Informatik d indd

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Da es sich fast ausnahmslos um sehr einfach verständliche und anschauliche Prob­
lemstellungen handelt, steht eine motivierende Quelle von Aufgaben für die An­
wendung der Entwurfs­ und Konstruktionsprinzipien zur Verfügung. Zudem liegt 
hier auch eine Quelle von Synergien mit anderen Fächern, zuvorderst der (diskre­
ten) Mathematik, über die Schnittstelle der Simulation aber auch zu Physik, Bio­
logie, Wirtschaft und anderen Fächern.
Damit ist eine Gliederung der Informatik als wissenschaftliche Disziplin in 
grundlegende Prinzipien aufgezeigt, die als Basis für die Definition eines Schul­
fachs Informatik auf der Stufe Gymnasium dienen können. Im Vordergrund stehen 
dabei grundlegende und damit auch stabile Vorstellungen und Konzepte, Verfahren 
und Methoden. Es handelt sich zudem um Elemente, die in allen Computeranwen­
dungen eine grundlegende Rolle spielen und deren Kenntnis daher zu einem ver­
tieften Verständnis der Leistungen und der Grenzen des Computers verhilft.
Was ist Informatik?

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Wie die historische Sicht aufzeigt, sind die Fragestellungen, welche die Wissenschaft 
der Informatik aufgreift, durch die Möglichkeiten des automatischen Rechnens und 
der automatischen Informationsverarbeitung entstanden. Das hat zu  einer vertika­
len Strukturierung der Informatik geführt, die sich in den Themenkreisen von 
Denning niederschlägt. Die Prinzipien der maschinellen Informationsverarbeitung 
befassen sich auf der untersten Ebene mit den Problemen des Rechnens nahe bei 
der technischen oder logischen Architektur der Computer. Die Entwurfs­ und Kon­
struktionsprinzipien betrachten auf einer höheren Abstraktionsstufe die Gestal­
tung der Architektur von Rechenprozessen. Dabei wird bereits mit abgeleiteten 
Begriffen, Datenstrukturen und Kontrollmechanismen gearbeitet, die eine (auto­
matische) Übersetzung in maschinennahe Begriffe und Sprachen erfordert. Die 
Kernmethoden sind bereits nahe den konkreten Problemstellungen angesiedelt, die 
für Anwendungen gelöst werden müssen. Während Anwendungen sich in zahlrei­
che Einzelfälle auflösen, bieten die Kernmethoden eine Gliederung in grundlegen­
de Aufgabenstellungen, die quer durch die Anwendungsfälle immer wieder auf­
treten. Damit wird eine wissenschaftliche Systematisierung erreicht, welche die 
Voraussetzung für eine effiziente Bildung von Anwendungssystemen bildet. Die 
vierte und letzte Abstraktionsebene im Modell von Denning umfasst die Methoden 
zur Gestaltung von Informationssystemen und vollendet damit die Brücke von der 
Maschinenebene zur Anwendungsebene. Das ist die Ebene, mit der die Benutzer 
konfrontiert werden und die das Bild der Informatik in der Öffentlichkeit prägt.
Das ideelle Schichtenmodell reflektiert das tatsächliche Schichtenmodell der 
Informationstechnologie. Die Anwendungen bauen heute auf Entwicklungswerk­
zeugen auf, die hoch abstrahiert sind. Diese Werkzeuge ihrerseits sind mit höheren 
Programmiersprachen realisiert worden, die immer noch ziemlich weit von der ei­
gentlichen Maschinenarchitektur entfernt sind. Sie benutzen ferner ein Betriebs­
system, das ein Management der Maschinenressourcen ebenfalls auf einer hohen 
2.4
  Das Schichtenmodell
Was ist Informatik?

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Abstraktionsstufe ermöglicht. Die Programmiersprachen und Betriebssysteme selber 
sind heute wieder über verschiedene Abstraktionsstufen in logischen Maschinen 
realisiert, bis sich letztlich die unterste Abstraktionsebene auf die physische Ma­
schinenebene bezieht und sich so die Leistungsfähigkeit der physischen Maschine 
zunutze machen kann.
Das Schichtenmodell ist der Schlüssel zum Verständnis der Informationstechno­
logie. Die Arbeit mit den heutigen Informatikarbeitsmitteln, der Textverarbeitung, 
der Tabellenkalkulation, der Computergrafik, dem E­Mail, dem Internet usw. findet 
auf der obersten Fläche des Schichtenmodells statt. Alle unteren Schichten sind 
unsichtbar. Damit erlaubt eine Schulung nur in den Informatikarbeitsmitteln kaum 
einen Einblick in den Inhalt der Informatik als Wissenschaft und Schlüssel zu den 
wissenschaftlichen und technologischen Grundlagen der Informationsgesellschaft.
Was ist Informatik?

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Thesen 
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Als Wissenschaft 
n
  ist die Informatik eine eigenständige Disziplin,
n
  verfolgt die Informatik eigenständige Fragestellungen, die sich der 
Erforschung der Gesetze der automatischen Informationsverarbeitung 
widmen,
n
  beruht die Informatik auf mathematisch-logischen Grundmodellen  
der Berechenbarkeit,
n
  abstrahiert die Informatik ihre Begriffe und Methoden von  
maschinennahen Sichten über mehrere Stufen bis zu anwendungs-
nahen Konzepten.
Als zu konzipierendes Grundlagenfach am Gymnasium
n
  muss sich die Informatik an den grundlegenden Prinzipien  
der Disziplin orientieren,
n
  muss die Informatik in unterschiedlichen Abstraktionsebenen  
 – von maschinennahen bis zu abstrakten Konzepten – unterrichtet 
werden, 
n
  soll die Informatik als Alleinstellungsmerkmal eine Brücke  
zu der konstruktiven Denkweise der technischen und ingenieur-
wissenschaftlichen Welt herstellen,
n
  soll die Informatik die konstruktiven Aspekte abstrakter Prozesse  
sichtbar machen,
n
  soll die Informatik den Unterricht in Mathematik und den naturwissen-
schaftlichen Fächern ergänzen, bereichern und unterstützen.
Thesen 
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Was ist Informatik?

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