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Dipl.-Ing. Martin WeitzelTechnische Beratung für EDV
D-64380 Roßdorfwww.tbfe.de
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 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
2010-12-06 F-2
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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)
2010-12-06 F-3
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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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)
2010-12-06 F-4
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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
2010-12-06 F-5
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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
2010-12-06 F-6
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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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
2010-12-06 F-7
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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Trotz „Prozess“ ganz verschiedene Ergebnisse – wie das?
2010-12-06 F-8
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Prozess-Schritt 1
Prozess-Schritt 2
Prozess-Schritt 3
Prozess-Schritt 4
Start Artefakt 1 Artefakt 2 Artefakt … End-Ergebnis
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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
2010-12-06 F-9
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
„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) demJäger und Sammler (1)
2010-12-06 F-10
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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Wege und Orte:Sequenz-Analogien
2012-12-063
F-11Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Sommer-Quartier
Winter-Quartier
unwegsames Gelände
Fluss
Löwen
Befestigungspunkt
starrer Draht
weiche Feder
Gewicht
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Wege und Orte:Parallelitäts-Analogien
2012-12-063
F-12Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
See
sichere Siedlung
reichhaltiges Nahrungsangebot
Sumpf
Ko-bolde
R1
R2
I
Befestigungspunkt
starrer Draht
weiche Feder
Gewicht
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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
2010-12-06 F-13
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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 …
2010-12-06
F-14Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Türen wechseln ändert nichts …
… lohnt sich doch!
? !
Das „Ziegenproblem“
?
… schon so lange keine 6 mehr, die muss jetzt bald kommen!
Würfeln
0010010101010011101101000101110111010101010011010101010101111
Zufallsfolge „erfinden“
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Schallgeschwindigkeit„im täglichen Leben“
2010-12-06 F-15
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
2 km
Hund bellt sein eigenes Echo an
„Hand-Over“ beiGesprächspausen
in Dialogen
maximale Länge einer Musikzuges, in dem alle das selbe Lied spielen
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 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)
2010-12-06 F-16
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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Fakten-Abbildung: unterschiedlichmuss 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)
2010-12-06 F-17
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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
2010-12-06 F-18
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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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)
2010-12-06 F-19
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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
2010-12-06 F-20
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
To iterate is Human …… to recurse is Devine.To iterate is Human …… to recurse is Devine.
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Beispiel Systemarchitektur 1:per „Intuition“ gut oder schlecht?
2010-12-06 F-21
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Beispiel Systemarchitektur 2:Was wird hier kommuniziert?
2010-12-06 F-22
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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).
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Mechanische und elektrische Analogien: was passiert wenn …?
2010-12-06 F-23
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… man die Verbindung hier trennt?
Befestigungspunkt
starrerDraht
weicheFeder
Gewicht
starrerDrahtweiche
Feder
R1
R2
I
+
-
U
U = 12VR1, R2 = 5,1 kZ-Dioden 6,8 V
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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“
Erkenntnisse (1)
2010-12-06 F-24
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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)
2010-12-06 F-25
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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Macht bitte alles so einfach wie möglich …
… aber nicht noch einfacher!
Danke!
Fazit:
2010-12-06 F-26
Technische Beratung für EDV, Dipl.-Ing. Martin Weitzel, D-64380 Roßdorf
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