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

Silver-Bullet

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

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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)

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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)

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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

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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

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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

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Trotz „Prozess“ ganz verschiedene Ergebnisse – wie das?

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Prozess-Schritt 1

Prozess-Schritt 2

Prozess-Schritt 3

Prozess-Schritt 4

Start Artefakt 1 Artefakt 2 Artefakt … End-Ergebnis


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

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„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)

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Wege und Orte:Sequenz-Analogien

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Sommer-Quartier

Winter-Quartier

unwegsames Gelände

Fluss

Löwen

Befestigungspunkt

starrer Draht

weiche Feder

Gewicht


Wege und Orte:Parallelitäts-Analogien

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See

sichere Siedlung

reichhaltiges Nahrungsangebot

Sumpf

Ko-bolde

R1

R2

I

Befestigungspunkt

starrer Draht

weiche Feder

Gewicht


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

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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 …

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Türen wechseln ändert nichts …

… lohnt sich doch!

? !

Das „Ziegenproblem“

?

… schon so lange keine 6 mehr, die muss jetzt bald kommen!

Würfeln

0010010101010011101101000101110111010101010011010101010101111

Zufallsfolge „erfinden“


Schallgeschwindigkeit„im täglichen Leben“

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2 km

Hund bellt sein eigenes Echo an

„Hand-Over“ beiGesprächspausen

in Dialogen

maximale Länge einer Musikzuges, in dem alle das selbe Lied spielen


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)

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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)

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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

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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)

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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

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To iterate is Human …… to recurse is Devine.To iterate is Human …… to recurse is Devine.


Beispiel Systemarchitektur 1:per „Intuition“ gut oder schlecht?

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Beispiel Systemarchitektur 2:Was wird hier kommuniziert?

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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).


Mechanische und elektrische Analogien: was passiert wenn …?

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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


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)

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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)

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Macht bitte alles so einfach wie möglich …

… aber nicht noch einfacher!

Danke!

Fazit:

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