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2019 | Buch

Essenz der Informatik

verfasst von: Claudio Franzetti

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Mit diesem Buch meistern Sie die Grundlagen der Informatik
Dieses Buch beschreibt das weite Universum der Informatik und Informationstechnologie. Anhand von Endgeräten wie PC, Tablet und Smartphone sowie eingebetteten Systemen erklärt es die grundlegenden Prinzipien der Informatik und ihre soziale und gesellschaftspolitische Bedeutung. Das Buch richtet sich an alle regelmäßigen Benutzer von IT und insbesondere an Berufstätige, Schüler, Informatik-Studenten und Lehrer.
Viele konkrete Beispiele, Illustrationen und Grafiken erklären die relevante IT-Umgebung und bringen Sie für alle interessierten IT-Laien in den richtigen Zusammenhang. Im Einzelnen widmet sich der Autor Bereichen wie:
• Büroapplikationen• sozialen Medien• Spielen• Hardwaretrends
Von der Geschichte der IT bis zum erfolgreichen Umgang mit Programmiersprachen – Die Inhalte im Überblick
Alle Kapitel in diesem Buch schließen mit zehn Fragen zum Inhalt ab, die den Lesern eine Stütze zum gelesenen Inhalt geben und die Kompetenzen erweitern. Ein besonderes Highlight dieses Buches ist das Kapitel zur populären Programmiersprache Scratch, das die Grundlage für einen erfolgreichen Umgang mit dieser Programmiersprache legt. Des Weiteren beschäftigt sich der Autor mit den folgenden Themenschwerpunkten und Teilbereichen der Informatik:
• Geschichte der IT• Computer als Hardware• Betriebssystem und Benutzeroberfläche• Information und Medien• Datenorganisation• Netzwerke• Programmierung und Softwareentwicklung• Applikationen• Sicherheit• IT-Organisation• Cloud-Computing• IT-Entwicklung• Digitalisierung und digitale Transformation• Künstliche Intelligenz• IT und Gesellschaft• Installation von Scratch
Insgesamt vermittelt dieses Buch über die Informatik einen tiefgreifenden, breiten Überblick über verschiedene Thematiken der Informationstechnologie und ist damit nicht nur für Programmierer geeignet.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einführung

Zusammenfassung

Zu Beginn eine Begriffsklärung (oder das pure Gegenteil): Im Titel dieser Broschüre steht „Informatik“. Viele denken aber automatisch an „IT“, das für Informationstechnologie steht aber auch „Informationstechnik“ abkürzt. In letzter Zeit hat sich noch der Begriff „IKT“ für Informations- und Kommunikationsttechnologie eingeschlichen.

Claudio Franzetti

Kapitel 2. Ganz kurze Geschichte der IT

Zusammenfassung

Die Geschichte der IT ist aus einer technologischen Sicht vor allem die Geschichte der Computer (Rechner, Hardware) und der Programme (Software). Notwendige Vorarbeiten in Mathematik und Logik waren etwa die Zahlendarstellung im Zweiersystem und die entsprechende Algebra der Logik von George Boole. Diese ist ebenfalls zweiwertig, denn Aussagen sind entweder wahr oder falsch. In den Dreißigerjahren stellte Alan Turing ein vollständiges (theoretisches) Modell eines Universalrechners vor.

Claudio Franzetti

Kapitel 3. Alles ist Zahl

Zusammenfassung

… aber nicht unbedingt alle Ziffern werden benötigt. Die Basis der Computer sind physikalische Eigenschaften der Materie. Ein Teilchen ist geladen oder nicht, Strom fließt oder nicht, ein Sitz ist besetzt oder nicht, ein Gatter ist offen oder zu usw.

Claudio Franzetti

Kapitel 4. Computer als Hardware

Zusammenfassung

Ein Computer lässt sich ganz vereinfacht als eine Maschine darstellen, die Eingaben verarbeitet und Resultate ausgibt. Man nennt dies das EVA-Prinzip für Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe.

Claudio Franzetti

Kapitel 5. Betriebssystem und Benutzeroberfläche

Zusammenfassung

Die Hauptplatine ist der Kern der Hardware. In einem permanenten Speicher darauf ist ein minimales Programm abgelegt, welches das Betriebssystem startet. Man nennt es „BIOS“ (Basic Input/Output System) oder auch neuer „UEFI“ für Unified Extensible Firmware Interface.

Claudio Franzetti

Kapitel 6. Information und Medien

Zusammenfassung

Nochmals zur Erinnerung: wir haben schon eingangs darauf hingewiesen, dass wir in dieser Schrift Kommunikation als Bestandteil von Information verstehen. Ebenso sind Medien, die „in der Mitte“ stehen, als Teil von Information anzusehen. Dies ist ein Postulat der Einfachheit innerhalb des Kontexts dieses Buchs. Dies kann man mit Fug und Recht auch anders sehen.

Claudio Franzetti

Kapitel 7. Datenorganisation

Zusammenfassung

Daten sind neben Algorithmen und der Vernetzung die wichtigsten Bestandteile von IT. Sie sind die Rohfassung von Informationen.

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Kapitel 8. Netzwerke

Zusammenfassung

Im Jahr 1969 wurden zwei Computer per Telefonkabel miteinander verbunden; das erste Netzwerk war geboren. In der Abbildung 8.2 sieht man die Übersicht auf das ARPANET im Jahr 1977 als Weiterentwicklung aus der Abbildung 8.1 von 1969. Die Hauptelemente sind Knoten (Rechner) und Kanten, die Leitungen darstellen. ARPANET steht für „Advanced Research Projects Agency Network“, einem Forschungsauftrag der US-amerikanischen Luftwaffe.

Claudio Franzetti

Kapitel 9. Programmierung

Zusammenfassung

Die Programmierung, Zusammenstellen von Anweisungen, erfolgt meist in einer sogenannten Hochsprache, die dann von speziellen Maschinen-Programmen (Compiler, Interpreter) für den Computer übersetzt wird.

Claudio Franzetti

Kapitel 10. Applikationen

Zusammenfassung

Unter Applikationen verstehen wir Benutzeranwendungen, die entweder aus Standardsoftware oder individueller Software bestehen (siehe Abbildung 10.1). Die weitverbreitete Abkürzung „App“ leitet sich daraus ab.

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Kapitel 11. Sicherheit

Zusammenfassung

Daten und Informationen können auch einen kommerziellen oder emotionalen Wert darstellen. Dabei denke man an Geschäftsgeheimnisse, militärische „intelligence“ usf. Firmen sind verpflichtet, bestimmte personenbezogene Daten vor fremdem Zugriff zu schützen. Private möchten nicht, dass jedermann Bankkontenstände, Löhne oder Besitz kennt.

Claudio Franzetti

Kapitel 12. IT-Organisation

Zusammenfassung

Eine alte Weisheit von Alfred Chandler lautet: „Structure follows Strategy“, oder deutsch: Die Organisation leitet sich aus der Strategie ab. Was ist nun eine Strategie? Nach Chandler (1962, 13).

Claudio Franzetti

Kapitel 13. Cloud-Computing

Zusammenfassung

Das Wort cloud stammt aus einer einer Patentanmeldung aus dem Jahr 1994, in der eine grafischen Darstellung von einem Netzwerk mit angeschlossen Endgeräten so bezeichnet wurde.

Claudio Franzetti

Kapitel 14. IT-Entwicklung

Zusammenfassung

Die Entwicklung von IT-Lösungen ist meist sehr komplex. Da Computer Universal-Maschinen sind, d.h. sehr viele und sehr unterschiedliche Aufgaben lösen, ist die Entwicklung von Lösungen ebenfalls sehr unterschiedlich. Beispielsweise funktioniert eine Applikation zur Bestellung einer Bahnfahrkarte komplett anders als ein Programm zur Berechnung von Erdbeben; ein Social-App ist ganz anders als eine Industrie-Steuerung eines Montagewerks.

Claudio Franzetti

Kapitel 15. Digitalisierung, digitale Transformation

Zusammenfassung

Obiger Titel ist sehr wahrscheinlich irreführend. Seit ein paar Jahren ist der Begriff „Digitalisierung“ in aller Munde, denn er ist bei der Politik angelangt. Was hier aber gemeint ist, würde besser „Digitale Transformation“ genannt.

Claudio Franzetti

Kapitel 16. Künstliche Intelligenz

Zusammenfassung

Die Künstliche Intelligenz KI, auf Englisch „Artificial Intelligence“ AI, beschäftigt die Wissenschaft und Technik schon seit langem. Grundlegende Ideen kamen in der Mitte des 20. Jahrhunderts von sehr verschiedenen Disziplinen zusammen. Darunter fallen gemäß Buchanan (2005) etwa Ingenieurwesen und Kybernetik, Biologie (neuronale Netze), Psychologie, Kommunikations- Wissenschaften, Mathematik (Spiel- und Entscheidungstheorie) und Statistik, Logik und Philosophie und Linguistik.

Claudio Franzetti

Kapitel 17. IT und Gesellschaft

Zusammenfassung

In der Frankfurter Allgemeinen Zeitung vom 2. Februar 2018 (Löhr 2018) erschien ein Artikel, der folgenden Auszug enthielt.

Claudio Franzetti

Backmatter

Titel: Essenz der Informatik
verfasst von: Claudio Franzetti
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-58534-4
Print ISBN: 978-3-662-58533-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-58534-4