Technologie

Wer diese fünf Begriffe hört, denkt vielleicht erst einmal an den Chemieunterricht zurück. Und genau dort hat die Idee von Brad Forst, dem Erfinder von Atomic Design, auch seinen Ursprung. Eine Website in ihre kleinsten Bausteine zu zerlegen und diese zu optimieren scheint für den erfahrenen Webdesigner nichts Neues zu sein, jedoch wird dieser Herangehensweise immer mehr Bedeutung zugemessen. Warum das so ist, welche Vorteile das Atomic Design mit sich bringt und wie es aufgebaut ist, liest du in diesem Blogbeitrag.

Der Begriff Atomic Design ist wörtlich gemeint und wurde der theoretischen Physik entlehnt. Bezeichnungen, die zum Thema Materie gehören, als Beschreibung für die Herangehensweise zur Erstellung eines Design-Systems zu nutzen, ist passend gewählt. Schon seit Langem arbeiten Webentwickler kleinteilig die Details eines Webdesigns aus und kombinieren dies zu funktionellen Modulen. Die Bezeichnung Atomic Design für dieses Konzept existiert allerdings erst seit weniger als einem Jahrzehnt.

1. Atom stellt dabei den kleinsten Bestandteil des Webdesigns dar und ist nicht in weitere Elemente aufbrechbar. Ein Atom kann eine Überschrift, Eingabezeile oder Button sein. Diese Elemente, oder besser, Atome erfüllen alleinstehend noch keinen Zweck.
2. Erst durch die Zusammensetzung mehrerer Atome entsteht ein sogenanntes Molekül – mit Funktionalität und einer Aufgabe. Innerhalb eines Kontaktformulares beispielsweise bekommen die drei einzelnen Atome Überschrift, Eingabezeile und Button so innerhalb eines Moleküls den Zweck, Kontaktdaten aufzunehmen.
3. Die nächst größere Einheit, der Organismus, ist ein Zusammenspiel mehrerer Moleküle und erfüllt gesammelt mehrere Zwecke. Auch als Funktions- oder Layoutblock bezeichnet, besteht z.B. ein Seitenheader oder -footer aus mehreren Molekülen. In der Regel beinhaltet ein Seitenheader das Logo des Unternehmens, ein Primär-Menü, eine Suchleiste und einen Button für die Anmeldung zum Newsletter. Dieses Modul ist im Design aufeinander abgestimmt und wiederholt sich so auf allen weiteren Seiten.
4. Aus den entwickelten Organismen lassen sich flexible Templates zusammenstellen. Die Templates werden mit Inhalten gefüllt, sodass komplette Seiten (Pages) entstehen. Oft können Module oder sogar ganze Templates von Webentwicklern für verschiedene Kunden*innen genutzt werden. Durch das Füllen mit individuellen Inhalten und der Anpassung des Corporate Designs (Farben, Schriften) lassen sich so einzigartige Websites gestalten. 

Für die Präsentation der neuen Website vor dem Kunden wird das Wireframing genutzt. Hier werden die einzelnen Atome, Moleküle und Organismen inklusive der geplanten Funktionen aufskizziert. Damit wird die Flexibilität des Atomic Design transportiert, während gleichzeitig ein Leitfaden mit organisierter Struktur erhalten wird. Das hilft sowohl das große Ganze zu überblicken als auch die Feinheiten der Atome (wie Funktionalitäten und spezifische Designregeln) genauer zu bestimmen, ohne sich dabei im Detail zu verlieren.

Durch die konzeptionelle Planung mithilfe Hilfe des Atomic Design wird auch die Erstellung des Codes deutlich schlanker. Die hierfür verwendete Strategie nennt sich Atomic CSS. Werden von Anfang an feste Regeln festgelegt, lassen sich die einzelnen Codeblöcke, die unsere Atome, Moleküle und Organismen bilden, strukturiert aufbauen und im späteren Support leichter pflegen. Außerdem wird bei der tiefen Ausarbeitung der einzelnen Atome durch ein pixelgenaues Design die Anpassung an zukünftige technische Errungenschaften erleichtert.

Es ist allgemein bekannt, dass unsere Lebensmittel produzierenden Nutzpflanzen die benötigten Nährstoffe heute hauptsächlich über Düngemittel erhalten. Diese sind in den letzten Jahrzehnten für die weltweit stetige Steigerung der Erntemengen verantwortlich. Durch das schnelle Wachstum der Weltbevölkerung, steigt die Nachfrage an Nahrungsmitteln und somit auch die Wichtigkeit von Düngemittel, um dem wachsenden Bedarf langfristig gerecht werden zu können.

Jedoch hat die Erfindung und der vermehrte Einsatz synthetischer Düngemittel im 20. Jahrhundert zu massiven Schäden an unserer Umwelt geführt. Die Hauptursache für diese Schäden sind die sogenannten Nitrogen-Dünger, die sich in Distickstoffoxid (N2O) umwandeln – eines der stärksten Treibhausgase nach CO2 und Methan. Daraus wird deutlich, dass der Gebrauch von Nitrogen-Dünger so bald wie möglich reguliert oder sogar verboten werden sollte, um weitere Schäden an der Umwelt zu minimieren. Dem stetig steigenden Bedarf an Lebensmitteln steht der Schutz der Umwelt gegenüber.

Deswegen wird derzeit bereits an möglichen Lösungen gearbeitet, die die Nutzung von Nitrogen-Düngern erlauben, aber gleichzeitig die Einflüsse auf die Umwelt deutlich verbessern. Unternehmen und Forschungsinstitute haben bereits einige große Fortschritte bei Beschichtungen von Düngern gemacht, die die Abgabe von Nährstoffen erlauben und die Ausschüttung von N2O minimieren. Diese neuartigen Dünger machen es möglich, die vier R’s zu erfüllen – Right time, Right place, Right rate and Right source. Nur bei der Lieferung der richtigen Nährstoffe, in der richtigen Menge, zur richtigen Zeit am richtigen Ort, können Düngemittel wirklich effizient genutzt werden und der negative Einfluss auf die Umwelt minimiert werden.

Jedoch sind bei der Entwicklung dieser sogenannten Slow-and-Controlled-Fertilizers (CSRF’s) noch zwei maßgebliche Probleme zu überwinden. Zum einen sind die Beschichtungen von den CSRF’s bislang noch synthetisch und bauen sich im Ackerboden nicht ab. Ein No-Go in Hinsicht auf den Umweltschutz. Zum anderen lassen sich diese neuen Dünger bisher nur sehr kostenintensiv produzieren und anbieten, sodass sie ökonomisch nicht tragbar sind. Erst wenn diese beiden Probleme überwunden werden können, können CSRF’s weithin eingesetzt werden und so zum Umweltschutz beitragen.

Unternehmen arbeiten bereits an den noch zu überwindenden Problemen und, auch wenn dieser Fortschritt langsam vorangeht, werden dafür in der Zukunft Lösungen finden. Um das erste Problem zu lösen, könnten beispielsweise organische und biologisch-abbaubare Düngerbeschichtungen eingesetzt werden, die die Nutzung von synthetischen Materialien ersetzen. Diese Art von Beschichtung könnte außerdem das Problem der erhöhten Kosten lösen. Jedoch müssen diese biologische Düngerbeschichtungen erst entwickelt werden.

Interessanterweise könnten an dieser Stelle vor allem digitale Technologien und sich stetig verbessernde Prognoseanalysen maßgeblich an der Lösung beteiligt sein. Gerade das Analysieren von Daten mittels künstlicher Intelligenz, erlaubt es die Einflüsse neuartiger Düngemittel auf Ernteergebnisse und Umweltentwicklung vorherzusagen. Die Nutzung von Sensoren für das Sammeln von Informationen über Temperaturen, Feuchtigkeit, pH-Werte und Dünger ermöglicht eine Analyse, die Bauern Aufschluss darüber gibt, welche Pflanzen welche Nährstoffe zu welcher Zeit und in welcher Menge benötigen. So lassen sich maßgeschneiderte Dünger-Lösungen entwickeln, die die vier R’s beachten, die Menge des genutzten Düngers einschränken und so den Schaden an der Umwelt minimieren. Der Einsatz von digitalen Technologien erreichte bereits in den letzten Jahren große Fortschritte für die Ertragssteigerung während gleichzeitig die Umwelt geschützt wird.

Durch die Vernetzung interner Systeme mittels eines zentralen Schnittstellenmanagements lassen sich langfristig mehr Stabilität und einheitliche Systemstandards in Unternehmen integrieren und IT-Mitarbeiter*innen wird das Tagesgeschäft deutlich erleichtert. Derzeit herrscht, vor allem bei Unternehmen im Gesundheitswesen, ein großes Defizit bei der Verarbeitung von Daten. Besonders das Handling von sensiblen Patientendaten und die Kommunikation mit Krankenkassen wird so erschwert.

In jedem Unternehmen werden Daten, Dateien und Dokumente ständig zwischen Systemen, Mitarbeitern*innen und Patnern*innen etc. ausgetauscht. Dafür ist die Integration von Verknüpfungen innerhalb des Systems nötig. Diese so genannten Schittstellen oder auch Interfaces meint die technische und physikalische Anbindung zwischen zwei oder mehreren Applikationen, Systemen oder Geräten. Um den Austausch zwischen diesen Komponenten stetig zu verbessern und leichter zugänglich zu machen, sind Standards entwickelt worden. Die daraus entstandenen Formate lassen sich für eine Vielzahl an Applikationen nutzen. Beispielsweise lassen sich Formate wie PDFs oder CSV-Dateien leicht in andere Formate umwandeln, ohne den Inhalt zu verändern. Verknüpfungen zwischen Applikationen wurden mit Hilfe von Programmierschnittstellen eingerichtet.

Je mehr Applikationen, Systeme und Dateiformate genutzt werden, desto mehr Schnittstellen werden benötigt. Daher bestehen die Infrastrukturen innerhalb von Unternehmen meist aus vielen verschiedenen Einzellösungen, die eigenständig betrieben werden. Daraus resultiert ein kompliziertes System an Schnittstellen, das an keinen allgemeinen Standard angeglichen ist. Durch die stetige Ergänzung von neuen Systemen steigt die Komplexität und die Struktur wird langfristig fragil.

Häufig fehlt eine ausreichende Dokumentation und Transparenz innerhalb der Systeme, um bei auftretenden Fehlern entsprechend reagieren zu können und sie effektiv zu lösen. Diese aufwendigen Systeme lassen sich durch eine neue Strukturierung standardisierter organisieren. Die wichtigsten und kritischsten Austauschprozesse eines Unternehmens sollten immer zentral strukturiert sein. So lassen sich der Transport an sich sowie die Validierung der Datenpakete sicherstellen, und darüber hinaus nötige Modifikationen der Inhalte leichter vornehmen.

Mit unserer jahrelangen Erfahrung in der IT konnten wir ein standardisiertes Schnittstellensystem entwickeln, das technisch simpel aufgebaut ist und sich schnell integrieren lässt, während es gleichzeitig in der Lage ist, sich mit besonders vielen Systemen auszutauschen. Es lässt sich übergelagert mit einem neuen intuitiverem Userinterface einsetzen und ermöglicht es langfristig alte Systeme und Datenbanken abzulösen.

• ein standardisiertes Verfahren erleichtert die Handhabung in der Zukunft
• eine zentrale Stelle erlaubt einen strukturierten und sicheren Austausch von bestehenden Applikationen
• die ein- und ausgehende Kommunikation kann beobachtet und analysiert werden
• durch strukturiertere Systeme sinkt die Fehleranfälligkeit
• der Standard ist vorgegeben, sodass das Schnittstellensystem mitarbeiterunabhängig agiert
• die technische Stabilität wird gewährleistet
• die Integration ist schnell realisierbar
• die Skalierbarkeit sichert den Umgang mit wachsenden Datenmengen
• das Schnittstellensystem ist stufenweise ausbaufähig

• die interne Umstellung und Anpassung an ein neues System ist notwenig
• finanzielle Ressourcen werden benötigt (Erstinvest)

Die technische Entwicklung des Quantencomputer macht seit langem bereits immer wieder Schlagzeilen. Unlängst wurde ein neuer Meilenstein von Google geknackt, der die Physik- und IT-Welt in Aufruhr versetzt. Googles Quantum-Computer, der bis dato vermutlich fortschrittlichste, könnte schon bald Computer-Technik revolutionieren. Für die Forschung eröffnet diese technische Weiterentwicklung neue Wege.

Besonders im Bereich Verschlüsselungen ergeben sich allerdings auch deutliche Nachteile. Bis heute ist das Knacken von Verschlüsselungen nur durch das Nutzen von Software-Schwachstellen oder anderen System-Schwächen möglich. Unsere bislang starken und schwer zu lösenden Verschlüsselungen lassen sich bei der Nutzung von Quantencomputern allerdings wesentlich leichter und vor allem schneller lösen. Wofür der leistungsstärkste Super-Computer mindestens sprichwörtlich Millionen von Jahre benötigt, braucht der Quantum-Computer nur wenige Sekunden oder Minuten. Das Entschlüsseln von traditionellen binär-basierten Null-oder-Eins-Systemen ist eine richtige Herausforderung für den Supercomputer, während der Quantencomputer hier keine Probleme hat. Durch eine parallele Bearbeitung des vorgegebenen Problems, kommt er wesentlich schneller an das Ergebnis.

In der Verschlüsselung weiter mit mathematischer Logik zu arbeiten, könnte also in den kommenden Jahren zu einem großen Problem werden. Besonders Banken und Co. müssen ihre Sicherheitssysteme neu überdenken. Langfristig kann nur eine Quantumverschlüsselung der einzige, bereits heute, 100% wirksame Schutz gegen Quantumangriffe.