Essenz der Informatik

Was Benutzer alles wissen sollten

2025
Buch

Verfasst von: Claudio Franzetti
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik"; Springer Professional "Technik"; Springer Professional "Wirtschaft"

Über dieses Buch

Mit der 3. Auflage dieses Buches meistern Sie die Grundlagen der Informatik. Es 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 – 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 • Netzwerke • Daten und Datenorganisation • IT-Entwicklung und Organisation • Programmierung und Softwareentwicklung • Applikationen • Cloud-Computing • Sicherheit • Information und Medien • Künstliche Intelligenz • Virtuelle Welten • IT, Digitalisierung 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 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 GeorgeBoole. Diese ist ebenfalls zweiwertig, denn Aussagen sind entweder wahr oder falsch.

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.

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.

Claudio Franzetti

Kapitel 7. Daten und 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. IT-Entwicklung

Zusammenfassung

Die Entwicklung von IT-Lösungen ist meist sehr komplex. Da Computer Universalmaschinen 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.

Claudio Franzetti

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.

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Kapitel 10. Programmierung

Zusammenfassung

Die Programmierung, Zusammenstellen von Anweisungen, erfolgt meist in einer sogenannten Hochsprache, die dann von speziellen Maschinenprogrammen (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 grafischen Darstellung von einem Netzwerk mit angeschlossen 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 Möglichkeit, Rechenmaschinen zu programmieren, ermöglichte dann das Experimentieren mit dem, was man künstliche Intelligenz bezeichnet. Der Test von AlanTuring basiert genau darauf, dass ein Mensch elektronisch zwei Partner, wovon einer menschlich und der andere künstlich ist, befragt und anhand der Antworten klar die zwei richtig klassifizieren kann. Ein Programm ist intelligent, wenn es sich intelligent verhält.

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

Die Transformation der Gesellschaft durch die informatischen Mittel kommt immer mehr einer Revolution, einer Umwälzung gleich. Die digitale Transformation wird seit 2022 mit der Verfügbarkeit von generativen KI-Modellen atemraubend potenziert. Es ist nicht undenkbar, dass die Transformation den „Wohlstand der Nationen“neu verteilt. Denn dieser wird immer mehr von den digitalen Fähigkeiten von Ländern abhängen.

Claudio Franzetti

Titel: Essenz der Informatik
Verfasst von: Claudio Franzetti
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-71428-7
Print ISBN: 978-3-662-71427-0
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-71428-7

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Kapitel 1. Einführung

Kapitel 2. Ganz kurze Geschichte der IT

Kapitel 3. Alles ist Zahl

Kapitel 4. Computer als Hardware

Kapitel 5. Betriebssystem und Benutzeroberfläche

Kapitel 6. Netzwerke

Kapitel 7. Daten und Datenorganisation

Kapitel 8. IT-Entwicklung

Kapitel 9. IT-Organisation

Kapitel 10. Programmierung

Kapitel 11. Applikationen

Kapitel 12. Cloud-Computing

Kapitel 13. Sicherheit

Kapitel 14. Information und Medien

Kapitel 15. Künstliche Intelligenz

Kapitel 16. Virtuelle Welten

Kapitel 17. IT, Digitalisierung und Gesellschaft

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