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

Komplexität 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. Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Eine notwendige Unterscheidung (1) 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!!! Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Eine notwendige Unterscheidung (2) 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 ? Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Komplexität in „Handlungs“-Aufgaben 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 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Komplexität in „Denk“-Aufgaben 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 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Vorausplanung von „Denk“-Aufgaben 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.) Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Trotz „Prozess“ ganz verschiedene Ergebnisse – wie das? Start Artefakt 1 Artefakt 2 Artefakt … End-Ergebnis Prozess-Schritt 1 Prozess-Schritt 2 Prozess-Schritt 3 Prozess-Schritt 4 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Intermezzo 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. Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Was zu Verstehen nützt(e) dem Jäger und Sammler (1) „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 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Wege und Orte: Sequenz-Analogien Sommer-Quartier Winter-Quartier unwegsames Gelände Fluss Löwen Befestigungspunkt starrer Draht weiche Feder Gewicht Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2012-12-063

Wege und Orte: Parallelitäts-Analogien See sichere Siedlung reichhaltiges Nahrungsangebot Sumpf Ko- bolde Befestigungspunkt starrer Draht weiche Feder Gewicht R1 R2 I Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2012-12-063

Was zu Verstehen nützt(e) der Entwicklung von Hoch-Kulturen 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 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Die Suche nach Regelmäßigkeiten (und solchen, die es nicht gibt) ? … schon so lange keine 6 mehr, die muss jetzt bald kommen! Würfeln Potentiell nützlich wegen des „Einspar-Effekts …“ … geht oft zusammen mit Generalisierung (kommt später noch) In der Software: Unterprogramme Templates … Türen wechseln ändert nichts … … lohnt sich doch! ? ! Das „Ziegenproblem“ 0010010101010011101101000101110111010101010011010101010101111 Zufallsfolge „erfinden“ Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Schallgeschwindigkeit „im täglichen Leben“ „Hand-Over“ bei Gesprächspausen in Dialogen 2 km Hund bellt sein eigenes Echo an maximale Länge einer Musikzuges, in dem alle das selbe Lied spielen Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Was sonst nützt(e) dem Jäger, Sammler und Kulturmenschen (1) 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“ Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Was sonst nützt(e) dem Jäger, Sammler und Kulturmenschen (2) 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! Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Kommunikation und Sprache 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?) Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Verallgemeinerung und Rekursion (vermutlich nicht nur Sprache) 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 Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Verallgemeinerung und Rekursion versus „“Wege und Orte Hierarchiebildung Vom jeweiligen Oberbegriff aus gesehen: Parallelität (Alternative Spezialisierungen) Anwendung über mehrere Ebenen: Sequenz (zu-/abnehmende Spezialisierungen) Akzeptanz der „unendlichen Fortsetzbarkeit“ Woher …? To iterate is Human … … to recurse is Devine. Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Beispiel Systemarchitektur 1: per „Intuition“ gut oder schlecht? Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Beispiel Systemarchitektur 2: Was wird hier kommuniziert? 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). A B F E D C Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Mechanische und elektrische Analogien: was passiert wenn …? Befestigungspunkt starrer Draht weiche Feder Gewicht R1 R2 I + - U U = 12V R1, R2 = 5,1 k Z-Dioden 6,8 V … man die Verbindung hier trennt? Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Erkenntnisse (1) Unser „intuitives Urteil“ basiert oft auf (Un)-Fähigkeiten, die für uns schon vor 50.000 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“ Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Erkenntnisse (2) 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). Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06

Danke! Macht bitte alles so einfach wie möglich … Fazit: Macht bitte alles so einfach wie möglich … … aber nicht noch einfacher! Danke! Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf 2010-12-06