Einführung in die Informatik

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1 Einführung in die Informatik Geschichte und Einteilung der Informatik

2 2 Der Begriff Informatik Definitionsversuche (1) Technik, Daten für die Praxis ohne Informationslücke zu produzieren [Mackensen, 1977, 1979] Wissenschaft von den elektronischen Datenverarbeitungsanlagen und den Grundlagen ihrer Anwendung [Duden Fremdwörterbuch, 1982] Wissenschaft von der Informationsverarbeitung und Anwendung von Rechenanlagen [Mackensen, 1986] Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen insbesondere der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Digitalrechnern [Lexikon der Informatik und Datenverarbeitung, 1986]

3 3 Der Begriff Informatik Definitionsversuche (2) Wissenschaft, die sich mit dem Aufbau von EDVA und ihrer Programmierung befasst [Wirtschaftsinformatik I, 1986] Wissenschaft vom Computer (P. Stahlknecht) oder vom Aufbau von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen und ihrer Programmierung (H. R. Hansen) [Computer-Enzyklopädie, 1989] Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen, besonders der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Digitalrechnern [Duden Informatik, 1989] Wissenschaft, Technik und Anwendung von der Informationsverarbeitung und den Systemen zur Verarbeitung, Speicherung und Übertragung von Information [Lexikon Informatik und Kommunikationstechnik, 1990]

4 4 Der Begriff Informatik wesentliche Aspekte Wissenschaft und Technik Verarbeitung von Information elektronische Datenverarbeitung systematisch Digitalrechner auch: Aufbau von Rechenanlagen Speicherung und Übertragung von Information

5 5 Der Begriff Informatik im Englischen Informatics: see Computer Science; Education in Computer Science; and Information Science [Encyclopedia of Computer Science, 1993] Informatics (am ehesten noch in GB) Computer Science Computing Science Information Science Data Processing (in den USA für Wirtschaftsinformatik)

6 6 Geschichte der Informatik (1) 1700 v. Chr.Papyrus Rhind, Ägypten, älteste schriftliche Rechenaufgaben. 700 Jahre! 300 v.chr. Euklidischer Algorithmus. 5. Jh. n.chr. Erfindung des Dezimalsystems in Indien. 820 n.chr. Al-Chowarizmi (etwa ) schreibt ein Buch über Algebra Leonardo von Pisa ( Fibonacci, ca ) verfasst den Liber Abaci, die erste systematische Einführung in das dezimale Zahlenrechnen.

7 7 Geschichte der Informatik (2) 1524 Adam Riese ( ) veröffentlicht ein Rechenbuch, in dem er die Rechengesetze des Dezimalsystems beschreibt Wilhelm Schickard ( ) konstruiert eine Maschine für die vier Grundrechenarten.

8 8 Geschichte der Informatik (3) 1641 Blaise Pascal ( ) konstruiert eine Maschine, mit der man sechsstellige Zahlen addieren kann G. W. Leibniz ( ) konstruiert eine Rechenmaschine mit Staffelwalzen für die vier Grundrechenarten. Er befasst sich auch mit dem Dualsystem P. M. Hahn ( ) entwickelt die erste zuverlässig arbeitende mechanische Rechenmaschine.

9 9 Geschichte der Informatik (4) 1805 Jacquard entwickelt einen programmierbaren Webstuhl. ab 1818 Rechenmaschinen nach dem Vorbild der Leibnizschen Maschine werden serienmäßig hergestellt und dabei ständig weiterentwickelt Charles Babbage ( ) plant seine Analytical Engine Hermann Hollerith ( ) erfindet die Lochkarte.

10 10 Geschichte der Informatik (5) 1934 Konrad Zuse (geb. 1910) beginnt mit der Planung einer programmgesteuerten Rechenmaschine. Sie verwendet das duale Zahlensystem Die elektromechanische Anlage Z3 von Zuse ist fertig. Dies ist der erste funktionsfähige programmgesteuerte Rechenautomat H. H. Aiken ( ) baut Mark I. Addition: 1/3 s, Multiplikation: 6 s.

11 11 Geschichte der Informatik (6) 1946 J. P. Eckert und J. W. Mauchly entwickeln Eniac, den ersten vollelektronischen Rechner mit Elektronenröhren. Multipl.: 3 ms; Leistung: 174 kw John v. Neumann schlägt das gespeicherte Programm vor M. V. Wilkes baut Edsac, den ersten universellen Digitalrechner mit gespeichertem Programm. ab 1950 Industrielle Rechnerproduktion.

12 12 Geschichte der Informatik (7) Gen. Zeit Charakterisierung ab 1950: Generationen Elektronenröhren als Schaltelemente; zentrale Speicher von wenigen hundert Maschinenwörtern. Transistorschaltkreise; Ferritkern, Band, Trommel und Plattenspeicher Teilweise integrierte Schaltkreise ab 1980 Überwiegend hochintegrierte Schaltkreise; ein Prozessor auf einem Chip; 8-Bit-Architektur. Hochintegrierte Schaltkreise; mehrere Prozessoren auf einem Chip; 16- und 32-Bit- Architekturen; Mikrocomputer-Netzwerke 6 seit 1990 RISC-Prozessoren; 64-Bit-Architekturen

13 13 Einteilung der Informatik Angewandte Informatik Theoretische Informatik Praktische Informatik Technische Informatik

14 14 Technische Informatik Aufbau von Computern vom Transistor bis zum vollständigen Computer und zur Vernetzung mehrerer Computer. Berührungspunkte mit Elektronik, Halbleiterphysik und Nachrichtentechnik. Themen: Hardware Schaltnetze, Schaltwerke Prozessoren Mikroprogrammierung Rechnerorganisation und -architektur

15 15 Theoretische Informatik Formale Grundlagen der Informatik. Berührungspunkte mit der Mathematik. Themen: Automatentheorie Formale Sprachen und formale Semantik Komplexitätstheorie und Berechenbarkeit Algorithmenanalyse Theorie der Programmierung Automatische Programmsynthese

16 16 Praktische Informatik Rüstzeug für die Programmierung; befasst sich mit Software im weitesten Sinn; behandelt Prinzipien, Methoden, Techniken und Werkzeuge für die Programmentwicklung. Themen: Algorithmen, Datenstrukturen, Programmiermethoden Programmiersprachen und Compiler Betriebssysteme Softwaretechnik Software-Werkzeuge Mensch-Maschine-Kommunikation

17 17 Angewandte Informatik Anwendungsmöglichkeiten des Computers als Problemlösungswerkzeug in anderen Fachgebieten. Berührungspunkte mit vielen Fachgebieten außerhalb der Informatik. Themen: Informationssysteme und Datenbanken Computergrafik Künstliche Intelligenz Signalverarbeitung Simulation und Modellbildung Textverarbeitung und Büroautomation Computerrecht Spezialanwendungen in Wirtschaft, Medizin, Kunst,

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