Informatik d indd

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künstliche wie auch natürliche Sprachen. Die Informationstheorie untersucht die 
wirkungsvollsten Codierungen für die zuverlässige maschinelle Speicherung und 
Übermittlung von Informationen sowie für den sicheren Schutz derselben vor un­
befugtem Zugang (Datensicherheit). Die Kryptologie behandelt die Chiffrierung der 
Nachrichten mit dem Ziel, die Nachrichten trotz angreifbarer Kommunikations­
kanäle vor dem Lesen und der Änderung durch Unbefugte zu schützen. Die Ver­
mittlung von Informatikgrundlagen ist notwendig, um die Basiskonzepte des Da­
tenschutzes und E­Commerce (etwa des Onlinebanking) zu verstehen.
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Datenspeicherung und Datenauswertung
Der Umgang mit den erwähnten Datenmengen erfordert Kenntnisse in der Daten­
modellierung und ­strukturierung, damit die Informationen in den verfügbaren 
Daten vollumfänglich erhalten bleiben und ausgeschöpft sowie die Anfragen an die 
Datenbank effizient bearbeitet werden können. Er erfordert Kenntnisse von Metho­
den der Datenauswertung (statistische Methoden, Datenmining, maschinelles Ler­
nen). Die Verwaltung der Daten, ihre Sicherheit und der Datenschutz sowie sichere 
Kommunikation über öffentliche Netze verlangt nach weiteren einschlägigen 
Kenntnissen aus der Informatik.
Neues Wissen aus vorhandenen Daten (Informationen) zu gewinnen, erfordert 
die Fähigkeit, effiziente Algorithmen zur Automatisierung dieses Prozesses zu ent­
wickeln und zu implementieren. Dieses Informatik­Know­how ist durch die An­
schaffung der schnellsten und teuersten Rechneranlagen allein nicht zu ersetzen 
und entscheidet massgebend über den Erfolg in vielen Forschungsvorhaben. Die 
konstruktive Lösungsfähigkeit, die dabei geschult wird, kann als prinzipielle Fort­
setzung der Entwicklung der Denkweise gesehen werden, die der Mathematikunter­
richt schult.
6 Modellbildung
Die Abstrahierung von realen, gedachten oder geplanten Objekten und Prozessen 
in ein formales, rechnerisch auswertbares Modell setzt neben allgemeinen Kennt­
nissen über Algorithmen und Daten auch Einsichten über den Modellierungspro­
zess als solchen voraus: die Notwendigkeit, das Wesentliche zu erfassen, das Un­
wesentliche wegzulassen, das Modell und dessen Grenzen zu verifizieren und zu 
validieren. Wichtig sind auch Kenntnisse der wesentlichen Modellklassen, ihrer 
Eigenschaften und der angepassten Auswertungsverfahren.
Die Bildungsziele

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Logisches, exaktes Denken
Der Entwurf von Algorithmen erfordert die Fähigkeit, eine exakte mathematische 
Darstellung der Aufgabenstellung zu erzeugen und ebenso exakt die vorgesehene 
Lösungsmethode zu beschreiben. Dieses Denken in Rechenprozessen, die in jedem 
Schritt die vorhandenen Daten ändern, ist ein Novum, das in keinem anderen Fach 
geschult wird. Die Analyse von Korrektheit und Effizienz von Algorithmen führt 
zur Betrachtung der Mathematik als einer Sammlung von Werkzeugen, aus der man 
sich das geeignete Lösungsinstrument wählt. Dieser Teil ist im Mathematikunter­
richt zu schwach ausgeprägt und insofern ist der Unterricht der Informatik auch 
eine wesentliche Bereicherung des Mathematikunterrichts.
Das Programmieren im engen Sinn als Implementierung von entworfenen Algo­
rithmen vermittelt die Fähigkeit, die exakte logische Formulierung von Ideen und 
Vorstellungen von Rechenprozessen in einer semantisch und syntaktisch eindeutig 
bestimmten künstlichen Sprache zu bilden. Die selbstständige Berechnung der Lö­
sung durch den neutralen Computer, die Erfahrung, dass Fehler auf einer bestimm­
ten Komplexitätsstufe eines Systems unvermeidlich sind und dass die Möglichkeit 
der Fehlerkorrektur besteht, sind wichtige Erfahrungen für die Lösung anspruchs­
voller Aufgaben.
Das wichtigste Gut in der Schulung des Denkens ist die Tatsache, dass die Infor­
matik die exakte mathematische Denkweise mit der konstruktiven Vorgehensweise 
der technischen Disziplinen verbindet. Damit verzahnen sich Mathematik und 
Technik zu einer Arbeitsmethodik, die für die Bewältigung komplexer Probleme 
unverzichtbar ist. Ohne Informatikbildung kann man diese Technologie nicht ver­
stehen und effizient nutzen.
8 Problemlösungsmethoden
Die Informatik schult Strategien und Taktiken der Problemlösung: Dazu gehören 
die Problemspezifikation, die Techniken der Problemzerlegung in Teilprobleme (Mo­
dularisierung), der Entwurf von effizienten Algorithmen und ihre Implementierung 
in die entsprechende Software, die iterative Verbesserung der Lösung im Sinn des 
Softwareproduktes, der Bau von grossen Softwaresystemen vom einfachen zum 
komplexeren (Spiralmodell), die Verifikation und Validierung der Lösung und des 
Lösungsweges.
Die Bildungsziele

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9 Projektarbeit
Projekte im Bereich der Computermodellierung können allgemein der Schulung in 
Projektarbeit und Gruppenarbeit dienen. Denn die Probleme lassen sich mit einer 
präzisen Aufgabenstellung und einem zeitlich realistischen Arbeitsumfang um­
schreiben, sodass alle Projektphasen von der Aufgabenstellung bis zur Lösungs­
dokumentation zu durchlaufen sind. Zudem erfordern solche Aufgabenstellungen 
auch klare Arbeitsteilungen und entsprechende Koordinationsmechanismen, so­
dass in Teams gearbeitet werden kann.
10 Computereinsatz
Ein vertieftes Verständnis von Informatik hilft, das Mögliche aus vorhandenen In­
formationen herauszuholen und die Grenzen der Datenverarbeitung zu erkennen. 
Fachleute in leitender Position werden oft zur Mitwirkung bei der Entwicklung 
von Informatiksystemen aus Benutzer­ oder Auftraggebersicht eingeladen. Das Ver­
ständnis für die naturgegebene Komplexität der Informatiksysteme unterstreicht 
die Wichtigkeit, sich auf das Wesentliche zu beschränken, und die Notwendigkeit, 
unnötige Komplexität zu vermeiden. Damit können häufig vorkommende Gründe 
für Fehlentwicklungen bei Informatiksystemen begrenzt werden.
Die Bildungsziele

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