Vergleich zweier Begriffsauffassungen aus der Designforschung - mit Hilfe eines Beispiels aus der Softwareentwicklung

Die Aufgabenstellung:

Die Aufgabenstellung gab uns zwei Texte, einmal "Notes on the Synthesis of Form" von Christopher Alexander sowie "The Sciences of the Artificial" von Herbert Simon vor. Aus diesen Texten sollte zusammengefasst werden, was Simon unter Artefakt und Design versteht sowie was Alexander unter Design versteht.

Anschließend sollten diese Ergebnisse verdeutlicht werden und anhand eines Beispieles aus dem Software-Engineering miteinander verglichen werden, wobei allgemeine Gemeinsamkeiten und Unterschiede der beiden Ansätze aufgezeigt werden sollten.

Als letztes sollte noch der Einfluss auf das moderne Wissenschaftsverständis der IT der beiden Autoren gemutmaßt werden.

Motivation: 

Die Forschungen von Simon und Alexander genießen eine hohe Akzeptanz in der Designforschung. In diesem Beitrag werden die Begriffsauffassungen der beiden Forscher gegenübergestellt. Anhand eines Beispiels aus dem Software-Engineering wird veranschaulicht, inwieweit die Forschungen für das moderne Wissenschaftsverständnis Gültigkeit besitzen. Die Ergebnisse werden unter Hinzunahme weiterer wissenschaftlicher Quellen untermauert.

Zentrale Untersuchungsergebnisse: 

Der Begriff des Design nach Simon (vgl. Simon (1996)):

Simon definiert das Designartefakt als ein künstliches, von menschen hergestelltes und oftmals der Natur nachempfundenes Ding, das eine bestimmte Funktion oder ein bestimmtes Ziel hat. Gutes Design zeichnet sich dadurch aus, dass ein funktionierendes Zusammenspiel von innerer und äußerer Umgebung sichergestellt ist. Hierfür muss ein hohes Verständnis für die äußere Umgebung vorhanden sein. Unter der inneren Umgebung des Artefakts versteht Simon die Konstruktion des Artefakts. Bei einem Flugzeug wären dies beispielsweise die Turbinen oder die Größe der Tragflächen. Die äußere Umgebung in diesem Beispiel wären die physikalischen Gesetzmäßigkeiten wie der Luftwiderstand und die Gravitationskraft. Diesen funktionalen Ansatz führt Simon im General Problem Solver (GPS) weiter aus. Demnach setzt sich das Design aus zwei Elementen zusammen, den "utility functions" (Anforderungen) sowie den "command variables" (Kompenenten für die Lösung). Die Anforderungen werden definiert als der Unterschied zwischen der aktuellen Situation und des Artefakts in der zukünftigen Situation. Das zweite Element wird definiert als die Aktionen, welche das Artefakt oder die Situationen verändern, um die Unterschiede zu entfernen.

Nach Simon setzt sich Design aus zwei essentiellen Komponenten zusammen, die Form des Designs sowie die Form und die Organisation des Designprozesses. Vormals habe die Auffassung gegolten, dass das Ziel nur mir der optimalen Lösung zu erreichen wäre. Simon verändert dieses Verständnis, indem er sagt, dass oft auch durch eine "satisficing" (zufriedenstellende) Lösung das Ziel erreicht werden könne.

Der Begriff des Design nach Alexander (vgl. Alexander (1964)):

Alexander definiert Design als einen Weg zur Lösung eines Problems zwischen zwei Entitäten. Die beiden Entitäten, die er hier beschreibt sind einmal das Objekt, um welches es geht sowie die Umwelt dieses Objektes. Das Objekt ist hierbei der Teil der Welt, über welchen wir Kontrolle haben und welchen wir verändern wollen mit unserem Design. Die Umwelt des Objekts beschreibt alles, was direkte sowie indirekte Einflüsse auf unser Objekt haben kann. Somit ist das Ziel eines Designs, die unterschiedlichen Ansprüche des Objektes sowie dessen Umwelt zu befriedigen und somit die beiden Entitäten in eine reibungslöse Beziehung zueinander zu bringen.

Im weiteren Verlauf geht Alexander darauf ein, dass wir zur Schaffung dieser reibungslosen Beziehung das Problem aus negativer Perspektive betrachten sollen und somit die grundlegenden Probleme zwischen dem Objekt und seiner Umwelt aufzeigen sollen. Anschließend können wir diese Probleme aufteilen und entfernen, um somit eine Beziehung zwischen den beiden Entitäten zu schaffen.

Somit ist das Ziel des Designs nicht eine perfekte Umwelt und ein perfektes Objekt zu schaffen, sondern eine Beziehung zwischen diesen beiden, in welcher keine Probleme zwischen diesen beiden Entitäten auftreten.

Beispiel zur Veranschaulichung: 

Vergleich der Begriffsauffassungen
Phase                                    Simon                                                         Alexander                       
    1

Zusammenspiel von innerer und äußerer Umgebung eines Artefakts

Entwicklung häufig ohne klar definiertes Endziel, aber mit bestimmter Funktion oder bestimmten Ziel

Festlegung des Objekts und dessen Umfeldes

    2

Zerlegung einer komplexen Struktur in Teilprobleme

Bestimmung der Zwischenziele

Aufteilen des Problems in Teilprobleme

    3

Festlegung des Zeitrahmens, der Aufgaben und der Prioritäten

Identifikation möglicher Zielkonflikte

Berücksichtigung der Anforderungen des Kunden

Klassifizierung der Teilprobleme

    4

Iteratives Vorgehen

Berücksichtigung der Anforderungen des Kunden

Identifikation von Fehlerquellen und Unzulänglichkeiten in den Daten

Festlegung von Arbeitsvorgang

Lösungsfindung für Fehler

    5

Weiterentwicklung des Artefakts bis zufriedenstellende Lösung erreicht ist

Suche nach Problemlösungen

Arbeitsvorgang

Lösungsanwendung


In der Tabelle oben werden die Begriffe, die Simon und Alexander benutzen, den Phasen in dem FDD Modell zugeordnet, um sie dadurch zu vergleichen.

In der ersten Phase erkennt man schon einen Unterschied in den Begrifflichkeiten, obwohl es beiden Autoren um etwas bestimmtes und dessen drum herum geht. Bei Simon wird dies mit Artefakt und dessen innerer und äußerer Umgebung beschreiben, Alexander benutzt hier die Begriffe Objekt und dessen Umfeld. Beiden geht es aber vom Prinzip her darum, dass das Objekt/Artefakt mit seinem Umfeld/seiner Umgebung im Einklang sein muss, damit das Zusammenspiel funktioniert und das Problem gelöst werden kann. 

In der zweiten Phase geht es beiden Autoren darum, das Problem in Teilprobleme zu zerlegen/aufzuteilen. Hier ist der einzige Unterschied, dass Simon noch Zwischenziele bestimmt, die auf dem Weg der Problemlösung erreicht werden.

In der dritten Phase gibt es keine Begriffsübereinstimmungen. Simon legt hier den Zeitrahmen, die Aufgaben und die Prioritäten fest, identifiziert mögliche Zielkonflikte und berücksichtigt die Anforderungen des Kunden. Alexander hingegen klassifiziert die Teilprobleme.

In der vierten und fünften Phase, die mehrfach hinterneinander durchlaufen werden, gibt es wieder mehr Ähnlichkeiten unter den Begriffen. Bei Simon ist es ein iteratives Vorgehen festzustellen, bei dem Fehlerquellen identifiziert, Problemlösungen gesucht werden und das Artefakt weiterentwickelt wird bis eine zufriedenstellende Lösung erreicht ist. Bei Alexander wird ein Arbeitsvorgang festgelegt, indem für die Fehler Lösungen gesucht, gefunden und dann angewendet werden.

 

Bedeutung für Wissenschaft und Praxis: 

Simon:

Aufbauend auf die Ausführungen von Simon lassen sich gewisse Parallelen in der jüngeren Designforschung feststellen. Nach Simon setzt sich der Begriff Design (wie beschrieben) aus zwei essentiellen Komponenten zusammen. Ähnliche Standpunkte vertreten Walls, Hevner sowie Gregor und Jones. Walls (vgl. Walls et al. (1992)) unterteilt das Design eines Informationssystems in zwei Klassen, das "Designprodukt" sowie den "Designprozess". Auch Hevner (vgl. Hevner et al. (2004)) nimmt bei der Aufstellung seiner Guidelines auf diese Kompenten bezug. Er beschreibt diese als das "Design als Artefakt" sowie das "Design als Suchprozess". Gregor und Jones (vgl. Gregor und Jones (2007)) unterteilen das Design in die "Prinzipien der Form und Funktion" sowie die "Prinzipien der Implementierung".

Simon sagt (wie beschrieben), dass ein hohes Verständnis der äußeren Umgebung notwendig sei, um ein harmonisches Zusammenspiel mit der inneren Umgebung gewährleisten zu können. Er spricht dabei von "utility functions", also den Anforderungen sowie von "command variables", also den Komponenten für die Lösung des Problems. Walls (vgl. Walls et al. (1992)) beschreibt dies als "Meta-Anforderungen", die erhoben werden müssten sowie die "Meta-Beschreibung". Gregor uns Jones (vgl. Gregor und Jones (2007)) sprechen von "Ziel und Umfang" des Designs sowie von den "Prinzipien der Form und Funktion".

Anhand des FDD-Modells (vgl. FDD-Modell (2015)) lässt sich ableiten, dass sich grundlegende Konzepte von Simon auch in der heutigen Softwareentwicklung finden lassen. So wird im FDD-Modell ein Gesamtproblem in mehrere Teilprobleme aufgeteilt, die nacheinender gelöst werden sollen. Es muss dabei ein hohes Verständnis für die Gesamtheit des Problems (z.B. äußere Umgebung) aufgebracht werden. Bei der Lösung des Gesamtproblems wird in einem iterativen Prozess häufig der Endnutzer stark eingebunden. Auch Simon empfiehlt ein sehr ähnliches Vorgehen.

Es ist festzustellen, dass sich die heutigen Designforscher häufig an den Ausführungen von Simon orientieren und diese weiterentwickeln, sodass diese in das moderne Verständnis im Zusammenhang mit IT integriert werden (vgl. Baskerville und Pries-Heje (2010)).

Alexander:

Anhand von den Erläuterungen und Ausführungen, welche Alexander verwendet, um Design zu beschreiben, wurde unter anderem eine eigene Forschungsrichtung für das Design entwickelt. So befasst sich diese Richtung mit der Formulierung und Strukturierung von Softwaremetriken.

Auch in der aktuellen Designforschung im Bereich des Software Engineering findet Alexander mit seinen Ansätzen und Ausführungen noch Einzug. So beschreibt Moody, dass die Graphische Notation inzwischen ein fester Bestandteil des Software Engineering ist, allerdings wichtige Methoden fehlen, um eine graphische Syntax zu designen und zu evaluieren. Dies vergleicht er mit den Ausführungen von Alexander über eine Designkultur, welche nicht nach speziellen Prinzipien vorgeht, sondern rein instinktiv und nach „Tradition“ vorgeht.

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