Allgemeine Softwareentwicklung und zukünftige ...ivm108.informatik.htw-dresden.de/wiedem/fileadmin/Lehre/Info1/vl/I… · ab 2000 auch in den westlichen Sprachraum portiert wird

HOCHSCHULE FÜR TECHNIK UND WIRTSCHAFT DRESDEN (FH) Fachbereich Informatik/Mathematik

Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiedemann

email: [email protected]

- Vorlesungsreihe Informatik-

Allgemeine Softwareentwicklung

und zukünftige Entwicklungen

in der Informatik

Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 2

Allgemeine Softwareentwicklung

Aktueller Stand und Probleme

Softwareentwicklungsmodelle (UML)

Ausblick und zukünftige Entwicklungen

Internettechnologien überall

Web 2.0 … 4.0 - neue Geschäftsmodelle

Cloud-Computing und das Internet der Dinge

Industrie 4. 0

Zukünftige Herausforderungen und Risiken

Gliederung


Allgemeine Situation bei der Softwareentwicklung

Nach Statistiken (Quelle Gartner Group) sind im Durchschnitt:

• ca. 23 % aller Softwareprojekte erfolgreich,

• ca. 53 % aller Softwareprojekte über Budget und/oder über Zeit und

• ca. 24 % aller Softwareprojekte abgebrochen.

Hauptprobleme:

• Softwareentwicklung stark geprägt von Fehleinschätzungen bezüglich Zeitbedarf, für die Projektorganisation, Kommunikation und die Programmierdauer selbst

• im Schnitt produziert ein Programmierer im längerfristigen Durchschnitt:

10 –16 LOC (Lines of Code) pro Arbeitstag laut [Mayr 2005] für Team-geeigneten, dokumentierten, zuverlässigen, test- und wartbaren Code

• Es gilt folgende Näherungsformel für die optimale Teamgröße:

OptimaleMitarbeiterZahl = Wurzel aus ( ProjektdauerInPersonenMonaten )

Bei einem Projekt von 16 Personenmonate, wäre die optimale Teamgröße 4 Personen.

• Unter diesem Gesichtspunkten ist die Qualitätssicherung und Organisation bei der Softwareentwicklung von entscheidender Bedeutung für den Erfolg !

• Historisch entstanden verschiedene Modelle zur Organisation der Softwareentwicklung, welche nachfolgend kurz vorgestellt werden sollen ...

http://www.torsten-horn.de/techdocs/buecher.htm#Mayr-ProjektEngineering


Wichtige Software - Qualitätsmerkmale

Funktionalität

• Software muß korrekt und angemessen arbeiten

Zuverlässigkeit

• Software darf nicht so sehr versagen, dass physische oder grosse ökonomische Schäden verursacht werden.

Wartbarkeit

• Software muß anpaßbar an neue Anforderungen sein.

• Software sollte möglichst plattformunabhängig sein.

Effizienz

• Software muß ökonomischen Gebrauch von Ressourcen des unterliegenden Systems machen.

Portabilität

• Software muß möglichst auf andere Betriebssysteme und Betriebs-systemversionen übertragbar sein


Software – Qualitätsmerkmale II

Benutzerfreundlichkeit • Software muß sich nach den Bedürfnissen der Benutzer

richten.

• Die Benutzerschnittstelle muß ergonomisch sein -

Anforderungen in der Norm EN ISO 9241 geregelt Aufgabenangemessenheit

Selbstbeschreibungsfähigkeit

Steuerbarkeit

Erwartungskonformität

Fehlertoleranz

Individualisierbarkeit

Lernförderlichkeit

• Dokumentation muß in allen Detaillierungsgraden ausreichend zur Verfügung stehen.


Softwareentwicklung nach dem Wasserfallmodell

• Beim Wasserfallmodell (von etwa 1970) werden iterativ die nachfolgenden Stufen durchlaufen.

• Der wesentliche Nachteil dieses Modells ist die lineare Struktur, welche nur einfache Rücksprünge erlaubt.

• Die Benennung der einzelnen Phasen hat sich generell durchgesetzt !


Softwareentwicklung mit dem Böhmschen Spiralmodell

• statt einfacher linearer Vorgehensweise mehrfache zyklische Wiederholungen mit ansteigendem Niveau

• durch frühe Prototypen geringere Gefahr von Fehlentwicklungen


Softwareentwicklung - Extreme Programing (XP) XP ist eine agile iterative Vorgehensweise mit leichtgewichtiger Methodologie und

wenig Dokumentation und Overhead.

• User Stories: Die Anforderungen werden in User Stories erfasst. User Stories beschreiben GUIs, Funktionalitäten und Testszenarien.

• On-site Customer: Ein kompetenter Vertreter des Kunden ist während der gesamten Entwicklungszeit bei den Entwicklern anwesend (schwierig).

• Pair Programming: An den Entwicklungsrechnern sitzen jeweils zwei Entwickler und entwickeln gemeinsam.

• Testing: Vor der Entwicklung eines Moduls werden automatisierbare Testfälle (Unit Tests) programmiert.

• Simple Design: Es werden keine unnötigen Features implementiert.

• Small Releases: Es werden häufige Iterationen durchgeführt mit lauffähigen Programmen als Ergebnis, welche der Kunde begutachtet.

• Refactoring: Der Sourcecode wird eher früh restrukturiert.

• Continuous Integration: Von verschiedenen Teammitgliedern produzierter Code wird sehr häufig zusammengeführt.

• Collective Ownership: Der entwickelte Sourcecode gehört dem gesamten Team, jeder ist für jeden Code verantwortlich. Die Teams rotieren zyklisch.

• Coding Standards: Es werden Konventionen zum Aufbau des Codes erstellt, um Lesbarkeit zu erleichtern.


Softwareentwicklung mit XP

• Verfahrensweise beim Extreme Programming :

Quelle: www.extremeprogramming.org


Modellierung mit UML -Unified Modeling Language

• UML (Unified Modeling Language) ist ein Standard der OMG (http://www.omg.org/uml)

• UML ist keine Methode, sondern definiert eine Notation und Semantik zur Visualisierung, Konstruktion und Dokumentation von Modellen für die Geschäftsprozessmodellierung und für die objektorientierte Softwareentwicklung.

Um UML erfolgreich zu nutzen, ist es notwendig eine passende Methode zu entwickeln, die die UML unterstützt.

Die UML wird seit 1998 als Standard angesehen.

Entwickelt wurde die UML von Grady Boch, Ivar Jacobsen und Jim Rumbaugh von RATIONAL ROSE SOFTWARE .

Viele führende Unternehmen der Computerbranche (Microsoft, Oracle, Hewlett-Packard,...) wirkten aktiv an der Entwicklung mit und unterstützen die UML.

• Die Modellierung erfolgt mit 13 verschiedenen UML-Diagramm-typen (siehe Links)

http://www.omg.org/uml

http://www.rational.com/


Aktuelle Tendenzen und Ausblick im Webbereich

1. Browser-Technologie - „Es lebe Chrome ?"

Opensource-Browser Firefox mit großem Aufwand gestartet

Open-Source-Community konnte gegen MS IE punkten

nach Mozilla-Boom nun Googles Chrom als neuer Marktführer

immer noch latenter Browserkrieg

Aktuell neue Herausforder- ungen durch HTML 5

2. Webserver - Apache bleibt (noch?) Marktführer

sehr guter Beweis für die Qualität von Opensource-Projekten im Rahmen von kommerziellen Anwendungen (Verfügbarkeit 10* besser als IIE von MS)

Referenz-Server für alle neuen Sprachen und Projekte

starke Konkurrenz durch Ngnix (1M-Server)

Dezember 2017 / Quelle:

www.w3counter.com/globalstats.php

1. Feb. 2018 / Quelle: https://w3techs.com/technologies/overview/web_server/all


Aktuelle Tendenzen und Ausblick

3. Neue Internet-Techniken - Mehr Intelligenz und alte Schuhe im neuen Design

• XML

hat Einsatztauglichkeit prinzipiell bewiesen

teilweise Probleme mit sehr großem Overhead bei komplexen Daten (bzgl. Speicherplatz und indirekt auch wieder Parser-Aufwand)

Zunehmende Konkurrenz durch JSON und ähnliche Formate

• 2D- und 3D-Grafiken stehen mit HTML 5 nun vor dem Durchbruch (?)

nach Flaute durch Probleme mit VRML und bei Java3D (Sun hat Entwicklergruppe sehr stark abgebaut) nun starke Aussichten durch HTML 5 und WebGL

Das Canvas-Element in HTML5 könnte neuen Schwung bringen … ?

• Netzwerktechnik

sehr gute Entwicklung der Voice-over-IP-Technologie (von einfachen, kostenlosen Tools wie Skype bis hin zu Einbau von VoIP-Module in Telefonanlagen bzw. als Beistellgerät, zunehmend auch Videotelefonie -> www.vskype.com

IP6 immer noch sehr zögerlich (2013 nur 2% aller Anfragen an Google per IP6)

http://www.vskype.com/


Aktuelle Tendenzen und Ausblick 4. Neue Programmiersprachen und Paradigmen

• Probleme J2EE – Ansätze sind teilweise zu komplex PHP mit Designfehlern (aber noch deutlicher Spitzenreiter) Agile Entwicklung zunehmend …

• Die Programmiersprache Ruby - http://www.ruby-lang.org/de/

vielseitige höhere Programmiersprache durch Yukihiro Matsumoto entworfen (1995...)

ab 2000 auch in den westlichen Sprachraum portiert

wird interpretiert und unterstützt mehrere Programmierparadigmen (unter anderem Objektorientierte, Prozedurale und Funktionale Programmierung sowie Nebenläufigkeit), bietet dynamische Typisierung, Reflexion und Automatische Speicherbereinigung

• Immer neue JavaScript-Frameworks“

Der Erfolg von NodeJS bringt in der Folge immer neue JS-Frameworks hervor

siehe https://colorlib.com/wp/javascript-frameworks/

Aktueller Spitzenreiter Angular (eine Major-Version / Halbjahr !)

Vielzahl einzelner Frameworks wie React (von Facebook) D3.js (Grafikorientiert)

Neben dem bereits dargestellten MEAN-Stack sind auch sogenannte Fullstack- Frameworks von zunehmenden Interesse - Beispiel Meteor - https://www.meteor.com/ sehr große Resonanz in der Web-Community (Platz 1 auf Github)

unterstützt alle Ebenen der Webentwicklung

http://www.ruby-lang.org/de/



https://colorlib.com/wp/javascript-frameworks/



https://www.meteor.com/


Erfahrungen und Empfehlungen

5. Konfigurieren statt Programmieren !

herkömmliche Script-Programmierung ist NICHT konkurrenzfähig gegenüber moderner Desktopentwicklung mit Komponenten (Wartung / Fehlerrate sehr schlecht)

sinnvoll ist die Bereitstellung von Basiskomponenten, welche für verschiedenste Verwendungszwecke flexibel anpassbar sind

Beispiel 1 :

HTW-Entwicklung eines datenbankgestützten Formulargenerators, welcher eine Entwicklung über das Web ermöglicht - Endziel: automatische Übersetzung einer Desktopanwendung in eine adäquate Webanwendung Entwicklung als Plugin für Typo3

Datenbanktabellen (auch verknüpfte) können ohne PHP-Programmierung in verschiedenen Ansichten (Liste / Detail / Edit / Neu / Suche) flexibel konfigurierbar angezeigt werden (siehe Folgeseiten)

Beispiel 2 :

Entwicklung einer rein Javascript-basierten Browser-IDE und View für Daten im Projektseminar WS2017/18 und weiterhin laufend analoge Aufgaben auch für Diplom- und andere Abschlussarbeiten


Konfigurieren statt Programmieren mit EasyQueries


Konfigurieren statt Programmieren mit EasyQueries II

Den einzelnen DB-Tab-Spalten können spezifische Werte oder DB-Skipte zur Berechnung zugeordnet werden.


Ergebnis: Frontendansicht Forschungsdatenbank der HTWD

Konfigurieren statt Programmieren mit EasyQueries III


Aktuelle Tendenzen und Ausblick 6. Internet-Dienstleister - Das Ende der "Kostenlos-Kultur?"

Zunehmende Bereitstellung qualitativ hochwertiger Inhalte gegen Bezahlung (auch Micropayment – 0.5 Cent / Link)

Art der Bezahlung immer noch kritisch bzw. noch kein klarer Standard erkennbar

Hauptproblem: Kosten pro Transaktion sind zu hoch bei kleinen Beträgen (teilweise 10 Cent ... 1 Euro pro Transaktion ...)

Kreditkartenbezahlung immer noch Standard bei den meisten Webshops (Sicherheit nicht 100% gewährleistet -> Datendiebstahl in letzten Monaten )

Handy-basierte Bezahlfunktionen für Kleinbeträge am aussichtsreichsten (aktuelle auch mit RFID-Lösungen in SmartPhones NFC – (Near field communication)

einige Angebote bereits wieder aufgegeben (paybox.de u.ä)

Erfolg mit Netzwerkseiten -> XING ( 5 € / Monat noch akzeptabel)

Neue Erfolge durch Apps im Smartphone-Bereich

Boom der Bitcoin-Währung - noch sinnvoll als Zahlungsmittel ??? Iota u.andere Coins noch technisch unausgereift ..,

7. Kulturraum Internet ca. 85% der deutschen Bevölkerung im Netz (Stand2017 / gegenüber 50% um 2008)

starke (kaum noch nivellierbare) Unterschiede in einzelnen Bevölkerungsgruppen (Arm/reich ; Bildungsniveau, Regionen (Stadt <-> Land)

weitere Belebung durch mobile Geräte / Smartphones Quelle: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/13070/umfrage/entwicklung-der-internetnutzung-in-deutschland-seit-2001/

https://de.statista.com/statistik/daten/studie/13070/umfrage/entwicklung-der-internetnutzung-in-deutschland-seit-2001/















Aktuelle Tendenzen und Ausblick 8. Immer stärkerer Einfluß der Suchmaschinen bzw. Google

• starke Bedeutung der Suchmaschinenoptimierung (SEO) nur wer auf der 1. (oder max. 2 bis3. Suchpage landet, hat Erfolg !!!) - SEO ist ein Katz- und Mausspiel zwischen Webdeveloper und Suchmaschinen

• keine klaren Einzelparameter mehr, sondern ca. 200 Parameter bei Google

• siehe Goggle: „200 seo ranking factors“ -> http://backlinko.com/google-ranking-factors

• E-Book: The Art of SEO, 3rd Edition 2015!!! https://it-ebooks.info/book/6420/

Wichtigste Kategorien (und Einzelbeispiele mit Anzahl, * für sehr viele Optionen)

• Domaindaten (10: Name, Alter!!, Eigner (Spammer?)

• Page-level-Factors (51: Keywords*, Länge++, Updates++, Format, Fehler??)

• Site-level-Factors (17: Site Trust, Site structure, Nav?, YouTube?, Responsive?)

• Backlink Factors (47!!: Trust, Age , TLD? ( *.gov/*,edu++ )

• User Interaction (10: Bounce rate?? (User-Rückkehr zu SE,Chrome-Messungen))

• Special Algorithm Rules (16:, User Search History++, Local Searches++)

• Social Signals (11: #Tweets, Social Sites (Facebook, Google+)

• Brand Signals (11: LinkedIn-Links?, Tax-Payer-Business?, on News Sites?)

• On-Site WebSpam Factors (12: Bad Neighborhoods?, Ads?, LinkSpam?)

• Off Page Webspam Factors (13: Low Quality Links, ->Penguin Penalty)

Fazit: SEO ist sehr komplex und erlaubt eigene (neue) Geschäftsmodelle !

http://backlinko.com/google-ranking-factors






Aktuelle Tendenzen und Ausblick Neue App-Lösungsansätze : PWA von Google

Problem * bisherige App-Entwicklung für Smartphones ist aufgrund der HW/OS sehr aufwändig (IOS / Android / WindowsX / *Unix* / … ) Xamarin o.ä. Framew. * HTML-basierte Webseiten sind dagegen BISHER nicht App-like

Progressive Web Apps (PWA) von Google ab 2016

https://developers.google.com/web/progressive-web-apps/

Wichtigste Eigenschaften (by Google (siehe Link) :

Reliable - Load instantly and never show the

downasaur, even in uncertain network conditions

( by JavasScript and Cache use in offline cases).

Fast - Respond quickly to user interactions with silky

smooth animations and no janky scrolling

( JS animations and Single page prog. (Angular))

Engaging - Feel like a natural app on the device, with

an immersive user experience (Link (Button) on device

home screen / App like menu) .

Insbesondere die sehr guten Offline-Eigenschaften

könnten viele neue Web-Anwendungen erlauben

(kleiner flexibler Email-Client, DB-Form-Designer)






https://developers.google.com/web/progressive-web-apps/#reliable

https://developers.google.com/web/progressive-web-apps/#fast

https://developers.google.com/web/progressive-web-apps/#engaging


Entstehung des Cloud Computing

• Mit der Entwicklung großer Internetfirmen wie Amazon, Facebook oder

Yahoo entstanden auch sehr große Serverfarmen und in der Folge

Probleme bei deren Auslastung

Bei Internet-Shops wie Amazon wurde die Hauptlast nur im

Weihnachtsgeschäft benötigt. Außerhalb dieser Zeit waren

die Server meist nicht ausgelastet (tw. nur 10% Auslastung -

> 90% freie Kapazitäten)

Idee einer Verwertung der freien Kapazitäten auf dem freien

Markt unter dem Slogan „Cloud Server“ ab ca. 2006

• Ursache / Voraussetzung für den Erfolg von Cloud Computing und

Cloud Services sind auch die schnellen Internetverbindungen,

welche den Unterschied zu einem lokalen Speicher/Rechnersystem

stark verringert haben (bzw. nicht mehr sichtbar für Endanwender)

Cloud computing – Einführung und Historie


Typen des Cloud Computing nach dem Servicetyp:

Cloud Software as a Service (SaaS)

stellt eine Software zur Nutzung bereit und wird deshalb auch als Software on Demand

bezeichnet. Der Anwender muss die Software nicht selbst kaufen und installieren,

sondern nutzt diese auf Mietbasis fallweise.

Cloud Platform as a Service (PaaS)

stellt eine Programmier- und/oder Laufzeitplattform zur Verfügung und erlaubt das

Entwickeln und Ausführen von (Kunden-) Software auf dieser Plattform.

Cloud Infrastructure as a Service (IasS)

stellt eine Hardwareplattform zur Verfügung. Der Anwender muss selbst die Laufzeit-

und Anwendungssoftware installieren und administrieren.

Typen des CC nach Vertraulichkeit und Datenschutz :

• Public Clouds - meist auf fremden (weit entfernten) Servern

• Private Clouds - die Cloud wird innerhalb der eigenen Firma aufgebaut und

betrieben (im Prinzip nur Nutzung der Cloud-Managementsoftware im firmeneigenen

Rechenzentrum)

•Hybrid Clouds - Mischform: unkritische Inhalte auf Public, kritische auf private Cloud

Arten des Cloud Computing


Allgemeine Vorteile und Nachteile des Cloud Computing

Vorteile :

• sehr hohe Flexibilität bei

Performance und techn. Para-

metern, starke Automat. Der

technischen Abläufe

• starke Kosteneinsparungen bei

Aufbau und Betrieb von

Cloudcomputing-Kapazitäten

(Skaleneffekte)

• Professionelle Datensicherheit

und hohe Verfügbarkeit

• immer aktuelle Softwarestände

Nachteile :

• bei Public Clouds meist kein

direkter (lokaler) Zugriff auf den

Rechner, sondern nur über

Webmasken oder Remote-

Desktop etc.

• starke Abhängigkeit vom

Anbieter (Pleite ?, Ausfälle

[Blitzschlag Irland!])

• Bei Public clouds Probleme mit

Sicherheit / Vertraulichkeit

(Geheimnis-schutz nicht 100%

gewährleistet !)

Ausführliche BITKOM - Bewertung unter : http://www.bitkom.org/files/documents/BITKOM-Leitfaden-CloudComputing_Web.pdf


Softwaremodule:

Test von Cloud Computing – Systemen: Microsoft Azure II

Abb. - Quelle: http://www.microsoft.com/de-de/azure/entwickeln/Optimierung-mit-CDN.aspx


Bereitstellung und Upload DIREKT aus VS 2010

Test von Cloud Computing – Systemen: Microsoft Azure II

Abb.: Bereitstellung und Upload DIREKT aus VS 2010


Managementconsole

Test von Cloud Computing – Systemen: Microsoft Azure III

Screendump as MS Visual Studio

Host -Status

Host –

Webinterface


Allgemeine Charakteristika : :

starke Orientierung auf das Amazon-Shop-Geschäft

Linux und Windows-basiert, (und Amazon-eigenes Betriebssystem)

Unterstützt v.a. .NET, Java, aber auch Ruby, Python

Erste Einsatzerfahrungen

sehr umfangreich, da keine Funktionseinschränkungen und komplettes

Amazon Cloud Angebot nutzbar :

Amazon Elastic Cloud (variable Rechenleistung)

Amazon S3 Simple Storage Service

AWS Lambda on Demand Verarbeitungsservice (nur die reine Laufzeit nach einem Ereignis wird berechnet)

Aktuelle Preise für alle Dienste (mit komplexem Rabattsystem

unter http://aws.amazon.com/de/ec2/pricing/ )

gute Managementumgebung : intuitiv bedienbar, komfortabel, anfangs

unübersichtlich, guter Einblick in Vertrags- und Rechnungsdaten

Test : Amazon Elastic Compute Cloud

http://aws.amazon.com/de/ec2/pricing/










Generell gilt: Die aktuellen Preismodelle sind stark im Wandel, teilweise undurchsichtig

und schlecht vergleichbar und können sich je nach Konkurrenzsituation schnell ändern

(gewisse Unsicherheit und Nachteil gegenüber selbst betriebenen Rechnercluster ..)

Die Gesamtkosten ergeben sich aus

Preis_pro_h * Anzahl_Instanzen * Anzahl_h

+ Preis_pro_Gigabyte_Datenspeicher * Datenablage

+ Preis_pro_Gigabyte_Datentraffic * DatenIO

+ Preis_für_Sonderoptionen

Aktuelle Werte sind : Minimal Typisch Maximal

Preis_pro_h : $0,095 $0,38 $2,28

Preis_pro_Gbyte: <1Gb free $0,11 / GB

Preis_Traffic <1Gb free $0,12/ GB

Zum Vergleich : Die reinen Stromkosten für eine eigene

Rechnerstunde (Annahme 500 W) liegen bei ca. 0,15€ / Stunde !

Vergleich der Kosten


Schlagwort : Web 2.0 - und weiter nach Web 3.0 … Web 4.0 ?

Neue Ausrichtung des Internet in Richtung „Benutzergetriebene Entwicklung“

Begriff geprägt durch Tim O´Reilly (-> Verlag ) im Jahr 2004

Web 2.0 setzt sich zusammen aus einer Vielzahl von Konzepten und Technologien

Web 2.0

<- Bsp.

Neues

Darstellungs

mittel

„Tagcloud“

zur Darst.

des Web 2.0

selbst


Definiert durch O’Reilly und Battelle :

das Web als generelle Arbeitsplattform anstatt des lokalen Rechners

Daten-getriebene Anwendungen (Inhalte sind wichtiger als das Aussehen)

Die Vernetzung wird verstärkt durch eine „Architektur des Mitwirkens“.

(Jeder kann mitmachen.)

einfache und neue Geschäftsmodelle durch das verteilte, gemeinsame Nutzen

von Inhalten und technischen Diensten

das Ende des klassischen Softwarelebenszyklus; die Projekte befinden sich

immerwährend im Beta-Stadium -> Begriff „Software as a service (SaaS)“

Die Software geht über die Fähigkeiten eines einzelnen Verwendungszwecks

hinaus.

nicht nur auf die Vorhut der Web-Anwendungen abzielen, sondern auf die breite

Masse der Anwendungen

Web 2.0 – Grundprinzipien


SaaS – Software as a Service (früher ASP : Appli.Service Provider ) -> Cloud

Basisidee Software auf Mietbasis

- alle anfallenden Kosten werden auf eine monatliche Rate umgerechnet, ggf. auch Pay per

use (z.B. Stundenweise Bezahlung oder Kostensatz pro FEM-Berechnung )

- Dienstleister übernimmt auch Wartung und Risiko von Hardware-Ausfällen

Vorteile :

- für Gelegenheitsnutzer sehr viel günstiger als Kauf einer Dauerlizenz

- Kurzfristig auch größere Anzahl von Lizenzen nutzbar (Stoßgeschäft)

Nachteile:

- Netz muß immer vorhanden und performant sein

- Hohes Vertrauen in Dienstleister nötig ( Pleite ?, Datenschutz ?)

Web 2.0 – die interessantesten Technologien

Kosten

Nutzen Break even point

Traditionell mit Kauf mit SaaS

Kosten

$

Einarbeitung

Zeit


Long Tail : englisch für „langer Schwanz“)

Begriff geprägt von Chris Anderson (Chefred. Wired Magazine)

Konzept: Nutzung des Internet und Web 2.0 für den Vertrieb (oder auch

Beschäftigung allg. ) mit von Nischenprodukten oder exotischen Themen

Durch Internetshops kann auch mit selten verkauften Produkten in der

Gesamtsumme mehr Umsatz gemacht werden als mit wenigen Bestsellern

Basis: Lösung von geografischen und traditionellen Restriktionen

(Weltvetrieb mit UPS aus einer Scheune in den Bergen)

Auch als politisches Konzept : Demokratisierung der Produktionsmittel

(Softwareentw. durch Jedermann, Wikipedia : Lexikon für alle durch alle)

Demokratisierung des Vertriebes [Bearbeiten]

Virales Marketing :

neue Werbung mittels „Mund-zu-Mund-Propaganda“ im Web

(gewisse Ähnlichkeit mit alten Kettenbriefsystemen ohne Bezahlzwang)

auch für politische Themen und Kampagnen

setzt einen guten Mix aus gutem Inhalt und cleverer Unterhaltung

Web 2.0 – Long tail und Virales Marketing


Review des Web 2.0 - Ansatzes durch O’Reilly und Battelle

im Artikel „ Web Squared: Web 2.0 Five Years On” 2009

(Quelle: http://www.web2summit.com/web2009/public/schedule/detail/10194)

Zitat: 'web squared' is defined as "web meets world.“

Grundlegende Ideen und Änderungen im Vergleich zum Web 2.0:

- nun wirklich Implementierung des Internets der Dinge (IoT)

- Begriff seit Ende der 90 er Jahre in der Diskussion

- Ausweitung der Kommunikation und Web-Verknüpfungen über das

Internet der Computer hinaus

- Statt großer PC wird die IT (Intelligenz) in die Gegenstände selbst

integriert

- Prägung des neuen Begriffes "collective intelligence“

"collective intelligence applications are no longer being driven solely

by humans typing on keyboards but, increasingly, by sensors.” (Quelle:

Web Squared-Artikel – siehe oben)

Web Squared -> Das Internet der Dinge

http://www.web2summit.com/web2009/public/schedule/detail/10194













Objekte des realen Lebens werden in das Web integriert :

- zuerst unter Nutzung von RFID-Techniken

zur Identifizierung von Gegenständen

- nun zusätzlich zum manuellen Erfassen durch die User

und zum RFID-Ansatz starke Integration verschiedenster

Sensordaten auf der Basis mobiler Geräte (Smartphones

und Tabletts)

Zunehmend auch Nutzung verschiedenster

Technologien zur Erkennung der Objekte durch

Bild- oder Mustererkennung

Audio-/ Spracherkennung ( Musikerkennung,

z.B. Steuerung der neuen Amazon-Firebox)

Geografisch benachbarte Inhalte oder Meldungen

(wie bei Twitter) durch Auswertung der Geodaten

Das Internet der Dinge


Integration kompletter Webserver in technische Geräte:

- bereits Angebot an Miniatur-Rechnern mit integriertem

Webserver (vgl. XPORT-Netzwerkadapter der Fa.

Lantronix www.lantronix.com/ )

- Anschluss über Ethernet oder auch WLAN

- mit integrierten Mikrocontroller (incl. 512 Kb Flash

und 256 Kb SRAM) mit externen Anschlüssen zur Kopplung

an externe Geräte , Real Time OS (RTOS)

- mit 256 bit AES –Verschlüsselung

- Vorbereitete Webmasken zur Steuerung von externen Geräten

Anwendungen (meist auf Python-Basis)

- Preis ca. 20 …50 $ (bei größeren Stkz. Billiger)

Mögliche Anwendungen

- Steuerung und Überwachung von technischen Geräten über

das Internet (Kühlschränke, Waschmaschinen,

Multimediageräte etc.) und … ? Ihr Job ?

Das Internet der Dinge - Webserver überall

http://www.lantronix.com/


- Ersatz der bisherigen, unflexiblen Technik

durch eine Vielzahl kleiner autonomer

Fahrzeuge, welche sich in Analogie zum

Routing im Internet OHNE zentrale

Steuerung und Vorausplanung bewegen

- Im Beispiel der Fraunhoferinstitutes IML

Dortmund eigenständige Koordinierung

untereinander zur freien Fahrt ohne

Leitlinien o.ä (-> Schwarmintelligenz)

- Die Transportleistung des Gesamtsystems

lässt sich mit der Anzahl der Fahrzeuge

anpassen.

- Quelle und Details unter:

http://www.internet-der-dinge.de/

Das Internet der Dinge für die Logistik


Aktueller Überblick unter

• http://www.heise.de/tr/thema/Internet-der-Dinge

http://readwrite.com/web

Einige kritische Diskussionspunkte und Ideen :

- Single-Chip-Kameras können extrem billig produziert

werden (-> auch unsichtbare Integration in Gehäuse oder

Verpackungen -> Datenschutz / Privacy ?)

- Der Datenschutz und die Netzwerksicherheit werden

generell ein sehr großes Problem werden, da Sensordaten

auch unerkannt erhoben und weitergegeben werden

können.

- Auch die Updatepolitik großer Gerätehersteller

(Einstellung der Updates nach 24 Monaten) ist als sehr

kritisch zu betrachten (-> Kauf neuer Geräte, um sicher zu

bleiben -> auch als neues Geschäftsmodell ?? )

Das Internet der Dinge - Aktueller Stand und Kritk

http://www.heise.de/tr/thema/Internet-der-Dinge

















Ausgehend vom IoT entwickelt sich im

Industriellen Bereich das Konzept „Industrie 4.0“ :

Begriff kommt (endlich wieder einmal) aus dem deutschen Raum

erstmalig geprägt auf der Hannover-Messe 2011

Basis sind die sehr guten Erfahrungen im Aufbau komplexer Produktionssysteme

danach intensive Arbeit in einem Arbeitskreises „Industrie 4.0“ unter Vorsitz von

Siegfried Dais (Robert Bosch GmbH) und Henning Kagermann (acatech)

Übergabe von Umsetzungsempfehlungen an die Bundesregierung auf der

Hannover-Messe 2013

Einrichtung eines Arbeitsplattform der 3 Branchenverbänden Bitkom, VDMA und

ZVEI -> „Industrie 4.0“ ist eines von 10 Zukunftsprojekten im Aktionsplan zur

High-Tech-Strategie der deutschen Bundesregierung

(-> Fördermittel -> bis zu 200 Mio € - www.bmbf.de/de/9072.php !! )

Aktuell werden die deutschen Konzepte und erste Einsatzerfahrungen zur „Industrie

4.0“ weltweit stark nachgefragt.

Entwicklung in Richtung „Industrie 4.0“

http://www.bmbf.de/de/9072.php









Die industriellen „Revolutionen“ im Überblick

Von der Industrie 1.0 zur Industrie 4.0

Quelle Prof. Zühlke DFKI Kaiserslautern http://www.zuehlke.com/fileadmin/pdf/events/vortraege/2014-03-04-DetlefZuehlke_Industrie_4.0.pdf


digitale Veredelung von Produktionsanlagen und industriellen Erzeugnissen bis

hin zu Alltagsprodukten mit integrierten Speicher- und

Kommunikationsfähigkeiten, Funksensoren, eingebetteten Aktuatoren und

intelligenten Softwaresystemen

Dies bildet eine Brücke zwischen virtueller ("cyber space") und realer Welt

=> neuer Begriff „Cyber physical systems“ (als Weiterführung des IoT)

Führt zu einem Paradigmenwechsel in der Industrie:

das entstehende Produkt übernimmt erstmals eine aktive Rolle : Nicht eine

zentrale Steuerung, sondern quasi der Rohling für ein Produkt "sagt", wie er in

den einzelnen Fertigungsschritten bearbeitet werden muss.

Das entstehende Produkt steuert somit den Produktionsprozess selbst,

überwacht über die eingebettete Sensorik die relevanten Umgebungsparameter

und löst bei Störungen entsprechende Gegenmaßnahmen aus – es wird

gleichzeitig zum Beobachter und zum Akteur.

Neuer Begriff „

Industrie 4.0 – Grundkonzept(e)

Quelle: Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution

Autoren Henning Kagermann Wolf-Dieter Lukas - VDI Nachrichten 1. April 2011


zusätzliche vertikale Vernetzung der eingebetteter Systeme (Produkte)

mit betriebswirtschaftlicher Anwendungssoftware erlaubt :

optimale Ressourcennutzung (Maschinen / Material) in allen

Prozessphasen,

dadurch erhebliche Rationalisierungs- und Optimierungspotentiale in

Logistik und Produktion.

kürzeste Reaktionszeiten bei Störungen durch lokale Autonomie (im

Gegensatz zu zentralen Störungserfassungen)

aktive digitaler Produktgedächtnisse, die direkt in der Produktions- und

Logistikkette installiert sind (entspr. Industrieprojekte) und ohne die sonst

übliche Informationsverdichtung

bessere Berücksichtigung von Fragen der Energienutzung (Produktion in

Abhängigkeit vom Strompreis steuern) -> "grüne Produktion"

neue Dienstleistungen -> "Internet der Dienste“ durch Smart Products

und Smart Services

Prinzipielle Industrie 4.0 – Vorteile

In Anlehnung an Kagermann [vgl. vorherige Folie]


In der höchsten Ebene werden sich unter Anwendung aller bekannten

Kommunikationstechnologien und Cloud-Lösungen entsprechende

komplexe intelligente (smarte) Systeme entwickeln (vgl. Grafik).

Prinzipielle Industrie 4.0 – Architektur

© Fraunhofer IOSB-INA


Prinzipielle Industrie 4.0 – Beispiele

© Zühlke DFKI Kaiserslautern


Prinzipielle Industrie 4.0 – Ziele und Vorteile

© Zühlke DFKI Kaiserslautern


Für SIE relevante Chancen :

Die gesamte Kommunikation wird auch in der Industrie auf Ethernet

und letztlich die Internet-Protokolle TCP/IP und UDP umgestellt.

Zwar mit anderer Hardware (Stecker) aber gleichen Basis-Protokoll-

rahmen bzw. auf Ethernet aufbauende Protokolle (EtherCAT) mit

Zykluszeiten unter 1 ms für schnelle Steuerungsanwendungen

vgl. http://www.networktraining.de/downloads/Warum_industrielles_Ethernet.pdf

Damit können zukünftig alle betrachteten

Internettechnologien auch im industriellen Bereich

von den Produkten (Antwort auf IP-Pakete ?)

über die Maschinen (GUI´s und Überwachung)

bis hin zu den Produktionssteuerungen

eingesetzt werden.

Sie können in ALLEN Bereichen zukünftig

mitbestimmen !

Herausforderungen und Chancen durch Industrie 4.0

http://www.networktraining.de/downloads/Warum_industrielles_Ethernet.pdf


Boom der „Share“ / „Rental“ - Konzepte seit 2014 / 2015 :

Webapps (meist mobile) bringen Nachfrager und Anbieter auch aus dem

nichtkommerziellen Raum zusammen

• Beispiel 1 Uber – Taxi-Konkurrenz

Nachfrage-orientierte Preisgestaltung bei Beförderungs-

angeboten durch nicht-professionelle Fahrer

Uber wird als Startup aktuell mit einigen Mrd. $ bewertet

Starker Einbruch des kommerz. Taxigeschäfts (->Rechtsstreite )

Beispiel 2 AirBnB zur Vermittlung von privaten

Übernachtungsangeboten (starke Konkurrenz für Mittelklasse-Hotel)

Beispiel 3 - www.spinlister.com zur Ausleihe von Fahrrädern und

verschiedenster anderer Dinge (Snowboards / Surfboards) von privat zu

privat

Weitere neue Geschäftsmodelle

http://www.spinlister.com/


- Die aufgezählten Beispiele von Rental-Seiten und die Entwicklung der großen

Vier - Google / Amazon / Facebook und Apple = GAFA)

zeigen eine neuen Trend hin zu Plattform-basierten Geschäftsmodellen

Details siehe https://www.kassenzone.de/2016/02/05/gafa-oekonomie/

Plattform-basierten Geschäftsmodelle

erweitern die klassischen B2C und B2B –Ansätze dahingehend, dass auch die

Anbieterseite für andere Firmen geöffnet wird und damit Geld verdient wird

Amazon erlaubt anderen Firmen, über die Amazon-Plattform ihre Produkte zu verkaufen

(auch mit Nutzung der Amazon-Logistik)

statt bisheriger Bewertungen nach Umsatz und Rendite des Geschäftsmodells zählt

bei plattformbasierten GM vor allen die Kundenzahl und dessen Wachstum

„The winner takes it all ..“

Ursache: kumulativer Vorteil über längere Zeit führt zu Dominanz

Der Ansatz ist nicht wirklich neu (nur umfassender umgesetzt), auch bisherige

Betriebssystem-Monopole (Win / IoS / Android) können als Plattformmodelle

aufgefasst werden (und zeigen aber die Vergänglichkeit …)

Platform – economy / GAFA-Ökonomie

https://www.kassenzone.de/2016/02/05/gafa-oekonomie/






Architektur plattform-basierter Geschäftsmodelle

Platform – economy / GAFA-Ökonomie


Arten von Plattformen

• Auktionsplattformen wie eBay oder Handelsplattformen Amazon,

• Socialmedia-Plattformen wie Facebook oder LinkedIn,

• Finanz- oder HR-Portale wie Freelancer

• Logistikplattformen Uber, Lyft oder Sidecar oder

• Vermittlungsportale für Unterkünfte wie booking.com oder Airbnb.

Verschiebungen aufgrund Plattform-basierter Geschäftsmodelle

knapp die Hälfte der Nutzer startet eine Produktsuche bei amazon

auch wegen Bewertungen und einheitlichen Bezahlfunktionen

Gefahr für das Geschäftsmodell von Google

Für kleinere Firmen rechnet sich die Erstellung eines eigenen Webshops nicht mehr

allerdings sind auch die Kosten auf Plattformen z.T. beachtlich -> genaue Analyse

ca. 40 Prozent des Umsatzes der Top-1.000 Online-Shops werden von

nur 10 Unternehmen erwirtschaftet.

Amazon liegt mit einigem Abstand an der Spitze der Top-10.

Effekte der Platform – economy / GAFA-Ökonomie


Aktuell laufen sehr viele Entwicklungen in Richtung KI - Definitionen :

• Schwache KI : Maschinen (Computer), welche mensch-

liches intelligentes Denken und Verhalten modellieren (oder

imitieren). Die Maschinen denken nicht wirklich selbst!

Diese KI haben wir bereits in Ansätzen;

Selbstlernenden Schach- und GO-Computer

Erkennung von Mustern und Situationen in der Umwelt (Musterauswertung

und statistische Ähnlichkeitsbewertungen durch künstliche neuronale Netze)

All diese Ansätze sind erfolgreich in Teilgebieten, verstehen aber noch keine

Tageszeitung !

• Starke KI : Maschinen, welche denken können wie wir.

Diese KI existiert (meiner aktuellen Kenntnis nach) noch nicht !

Sie würde die Informatik und wahrscheinlich das gesamte menschliche

Leben komplett neu definieren !

Es gibt deshalb auch warnende Stimmen (z.B. von Elon Musk) !

https://www.vanityfair.com/news/2017/03/elon-musk-billion-

dollar-crusade-to-stop-ai-space-x

• Die Entwicklung in diesem Bereich wird immer

schneller und spannender !

Künstliche Intelligenz (KI / engl. AI)

https://www.vanityfair.com/news/2017/03/elon-musk-billion-dollar-crusade-to-stop-ai-space-x






















Allgemeine Zusammenfassung zur Zukunft der IT

Die Vorteile webbasierter Systemen werden immer relevanter – zunehmend werden nur noch web-basierte Systeme verwendet !

Cloud-Computing kann auch kleineren Firmen einen Zugang zu hochwertigen IT-Services eröffnen.

HTML 5 wird speziell im Grafik-Bereich sehr viele neue Impulse setzen !

Das IoT und das Industrie 4.0 Ansatz vervielfachen die Anwendungsbereiche !

Die Programmierung von Smarthomes & Smart* sind Ihre Chance in der Zukunft – definieren Sie neue Geschäftsmodelle !

Entscheidend für den Erfolg ist die Effizienz der Anwendungsentwicklung !

Das Entstehen einer starken KI kann die Informatik und auch das gesamte menschliche Leben komplett neu definieren !

Viel Erfolg und Spass bei der Anwendung der

Informatik in Ihrem beruflichen und privaten Leben !

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Allgemeine Softwareentwicklung und zukünftige ...ivm108.informatik.htw-dresden.de/wiedem/fileadmin/Lehre/Info1/vl/I… · ab 2000 auch in den westlichen Sprachraum portiert wird