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2023 | Buch

Essenz der Informatik

Was Benutzer alles wissen sollten

verfasst von: Claudio Franzetti

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Diese erweiterte 2. Auflage richtet sich an die regelmäßigen Benutzer von IT, also Berufstätige sowie Schüler, Studierende und Lehrer. Das Buch beschreibt das relevante Universum der Informatik und der Informationstechnologie, von den grundlegenden Prinzipien bis zur sozialen und gesellschaftspolitischen Bedeutung.Neu und erweitert sind u. a. Themen zu virtuellen Welten, zum Metaversum, zu digitalen Zwillingen sowie zu Aspekten von Verwaltung und Digitalisierung. Anhand zahlreicher Beispiele sowie Illustrationen und Grafiken wird die relevante IT-Umgebung der modernen Nichtfachperson dargestellt. Büroapplikationen, soziale Medien, Spiele und Hardwaretrends sowie die verwendeten Devices werden erklärt und in Zusammenhang gebracht.In einem Kapitel werden die ersten Grundlagen zur Programmierung der sehr populären Blocksprache Scratch gelegt. Zu jedem Kapitel werden zehn Fragen zum Inhalt gestellt, um dem Leser oder der Leserin eine Stütze zum gelesenen Inhalt zu geben und die Kompetenzen zu erweitern.
Der Inhalt
Ganz kurze Geschichte der ITAlles ist Zahl
Computer als HardwareBetriebssystem und BenutzeroberflächeNetzwerkeDatenorganisationIT-EntwicklungIT-OrganisationProgrammierungApplikationenCloud-ComputingSicherheitInformation und MedienKünstliche IntelligenzVirtuelle WeltenIT, Digitalisierung und Gesellschaft

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 Kommunikationstechnologie 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 1930er-Jahren 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. Viele Eigenschaften sind zweiwertig. Und dies ist die Basis der Rechner. Zweiwertige Zahlensysteme, man nennt sie binär, bestehen nur aus den Ziffern 1 und 0. Die Basis der Zahlen ist 2. Für die „normalen“ Zahlen ist die Basis 10. Man kann die Basis beliebig wählen, z. B. 8 oder auch 16.

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. Netzwerke

Zusammenfassung

Im Jahr 1969 wurden zwei Computer per Telefonkabel miteinander verbunden; das erste Netzwerk war geboren. In der Abb. 6.2 sieht man die Übersicht auf das ARPANET im Jahr 1977 als Weiterentwicklung aus der Abb. 6.1 von 1969. Die Hauptelemente sind Knoten (Rechner) und Kanten, die Leitungen darstellen. ARPANET steht für „Advanced Research Projects Agency Network“, einen Forschungsauftrag der US-amerikanischen Luftwaffe. Dieses Computernetzwerk bildete die Basis für das spätere Internet.

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Kapitel 7. Datenorganisation

Zusammenfassung

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

Claudio Franzetti

Kapitel 8. 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; eine Social App ist ganz anders als eine Industriesteuerung eines Montagewerks.

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Kapitel 9. 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):

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Kapitel 10. 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 11. Applikationen

Zusammenfassung

Unter Applikationen verstehen wir Benutzeranwendungen, die entweder aus Standardsoftware oder individueller Software bestehen (siehe Abb. 11.1). Die weitverbreitete Abkürzung „App“ leitet sich daraus ab.

Claudio Franzetti

Kapitel 12. Cloud Computing

Zusammenfassung

Das Wort Cloud stammt aus einer einer Patentanmeldung aus dem Jahr 1994, in der eine grafische Darstellung von einem Netzwerk mit angeschlossenen Endgeräten so bezeichnet wurde.

Claudio Franzetti

Kapitel 13. 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 14. 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 15. 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, Kommunikationswissenschaften, Mathematik (Spiel- und Entscheidungstheorie) und Statistik, Logik und Philosophie und Linguistik.

Claudio Franzetti

Kapitel 16. Virtuelle Welten

Zusammenfassung

Mit Software lassen sich scheinbare, „virtuelle“ Welten erschaffen. Die Welt ist vereinfacht Natur und Kultur, die gegenständliche Umwelt und der Mensch in seinen Lebensverhältnissen. Die Unterscheidung zwischen real und virtuell fällt nicht einfach. Wie muss man seine Einlagen bei der Bank taxieren? Diese sind nur als Magnetisierungen im Speicher von Bankcomputern (und vielleicht in einem Sparheft) vorhanden.

Claudio Franzetti

Kapitel 17. IT, Digitalisierung und Gesellschaft

Zusammenfassung

Seit der Mensch sesshaft geworden ist und so viele Dinge besaß, die er nicht mehr alle im Kopf behalten konnte, ist die Verwaltung geboren. Dabei mussten die Schrift und die Zahlen erfunden werden. Jeder Staat besitzt ein Verwaltung, die Sachverhalte dokumentiert, gesellschaftlich bindende Entscheidungen trifft und Maßnahmen durchsetzt. In modernen Staaten ist die Verwaltung ständig gewachsen. Die sogenannte Staatsquote, die Ausgaben und Umverteilungen des Staats, macht rund die Hälfte des Wertes der gesamthaft erwirtschafteten Landesproduktion aus. Dies trifft auch für Deutschland und Österreich zu, für die Schweiz muss man die gesetzlich verordneten Gesundheitskosten noch dazu zählen. In den 1950er-Jahren war die Quote rund 30 %. Angesichts dieser Zahlen ist die Effizienz des Staates eine äußerst bedeutsame Angelegenheit.

Claudio Franzetti

Backmatter

Titel: Essenz der Informatik
verfasst von: Claudio Franzetti
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-67154-2
Print ISBN: 978-3-662-67153-5
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-67154-2