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19.10.1984 - 

Das große deutsche Technologiedefizit:

"Software" und was man dagegen tun kann

"Wir sind hoffnungslos rückständig", resümiert Dr. Roland Schwetz, Direktor des Unternehmensbereichs Kommunikations- und Datentechnik der Münchner Siemens AG. Der permanente Anwendungsstau und Probleme bei der Einführung neuer Technologien seien ein deutliches Beispiel dafür, daß hier schon die Basis kränkelt: "Der Umgang mit Computern ist immer noch nicht selbstverständlich."

Sie steht uns bevor, die Messe der tausend Bildschirme. Je nach Herkunft und Mentalität werden die

Heimkehrer aus den Hallen der Orgatechnik ihre persönlichen Eindrücke in Befürchtungen, Mutmaßungen oder Hoffnungen umsetzen oder artikulieren. Dem Zeitgeist entsprechend werden die Befürchtungen überwiegen. Im Mittelpunkt kritischer Betrachtungen werden, wie in den vergangenen Jahren die hoffnungslose Rückständigkeit der Europäer stehen. Der technologische Gap gegenüber USA und Japan ist unverkennbar! Wie in diesem Lande üblich, wird daraufhin der Ruf nach Technologieförderung, sprich Subvention erschallen, so als ob mit Geld allein dem Vorsprung der anderen beizukommen wäre. Dabei liegen die

Ursachen viel tiefer.

In weiten Kreisen in Politik und Wirtschaft scheint in den letzten 20 Jahren das Gefühl verloren gegangen zu sein, daß zwischen dem Kennen oder Kennenlernen einer Materie und dem Anwendenkönnen oder Beherrschen ein gewaltiger Unterschied besteht, der aus rein menschlicher Veranlagung heraus einen stets langjährigen Reifeprozeß durchläuft. Unter diesem Aspekt stellt sich die Frage, warum man nicht schon vor 10 Jahren in allen Zweigen unseres Bildungswesens eine "Breiteninformatik" eingeführt und durchgesetzt hat. Liegt es daran, daß in Deutschland Lehrpläne von praxisfremden Bildungstechnokraten mehr verwaltet als entwickelt werden? Oder kann man sich schlichtweg nicht aufraffen? Oder ist es der uns Deutschen nachgesagte Hang für " Verwissenschaftlichung" und "Spezial-Spezialisierung", dem wir eine Überbetonung der Kerninformatik mit eher abschreckender Wirkung auf den "einfachen Mann von der Straße" zuschreiben müssen?

Rohstoff "Geist" nicht vernachlässigen

Wie dem auch sei. Es wird höchste Zeit, einige Fakten zur Kenntnis zu nehmen und in Zukunft das Handeln danach auszurichten. Insbesondere sollten wir uns eigentlich einmal in unser Gedächtnis prägen, daß wir durch den jahrelang praktizierten "geistigen Vorruhestand" unserer Bildungsbehörden die einzige reichlich vorhandene Rohstoffbasis in unserem Lande zuschütten!

Wirtschaftswissenschaftler und Politiker aller Coleur haben schon immer darauf hingewiesen, daß ein rohstoffarmes Land wie die Bundesrepublik im weltwirtschaftlichen Konzert nur mitspielen kann, wenn es seine geistige Potenz zu vermarkten versteht. Blaupausenexport hieß bisher das Schlagwort!

Aus der Blaupause ist freilich im Zeitalter der Mikroelektronik der Softwarecode geworden!

Konsequenterweise müssen wir seit langem in zunehmendem Maße den Rohstoff "Geist" weltweit in Form von Software liefern. Wie aber ist die Realität? Bestürzend! Abgesehen von wenigen Ausnahmen bringt amerikanische, englische oder japanische Software die tausend Bildschirme zum Flimmern! Wir sind weit abgeschlagen in einer Technologie, mit der man, wie es scheint, ohne große Hilfsmittel, nämlich mit Bleistift, Papier und einem geeigneten Prozessor diffizile Ingenieurleistung vermarktbar produzieren kann. Obwohl die Voraussetzungen anscheinend relativ einfach zu erfüllen sind: wir sind nicht der SW-Lieferant Nr. 1!

Das Schreiben von Software ist gleichzusetzen mit einem Konstruktionsvorgang, die Entwicklung von Software deshalb grundsätzlich eine ingenieurmäßige Tätigkeit, auch wenn man das manchmal in bestimmten Kreisen nicht wahrhaben möchte. Das Ergebnis der Software-Entwicklung stellt, in Form des ablauffähigen Programms deshalb generell ein technisches Produkt dar.

Macht man sich diese Betrachtungsweise zu eigen, kann man sich durch Analogie-Betrachtung relativ schnell den wahren Ursachen der so genannten Softwareprobleme nähern.

In vielen technischen Disziplinen verfügt man über teilweise Jahrhunderte alte Erfahrungen. Die Software als ganz junges Gebiet weist diesen Erfahrungsschatz nicht auf. Wir finden deshalb eine Art Pioniersituation vor.

Aus technischen Spezialgebieten, wie beispielsweise der Bauwirtschaft, dem Maschinenbau oder der Elektronik weiß man, daß neben einem Wissen um die Baumaterialien und die physikalischen Gesetze für eine erfolgreiche Arbeit zwei weitere Dinge unerläßlich sind:

- Eine sehr detaillierte Kenntnis des Aufgabengebietes, für welches eine Technik angewendet werden soll und

- die Erfahrung darüber, welche Lösungstheorien sich unter den rauhen Umgebungsbedingungen der realen Wirklichkeit bewähren und mit welchen Einschränkungen.

Erfahrung und Wissen um Technologie und Anwendungsgebiete sind letzten Endes personenbezogen, oder anders ausgedrückt: Menschen müssen sich dieses Wissen erwerben und immer wieder bei neuen Aufgaben durch Anwenden schrittweise erfahrungsbezogen ergänzen.

Betrachten wir im folgenden einmal den Wissenserwerb, beispielsweise eines Elektroingenieurs: Mit allgemeinen Grundlagen der Physik wird er in der Oberstufe der Gymnasien vertraut gemacht. Wenn er ein technikbegabter Mensch ist, wird er erste Erfahrungen über die Montierbarkeit von technischen Teilen, die Reparierbarkeit, den Zusammenbau und vielleicht sogar Entwurfserfahrungen als Hobbybastler sammeln.

Im Studium erlernt er eine Reihe von Theorien, die ihn später in die Lage setzen, Anforderungen aus einem Anwendungsgebiet in technische Lösungsprinzipien zu übersetzen. Aber gleichzeitig lernt er etwas ganz entscheidendes: Im Praktikum insbesondere aber im Zuge von Semesterarbeiten bekommt er ein Gefühl über Machbarkeit und Dimension.

Was bedeutet dies? Er lernt, daß eine ganz kleine Aufgabe, deren Lösungsprinzip schnell durchdacht sind, in der Detaillierung etwa des Schaltplanes, der Leiterplattenentflechtung und so weiter eine enorme Zahl von Arbeitsstunden verschlingen kann. Er lernt ferner, daß ab einem bestimmten Umfang Probleme in zweierlei Hinsicht aus der Dimension entstehen:

- Zu große und zu stark ineinander verwobene Zusammenhänge bewältigt man einfach mental nicht mehr. Man muß zergliedern.

- Ferner: die Anzahl von Komponenten zur Realisierung einer Funktion zwingen einem aus anderen Gründen der Herstellung, die Funktionselemente auch in anderer Weise zu zergliedern, so daß handhabbare, prüfbare, fertigbare Lösungsteile entstehen.

Mit solchen ersten Erfahrungen belastet, tritt der frisch gebackene Ingenieur in das Berufsleben. Obwohl mit guten Zeugnissen ausgestattet, wird er zunächst zu seiner eigenen Verwunderung nicht gleich Chef-Konstrukteur.

Im Laufe seiner Praxis wird ihm klar, daß er seine Lösungstheorien überhaupt nur richtig entwickeln kann, wenn er auf dem Anwendungsgebiet Bescheid weiß. Hieraus folgt, daß eine Reihe von Aufgaben erstmal bewältigt werden müssen, bis man auch in der Anwendungsmaterie die genügende Reife erreicht hat.

Die Dauer dieser Lernphase ist beträchtlich. Es vergeht, Studium, Praktikum und erste Berufsjahre zusammengenommen, durchaus ein Zeitraum von etwa 10 Jahren bis das notwendige "Gespür" und Erfahrungswissen erworben ist. Abgesehen von den nur sehr selten anzutreffenden Genies läßt sich diese Zeitspanne offensichtlich nicht verkürzen. Es gibt genügend Beispiele, die dies beweisen.

Erfahrungswissen kann offensichtlich nicht angelesen, sondern muß erlebt werden. Nur "learning by doing" führt zum Erfolg. Dies ist zwar zeitlich ein langer, aber unvermeidlicher Weg. Er läßt sich nur etwas abkürzen, wenn in jeder Problemsituation Wissens- und Erfahrungsträger konsultiert werden können.

Noch kein Software-Meister vom Himmel gefallen

Vergleichen wir nun diese Situation, in der man mehrere Jahre lang in einer mit entsprechender Erfahrung ausgestatteten Umgebung den sicheren Umgang mit bestimmten Technologien zur Lösung von Anwendungsproblemen erlernt, mit der Situation in der Software-Erstellung, wenn in einem Betrieb erstmals die SW-Technologie Einzug hält.

Etwas überspitzt ausgedrückt sieht das doch so aus:

Der Betrieb entschließt sich, ein Problem mit Software zu lösen, sucht nach einem bereitwilligen Mitarbeiter, schickt ihn 14 Tage auf einen Programmierkurs, dann zwei Wochen noch auf einen Betriebssystemkurs, beides vielleicht noch bestenfalls mit minimalen praktischen Übungen unterstützt, und geht dann davon aus, daß der so ausgezeichnete Mitarbeiter ab diesem Zeitpunkt alle Software-Aufgaben mit Chef-Konstrukteurqualität erledigen wird! Welch eine Fehleinschätzung!

Oder gleich verheerend in der Wirkung der gewaltige Irrtum im Konzentrieren auf eine Kerninformatikausbildung!

Man lernt alle Kerntheorien der Informatik, aber man kann schon bei einfachen Aufgaben das "Lösungsmuster" nicht finden, weil man vom Aufgabengebiet nichts versteht.

Gravierend erschwert wird die Situation noch dadurch, daß Software als immaterielles Produkt nicht faßbar, also nicht sichtbar ist. Damit entfällt ein wichtiges Regulativ, welches in allen anderen Techniken Ausuferungen jeder Art hinsichtlich Dimension und Komplexität verhindert. Sobald man die Größe und die räumliche Ausdehnung des Objektes optisch wahrnimmt, merkt man selbst sehr schnell, daß eine Zergliederung oder Entkomplizierung vorgenommen werden muß und von Anfang an Verbindungs- oder Nahtstellen zu schaffen sind. Bei Software sieht man nichts. Auch endlich begrenzte Arbeitsräume von Fertigungseinrichtungen, Transportwegen oder die Tragkraft von Transporteinrichtungen setzen in diesem Fall keine äusseren Grenzen. Software ist grenzenlos.

Weil man zu Beginn der Softwere-Arbeit zunächst auf keine Grenzen stößt, setzt auch kein Lernerfolg ein.

Das vielleicht gravierendste Problem ist das Fehlen einer eingängigen, überschaubaren Darstellung des Softwarefunktionsinhaltes, vergleichbar mit den technischen Zeichnungen in den anderen Fachdisziplinen. Das Fehlen einer ingenieurmäßigen Darstellung von Softwarefunktionen ist höchstwahrscheinlich der wahre Grund für die sogenannte "Software-Krisen" der 70er Jahre!

Software-Lösungen wurden "freihändig" geschaffen

In der Elektrotechnik wurden schon über viele Jahrzehnte logische Funktionskomplexe in Form von Schalt- und Stromlaufplänen dar gestellt, die Übersicht also mit Mitteln des technischen Zeichners erreicht. An sich gibt es keinen Grund diese Darstellungsweisen nicht auch in der Software anzuwenden außer jenem, daß die notwendige Detaillierung den Software-Kracks der Anfangsjahre viel zu mühsam erschien und sie deshalb ihre Lösungen "freihändig" schufen. Das gewaltige Mühsal des Schaltplanzeichnens hätte zumindest in früheren Phasen bewirkt, daß weder amorphe Softwaremonolithen noch Komplexitätskonzentrationen entstanden wären, die später das Gerede von Softwarekünstertum auslösten.

Rückwirkend betrachtet, können wir nur feststellen, daß man mit Recht die Software-Erstellung der 60er Jahre und beginnenden 70er Jahre als Pionierarbeit bezeichnen muß:

- Es war meistens überhaupt nicht klar, daß Software eine Technologie, das heißt eine Möglichkeit darstellt, bekannte und neue Aufgaben mit neuartigen Mitteln in anderen Weise als bisher zu lösen.

- Es wurde nicht erkannt, daß Qualitäts- und Verfügbarkeitsanforderungen sich in nichts von den Anforderungen gegenüber anderen Techniken unterscheiden.

- Es gab (und gibt auch heute noch) keine genügend an diese Technologie angepaßte grafische Darstellung oder Beschreibungssprache, es fehlt eigentlich die Voraussetzung, durch Inaugenscheinnahme des geplanten oder erreichten Lösungskonzeptes in der Diskussion mit Erfahrungsträgern interaktiv die nächste bessere Losungsvariante zu erarbeiten.

- Und in den Anfangsjahren hatten diejenigen, die die Technologie an zuwenden begannen, niemanden, der sie beim Auftauchen von Problemen beraten konnte. Alle waren

Selfmademen, leider in vielen Fällen auch Glücksritter!

Software-Bildung muß vorangetrieben werden

Vieles ist inzwischen besser geworden. Nur die Zahl der Erfahrenen reicht bei weitem nicht aus den Softwarebedarf zu befriedigen. Die Probleme sind also vorprogrammiert!

Aus der geschilderten Situation

müssen wir deshalb folgende Konsequenzen ziehen:

Das Beherrschen der Softwaretechnologie als Lösungsmethode und der Softwareherstellung als Produktion

eines vermarktbaren Gutes sind Voraussetzung für künftige wirtschaftliche Erfolge. In zunehmendem Maße werden Mikroprozessoren und damit Software in immer weiteren Lebens bereichen Eingang finden. Entscheiden für den Erhalt der Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie wird deshalb eine allgemeine "Software-Ertüchtigung" der im Arbeitsleben stehenden, vor allem aber der nachwachsenden Generation sein! Es muß deshalb schneller als bisher in allen Ausbildungszweigen, beginnend in der Elementarschule über die Gymnasien bis in den Hochschulbereich durch aktiven

Umgang mit Software und Computern die notwendige Grunderfahrung und das persönliche Beurteilungsvermögen vermittelt werden.

Die Betonung liegt hierbei auf "aktiver Umgang"!

Die Kerninformatik sollte dagegen nicht verbreitert werden. Viel mehr ist in allen technischen und wirtschaftlichen Disziplinen obligatorisch eine angewandte Informatik einzuführen. Die Vermittlung von Theorie ist zu Gunsten der Anwendung der Softwaretechnologie zur Losung vorgegebener Aufgabenstellungen zurückzustellen.

Industrie und öffentliche Hand sind aufgerufen, die gerätetechnischen Voraussetzungen in den Ausbildungsstätten umgehend zu schaffen da die oben verlangten Kenntnisse nur im praktischen Umgang erworben werden können. Bereits eine Grundschule ohne Kleincomputer für ganze Jahrgangklassen ist keine taugliche Ausbildungsstätte mehr!

Forschungsbetreibende Institute sollten mit mehr Intensität in Anlehnung an die in der Hardwaretechnik gebräuchlichen Methoden und Formen sich schwerpunktmäßig mit der Darstellung von Problemlösungen in Softwaretechnologie auseinandersetzen. Solange man sich nicht eindeutig, knapp und verständlich über angedachte Lösungswege gegenseitig informieren kann, fehlt die Basis für den unabdingbaren Diskussionsprozeß als Ausgangspunkt für iterative Verbesserungen.

Die Wirtschaftsunternehmen müssen sich darüber im klaren sein, daß die Anwendung der neuen Technologie "Software" - wie im übrigen auch die Anwendung neuer Technologie Mikroprozessor - einen wie oben geschildert langjährigen Umdenkprozeß mit zeitraubender Erfahrungssammlung bedeutet. Über einen Zeitraum von mehreren Jahren werden Produkte mit erstmaliger Anwendung der neuen Technologie eine Reihe von Kinderkrankheiten aufweisen. In der Übergangsphase kann die Kapazität der mit der neuen Technologie befaßten Mitarbeiter nicht zu 100 Prozent produktiv eingesetzt werden. Dies alles ist bei Termin- und Budgetplanung zu berücksichtigen.

Auch für die neue Technologie "Software" gilt, daß sich ihre Anwendung und Vervollkommnung durch das verbesserte Preis/Leistungs-Verhältnis der Produkte von Morgen wettbewerbsmäßig bezahlt machen wird, aber die jetzt entstehenden Kosten durch die Produkte von Heute bezahlt werden müssen. Die Weiterentwicklung der Softwaretechnologie wird eines Tages auch von Produkten, die selbst hohe Software-Anteile enthalten, getragen werden müssen.

Fazit: Es gibt keinen Ausweg, wir können uns dem Problem nicht entziehen, wir sollten uns deshalb der Lösung stellen.

- Der Bildungsbereich und der Hobbybereich haben dafür zu sorgen daß das Umgehen mit Rechnerelektronik und Software-Technologie Allgemeingut wird.

In Gymnasien wie an Universitäten muß in alle geisteswissenschaftliche Fächer der Computer aktiv in die Lehrstoffvermittlung und Erarbeitung einbezogen werden. Computerwissen und Erfahrung müssen wie schreiben-, lesen- und rechnen-können in allen Disziplinen eine pure Selbstverständlichkeit werden.

Übrigens bedarf es keiner Erlasse. Jeder Verantwortliche Dozent kann im eigenen Wirkungsbereich "einfach" anfangen. Und zur Frage der Finanzen? Hat man seitens der staatlichen Stellen die Bereitschaft der Wirtschaft, benötigte Technik zur Verfügung zu stellen ausgelotet?

- Die Unternehmen haben dafür zu sorgen, daß genügend früh die neue Technologie in ihre Produktüberlegungen oder als Hilfsmittel der Aufgabenabwicklung, einbezogen wird.

Der Ausweg, auf Dauer Software bei Sub-Unternehmer in Auftrag zu geben, ist all den Unternehmen versperrt, bei denen diese Software die Attraktivität ihrer Produkte begründet. Da der Software-Lieferant zur Erzeugung solider Lösungen sich das gesamte Anwendungs-Know-how des Auftraggebers erwerben muß, kann sich das Auftraggeber-/Auftragnehmerverhältnis und damit die geschäftliche Marktdominanz sehr schnell umkehren.

- Das rasche Vordringen von Mikroprozessoren als Ersatz klassischer Steuerungselemente in vielen Branchen und Produktzweigen erfordert auf Dauer Softwareaufgaben in Bereichen, die auf diese Technologie nicht vorbereitet sind. Zumindest in einer mehrjährigen Übergangszeit sind Schwierigkeiten mit Software deshalb vorprogrammiert. Die Größe der negativen Auswirkungen dieser bevorstehenden Software-Krise wird entscheidend davon abhängen, wie schnell die nachwachsende Generation in der Software-Anwendung ertüchtigt werden kann. Die viel zu spät begonnenen und in der Regel recht zaghaften oder sehr einseitigen Maßnahmen in allen Stufen der Berufsausbildung müssen in der Breite verstärkt werden. In erster Linie ist das Sammeln der praktischen Erfahrungen notwendig. Die Vermittlung des theoretischen Hintergrundes erscheint im Augenblick ausreichend.

Und übrigens: Eile ist außerdem geboten!