Chancen einer nachhaltigen IT (eBook)

Wege zu einer ressourceneffizienten Softwareentwicklung

Daniel Sonnet, Gerhard Wanner, Konrad Pfeilsticker (Autoren)

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2023 | 1. Aufl. 2023
IX, 127 Seiten
Springer Fachmedien Wiesbaden (Verlag)
978-3-658-40194-8 (ISBN)

Infos

Das Buch adressiert die zwei Themen Erstellung ressourceneffizienter Software sowie den ressourceneffizienten Betrieb von Software. Für die Mehrheit aller Unternehmen in Deutschland sind bei der Entwicklung von Software die Dimensionen 'in budget', 'in time' und 'in function' wichtig. Die Dimension 'in climate' gewinnt vor dem Hintergrund der Klima- und der Energiekrise stark an Bedeutung. Dabei muss die Dimension 'in climate' nicht im Kontrast zu den anderen Dimensionen stehen. Bei näherer Betrachtung kann sie sogar die anderen Dimensionen ergänzen. In Bezug auf den Betrieb von IT-Systemen liegt aktuell der Fokus bei den deutschen Firmen auf Performance und Verfügbarkeit. Einbußen in diesen beiden Bereichen wird oftmals mit einem Mehr an Infrastruktur begegnet, welches höheren Ressourcenverbrauch bedeutet und damit ggf. höhere CO2-Emissionen impliziert. Dabei müssen Performance und Verfügbarkeit nicht im Widerspruch zu moderaten CO2-Emissionen stehen. Dieses Buch stellt zunächst die Ergebnisse einer Umfrage unter Entscheiderinnen und Entscheidern zum Thema Green-IT dar, mit Fragen zu einer nachhaltigen IT in Bezug auf die Entwicklung und den Betrieb von Software. Aufbauend auf der Umfrage werden konkrete Maßnahmen zur Reduktion von CO2 beim Entwurf und beim Bau von Software dargestellt sowie Möglichkeiten eines energieeffizienten Betriebs im eigenen Rechenzentrum und in der Cloud aufgezeigt. Neben einem ausführlichen Theorieteil bietet das Buch mehrere Best-Practice-Beispiele und eine illustrative Fallstudie.

Daniel Sonnet ist Hochschullehrer für Data Science und IT-Unternehmer mit einem Faible für den nachhaltigen Einsatz von IT.

Gerhard Wanner ist Hochschullehrer für Software-Engineering und Software-Architekturen sowie seit mehr als 30 Jahren als IT-Berater tätig.
Konrad Pfeilsticker ist Informatiker und hat nach Positionen als IT-Berater bei IBM und als Geschäftsführer einer IT-Beratungsfirma die envite consulting GmbH gegründet.

Inhalt

Geleitwort 5
Inhaltsverzeichnis 7
1 Einleitung 10
1.1 Ausgangslage und Herausforderungen 10
1.1.1 Steigender Ressourcenbedarf 11
1.1.2 Klimakrise/Energiekrise 13
1.1.3 Anforderungen der Politik 15
1.1.4 Anforderungen in der Geschäftswelt 16
1.1.5 Steigende Kosten 17
1.2 Chancen durch eine energieeffiziente IT 18
1.2.1 Kostenvorteile durch Optimierung der Ressourceneffizienz 18
1.2.2 Wettbewerbsvorteil durch ein Energieeffizienz-Siegel 20
1.2.3 Wettbewerbsvorteil durch Steigerung der Nachhaltigkeit 21
1.2.4 Höhere Mitarbeitermotivation und bessere Mitarbeitergewinnung 23
1.3 Ansätze zur Optimierung 23
1.3.1 Maßnahmen im Rechenzentrum (Cloud/on premise) 24
1.3.2 Maßnahmen in der Softwareentwicklung 27
1.4 Ziele und Scope des vorliegenden Buchs 31
1.5 Gliederung des Buchs 32
2 Status quo – Ergebnisse der Umfrage zu Green IT 34
2.1 Einleitung und Motivation der Umfrage 34
2.2 Aufbereitete Ergebnisse 36
2.3 Kritische Würdigung der Umfrage und ihrer Ergebnisse 58
3 Technische Betrachtung 60
3.1 Energieeffizienz und Qualität 60
3.2 Messungen 62
3.2.1 Betriebswirtschaftliche Aspekte 62
3.2.2 Messverfahren 63
3.2.3 Software Carbon Intensity 63
3.2.4 Nutzung von Proxy-Metriken 64
3.2.5 Direkte Messungen der Codeeffizienz 65
3.2.6 Messungen bei Vorhaben zur Verbesserung der Energieeffizienz 65
3.3 Cloud 66
3.3.1 Auswahl des Cloud-Anbieters 67
3.3.2 Betrieb in der Cloud optimieren 68
3.3.3 Peak Shaving nutzen 70
3.4 Architektur 71
3.4.1 Kleinere Services vs. monolithische Systeme 71
3.4.2 Architekturentwurf für Scale-out 72
3.4.3 Verlagerung der Rechenleistung in Richtung Endgerät 73
3.4.4 Auswirkungen auf Endgeräte im Blick behalten 74
3.4.5 Speicherformate sinnvoll auswählen 75
3.4.6 Optimierung für asynchrone Verarbeitung 76
3.5 Entwicklung 77
3.5.1 Effiziente Programmiersprache wählen 77
3.5.2 Effiziente Laufzeitumgebung wählen 77
3.5.3 Logging reduzieren und strukturieren 78
3.5.4 Wiederholungen reduzieren 79
3.5.5 Binäre Datenformate nutzen 79
3.5.6 Binäre Protokolle nutzen 80
3.5.7 Abschalten nicht benötigter Umgebungen 80
3.5.8 Effiziente Algorithmen und Datenstrukturen nutzen 81
3.5.9 Größe der Build-Artefakte reduzieren 81
3.6 Betrieb 82
3.6.1 Rechenlast randomisiert ausführen 82
3.6.2 Rechenlast steuern 83
3.6.3 Verteilen der Anwendungskomponenten 84
3.6.4 Verlagerung von Ressourcen in Richtung der Anwender:innen 84
3.7 Zusammenfassung 85
4 Methodische Betrachtung 87
4.1 Verbesserung der Energieeffizienz in sieben Schritten 87
4.2 Praxisbeispiel 89
4.2.1 Ermitteln möglicher Maßnahmen 90
4.2.2 Bewerten der Verbesserungen 91
4.2.3 Setzen von Prioritäten und Planung der Verbesserungen 96
4.2.4 Umsetzen und Testen der Verbesserungen 97
4.2.5 Einführen der Änderungen in die Produktion 99
4.2.6 Messen der Ergebnisse 100
4.2.7 Vervielfältigung erfolgreicher Verbesserungen 100
4.3 Zusammenfassung 101
5 Fallstudie 102
5.1 Einleitung 102
5.2 Rechtliche und ökonomische Aspekte 105
5.3 Technische Aspekte 110
5.3.1 Ermitteln möglicher Maßnahmen 112
5.3.2 Bewerten der Verbesserungen 112
5.3.3 Setzen von Prioritäten und Planung der Verbesserungen 115
5.3.4 Umsetzen und Testen der Verbesserungen 117
5.3.5 Einführen der Änderungen in die Produktion 118
5.3.6 Messen der Ergebnisse 118
5.3.7 Vervielfältigung erfolgreicher Verbesserungen 119
6 Zusammenfassung und kritische Würdigung 120
Literatur 129

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 10.4.2023
• Zusatzinfo: IX, 127 S. 57 Abb., 46 Abb. in Farbe.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Cloud Computing • Environmental IT • Green IT • Green Software Engineering • klimaneutral • Nachhaltige IT-Systeme • Nachhaltiger IT-Betrieb • Nachhaltigkeit IT • SDGs • sustainability • Sustainable Development Goals
• ISBN-10: 3-658-40194-X / 365840194X
• ISBN-13: 978-3-658-40194-8 / 9783658401948