Über Komplexitätund vermeintlich einfache

Dinge

Gernot StarkeJanuar 2011

Ich möchte Sie für Komplexität sensibilisieren

• äußerlich einfache, innerlich komplizierte Dinge aufzeigen...

• deren Details nur wenige verstehen (müssen)

Ich möchte Sie für Komplexität sensibilisieren

Dr. Gernot Starke

performant

flexibel

integriert

geboren in Prograland,lebt in Architektonien,Visa für Analytistan und LaTesta,lange Aufenthalte in Bisi-Ness,Schwimmabzeichen im Service-Ozean

aktiv

mehr:gernotstarke.de

esabuch.dearc42.de

aktiv

member of:(co) founder of:

Fellow

kompl{iziert|ex}

kompl{iziert|ex}

Was ist Komplexität?

Uwe Friedrichsenerklärt

Name: Uwe Friedrichsen

Berufserfahrung: Relativ vielfältig und lang

Schwerpunkte:• Teams, Projekte und Systeme zum Erfolg führen – mit einem

speziellen Fokus auf Architektur und Agilität• Ganzheitliches Denken, Ideen und Konzepte verknüpfen, Leute

zum Nachdenken bringen

Firma: codecentric AG

Tanaland und das Schicksal der Moros

Quelle: Dietrich Dörner - Die Logik des Misslingens

Fußball

codecentric AG 30.12.10 7

Einfach Chaotisch

Kompliziert Komplex

Wenig Einflussfaktoren

Schwache Verknüpfung

Klare Ursache-Wirkung Zusammenhänge

Stabile Beziehungen

Viele Einflussfaktoren

Enge Verknüpfung

Stabile Beziehungen

Nachvollziehbare Ursache-Wirkung Zusammenhänge

Viele Einflussfaktoren

Dynamische Beziehungen

Keine erkennbaren Ursache-Wirkung Zusammenhänge

Erkennbare Muster

Viele Einflussfaktoren

Sehr dynamische Beziehungen

Keine erkennbaren Muster

Keine Ursache-Wirkung Zusammenhänge

Systeme

codecentric AG

Wenig Einflussfaktoren

Schwache Verknüpfung

Klare Ursache-Wirkung Zusammenhänge

Stabile Beziehungen

Viele Einflussfaktoren

Enge Verknüpfung

Stabile Beziehungen

Nachvollziehbare Ursache-Wirkung Zusammenhänge

Viele Einflussfaktoren

Dynamische Beziehungen

Keine erkennbaren Ursache-Wirkung Zusammenhänge

Erkennbare Muster

Viele Einflussfaktoren

Sehr dynamische Beziehungen

Keine erkennbaren Muster

Keine Ursache-Wirkung Zusammenhänge

30.12.10 9

Einfach Chaotisch

Kompliziert Komplex

Systeme Ad hoc Lösungen

Checklisten

Command & Control

Best Practices

Klassische Analyse- und Planungstechniken

Teile & Herrsche

Experten

Evolutionäre Techniken

Indirekte Steuerung

Systemische Analyse

(Command & Control) Kontinuierliches Lernen

Command & Control

Stabilisierende Ad hoc Maßnahmen

Keine Analyse

Erhöhte Interaktion

kompliziert wäre korrekt, aber....

komplex klingt besser

kompliziert wäre korrekt, aber....

These

Alles ist schwieriger, als esauf den ersten Blick aussieht.

These

Alles ist schwieriger, als esauf den ersten Blick aussieht.

riskanter, umfangreicher, komplizierter, komplexer,

aufwändiger

blackbox

Wikipedia

Typografie

whitebox

blackbox

Wikipedia

Typografie

whitebox

blackbox

Wikileaks

Sicherheit

whitebox

Hosting?Persönliche Sicherheit?

Verfügbarkeit?Quellenschutz?

Unveränderlichkeit?Korrektheit?

blackbox

Wikileaks

Sicherheit

whitebox

Hosting?Persönliche Sicherheit?

Verfügbarkeit?Quellenschutz?

Unveränderlichkeit?Korrektheit?

Webserver mit Ex-Geheimnissen...

blackbox

Wikileaks

Sicherheit

whitebox

Hosting?Persönliche Sicherheit?

Verfügbarkeit?Quellenschutz?

Unveränderlichkeit?Korrektheit?

Zeichen

• Darstellung: Zeichensatz, Umbruch, Aliasing, Kerning, Ligatur, Hoch-/Tiefstellung,Formelsatz

• Codierung: ASCII, EBCEDIC, Unicode, Steuer-/Sonderzeichen, Umlaute, Codepage

Joel Spolsky on Character Encoding

Dateien (files)• eindimensionale Folge von Bits

• gespeichert auf nichtflüchtigen Medium

# create a file and write it to disk.filename = "test.dat"

# create some data:names = []names.append(„Tony“)names.append(„Tiger“) # Create a file object in "write" modeFILE = open(filename,"w")

# Write all the lines at once:FILE.writelines(names)

Quelle: Wikipedia

Quelle: Wikipedia

Dateien: Inhalt und Metadaten

• Links (Hard- und Softlinks)

• Verzeichnis, Tags, Annotationen

• Rechte (Zugriff, Ausführung, Druck, Weitergabe)

• Icon

• Erstellungs-, Zugriffs-, Änderungsdatum

• Version, Historie

• Backup- und Sync-Status

• Digitale Signatur, DRM, Hash

Quelle: Wikipedia

Datei auf physikalischem Medium:

• Zuordnung Bit zu Lokation, • Fehlererkennung und -korrektur, • Lese-/Schreibstrategien, • langfristige Haltbarkeit :-(

Bilder verarbeiten...

http

://be

fore

thec

offe

e.co

m/p

hoto

mat

ix-t

utor

ial/

Bilder als Dateien

• Bilder:

• 1024 x 768 Pixel à 8Bit = 786.432 Byte

• Farbmodell, Farbechtheit, Auflösung

• Bitmap oder Vektorgrafik

• Kompression (jpg, gif, png,......)

• mit/ohne Metadaten

5.000.000.000 * 1MB = 5.000.000 * 1GB = 5.000 * 1TB = 5 Petabyte

Dateien: viele davon...

• Flickr: 5 E09 Fotos

• SnapFish: 100.000.000 User, unbegrenzt Speicher

• GoogleMail: Pro Account >7GByte frei

Daten im Netz

• TCP/IP zur „zuverlässigen Versenden von Datenströmen“???

• DNS, Latenz, Kabel-defekt

• DoS, Man-in-the-Middle

Videodaten

• Bilder:

• 1024 x 768 Pixel à 8Bit = 786.432 Byte

• Video: 25 Bilder / Sekunde

• pro Sekunde 25 * 768kB = 19 MB

• pro Stunde = 3600 * 19MB = 68400 MB= 68GB

Video: Kompression

• Redundanzreduktion

• Ähnlichkeiten von Bildern ausnutzen

• Irrelevanzreduktion

• Unzulänglichkeiten des menschlichen Sehens ausnutzen

• Daten- / Containerformate

• Video + Audio

• AVI, Dirac, Theora, Riff, Real, MPEG, QuickTime, Motion-JPG

Audio

• räumliches Hören

• sehr hohe zeitliche Auflösung von Signalen

• Latenz ab ca. 11msec wahrnehmbar!!(= 1 Hunderstel-Sekunde)

These zu Audio

Kein Mensch verstehtpsychoakustische

Kompressionsverfahren.Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel.

These zu Audio

Kein Mensch verstehtpsychoakustische

Kompressionsverfahren.Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel.

mp3, aac & Co: Fourier-Transformation,

Zeitreihenanalyse, Golomb-/Rice-Codes

These zu Audio

Kein Mensch verstehtpsychoakustische

Kompressionsverfahren.Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel.

mp3, aac & Co: Fourier-Transformation,

Zeitreihenanalyse, Golomb-/Rice-Codes

sehr spezialisierte

Mathematik :-)

Geodaten, GPS

• Grundlage von

• Navigation & „Location Based Services“

• Funktionsweise

• Mehrerer Satelliten senden ständig Position und Uhrzeit

• GPS-Empfänger berechnet Position aus Signallaufzeiten

Geodaten

• Landkarten

• Objekte? Kolorierung?

• Höhendaten? Elevationsmodelle?

• Rechtliche Situation in manchen Ländern unklar

Routing in Karten

• Ziele, Zwischenziele, Wegpunkte

• Maßstabsanpassung, 2-3D Darstellung

• Angewandte Graphentheorie plus Computergrafik

(c) Sony

Demo(webcam face tracker)

http://www.pittpatt.com/technology/

Gesichtserkennung

• in vielen Digitalkameras angewandt

• in Desktop-Fotosoftware angewandt(Picasa, iPhoto)

• Erkennungsrate ähnlich hoch wie bei Fingerabdruck- oder Iris-Scan (!!)

(c) Nikon

Gesichtserkennung

• 2D und 3D-Verfahren

• Lineare Algebra, Eigenvektoren, Eigen-Faces, Wavelet-Analyse, (Haar-)Classifier, maschinelles Lernen

• Erkennen in Videos

Que

lle: W

ikip

edia

These zu Gesichtserkennung

Kein Mensch verstehtHintergründe der

Gesichtserkennung.Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel.

These zu Gesichtserkennung

Kein Mensch verstehtHintergründe der

Gesichtserkennung.Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel.

SEHR spezialisierte

Mathematik :-)

Komplexität kapseln!

• Beispiel: Threading und Parallelisierung

Demo!

scratch.mit.edu

Fazit

• Manche Blackboxes sind innen SEHR kompliziert. Falls Sie Details brauchen, wird‘s schwierig und riskant.

Fazit (2)

Software-Architekten brauchen

simpled&

• Unsere Helden sind die besten Vereinfacher.

• Einfache, verständliche Lösungen gewinnen immer

Fazit (3)

• Fähigkeit zur Komplexitätsreduktion ist Mehrwert

• wird oft schlecht honoriert.

jetzt mit Zertifikat

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www.arc42.de

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isaQBInternational Software Architecture Qualification Board

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International Software Architecture Qualification Board

7Wednesday, November 18, 2009

www.isaqb.org