und Funktion des noch immer rätselhaftesten Teils des menschlichens Gehirns, des Frontallappens oder Stirnhirns. Der Workshop gehörte zu dem HWK-Schwerpunkt Neuro- und Kognitionswissenschaften.

Mit dem Begriff "exekutive Kontrolle" sind Gehirnprozesse gemeint, die es dem Menschen ermöglichen, seine Gedanken und sein Verhalten in einer zusammenhängenden, zielbewußten und kontextabhängigen Weise zu organisieren. Solche Prozesse sind beispielsweise dann nötig, wenn eine Handlung in einem Kontext steht, der sich nicht durch Rückgriff auf früher gelernte Verhaltensroutinen bewältigen läßt. Im menschlichen Gehirn sind diese obersten Kontrollprozesse im vorderen Teil lokalisiert, dem sogenannten Frontallappen.

 Daß dieser Hirnteil für die exekutiven Kontrollprozesse zuständig ist, zeigen vor allem PatientInnen mit Frontalhirnschäden, wie sie nach Unfällen oder Schlaganfällen auftreten. Diese Menschen haben zahlreiche Probleme im alltäglichen Leben, weil sie in hohem Maß unkonzentriert und durch alle möglichen Reize ablenkbar sind. Auch ist ihr Handeln für Außenstehende oft in unverständlicher Weise durch Sprunghaftigkeit und die Aufhebung von Hemmungen und sozialer Selbstkontrolle (Taktlosigkeit usw.) gekennzeichnet

Die beiden Leitfragen des Workshops lauteteten: Welche Teilprozesse der "exekutiven Kontrolle" gibt es? Und: Welchen Teilen des Gehirns lassen sich diese Prozesse zuordnen? In 23 Vorträgen wurden dazu neueste Forschungsergebnisse vorgestellt. Sie wurden mit hochmodernen bildgebenden Verfahren wie der Positronen-Emissionstomographie (PET) und der funktionalen Kernspintomographie gewonnen, aber auch durch Funktionsprüfungen (Ableitungen) einzelner Nervenzellen des Gehirns sowie durch neuropsychologische Tests mit hirngeschädigten PatientInnen.

 Insgesamt machte der Workshop deutlich, daß sich Untersuchungen zu höheren Hirnfunktionen inzwischen zu einem interdisziplinären und produktiven Forschungszweig entwickelt haben. Solche Forschung ist nicht nur von akademischem Interesse. So wird etwa für die Zukunft erwartet, daß Rehabilitationsmaßnahmen nach Hirnschäden von einem genaueren Verständnis exekutiver Kontrollprozesse profitieren werden.

Der Prüfungsangst begegnen

Psychosoziale Beratungsstelle bietet Kurs zum Umgang mit Examensstreß an

Panikgefühle, Lern- und Denkblockaden, psychosomatische Streßsymptome und Versagensängste, sich völlig unzureichend vorbereitet fühlen: Immer öfter kommen Studierende in die Psychosoziale Beratungsstelle (PSB), die im Examen stehen und plötzlich bemerken, daß ihnen die Situation außer Kontrolle gerät. Im Gespräch stellt sich dann meistens heraus, daß diese Situation eine längere Vorgeschichte hat: Teilweise gab es schon im Abitur oder dem Zwischenexamen Schwierigkeiten oder Versagenserlebnisse, die innerlich die Überzeugung nährten, die Belastung eines Abschlußexamens nicht durchstehen zu können.

 Manche Studierende verbinden mit dem Examen die Vorstellung, daß dort Leistungen gefordert würden, die sie mit ihrem wissenschaftlichen und lerntechnischen Rüstzeug nicht schaffen können. Spätestens im Examen würde herauskommen, befürchten sie, daß sie sich bisher mehr oder weniger nur durchgemogelt haben. Allerdings werden diese mulmigen Gefühle zumeist ignoriert und verdrängt und eine intensive Beschäftigung mit dem drohenden Examen vermieden. Nach einigen Aufschiebemanövern wird die Anmeldung zum Examen gewagt, worauf ein ziemlich unsystematischer Einstieg in die Arbeit folgt, bis dann kurz vor den Prüfungen die Angst doch übermächtig wird.

 Die Beratungsmöglichkeiten in dieser Situation sind stark eingeschränkt. Zwar wird die Prüfung mit kurzfristig eingeübten Bewältigungsstrategien in der Regel "irgendwie" gemeistert. Aber viele wirksame Methoden zum Umgang mit der Prüfungsangst lassen sich nicht vermitteln, da sie einer längeren Zeit der Aneignung und des Trainings bedürfen. Genau hier möchte die PSB mit einem neuen Angebot im Sommersemester 1999 ansetzen. Geplant ist eine semesterbegleitende mehrstündige Veranstaltung, in der wichtige Strategien zur Reduktion von Prüfungsangst vermittelt werden sollen.

 Das Projekt versteht sich als präventive Maßnahme, d.h. es werden Studierende angesprochen, die etwa in der Mitte des Studiums stehen. So können im Vorfeld der problematischen Examenszeit alte Verhaltensweisen des Lernens hinterfragt und neue entdeckt werden. Bis zum Examen bleibt genügend Raum, um das Neue durch Übung zu verinnerlichen.

 Das Projekt wird durchgeführt von der Diplom-Psychologin Bärbel Feldbusch, die dafür als ABM-Kraft des Studentenwerks für ein Jahr das MitarbeiterInnenteam der PSB ergänzt. Folgende Schwerpunkte sind geplant: Entspannungstechniken für den Umgang mit akutem Streß; Hintergrundinformationen zu Gedächtnis und Lernen; Übungen speziell zur Vorbereitung auf die Prüfungssituation; Zeitmanagement; Umgang mit Ängsten.

 Weitere Informationen im Sekretariat der PSB, Telefon 798-4400.

Erstmals Tag der Physik

Mehr als 400 SchülerInnen und Erwachsene zählte der Fachbereich Physik Anfang Dezember auf dem erstmalig veranstalteten "Tag der Physik" am naturwissenschaftlichen Standort in Wechloy. "Das allgemeinverständliche Vortragsprogamm über historische Experimente, akustische Sinnestäuschungen, aktuelle Fragen der Meeresphysik und Lasermeßtechnik bis hin zu regenerativen Energiequellen und schwarzen Löchern hat seine Wirkung nicht verfehlt und bei den Besuchern großes Interesse für physiklaische Fragestellungen geweckt", meinte der Dekan des Fachbereichs Physik, Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier, im Anschluß an die Veranstaltung. Nicht zuletzt sollte mit dem Informationstag das Interesse für ein Physikstudium in Oldenburg geweckt werden.

Informatik-Projekt bewilligt

Der Fachbereich Informatik wird im kommenden Jahr unter der Leitung von Prof. Dr. Peter Gorny ein Drittmittel-Projekt mit dem Titel "Informatik und Geschlechterdifferenz" durchführen.

 Ziel des Projekts ist, in Ergänzung zum Lehrangebot des Fachbereichs Informatik, Selbststudien-Material im Internet zum Thema "Informatik und Gesellschaft" bereitzustellen. Aus der Vielzahl der Teilgebiete des Themas wurde die Frauenforschung als Beispiel gewählt, um daran die Methodik der Umgestaltung von Lehrbuchtexten und Fernstudienbriefen in verknüpfte Hypertextdokumente zu erproben. Als Ausgangsmaterial für das Projekt dienen die Fernstudienbriefe des Deutschen Instituts für Fernstudienforschung (DIFF). Die Hypertextfassung zum Thema "Informatik und Geschlechterdifferenz" wird in Kooperation mit der Autorin des Tübinger Fernstudienbriefs, Prof. Dr. Britta Schinzel, Universität Freiburg, entwickelt.

 Das neu bewilligte Projekt ergänzt das laufende Projekt "MUSIK - Medien-unterstütztes Studium der Informatik", das die Verbesserung der Lehre durch World-Wide-Web-basiertes interaktives Lernmaterial zum Ziel hat und die Modularisierung des Informatik Studienangebots untersützen soll (www-cg-hci.informatik.uni-oldenburg.de/-musik).