Komplexitätsreduktion

Komplexitätsreduktion bezeichnet den Prozess, die Komplexität eines Systems, Modells oder einer Darstellung zu verringern, ohne wesentliche Eigenschaften zu verlieren. Ziel ist es, Verständlichkeit, Lernbarkeit und Handhabbarkeit zu erhöhen, während Ressourcenverbrauch wie Zeit, Speicherbedarf oder Rechenleistung gesenkt wird.

In Wissenschaft, Technik und Wirtschaft wird Komplexitätsreduktion genutzt, um Entscheidungen zu erleichtern, Systeme zu warten und Robustheit zu verbessern. Anwendungsfelder reichen von Regelungstechnik, Softwarearchitektur und Datenanalyse bis hin zu Produktdesign und organisatorischen Prozessen.

Typische Ansätze umfassen Abstraktion, Modularisierung, Hierarchisierung, Vereinfachung und Standardisierung. Abstraktion entfernt unwesentliche Details; Modularisierung teilt ein System in überschaubare Einheiten; Hierarchisierung ordnet Funktionen in Ebenen; Standardisierung vereinheitlicht Schnittstellen und erlaubt Wiederverwendung.

Weitere Techniken sind Dimensionsreduktion (z. B. Merkmalsauswahl, Reduktion von Variablen), Datenkompression, Aggregation und Vereinfachung von Algorithmen. In der Praxis werden oft Kompromisse zwischen Genauigkeit, Repräsentationsfähigkeit und Interpretierbarkeit eingegangen.

Wichtige Bewertungskriterien sind Laufzeit, Speicherbedarf, Fehlerraten, Transparenz und Wartbarkeit. Eine gelungene Reduktion erhält die relevanten Eigenschaften des Originals, während überflüssige Details eliminiert werden.