Wie löse ich knifflige Probleme in Softwaresystemen? (INNOQ Technology Lunch)

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I N N O Q T e c h n o l o g y L u n c h , 0 8 . 0 2 . 2 0 2 3 , o n l i n e Wie löse ich knifflige Probleme in Softwaresystemen? Markus Harrer Senior Consultant

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" Markus Harrer Senior Consultant Roth, Deutschland Tools only find, people have to find out!" • Softwarearchitekturentwicklung und -bewertung • Softwaremodernisierung und -Rightsizing • Datenanalysen in der Softwareentwicklung 2 Foundation & IMPROVE https://softwareanalytics.de https://feststelltaste.de/ Instructor http://aim42.github.io/ https://cards42.org/ Trainer

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Lösung Ursache L a n g s a m e s Denken Schnelles Denken Symptom „Abhilfe“ ~95% Lösung Problem L a n g s a m e s Denken Nach „Schnelles Denken, langsames Denken“ von Daniel Kahneman Meine Beobachtung: Lösungsreflex 3

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4 https://overthefence.com.de/manifesto/

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5 Das Problem zu erkennen ist wichtiger als die Lösung zu erkennen, denn die genaue Darstellung des Problems führt zur Lösung.“ Albert Einstein Bild: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Albert_Einstein_Head_cleaned.jpg “ Leitmotiv

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6 Knifflige Probleme in Softwaresystemen

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7 Vielfältig Intransparent Viele Abhängigkeiten Wechselwirkungen Richtiges Schlammassel

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Beispiele für knifflige Probleme 8 Nur für den Fall, dass diese bei euch unbekannt sein sollten… „Um ein Angebot zu berechnen, fabrizieren wir 12000 Service-Calls!“ „Nur Herr Meier (extern) kennt sich noch mit unserer Software aus!“ „Die Suche nach einem Vertragskunden dauert min. 5 Minuten!“

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Der Beginn Über Probleme reden 9

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Probleme sammeln 10 Beispiel: The Wall of Technical Debt Blog-Post: https://verraes.net/2020/01/wall-of-technical-debt/ Bild: https://twitter.com/Pelshoff/status/1220291781188866049, CC BY 4.0 Lizenz

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Probleme sammeln 11 Beispiel: Risk-Storming Blog-Post: https://riskstorming.com/ Bild: https://c4model.com, CC BY 4.0 Lizenz

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Probleme sammeln 12 Beispiel: Code-Happiness-O-Meter Paul Paul Julia Julia https://twitter.com/feststelltaste/status/961639365045817344

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Ergebnisse einer Problemsammlung 13 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem

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Überblick der Punkte 15 1. Was sind die Probleme? 2. Problem(rück|vor)verschiebung 3. Problemverständnis 4. ProblemursachEN 5. Passende Maßnahmen 6. Denkfehler 7. Richtiges Problem? Stark inspiriert von Walter Schönwandts Buch „Knifflige Probleme lösen“ Reihenfolge ist irrelevant! Wiederholungen immer und immer wieder notwendig!

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1. Punkt Was sind die Probleme? 16

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Ergebnisse einer Problemsammlung 17 Kein Kubernetes Kein Kubernetes Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem

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Was sind die Probleme? 18 Kein Kubernetes Kein Kubernetes Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht

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Was sind die 19 Kein Kubernetes Kein Kubernetes Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Als Lösung getarntes Problem Kniffliges Problem Einfaches Problem (Routineaufgabe) Probleme? kniffligen Was sind die

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Ergebnisse einer Problemsammlung 20 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem

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Ergebnisse einer Problemsammlung 21 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem Getarnte Lösung Getarnte Lösung Routine Routine

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Ergebnisse einer Problemsammlung 22 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem Kein Problem Kein Problem

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Ergebnisse einer Problemsammlung 23 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem

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2. Punkt Problem(rück|vor)verschiebung 24

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Problemrückverschiebung 25 = Root-Cause-Analysis → Der Sache auf den Grund gehen Frage: Woher kommt das Problem? (oder auch: Warum?) Ursache Problem Zu viele Daten werden mit einer Abfrage geladen Die Daten- strukturen sind kreuz und quer

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Problemvorverschiebung 26 = „Reverse-Problem-Analysis“ → Weitere Einstiegsstellen ür die Lösung inden Frage: Wozu führt das Problem? Hier dann nur starten, wenn Lösung anderswo nicht möglich ist! Datenbank- abfragen sind zu langsam! Ursache Problem Zu viele Daten werden mit einer Abfrage geladen Die Daten- strukturen sind kreuz und quer Symptom

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Erste Lösungsideen finden 27 Spielräume für die Problemlösung schaffen Räume für Ideen → Viele potenzielle Dinge, über die nachgedacht werden kann Optimierte Lesemodelle einführen Review und Verbesserung Datenmodell Datenbank- abfragen sind zu langsam! Problem Zu viele Daten werden mit einer Abfrage geladen Die Daten- strukturen sind kreuz und quer Symptom Zeige Werbung beim Warten Indizes einführen Mehr RAM / CPU Ursache

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Ergebnisse einer Problemsammlung 28 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem

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Ergebnisse einer Problemsammlung 29 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von

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Ergebnisse einer Problemsammlung 30 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von Gelöstes Problem Gelöstes Problem

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Ergebnisse einer Problemsammlung 31 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von

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Ergebnisse einer Problemsammlung 32 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von Erste Idee Erste Idee

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33 „Warum?“

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34 „Wozu führt es?“

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35 3. Punkt Problemverständnis

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Ergebnisse einer Problemsammlung 36 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Schlechte Performance Schlechte Performance Problem Problem hängt ab von Erste Idee Erste Idee

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Ein typisches Problem 37 Schlechte Performance Schlechte Performance Was können wir dagegen machen?

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Typische Lösungen 38 Schlechte Performance Schlechte Performance Caching Caching Mehr RAM / CPU Mehr RAM / CPU Server- less Server- less

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Schlechte Performance Schlechte Performance Eine typische Situation 39 Caching Caching Mehr RAM / CPU Mehr RAM / CPU Server- less Server- less

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Resultat: Verschlimmbesserung 40 Mehr RAM / CPU Mehr RAM / CPU = Umsetzung von Features dauert zu lange = Umsetzung von Features dauert zu lange Daten- inkonsistenzen Daten- inkonsistenzen Höhere Betriebs- kosten Höhere Betriebs- kosten Instabile Betriebs- umgebung Instabile Betriebs- umgebung ↓ ↓ ↓ Folgen = Quellen neuer Probleme Caching Caching Server- less Server- less

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Resultat: Verschlimmbesserung 41 Kommt nicht so gut bei allen an…

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Bei Problemen genauer werden 42 Schlechte Performance Schlechte Performance Umsetzung von Features dauert zu lange? Umsetzung von Features dauert zu lange? Durchsatz von Vertrags- genehmigungen zu langsam? Durchsatz von Vertrags- genehmigungen zu langsam? Entwickler tanzen zu schlecht? Entwickler tanzen zu schlecht? Antwortzeiten der Anwendung dauern zu lange? Antwortzeiten der Anwendung dauern zu lange?

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Bei Problemen genauer werden 43 Zu wenig Kuchen Zu wenig Kuchen Fehlende gegenseitige Wertschätzung Fehlende gegenseitige Wertschätzung

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Probleme im Kontext sehen 44 Wörter erhalten erst in einem Kontext eine Bedeutung → z. B. durch Kategorisierung bzw. Clustering von Problemen Schlechte Performance Schlechte Performance Feature- entwicklung Feature- entwicklung Leistungs- effizienz Leistungs- effizienz Schlechte Liefer- performance Schlechte Liefer- performance ??? ??? → Schlechte Performance Schlechte Performance → Feature- entwicklung Feature- entwicklung

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Bei Problemen konkreter werden 45 Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Ø 400 DB- Calls bei 1 Klick in Anwendung Ø 1000 DB- Calls bei Report- Generierung Ø 1000 DB- Calls bei Report- Generierung 10000 DB- Calls bei Jahresend- berichts- generierung 10000 DB- Calls bei Jahresend- berichts- generierung > >

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Ergebnisse einer Problemsammlung 46 Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem

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Ergebnisse einer Problemsammlung 47 Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem

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Ergebnisse einer Problemsammlung 48 Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem Cluster Cluster

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Ergebnisse einer Problemsammlung 49 Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Skalier- barkeit Skalier- barkeit Zusammen- arbeit Zusammen- arbeit Codequalität Codequalität Problem Problem Cluster Cluster

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Ergebnisse einer Problemsammlung 50 Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Skalier- barkeit Skalier- barkeit Zusammen- arbeit Zusammen- arbeit Codequalität Codequalität Problem Problem Cluster Cluster

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51 „Was meinst du damit?“

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4. Punkt ProblemursachEN 52

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53 We fail more often because we solve the wrong problem than because we get the wrong solution to the right problem.” Russell L. Ackoff “ Bild: https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Russel_Lincoln_Ackoff.jpg

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54 UrsachEN betrachten Code wird lokal nicht getestet Falschkonfigurierter Build-Server Externe Systeme ändern Abläufe ohne Kommunikation Builds schlagen zu oft fehl im Nightly Build hat Ursache Legende (Mögliche) Ursachen Problem Problem → UrsachEN Sprint-Ziele werden nicht erreicht Netz der Zusammenhänge Erzeugt Momentum

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55 Gefahr: Maßnahmen oder Ursachen unvollständig Code wird lokal nicht getestet Falschkonfigurierter Build-Server Externe Systeme ändern Abläufe ohne Kommunikation Builds schlagen zu oft fehl im Nightly Build Entwickler müssen Tests erfolgreich ausführen ist Maßnahme für hat Ursache Legende ist eigentlich Maßnahme für Einführung von Consumer-driven Contract Testing Externe Systeme durch Mocks ersetzen ? ? Fehlende Maßnahme Fehlende Ursache (Mögliche) Ursachen Problem (Mögliche) Maßnahmen Maßnahmen zu UrsachEN Wirkliche Ursache

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Ergebnisse einer Problemsammlung 56 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von Erste Idee Erste Idee

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57 „Was noch?“

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58 „Löst diese Maßnahme die eigentliche Ursache?“

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5. Punkt Passende Maßnahmen finden 59

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60 “There ain't no such thing as a free lunch!” - Unknown Code wird lokal nicht getestet Externe Systeme ändern Abläufe ohne Kommunikation Builds schlagen zu oft fehl im Nightly Build Entwickler müssen Tests erfolgreich ausführen ist Maßnahme für hat Ursache Legende ist eigentlich Maßnahme für Einführung von Consumer-driven Contract Testing (Mögliche) Ursachen Problem Maßnahmen Konsequenzen von Maßnahmen Wirkliche Ursachen

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Landkarte der Lösungen 61 Ursachen mit Maßnahmen zusammenbringen Code wird lokal nicht getestet Externe Systeme ändern Abläufe ohne Kommunikation Builds schlagen zu oft fehl im Nightly Build Entwickler müssen Tests erfolgreich ausführen Einführung von Consumer-driven Contract Testing Ursachen Maßnahmen

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Landkarte der möglichen Lösungen 62 Folgen der Maßnahmen identifizieren (nichts ist umsonst!) Code wird lokal nicht getestet Externe Systeme ändern Abläufe ohne Kommunikation Builds schlagen zu oft fehl im Nightly Build Entwickler müssen Tests erfolgreich ausführen Einführung von Consumer-driven Contract Testing Ursachen Maßnahmen Folgen Schulungen für effektives Testen notwendig Lokale Test müssen schnell durchlaufen Folgen

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Landkarte der Lösungen 63 Folgen der Maßnahmen bewerten für die eigene Situation Code wird lokal nicht getestet Externe Systeme ändern Abläufe ohne Kommunikation Builds schlagen zu oft fehl im Nightly Build Entwickler müssen Tests erfolgreich ausführen Einführung von Consumer-driven Contract Testing Ursachen Maßnahmen Folgen Schulungen für effektives Testen notwendig Folgen Bewertung Sinnvoll, da wir Qualitätsoffensive anstreben Erzeugt Momentum Lokale Test müssen schnell durchlaufen

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Landkarte der Lösungen 64 Übersicht über konkrete Maßnahmenbündel schaffen Ursachen Maßnahmen Folgen Folgen Bewertung

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Ergebnisse einer Problemsammlung 65 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von Erste Idee Erste Idee

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Ergebnisse einer Problemsammlung 66 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von Erste Idee Erste Idee

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Ergebnisse einer Problemsammlung 67 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von Maß- nahme Maß- nahme Keine Maß- nahme Keine Maß- nahme

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Ergebnisse einer Problemsammlung 68 Kein Kubernetes Kein Kubernetes 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung 100k DB-Calls bei 1 Klick in Anwendung Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem hängt ab von Maß- nahme Maß- nahme Gelöstes Problem Gelöstes Problem Folge Folge

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Ergebnisse einer Problemsammlung 69 Lokaler Build geht nicht Lokaler Build geht nicht Problem Problem Folge Folge

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70 Bonuspunkte (nur kurz angerissen)

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6. Punkt Denkfehler beachten 71

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Sehen wir die wirklichen Probleme? 72 Problemidentifikation hinterfragen! Ursachen Maßnahmen Folgen Folgen Bewertung Sehen wir wirklich die richtigen Probleme?

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73 Wer nur im Code sucht, wird auch nur dort Probleme finden! 1 101 1 0

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Antimethode: Den Schlüssel unter der Straßenlaterne suchen 74 Nicht nur dort suchen, wo das Licht hinfällt!

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75 I suppose it is tempting, if the only tool you have is a hammer, to treat everything as if it were a nail.” Abraham Maslow Bild: https://en.wikipedia.org/wiki/Abraham_Maslow#/media/File:Abraham_Maslow.jpg “

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Bewusst in die Breite gehen! 76

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Die große Welt der Denkfehler 77

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Ein paar Denkfehler als Beispiel 78 Grand Vision Bias Grand Vision Bias Entnommen von Janelle Arty Starr: Idea Flow - How to Measure the PAIN in Software Development

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Kausale Ketten & Netze in Frage stellen! 79 Wir haben kein Content Management System Wir haben kein Content Management System Vorgeschriebenes Single Sign-On wurde bisher falsch bzw. nicht implementiert Vorgeschriebenes Single Sign-On wurde bisher falsch bzw. nicht implementiert Wir haben keine anpassbare Login- Seite für unsere internen Anwendungen Wir haben keine anpassbare Login- Seite für unsere internen Anwendungen Unsere IT- Mitarbeiter müssen ständig Anmeldeseiten für neue Anwendungen erstellen Unsere IT- Mitarbeiter müssen ständig Anmeldeseiten für neue Anwendungen erstellen Warum? Warum? Zuständigkeiten und Budget- zuweisung für Themen der Rechteverwaltung sind unklar Zuständigkeiten und Budget- zuweisung für Themen der Rechteverwaltung sind unklar Was noch? ... ... Lösungsraum Problemraum Für welche Lösung ist das das Problem? Warum (ist das ein Problem)?

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Ist unser Weg der richtige? 80 Problemlösungsvorgehen reflektieren und Werkzeuge hinterfragen! Ursachen Maßnahmen Folgen Folgen Bewertung ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

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7. Punkt Richtiges Problem? 81

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„Problem… 82 Bei Rekordaus- schüttungen informieren wir unsere Kunden, dass sie bitte früher unser System nutzen sollen. Online- Lottoanbieter Entwicklung WT$? Bessere Werbe- möglichkeiten! Vor großen Anstürmen können wir alle unsere Kunden anschreiben und damit noch einmal Werbung für unser Angebot machen! …oder Chance?“

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„Problem… 83 Die Umsetzung einer Kundenanforderung im System dauert bei uns immer sehr lange. Schlechte Wartbarkeit! ! Softwarehaus …oder Chance?“ Wir haben Time & Material- Wartungsverträge mit Kunden geschlossen, die uns die Zeit für die Umsetzung bezahlen! Bezahlter Wartungsvertrag Entwicklung WT$?

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„Problem… 84 Unsere Kunden sind sehr stark in unser angebotenes Services- Ökosystem integriert. Software-as- Service-Anbieter …oder Chance?“ Durch einen Vendor- Lock-In binden wir Kunden langfristig an unsere Plattform! Entwicklung WT$?

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Anfeindungen Widerstand Verharmlosung Zweifel Verblüffung Gleichgültigkeit Zustimmung Begeisterung Willkommenskultur von Problemen 85 Probleme beweisen, keine Angriffspunkte liefern Support von einflussreichen Stakeholdern holen Konsequenzen der Probleme verständlich offenlegen abgestritten ignoriert akzept- iert Analysen nachvollziehbar kommunizieren Klarheit über die untersuchten Probleme schaffen Wichtige Eckdaten der Probleme kurz und bündig schildern Tipps Reaktionen https://aim42.github.io/#Expect-Denial

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86 Wenn Sie ein Ziel haben, und Sie sind auf dem Weg Ihr Ziel zu erreichen, dann haben Sie kein Problem! Wenn Sie ein Ziel haben, und Sie sind nicht auf dem Weg Ihr Ziel zu erreichen, dann haben Sie ein Problem! [..] Ohne Ziel ist es nämlich verdam- mt schwer zu erkennen, ob man auf dem richtigen Weg ist.“ Georg Jocham Zitat aus https://georgjocham.com/apl006-wir-haben-ein-problem-haben-wir-wirklich-ein-problem/ Bild aus https://www.youtube.com/watch?v=q7JKlHJqDY4 “ ? ? ?

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Zusammenfassung Wie löse ich knifflige Probleme in Softwaresystemen? 87

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Überblick der Punkte 88 1. Was sind die Probleme? 2. Problem(rück|vor)verschiebung 3. Problemverständnis 4. ProblemursachEN 5. Passende Maßnahmen 6. Denkfehler 7. Richtiges Problem? Stark inspiriert von Walter Schönwandts Buch „Knifflige Probleme lösen“ Reihenfolge ist irrelevant! Wiederholungen immer und immer wieder notwendig!

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Die Lösungen für knifflige Probleme 89 … und warum es keine eindeutige Antwort drauf gibt Wir haben den Sourcecode nicht Wir haben den Sourcecode nicht Niemand hat Lust auf C Niemand hat Lust auf C Herr Meier teilt sein Wissen nicht Herr Meier teilt sein Wissen nicht Keine Zeit fürs Dokumen- tieren Keine Zeit fürs Dokumen- tieren Keiner steigt im Quellcode durch Keiner steigt im Quellcode durch Zu wenig Entwickler Zu wenig Entwickler „Nur Herr Meier (extern) kennt sich noch mit unserer Software aus!“ Software wird in 3 Monaten abgelöst Software wird in 3 Monaten abgelöst

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90 Ein paar Lesetipps für die individuelle Lösungen

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No content

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Mehr Infos zum großen Thema 96 Kuratierte Liste mit Tipps zum Umgang mit Legacy Systeme https://github.com/feststelltaste/awesome-legacy-systems

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„Wenn ich eine Stunde habe, um ein Problem zu lösen, dann beschäftige ich mich 55 Minuten mit dem Problem und 5 Minuten mit der Lösung.“ Albert Einstein https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Albert_Einstein_Head_cleaned.jpg 97

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Kudos 98 Dieser Talk baut vor allem auf die Ideen von Prof. Walter Schönwandt et.al. auf* Podcast-Folge von Georg Jocham Abenteuer Probleme lösen, Folge 021: So löst man komplexe Probleme, im Gespräch mit Prof. Walter Schönwandt https://georgjocham.com/apl-020-so-loest-man- komplexe-probleme-im-gespraech-mit-prof-dr- walter-schoenwandt/ game changer Frei verfügbar unter https://scg.unibe.ch/ download/oorp/ usual suspects * es gibt aber genügend Praxiserfahrungen damit!

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99 Vielen Dank

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100 Fragen + Antworten

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KLIENTEN Finance ● Telko ● Logistik ● E-Commerce ● Fortune 500 ● KMUs ● Startups FAKTEN ~160 Mitarbeitende 1998 gegründet 9 Standorte in D & CH UNSER ANGEBOT Produktkonzeption & Design Software-Entwicklung & -Architektur Technologie-Beratung Infrastruktur & Betrieb Wissenstransfer, Coaching & Trainings FOKUS Webapplikationen SaaS IoT Produktentwicklung ML/AI Blockchain TECHNOLOGIEN (Auswahl) Java/Spring Ruby/Rails Scala AWS Kubernetes Azure JavaScript Python C# ML/AI Blockchain 101 101