Computer in der Wissenschaft.

Transkript

1 Computer in der Wissenschaft 1

2 Einleitung Warum werden wir eigentlich gebraucht? Aktuelle Forschungsfragen an der Schnittstelle Informatik und Wissenschaft Was machen wir später, wenn wir gerade nicht forschen? Was erwartet euch in diesem Referat? Gegenwart Nahe Zukunft Vergangenheit 2

3 Gliederung 1. Übersicht der Anwendungsgebiete 2. Informatik und Wissenschaft damals 3. Informatik und Wissenschaft heute 4. Nahe Zukunft 5. Ferne Zukunft 6. Auswirkungen auf die Gesellschaft 7. Schlussbetrachtung 3

4 1. Übersicht der Anwendungsgebiete Computergrafik Simulation/Modellierung Datenverarbeitung Forschung Computer Mensch Interaktion Wissenschaften, die mit Informatik verknüpft sind: Physik, Chemie, Biologie, Elektrotechnik, Medizin, Geoinformatik, Umweltinformatik 4

5 1. Übersicht der Anwendungsgebiete Computergrafik Simulation/Modellierung Datenverarbeitung Forschung Glucocorticoid Rezeptor (PDB ID: 1GLU) gebunden an seinem DNA Gegenstück). Die Oberfläche des Proteins wurde nach seiner Elektrostatik gefärbt. Wissenschaften, die mit Informatik verknüpft sind: Physik, Chemie, Biologie, Elektrotechnik, Medizin, Geoinformatik, Umweltinformatik 5

6 1. Übersicht der Anwendungsgebiete Computergrafik Simulation/Modellierung Datenverarbeitung Forschung Aufenhaltswahrscheinlichkeit von Elektronen Wissenschaften, die mit Informatik verknüpft sind: Physik, Chemie, Biologie, Elektrotechnik, Medizin, Geoinformatik, Umweltinformatik 6

7 1. Übersicht der Anwendungsgebiete Computergrafik Simulation/Modellierung Datenverarbeitung Forschung Heutzutage müssen sehr viele Daten in der Wissenschaft ausgewertet werden z.b. CERN oder bei MRT Wissenschaften, die mit Informatik verknüpft sind: Physik, Chemie, Biologie, Elektrotechnik, Medizin, Geoinformatik, Umweltinformatik 7

8 1. Übersicht der Anwendungsgebiete Computergrafik Simulation/Modellierung Datenverarbeitung Forschung In der Quantenmechanik werden ständig neue Algorithmen gesucht, die für Quantencomputer geeignet sind. Wissenschaften, die mit Informatik verknüpft sind: Physik, Chemie, Biologie, Elektrotechnik, Medizin, Geoinformatik, Umweltinformatik 8

9 2. Informatik und Wissenschaft damals Entwicklung des Computers Bis zum Ende des zweiten Weltkrieges Nachkriegszeit Bis zum Anfang des 21. Jahrhunderts Rechenschieber Touring Bombe 9

10 2. Informatik und Wissenschaft damals Entwicklung des Computers Bis zum Ende des zweiten Weltkrieges Nachkriegszeit Bis zum Anfang des 21. Jahrhunderts Zuse Z1 bis Z4 10

11 2. Informatik und Wissenschaft damals Entwicklung des Computers Bis zum Ende des zweiten Weltkrieges Nachkriegszeit Bis zum Anfang des 21. Jahrhunderts Wann waren Rechner tauglich für die Wissenschaft? 11

12 3. Informatik und Wissenschaft heute Warum wird heute vieles anhand von Computersimulationen gemacht? Physical Mock-Up vs. Digital Mock-Up Der Vorteil von Datenbanksystemen Beispiele World Wide Grid Umweltinformatik Bioinformatik 12

13 3. Informatik und Wissenschaft heute Warum wird heute vieles anhand von Computersimulationen gemacht? Physical Mock-Up vs. Digital Mock-Up Der Vorteil von Datenbanksystemen Beispiele World Wide Grid Umweltinformatik Bioinformatik 13

14 Wo sind wir Gerade? 1. Übersicht der Anwendungsgebiete 2. Informatik und Wissenschaft damals 3. Informatik und Wissenschaft heute 4. Nahe Zukunft 5. Ferne Zukunft 6. Auswirkungen auf die Gesellschaft 7. Schlussbetrachtung 14

15 4. Nahe Zukunft Quantenkryptographie Ausnutzung der Eigenschaften von Quantenteilchen Das ewige Geheimnis DNA-Computer Wahrscheinlich schneller realisierbar als Quantenrechner Riesige Speichermenge 3072 Exabyte in einem Liter Flüssigkeit Ähnliche Rechenleistung, wie ein Quantenrechner Scheitert an der technischen Umsetzung 15

16 5. Ferne Zukunft Moores Law Grenzen der Geschwindigkeit Rechnerallgegenwart (Ubiquitous Computing) Nutzen Kontra Kritik Intelligente Rechnerstrukturen 16

17 5. Ferne Zukunft Moores Law Grenzen der Geschwindigkeit Rechnerallgegenwart (Ubiquitous Computing) Nutzen Kontra Kritik Intelligente Rechnerstrukturen 17

18 5. Ferne Zukunft Moores Law Grenzen der Geschwindigkeit Rechnerallgegenwart (Ubiquitous Computing) Nutzen Kontra Kritik Intelligente Rechnerstrukturen 18

19 6. Auswirkungen auf die Gesellschaft Bestimmte Sachverhalte konnten nur durch angewandte Informatik gelöst werden Datenmanagmentsysteme wurden und werden immer effektiver Computer werden immer schneller und Leistungsfähiger Auftretende Probleme 19

20 7. Schlussbetrachtung Es zeigt sich deutlich, wie eng Informatik und Wissenschaft miteinander verknüpft sind und wie wichtig interdisziplinäre Forschung heutzutage ist. 20