Komplexität vermeintlich einfacher Dinge

Komplexität steckt auch in (vermeintlich) einfachen Dingen - Softwareentwickler und -architekten sollten sensibel dafür sein ...

Enthält Beispiele: Dateisysteme, Audio-Kompression, Navigation, Gesichtserkennung.

Zitiert Material von Uwe Friedrichsen (danke, Uwe!)

Transcript

1. Über Komplexität und vermeintlich einfache Dinge Gernot Starke Januar 2011
2. • äußerlich einfache, innerlich komplizierte Dinge aufzeigen... • deren Details nur wenige verstehen (müssen) Ich möchte Sie für Komplexität sensibilisieren
3. 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
4. member of: (co) founder of: Fellow
5. kompl{iziert|ex}
6. kompl{iziert|ex}
7. Was ist Komplexität?
8. Uwe Friedrichsen erklärt 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
9. Tanaland und das Schicksal der Moros Quelle: Dietrich Dörner - Die Logik des Misslingens
10. Fußball
11. 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
12. 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
13. komplex klingt besser kompliziert wäre korrekt, aber....
14. These Alles ist schwieriger, als es auf den ersten Blick aussieht. riskanter, umfangreicher, komplizierter, komplexer, aufwändiger
15. blackbox Wikipedia Typografie whitebox
16. blackbox Wikileaks Sicherheit whitebox Hosting? Persönliche Sicherheit? Verfügbarkeit? Quellenschutz? Unveränderlichkeit? Korrektheit? Webserver mit Ex-Geheimnissen...
17. Zeichen • Darstellung: Zeichensatz, Umbruch, Aliasing, Kerning, Ligatur, Hoch-/Tiefstellung, Formelsatz • Codierung: ASCII, EBCEDIC, Unicode, Steuer-/Sonderzeichen, Umlaute, Codepage
19. Joel Spolsky on Character Encoding
20. 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" mode FILE = open(filename,"w") # Write all the lines at once: FILE.writelines(names)
22. Quelle: Wikipedia
23. Quelle: Wikipedia
24. 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
25. Quelle: Wikipedia Datei auf physikalischem Medium: • Zuordnung Bit zu Lokation, • Fehlererkennung und -korrektur, • Lese-/Schreibstrategien, • langfristige Haltbarkeit :-(
26. Bilder verarbeiten... http://beforethecoffee.com/photomatix-tutorial/
27. 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
29. 5.000.000.000 * 1MB = 5.000.000 * 1GB = 5.000 * 1TB = 5 Petabyte
30. Dateien: viele davon... • Flickr: 5 E09 Fotos • SnapFish: 100.000.000 User, unbegrenzt Speicher • GoogleMail: Pro Account >7GByte frei
31. Daten im Netz • TCP/IP zur „zuverlässigen Versenden von Datenströmen“??? • DNS, Latenz, Kabel-defekt • DoS, Man-in-the-Middle
32. 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
33. 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
35. Audio • räumliches Hören • sehr hohe zeitliche Auflösung von Signalen • Latenz ab ca. 11msec wahrnehmbar!! (= 1 Hunderstel-Sekunde)
36. These zu Audio Kein Mensch versteht psychoakustische Kompressionsverfahren. Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel. mp3, aac & Co: Fourier- Transformation, Zeitreihenanalyse, Golomb-/ Rice-Codes sehr spezialisierte Mathematik :-)
38. Geodaten, GPS • Grundlage von • Navigation & „Location Based Services“ • Funktionsweise • Mehrerer Satelliten senden ständig Position und Uhrzeit • GPS-Empfänger berechnet Position aus Signallaufzeiten
40. Geodaten • Landkarten • Objekte? Kolorierung? • Höhendaten? Elevationsmodelle? • Rechtliche Situation in manchen Ländern unklar
41. Routing in Karten • Ziele, Zwischenziele, Wegpunkte • Maßstabsanpassung, 2-3D Darstellung • Angewandte Graphentheorie plus Computergrafik
42. (c) Sony
43. Demo (webcam face tracker) http://www.pittpatt.com/technology/
44. Gesichtserkennung • in vielen Digitalkameras angewandt • in Desktop-Fotosoftware angewandt (Picasa, iPhoto) • Erkennungsrate ähnlich hoch wie bei Fingerabdruck- oder Iris-Scan (!!)
45. (c) Nikon
46. Gesichtserkennung • 2D und 3D-Verfahren • Lineare Algebra, Eigenvektoren, Eigen- Faces, Wavelet-Analyse, (Haar-)Classifier, maschinelles Lernen • Erkennen in Videos
47. Quelle: Wikipedia
48. These zu Gesichtserkennung Kein Mensch versteht Hintergründe der Gesichtserkennung. Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel. SEHR spezialisierte Mathematik :-)
49. Komplexität kapseln! • Beispiel: Threading und Parallelisierung Demo! scratch.mit.edu
50. Fazit • Manche Blackboxes sind innen SEHR kompliziert. Falls Sie Details brauchen, wird‘s schwierig und riskant.
51. Fazit (2) Software-Architekten brauchen simpled& • Unsere Helden sind die besten Vereinfacher. • Einfache, verständliche Lösungen gewinnen immer
52. Fazit (3) • Fähigkeit zur Komplexitätsreduktion ist Mehrwert • wird oft schlecht honoriert.
53. jetzt mit Zertifikat Lernen Sie, mit Komplexität und Kompliziertheit in Architekturen umzugehen: www.arc42.de 7 isaQB International Software Architecture Qualification Board isaQB International Software Architecture Qualification Board isaQB International Software Architecture Qualification Board International Software Architecture Qualification Board 7 Wednesday, November 18, 2009 www.isaqb.org