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Über Komplexitätund vermeintlich einfache
Dinge
Gernot StarkeJanuar 2011
Ich möchte Sie für Komplexität sensibilisieren
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• 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
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Fellow
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kompl{iziert|ex}
kompl{iziert|ex}
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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
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Tanaland und das Schicksal der Moros
Quelle: Dietrich Dörner - Die Logik des Misslingens
Fußball
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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
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kompliziert wäre korrekt, aber....
komplex klingt besser
kompliziert wäre korrekt, aber....
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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
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blackbox
Wikipedia
Typografie
whitebox
blackbox
Wikipedia
Typografie
whitebox
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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...
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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
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Joel Spolsky on Character Encoding
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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)
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Quelle: Wikipedia
Quelle: Wikipedia
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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 :-(
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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
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5.000.000.000 * 1MB = 5.000.000 * 1GB = 5.000 * 1TB = 5 Petabyte
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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
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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
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Audio
• räumliches Hören
• sehr hohe zeitliche Auflösung von Signalen
• Latenz ab ca. 11msec wahrnehmbar!!(= 1 Hunderstel-Sekunde)
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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
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These zu Audio
Kein Mensch verstehtpsychoakustische
Kompressionsverfahren.Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel.
mp3, aac & Co: Fourier-Transformation,
Zeitreihenanalyse, Golomb-/Rice-Codes
sehr spezialisierte
Mathematik :-)
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Geodaten, GPS
• Grundlage von
• Navigation & „Location Based Services“
• Funktionsweise
• Mehrerer Satelliten senden ständig Position und Uhrzeit
• GPS-Empfänger berechnet Position aus Signallaufzeiten
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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
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(c) Sony
Demo(webcam face tracker)
http://www.pittpatt.com/technology/
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Gesichtserkennung
• in vielen Digitalkameras angewandt
• in Desktop-Fotosoftware angewandt(Picasa, iPhoto)
• Erkennungsrate ähnlich hoch wie bei Fingerabdruck- oder Iris-Scan (!!)
(c) Nikon
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Gesichtserkennung
• 2D und 3D-Verfahren
• Lineare Algebra, Eigenvektoren, Eigen-Faces, Wavelet-Analyse, (Haar-)Classifier, maschinelles Lernen
• Erkennen in Videos
Que
lle: W
ikip
edia
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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 :-)
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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.
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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.
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isaQBInternational Software Architecture Qualification Board
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7Wednesday, November 18, 2009
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