Christiane Funken Modellierung der Welt Christiane Funken Modeliierung der Welt Wissenssoziologische Studien zur Software-Entwicklung Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2001 Gedruckt auf säurefreiem und alterungsbeständigem Papier. Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Als Habilitationsschrift auf Empfehlung der Philosophischen Fakultät (Fachbereich 7) der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen gedruckt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. ISBN 978-3-8100-3058-0 ISBN 978-3-663-10826-9 (eBook) DOI 10.1007/978-3-663-10826-9 © 200 I Springer Fachmedien Wiesbaden Ursprünglich erschienen bei Leske + Budrich, Opladen 200 I Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikro verfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Inhalt Einleitung Die Modellierung der Welt. Wissenssoziologische Studien zur Rolle der Aufgabenanalyse im Rahmen der Software-Entwicklung ..................................................... 9 Kapitell 'Life-eycles'. Softwareentwicklungsmodelle und die Relevanz der Aufgabenanalyse .. .................. ........ ...... ............... ................................ 19 1.1 Die Aufgabenanalyse ........ ............... ...... ................... ............................ 21 1.1.1 Methoden der Arbeitsanalyse in anderen Disziplinen ........................ 24 1.2 Die klassische Sicht der Software-Entwicklung und der Aufgabenanalyse ...................................... ............................................. 28 l.3 Benutzerpartizipation mittels Prototyping ............................................. 32 1.4 Neuere Ansätze und Perspektiven ......................................................... 35 l.4.1 Information Systems (IS) ................................................................... 38 1.4.2 Software-Ergonomie ........................................................................... 40 1.4.3 Situativer Ansatz ........................................ , ....................................... 43 1.5 Praxis ..................................................................................................... 45 1.6 Programmqualität .................................................................................. 48 l. 7 Requirements Engineering .................................................................... 52 l.7.1 Perspektiven-orientiertes Requirements Engineering ........................ 55 1.7.2 Referenzmodell .................................................................................. 58 Kapitel 2 Software-Entwickler. Zu beruflichen, organisatorisch-institutionellen, sozialen und psychologischen Aspekten einer Berufsgruppe zwischen Mensch und Technik 61 2.1 Die Entstehung der Informatik als Ausbildungs- und Forschungsdisziplin ........................................................................ 64 2.2 Das Berufsspektrum der Informatik ...................................................... 68 2.3 Organisationskultur und institutioneller Rahmen von Software-Entwicklern ............................................................................ 74 2.3.1 Organisatorische Settings ................................................................... 74 2.3.2 (Organisations-)kulturelle Leitbilder .................................................. 79 2.4 Psychosoziale Implikationen der Software-Entwicklung ...................... 83 5 Kapitel 3 Perspektiven und Hintergrundordnungen ........... ..... .............................. 89 3.1 Fonnale Rationalität .............................................................................. 91 3.2 Korrespondenztheoretische Annahmen ................................................. 95 3.3 Programmiersprachen ............................................................................ 98 3.4 Tools ................................................................................................... 102 Kapitel 4 Zur Sonderstellung der Informatik in den Technikdisziplinen 105 4.1 Problemaufriß ....................................................................................... 105 4.1.1 Die Aufgabenanalyse ........................................................................ 108 4.1.2 Zur Diskussion des 'Verstehens' ................. ........ ................ ............... 111 4.2 Bedingungsfaktoren wissenschaftlichen Handeins (und Denkens) und ihre soziologische Beschreibung ................................................... 122 4.2.1 Die klassische Wissenschaftsauffassung ........................................... 122 4.2.2 Verleugnung der Subjektivität .......................................................... 123 4.3 Wissenschaft ist anders ....................................................................... 125 4.4 Die Sonderstellung der Infonnatik ...................................................... 135 4.4.1 Die entscheidende Rolle der Laien (KundenlExperten) bei der Konstitution des Gegenstandes fiir den Software-Entwicklungsprozeß ............................................................. 136 4.4.2 Der Gegenstand des Software-Produktes muß einem subjektiven und einem intersubjektiven Geltungsbereich gerecht werden ............. 140 4.4.2.1 Die Aufgabenanalyse als Aushandlungsprozeß ............................ 146 4.4.3 Ein Erkenntnisprozeß zwischen wissenschaftlichem Anspruch und pragmatischem Alltagshandeln .. ... ... .......... ............................. ...... 149 KapitelS Präzisierung der empirischen Fragestellung ........................................ 153 Kapitel 6 Die 'heimlichen' Programmierer 159 6.1 Software-Entwickler .......................................................................... . 159 6.2 Ausbildung ......................................................................................... . 161 6.3 Wissen ................................................................................................. . 165 6 6.4 Programmierstile und bevorzugte Programmiersprachen .................... 172 6.5 Sinn und Ziel der Aufgabenanalyse .................................................... 173 6.5.1 Vorgehensweise bei der Aufgabenanalyse ........................................ 178 6.6 Emotives Benutzermodell.................................................................... 184 6.7 Erfahrungen bei der Aufgabenanalyse ................................................. 187 6.8 Zur vermeintlichen Neutralität von Software-Entwicklern ................. 188 6.9 Zusammenfassung: Rationalisieren statt interpretieren........................ 190 Kapitel 7 Kultivierte Interessen ............................................................... ........ ....... 195 7.1 Rationalisierungslogik und Informatisierungsstrategien ...................... 195 7.2 'Mustererkennung' .......... ...................................................................... 197 7.3 Aufgabenanalyse als potentielles 'Netzwerk' ....................................... 200 Anhang Untersuchungsdesign und Sampie ......................................................... 205 Literaturverzeichnis ................................................................................ 209 7 Einleitung) Die Modellierung der Welt. Wissenssoziologische Studien zur Rolle der Aufgabenanalyse im Rahmen der Software-Entwicklung Das wissenschaftliche Erkenntnisinteresse ist darauf ausgerichtet, Gesetzmä ßigkeiten und sogenannte letzte Gründe fiir Erscheinungsweisen, Wirkungszu sammenhänge oder Z.B. Veränderungen zu entdecken. Als Organisationsform, die fiir die Verfolgung dieses Interesses die günstigsten Rahmenbedingungen zu schaffen vermag, hat sich im Laufe der Geschichte die akademisch einge bundene Spezialisierung des Forschens erwiesen. Wissenschaftliche Diszipli nen und ihre institutionellen Korrelate (Universitäten, Fakultäten, Akademien, Fachverbände etc.) sichern die Kontrolle der konkreten Forschungsziele und Qualitätsstandards und sorgen fiir die Abgrenzung zu nicht-akademisch fun dierten Fragestellungen, Feststellungen und Methoden. Die praktische Verwer tung des erzeugten Wissens gilt nach traditionellem Selbstverständnis aka demischer Forschung als ein Effekt, der auch dann, wenn er auf kürzestem Wege angestrebt wird, niemals die Trennung von Entdeckungs- und Verwen dungskontext aufhebt; insofern bleibt die Verwertbarkeit wissenschaftlicher Erkenntnis an die vorgängige theoretische Fragestellung gebunden. Im Gegensatz dazu etabliert sich heute ein 'neuer Typus' der Wissenspro duktion2, der diese Selbstdeutung verabschiedet und sich unbefangen auf die Erfordernisse der Anwendungskontexte und der Nutzerorientierung einläßt, ohne darüber freilich den Anspruch auf 'objektiven' Erkenntnisgewinn preis zugeben. Immer häufiger setzen sich deshalb Forschungs- und Entwicklungs teams interdisziplinär, das heißt aus Wissenschaftlern3 und Praktikern (bzw. Nutzern) zusammen. Das traditionelle Design der wissenschaftlichen Diszipli nen verliert seine 'Orientierungs- und Kontrollfunktion' (Weingart 1997) zu gunsten neuer, höchst flexibler Zugriffe<. Die veränderte soziale und organisa torische Verortung der Wissensproduktion hat unmittelbar einen Wandel der Forschung über diese Wissensherstellung zur Folge. Wie irritierend, aber auch heuristisch fruchtbar die entstandene Lage ist, zeigt sich an den Reaktionen Ich danke Petra Strähle und Matthias Wulff für die redaktionelle Bearbeitung dieses Buches. 2 Siehe hierzu vor allem Gibbons U.a. 1994. 3 Aus Grunden der besseren Lesbarkeit wähle ich die männliche Sprachform. 4 Vgl. Weingart 1997, aber auch Kutschmann 1986 etc. Krohn/Küppers (1989) beschreiben die "Dynamisierung der Forschung" u.a. mit der Internalisierung wissenschaftsexterner Problemlagen ("Verwissenschaftlichung der Ge sellschaft") und mit der Externalisierung theoretischer WeItmodelIierung ("Vergesell schaftung der Wissenschaft") (ebd., 123). 9 innerhalb der soziologischen Wissenschaftsforschung. Obschon die aktuell dominierenden Richtungen von Wissenschaftssoziologie und Wissenssoziolo gie (nämlich Konstruktivismus und Neo-Institutionalismus) inadäquat gewor dene Beschreibungsmuster hinter sich lassen, orientieren sie sich weiterhin an einem Forschungskontext, der fiir universitäre Einrichtungen charakteristisch ist. Diese Präferenz kommt auch dann zum Zuge, wenn beispielsweise 'Labors' in der Industrie oder anderen halb- oder außeruniversitären Bereichen (wie etwa Max-Planck-Instituten) untersucht werden. Vernachlässigt werden von den beiden oben genannten wissenschaftssoziologischen Richtungen aber nicht institutionalisierte Formen der Erkenntnisgewinnung, die einerseits als 'Hybrid gemeinschaften'5 gedeutet werden können, andererseits als 'neuer' Typus einer Wissensproduktion6 gelten dürfen, in denen ein projektgebundenes" sich vom Paradigma universitärer Forschungsorganisation lösendes Wissen entwickelt wird. Die vorliegende Arbeit soll am Beispiel der informatischen Aufgabenana lyse zur Weiterentwicklung eines Konzepts beitragen, das diese Lücke gegen wärtiger wissenschaftssoziologischer Diskussion schließt.8 Bei der Aufgaben analyse wird Wissen über den computertechnisch zu unterstützenden oder zu ersetzenden Problembereich 'hergestellt'". Ein interdisziplinäres Team, das aus 5 Krohn/Küppers 1989. 6 Rammert (1995) bezeichnet die Wissensproduktion in 'lokalen Projekten der Technisie rung' dann als 'Forschungshandeln', wenn "man darunter wenig emphatisch das Rekombi nieren bekannter Elemente und Routinen der Konstruktion zu neuen Kombinationen oder das Übertragen bekannter Elemente und Routinen in andere Kontexte versteht" (ebd., 18). 7 Damit wird natürlich nicht die Möglichkeit universitärer Projekte bestritten, sondern nur betont, daß es sich hier um Interaktionen handelt, die Merkmale aufweisen, welche für die gängige akademische Organisation von Forschung untypisch sind. 8 Dabei werden konstruktivistische und neo-institutionalistische Sichtweisen auf der Folie von Fragestellungen verknüpft, die die strategische Position der Aufgabenanalyse zwi schen Mikro-und Makroebene und ihre prozedurale Komplexität betreffen. 9 Kunden erteilen z.B. einen Auftrag für eine Anwendungssoftware, etwa für die Organisa tion eines Vertriebs. Zu Beginn der Software-Entwicklung steht die Erfassung und ggf. Modifikation der gewünschten, computertechnisch zu unterstützenden Aufgaben. Dafür wiederum ist es notwendig, den Problembereich, d.h. Arbeitsbereich, Arbeitsumgebung, Arbeitsabläufe, Arbeitspersonal etc. zu beschreiben. Vertriebstechnisch könnten u.a. La gerhaltung, Wareneingang und -ausgang bzw. Ist- und Sollbestand, Bestellungen, Rech nungen, Lieferscheine, Reklamationen, Gutschriften etc. erfaßt werden. Diese Einheiten aber sind nicht nur quantitativ zu benennende Größen, sondern auch qualitative, z.B. machtstrategische Faktoren im Vertriebswesen. So liegt es u.U. in der Entscheidung und der Informationsbereitschaft des Lagerverwalters, wann, in welcher Größenordnung weI cher Lagerbestand ausgewiesen wird und welche Kunden in welcher Reihenfolge beliefert werden. Die Bedeutung bestimmter Themen kann entsprechend für Abnehmer und Ent wickler der Software völlig unterschiedlich sein, da beide Seiten über ein unausgespro chenes Verständnis der sozialen Situation, die den Kontext für die quantitativ bestimmbaren Aspekte liefert, verfügen und nur aus dieser spezielle Fakten aussprechen und interpretieren. Die Kunden schildern aus ihrer beruflichen Sicht den betreffenden Realitätsausschnitt und formulieren ihre Wünsche. Die Entwickler wiederum 'sortieren' diese Angaben und entscheiden unter informatischen Gesichtspunkten, ob und gegebenen- 10 Software-Entwicklern und Kunden besteht, 'operiert' außerhalb einer etablierten Organisation im jeweiligen Anwendungskontext. Aber die Eigenart dieser ungewöhnlichen Wissensproduktion wird von den Beteiligten nicht wahrge nommen; sie verstehen das generierte Wissen als Darstellung einer Wirklich keit, die als klar strukturierter bzw. strukturierbarer Sachverhalt erscheint, der außersprachlich ist und 'nur' entdeckt und abgebildet werden muß. Die Kommunikation in diesem Team wird dementsprechend als 'Repräsen tationstechnik' objektiver Sachverhalte verstanden. Je mehr jedoch über den Gegenstand gesprochen wird, desto stärker verlieren die formulierten Hypothe sen ihren Herstellungscharakter. Kommunikations- oder Aushandlungsergeb nisse verdichten sich zu Tatsachen'o, und es erfolgt eine kontinuierliche Transformation von Wissen in algorithmische Strukturen. Das Ergebnis ist ein Modell, das (auch soziale) Strukturen (und Prozesse) mit diskreten Einheiten statisch abbildet und eine relative Unabhängigkeit ge genüber potentiellen Nutzern besitzt. Die ursprünglich beabsichtigte Nutzerori entierung wird durch die Entwicklerlogik usurpiert. Ein solch 'problematischer' Umgang mit Wissen wird am Beispiel der Wis sensakquisition bei der Expertensystemtechnologie seit langem kritisch disku tiert. Der Vorwurf an die Wissenskonzepte der Künstlichen Intelligenz bzw. Expertensystemtechnologie zielt unter anderem auch darauf ab, "daß der ur sprüngliche Bedeutungshorizont von Wissen verloren geht" (Becker/Steven 1993, 218ff.). Dieser Verlust wird - den Kritikern zufolge - durch "Dekontex tualisierung", "Fragmentarisierung" und Loslösung von "Kommunikation" und "körpergebundener Erfahrung" (ebd., 219) herbeigeführt. Ohne Zweifel lassen sich diese folgenschweren 'Insignien' der informati schen Heuristik auch auf die Aufgabenanalyse für Anwendungssoftware bezie hen". Dies wird jedoch weder innerhalb der theoretischen Informatik oder Software-Ergonomie noch durch die Techniksoziologie geleistet. Für die unter schiedliche Beurteilung der Wissensakquisition im Vergleich zur Aufgabenana lyse - als erster Phase der Software-Entwicklung - gibt es zwei Gründe12: 1. Lediglich die Künstliche Intelligenz hat im Zuge der Expertensystem technologie eine 'eigene' Methodik zur Wissensakquisition (Knowledge Engi- falls wie diese Wünsche computertechnisch umsetzbar sind. Diese Kommunikation führt häufig zu Mißverständnissen, die erst nach Fertigstellung der gewünschten Software im Zuge einer scheiternden Anwendung sichtbar werden. 10 Wehnerl991. II Anspruchsvolle Software-Entwicklungen zielen heute darauf ab, Z.B. das kommunikative Verhalten zwischen Menschen auf die Interaktion mit dem Rechner zu übertragen. Dies bezügliche Forschungen haben längst die Labors der Künstlichen Intel\igenz verlassen und sollen durch die Software-Ergonomie abgedeckt werden (Hartmann 1992). 12 Obgleich das hier zu behandelnde Thema selbstverständlich unmittelbare Nähe zur Wis sensakquisition der Expertensystemtechnologie aufweist, sollen Fragen der Wissenspro duktion innerhalb der KI außer Acht gelassen werden. Im vorliegenden geht es vielmehr darum zu zeigen, daß gerade die weithin unbeachtete Aufgabenanalyse Grundpfeiler jeder Software-Entwicklung ist. 11 neering13) ausgebildet und Konzepte über 'Experten' und (ihr) 'Wissen'l4 entwi ckelt. Diese Konzeptionierungen wiederum haben eine lebhafte disziplinäre, aber auch facherübergreifende Debatte ausgelöst. 2. Die Nichtbeachtung der theoretischen und methodischen Konzepte und ihrer Kritik bzw. die Vernachlässigung ihrer Modifikation für die Anwen dungssoftware dokumentieren anschaulich den derzeitigen Stellenwert, den die Aufgabenanalyse in der Software-Technik bzw. der Software-Ergonomie ein nimmt. Im Gegensatz zur Wissensakquisition wird der Aufgabenanalyse ledig lich unter partizipatorischen Aspekten Bedeutung beigemessen, ohne jedoch ihr handlungs leitendes Erkenntnisinteresse oder ihre Methodik zu thernatisieren: Die Bedeutung partizipativer Software-Entwicklung'5 und die Angemes senheit einer explizit ausgewiesenen oder integrierten Aufgabenanalyse werden in der Literatur zu Software-Ergonomie unter zwei Zielsetzungen diskutiert: 1. Aus der Sicht des Systems: Mit der historischen Veränderung der Soft ware-Entwicklungsmodelle erfahrt die Aufgabenanalyse einen neuen Stellen wert bzw. wird zum integralen Bestandteil des gesamten Entwicklungsprozes sesi". Partizipation wird - aus informatischer Sicht - als Strukturproblem aufge faßt und systernimmanent gelöst. Erst ihre systemischen Anschlußmöglichkei ten verleihen der Aufgabenanalyse eine fachspeziflsche Relevanz; 2. Aus der Sicht der Handelnden: Partizipation kann aus dieser Perspektive nur gelingen, wenn bei der Aufgabenanalyse die Kunden als Interaktionspartner gleichberechtigte Anerkennung fmden und ihre Bedürfnisse von den Entwick lern adäquat verstanden werden. Für die stets zunehmende Kundenorientie- 13 Nach Strube (1996b) ist das sogenannte "Knowledge Engineering" ein "Arbeitsgebiet der angewandten Kognitionswissenschaft*, das den Entwurf wissensbasierter Systeme für den praktischen Einsatz (Expertensystem) zum Gegenstand hat" (ebd., 301). Die hierzu not wendige Erfassung und Kodierung von Expertenwissen wird als "knowledge engineering bottleneck, d.h. das Hauptproblem angewandter Künstlicher Intelligenz" (ebd.) identifi ziert. Laut Strube konzentrieren sich seit Ende der achtziger Jahre die wesentlichen An strengungen des Knowledge Engineering auf die Modellierung aufgabenspezifischen Wissens auf der Wissensebene. * Das Ziel der Kognitionswissenschaft ist nach Strube (1996b) " ... die Erforschung von Kognition, also der zwischen Wahrnehmung und Motorik (Sensomotorik) intervenieren den Prozesse, nämlich des Gedächtnisses und Lemens, des Denkens und Problemlösens sowie der Sprache. Dabei stehen die Fähigkeiten natürlicher wie technischer kognitiver Systeme zur Informationsverarbeitung im Mittelpunkt des Forschungsinteresses unter der Grundannahme, daß kognitive Prozesse als Berechnung anzusehen sind" (ebd., 317). 14 Vgl. u.a. Strube/Schlieder 1996. 15 Die mittlerweile zahlreichen Beschreibungen der Arbeitsanforderungen in der Software Ergonomie sowie Ergebnisse einschlägiger Untersuchungen zeigen hinlänglich, daß Soft ware-Entwicklung durch ausgeprägte Kommunikationsanforderungen gekennzeichnet ist und gehen i.d.R. mit der Forderung nach ausgiebiger Benutzerpartizipation einher. Je um fassender die Informationstechnik realisiert wird und je kürzer die Innovationszyklen sind, um so größer wird die Notwendigkeit benutzer- und aufgabenzentrierter Entwicklungen. (von Spinas/Waeber 1991; Beck/Ziegler 1991; Ortlieb u.a. 1993; BrodbecklFrese 1994; Beck 1993; Beck/I1g 1991 etc.) 16 Ausführlich hierzu siehe Kapitell. 12