Informatik d indd

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praktikabel. In den 1970er­Jahren haben Informatiker eine neue Definition der 
Sicherheit eingebracht: Ein Kryptosystem ist sicher, wenn das Brechen des Systems 
ohne Kenntnis eines geheimen Schlüssels einem schwer berechenbaren Problem 
entspricht, einem Problem, dessen Lösung Millionen, ja Milliarden von Jahren be­
anspruchen würde. Damit ist die Sicherheit der Kommunikation dem Individuum 
im privaten Bereich und den KMUs zugänglich gemacht worden und nicht mehr nur 
Grossfirmen oder staatlichen Institutionen vorbehalten. Dieser ganze Komplex ist 
ein weiteres aktives modernes Forschungsgebiet.
Die Informatikforschung in diesem Bereich hat der Wissenschaft allgemein 
neue Sichtweisen auf grundlegende Konzepte wie Information, Komplexität, De­
terminismus und Nichtdeterminismus sowie Zufall gebracht. Eine überraschende 
Erkenntnis ist die kreative Kraft des Zufalls, die es erlaubt, durch Zufallssteuerung 
gewisse, sonst praktisch unlösbare Probleme mit vertretbaren Ressourcen zu lösen. 
Der letztlich auf dem Bit beruhende Informationsbegriff hat die Diskussion über 
Information auch in anderen Wissenschaften, beispielsweise der Physik, der Bio­
logie und der Wirtschaftswissenschaft, angeregt. In der Quantenphysik wird das 
Konzept der Information als Basis für ein mögliches letztes Grundprinzip disku­
tiert, etwa vom berühmten Nobelpreisträger Wheeler in seinem Papier «IT from 
Bit». Damit wird die Informatik auch in dieser Hinsicht zu einer Grundlage für 
andere Wissenschaften, ähnlich der Mathematik. 
Mit diesem Rundgang dürften die grossen Hauptfragen der Informatik sowohl 
in ihrer technischen wie theoretischen, mathematisch­logischen Entwicklung an­
gesprochen sein.
Was ist Informatik?

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Als Zweites sollen in diesem Kapitel die Prinzipien der Informatik aus heutiger 
Sicht strukturiert werden. Man könnte versucht sein, von Kerntechnologiegebieten 
auszugehen. Ein Bericht der beiden grossen wissenschaftlichen Informatikvereini­
gungen in den USA, ACM und IEEE, listete 1989 neun Kerntechnologiegebiete auf. 
Im Jahr 2003 hat sich die Zahl der Gebiete mindestens verdreifacht, Tabelle 2 ent­
hält eine unstrukturierte Liste von derartigen Technologiegebieten, ohne Anspruch 
auf Vollständigkeit. Heute, knapp zehn Jahre später, sind es schon wieder eine 
ganze Menge mehr. Es ist eine berufliche Herausforderung für die Informatiker, 
sich mit diesen Gebieten und ihren zahlreichen Interaktionen vertraut zu machen. 
Es kann aber nicht Aufgabe der Schule sein, diese Kerntechnologien zu vermitteln. 
Es geht vielmehr darum, die fundamentalen Prinzipien herauszuarbeiten, denen 
alle Gebiete unterliegen. Wie können diese Prinzipien ausgedrückt werden? Man 
kann nach Denning zunächst vier grosse Themenkreise eingrenzen
2
:
1
 
Prinzipien der maschinellen Informationsverarbeitung
 
Wie können Informationen verarbeitet, gespeichert, transportiert werden, und 
was für Grenzen gibt es dabei? Welchen Einfluss hat die Strukturierung der 
Daten auf die Effizienz ihrer Verarbeitung?
2
 
Entwurfs- und Konstruktionsprinzipien
 
Wie können systematisch Rechenverfahren (Algorithmen) und Datenstrukturen 
entworfen werden, sodass korrekte Ergebnisse erzielt werden?
3
 
Kernmethoden
  Wie werden Rechenverfahren entworfen, die Grundprobleme quer durch ver­
schiedene Anwendungsgebiete vereinheitlicht lösen?
4
 
Anwendungsgestaltung
 
Wie werden Probleme im Hinblick auf die Benutzerbedürfnisse gelöst?
2.3
  Die grossen Prinzipien
Was ist Informatik?

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Diese Themenkreise unterscheiden gewissermassen Aktionsebenen in der Praxis der 
Informatik, aufsteigend von abstrakten Grundprinzipien hin zur Realisierung von 
praktischen Computerlösungen. 
Für ein Schulfach Informatik stehen die ersten drei Stufen der Hierarchie im 
Vordergrund. Diese sollen daher eingehender betrachtet werden. Die Fragen der 
Gestaltung von konkreten Anwendungen betreffen eine wichtige Tätigkeit des In­
formatikers. Aber ebenso wie in der Physik zwar Mechanik, aber nicht Maschinen­
bau gelehrt wird, muss die Schule darauf verzichten, sich eingehend mit den Prob­
lemen und Methoden des Baus von Anwendungen zu befassen.
Es ist keineswegs die Meinung, dass alle nachstehend aufgeführten Themata in 
ein Schulfach Informatik gehören. Das wäre viel zu umfangreich, zu komplex und 
zu schwierig für die Altersstufe bis und mit Matura. Andererseits sollte man nicht 
zum Voraus Themenbereiche ausschliessen, bevor gründliche fachdidaktische Über­
legungen dazu angestellt worden sind. So soll die Auflistung eine Grundlage für 
eine überlegte und begründete Auswahl des Schulstoffes anbieten, wobei zwischen 
obligatorischen Inhalten für alle und Wahlfächern für besonders Interessierte un­
terschieden werden kann.
Algorithmen Datenstrukturen
Künstliche Intelligenz 
Sprachverarbeitung
Compiler Netzwerke
Computerarchitektur Betriebssysteme
Programmiersprachen 
Software Engineering
Datenbanken 
Data Mining
Sicherheit Kryptografie
Realzeit-Systeme 
Eingebettete Systeme
Entscheidungsunterstützende Systeme 
Simulationssysteme
Verteilte Systeme 
Parallele Systeme
Grafik Visualisierung
Mensch-Maschinen-Interaktion Benutzerschnittstellen
Workflow Management-Informationssysteme
Virtual Reality 
Computerspiele
... ...
Tab.2
  Kerntechnologien der Informatik: eine unstrukturierte und unvollständige Aufzählung
Was ist Informatik?

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