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Silver-Bullet Dipl.-Ing. Martin Weitzel Technische Beratung für EDV D-64380 Roßdorf www.tbfe.de.

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1 Silver-Bullet Dipl.-Ing. Martin Weitzel Technische Beratung für EDV D Roßdorf

2 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Welche Aufgaben empfinden wir als komplex? Wenn wir etwas nicht so nebenbei erledigen können, also ohne groß darüber nachzudenken Wenn eine Änderung an einer Stelle Auswirkungen an einer ganz anderer Stelle hat, und wir das nicht vorhergesehen haben. Wenn es keine Schritt für Schritt-Anleitung gibt, die wir einfach nur befolgen müssen, um zum Ziel zu kommen. Wenn etwas, das wir in einer Stunde zu erledigen wollten, auch nach zwei Tagen nicht geschafft ist. Komplexität F-2 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

3 Komplexität in Handlungs-Aufgaben Erfordert Hintergrundwissen und/oder Erfahrung z.B. optimale Abfolge von Einzelschritten Fingerfertigkeit Beispiele Zusammenbauen eines Uhrwerks Autofahren Lässt sich lernen und trainieren Wiederholen, wiederholen … inkl. Scheitern!!! Eine notwendige Unterscheidung (1) F-3 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

4 Komplexität in Denk-Aufgaben Erfordert Hintergrundwissen und/oder Erfahrung z.B. Kenntnis der Irrwege (mitunter auch unbewusst) Beispiele Sudoku lösen, Schach spielen … Entwickeln von Software !!! Lässt sich lernen und trainieren Wiederholen, wiederholen … Software: Scheitern = Versagen ? Eine notwendige Unterscheidung (2) F-4 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

5 Bei gelegentlicher Ausführung Wir müssen uns darauf konzentrieren Wir wollen nicht gestört werden Wir empfinden einen festen Plan als hilfreich Bei häufig wiederholter Ausführung Erfordert (oft) sehr viel weniger Konzentration Störungen können (teilweise) kompensiert werden Vorausplanung gibt dennoch Sicherheit Beispiel: Checklisten Komplexität in Handlungs-Aufgaben F-5 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

6 Bei gelegentlicher Ausführung Wir müssen uns darauf konzentrieren Wir wollen nicht gestört werden Wir empfinden einen festen Plan als hilfreich Bei häufig wiederholter Ausführung entfällt oft, da Software-Entwicklung einen hohen Grad an Wiederverwendung angestrebt. wenn es anfällt, dann i.d.R. für eine ähnliche aber nicht ganz die gleiche Denk-Aufgabe Komplexität in Denk-Aufgaben F-6 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

7 Bedeutet typischerweise eine Reihenfolge von Schritten festzulegen geben aber keinerlei Hilfestellung bei Entscheidungen die Erfahrung erfordern Prozesse zur Software-Entwicklung sollen hier nicht generell in Frage gestellt werden, haben oft aber einen deutlich begrenzten Wert. (Mein persönlicher Eindruck: Der Nutzen schemahafter Vorgehensweisen in der Software- Entwicklung wird um so mehr überschätzt, je weniger die für die Einführung Verantwortlichen selbst Software-Entwickler sind und um die Schwierigkeiten der ständigen Entscheidungsfindung wissen.) Vorausplanung von Denk-Aufgaben F-7 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

8 Trotz Prozess ganz verschiedene Ergebnisse – wie das? F-8 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Prozess- Schritt 1 Prozess- Schritt 2 Prozess- Schritt 3 Prozess- Schritt 4 Start Artefakt 1Artefakt 2Artefakt … End-Ergebnis

9 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Wie schafft es der Mensch – in vielen tausend Jahren seiner Evolution für ein Leben als Jäger und Sammler optimiert – in einer komplex technisierten Umwelt zu (über-) leben? Die technisierte Umwelt ist nicht ganz zufällig entstanden, der Mensch hat sie vielmehr so geschaffen, dass seine Defizite ausgeglichen werden. Aber: unsere Gehirnstrukturen und inklusive Fähigkeiten zur Problemlösung entsprechen nach wie vor der Jäger und Sammler-Optimierung. Intermezzo F-9 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

10 Wege und Orte: essenziell / teils angeboren Es sichert das unmittelbares Überleben, z.B. alternative Fluchtwege bei Bedrohungen Es hilft bei der Nahrungsbeschaffung z.B. ein Beutetiere effektiv einkesseln Als Analogon ist es hilfreich beim Verständnis anderer (z.B. mechanischer) Zusammenhänge Was zu Verstehen nützt(e) dem Jäger und Sammler (1) F-10 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

11 Wege und Orte: Sequenz-Analogien F-11 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Sommer-Quartier Winter-Quartier unwegsames Gelände Fluss Löwen Befestigungspunkt starrer Draht weiche Feder Gewicht

12 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Wege und Orte: Parallelitäts-Analogien F-12 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf See sichere Siedlung reichhaltiges Nahrungsangebot Sumpf Ko- bolde R1R2 I Befestigungspunkt starrer Draht weiche Feder Gewicht

13 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Ablauf der Zeit: von unterschiedlicher Relevanz Das Erkennen von Regelmäßigkeiten war wichtiger als das einer echten Zufallsverteilung Verlauf der Jahreszeiten generell Wiederkehrende Katastrophen Schallgeschwindigkeit: bekannt aber nicht relevant Lichtgeschwindigkeit: irrelevant (Relativitätstheorie ist nicht intuitiv) Funktioniert (vermutlich) über Orts-Analogien Was zu Verstehen nützt(e) der Entwicklung von Hoch-Kulturen F-13 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

14 Die Suche nach Regelmäßigkeiten (und solchen, die es nicht gibt) Potentiell nützlich wegen des Einspar-Effekts … … geht oft zusammen mit Generalisierung (kommt später noch) In der Software: Unterprogramme Templates … F-14 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Türen wechseln ändert nichts … … lohnt sich doch! ?! Das Ziegenproblem ? … schon so lange keine 6 mehr, die muss jetzt bald kommen! Würfeln Zufallsfolge erfinden

15 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Schallgeschwindigkeit im täglichen Leben F-15 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf 2 km Hund bellt sein eigenes Echo an Hand-Over bei Gesprächspausen in Dialogen maximale Länge einer Musikzuges, in dem alle das selbe Lied spielen

16 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Muster-Vervollständigung: hoch und angeboren die hinter Blättern (teilweise) versteckten Früchte oder der (teilweise) versteckte Säbelzahntiger und heute: Suchbilder, Kreuzworträtsel, Krimis … Vorsicht: Suchtgefahr Ähnlichkeit zur Suche nach Regelmäßigkeiten Vermutlich nutzten in unserer Entwicklungsgeschichte False Positives mehr als sie geschadet haben Begeisterung für Verschwörungstheorien Was sonst nützt(e) dem Jäger, Sammler und Kulturmenschen (1) F-16 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

17 Fakten-Abbildung: unterschiedlich muss erlernt (trainiert) werden Gesichter von Freund und Feind … Essbarer und nicht essbarer Pilz … und heute: TV-Quiz, Engagement an der Börse … Sehr nützlich, auch für Software-Entwicklung z.B. globale Variablen sind eher schlecht, oder State-Machines finde ich sehr übersichtlich Aber Gefahr: Vernachlässigung des Kontextes! Was sonst nützt(e) dem Jäger, Sammler und Kulturmenschen (2) F-17 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

18 Gesprochene Sprache: erlaubt den Gehirn zu Gehirn-Transport nahezu beliebig komplexer Sachverhalte Erfahrungen, Zusammenhänge, Ideen, Verhaltensanweisungen, Pläne Geschriebene Sprache. überwindet zusätzlich Raum (zumindest bis zur Erfindung des Telefons) und Zeit (aber wie lange: Granittafeln vs. Memory-Stick?) Kommunikation und Sprache F-18 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

19 Generalisierung (Fähigkeit dazu angeboren?) Vereinfachung durch Zusammenfassung bringt mitunter einen Erkenntnisgewinn … … kann aber auch in die Irre leiten funktioniert über mehrere Stufen hinweg Rekursion (5..7 Ebenen in Sprache angeboren) Sprache: Formulieren und Verstehen geschachtelter Nebensätze Mathematik: Beweis durch vollständige Induktion Verallgemeinerung und Rekursion (vermutlich nicht nur Sprache) F-19 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

20 Hierarchiebildung Vom jeweiligen Oberbegriff aus gesehen: Parallelität (Alternative Spezialisierungen) Anwendung über mehrere Ebenen: Sequenz (zu-/abnehmende Spezialisierungen) Akzeptanz der unendlichen Fortsetzbarkeit Woher …? Verallgemeinerung und Rekursion versus Wege und Orte F-20 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf To iterate is Human … … to recurse is Devine. To iterate is Human … … to recurse is Devine.

21 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Beispiel Systemarchitektur 1: per Intuition gut oder schlecht? F-21 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

22 Beispiel Systemarchitektur 2: Was wird hier kommuniziert? F-22 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf A B F E D C Grundsätzlich steht es jeder Komponente (A bis F) frei mit jeder anderen Komponente in Kontakt zu treten; die entsprechenden Verbindungen können in beiden Richtungen genutzt werden. Die wesentlichen Ausnahmen sind: Es gibt keine direkte Verbindung A-E. Die Verbindung B-D kann nur in einer Richtung genutzt werden (von B nach D, nicht umgekehrt).

23 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Mechanische und elektrische Analogien: was passiert wenn …? F-23 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf … man die Verbindung hier trennt? Befestigungspunkt starrer Draht weiche Feder Gewicht starrer Draht weiche Feder R1 R2 I + - U U = 12V R1, R2 = 5,1 k Z-Dioden 6,8 V

24 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf Unser intuitives Urteil basiert oft auf (Un)-Fähigkeiten, die für uns schon vor Jahren als Jäger und Sammler (k)einen Nutzen hatten, z.B. Wege und Orte (vermutlich angeboren) Mustervervollständigung (angeboren und erlernt) Fakten-Abbildungen (überwiegend erlernt) Erkennen von Regelmäßigkeiten und Zufällen kann hilfreich sein, wenn die Analogie passt Erkenntnisse (1) F-24 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

25 Um Komplexität zu meistern verwenden wir (u.a.) Generalisierungen und akzeptieren das Prinzip unendlicher Rekursion, Das Zulassen unendlicher Rekursion ist wahrscheinlich direkt in unsere Hirnarchitektur zu Denk- und Ausdrucks-Fähigkeiten verankert hat(te) daher für die Art Mensch anscheinend einen deutlichen Überlebenswert bzw. -Vorsprung eine Limitierung existiert – aber nur in realen Gehirn-Ausprägung (Kurzzeitgedächtnis). Erkenntnisse (2) F-25 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf

26 Macht bitte alles so einfach wie möglich … … aber nicht noch einfacher! Danke! Fazit: F-26 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D Roßdorf


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