Benutzer Diskussion:Fury

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Quelle?

Hallo Fury, woher stammen deine Informationen? - Wenn du deinen Text in einen Artikel im Haupt-Namensraum einbringen willst, musst du kenntlich machen, welche Quellen du benutzt hast. - Gruß --Karl.Kirst 21:14, 10. Sep 2006 (CEST)

Was ist Informatik

Wer an Informatik denkt, dem kommt zunächst mal der Personal Computer in den Sinn. Doch die Informatik umfasst ein viel weiteres Spektrum als dieses. Für die Zukunft wird sie als Medium noch wichtiger werden, als sie es jetzt schon ist. Allgemein ist die Informatik die Lehre von der Informationsverarbeitung, doch neben dieser steifen Definition gibt es wesentlich mehr zu entdecken.

Informatik

Definition (nach Gesellschaft für Informatik e.V.): Informatik ist die Wissenschaft, die sich mit der systematischen und automatischen Verarbeitung, Speicherung und Übertragung von Daten aus Sicht der Hardware, der Software, der Grundlagen und der Auswirkung befasst.

Jedoch kann die Definition je nach Sichtweise variieren, so unterscheidet sich die Definition aus algorithmenorientierter Sichtweise natürlich von der arbeitsweltorientierten Sichtweise.


Allgemein wird die Informatik in sechs Teilgebiete unterschieden:

theoretische Informatik: formale Sprachen, Theorie der Netze und Prozesse, Automatentheorie, Semantik, Komplexitätstheorie

praktische Informatik: Übersetzerbau, Software-Engineering, Informationssysteme, Betriebssysteme, Simulation und Künstliche Intelligenz (K.I.)

technische Informatik: Rechnerarchitektur, Prozessdatenverarbeitung, Fehlertoleranz, Leistungsmessung, VLSI-Entwurf

gesellschaftliche Bezüge der Informatik: Beeinflussung des Computers auf die Gesellschaft und soziale Folgen (Wandel von Arbeitsplätzen und berufliche Anforderungen), Datenschutz, Verschiebung von Machtverhältnissen

Didaktik der Informatik: Bezug zwischen Fachwissenschaft zur allgemeinen Verfügbarkeit, gewonnene Erkenntnisse verfügbar machen

Anwendung der Informatik: viele Sparten des Lebens werden beeinflusst, Anwendung der Informatik in anderen Wissenschaften, Grenze zwischen allgemeiner Informatik und praktischer Informatik ist fließend, Beispiele für sog. Bindestrich-Informatiken: Wirtschaftsinformatik, Bioinformatik, medizinische Informatik




Theoretische Informatik:

Mathematik spielt in der theoretischen Informatik eine zunehmend große Rolle, da Informatiksysteme und die behandelten Probleme immer komplexer und abstrakter werden und die in der strukturellen Mathematik benutzten, formalen Methoden nötig sind um die Probleme zu beschreiben und zu lösen. Auch für die Formulierung von Algorithmen, die in diesem Teilgebiet eine wesentliche Rolle spielen, ist die Mathematik unumgänglich. Oft wird die theoretische Informatik auch als das ,,formale Rückgrat der Informatik" bezeichnet.

Praktische Informatik:

Um die in der theoretischen Informatik formulierten Algorithmen auf Rechenanlagen nutzen zu können, muss der Computer zu einem komfortablen Werkzeug gemacht werden. Ein großer Bestandteil dieses Teilgebiets sind deshalb die Programmiersprachen, die quasi das Bindeglied zwischen Mensch und Maschine sind. Desweiteren fällt der Compiler(Übersetzer)-bau in dieses Teilgebiet. Programme, die maschinenunabhängig geschrieben wurden, müssen so umformuliert werden, dass sie auf der gewünschten Maschine funktionieren. Auch das Erstellen und Verwalten von Datenbanken gehört zu den Aufgaben der praktischen Informatik.

Technische Informatik

Ob ein PC in Amerika, in Deutschland oder auch in Indien: Sie alle haben eine Sache gemeinsam, nämliche die grundlegende Struktur ihrer Architektur. Die Art und Weise wie die verschiedenen Bauteile auf der Mainboard angeordnet sind, damit befasst sich die technische Informatik. Grundsätzlich befasst sie sich mit den physikalischen Eigenschaften von Computern und den zugehörigen Geräten, z.B. mit den Schaltungen oder der Schnittstelle zum Betriebssystem.

Gesellschaftliche Bezüge der Informatik

Ob gewollt oder ungewollte, die Informatik beeinflusst mehr und mehr unser tägliches Leben. Vom Fahrkartenschalter in der U-Bahn bis hin zum intelligenten Kaffeeautomaten, immer mehr Vorgänge des täglichen Lebens werden automatisiert. Dies führt zu weit reichenden sozialen Veränderungen: ein Wandel von Arbeitsplätzen findet statt, wo früher Arbeiter waren, erledigt heute ein Roboter die Arbeit, und das ohne Bezahlung, ohne Krankheit und 24 Stunden, 7 Tage die Woche. Die beruflichen Anforderungen ändern sich, fast bei jeder Tätigkeit wird inzwischen vorausgesetzt, dass man mit einem Computer vertraut ist. Ebenfalls ein wichtiges Thema ist der Datenschutz. Unmengen von personenbezogenen Daten lagern weltweit auf Festplatten, gesichert für die Ewigkeit. Neue Machtverhältnisse entstehen, mehr Informationen bedeuten mehr Macht. Wenn man diese Tatsachen betrachtet, offenbart sich einem die hohe Brisanz und Aktualität dieses Teilgebiets.

Didaktik der Informatik

Die Didaktik stellt einen Bezug zwischen der Fachwissenschaft und der Lebenswelt her; sie macht die von der Fachwissenschat gewonnenen Erkenntnisse für die Schule oder allgemein für Aus-, Fort,- und Weiterbildung von Kindern und Erwachsenen verfügbar und untersucht, ob sie allgemein bildend sind.

Anwendungen der Informatik

Informatik ist inzwischen fest in andere Wissenschaften integriert. Ob in der Medizin oder in der Biologie, Computer sind nicht mehr wegzudenken und haben entscheidende Fortschritte gebracht. Die Grenze zwischen allgemeiner und praktischer Informatik ist fließend.


Informatik im Wissenschaftsgefüge

Entstehung

Informatik ist aus den beiden Grundlagenwissenschaften Mathematik und Elektrotechnik entstanden.

Seit ihrer Entstehung hat die Informatik sich soweit entwickelt, dass sie heute selbst zu einer Grundlagenwissenschaft geworden ist, die Hand in Hand mit vielen anderen Wissenschaften zusammenarbeitet, woraus auch viele Unterkategorien der Informatik, wie z.B. Rechtsinformatik oder medizinische Informatik entsprangen.

Zuordnung

Informatik lässt sich eigentlich weder zu den Naturwissenschaften (zu viel Beschäftigung mit menschengeschaffenen Phänomenen) noch zu den Geisteswissenschaften (zu praktisch veranlagte Ziele) oder zu den Ingenieurwissenschaften (Objekte der Forschung häufig zu abstrakt)

zuordnen, am ehesten ist sie jedoch in Teilen den Ingenieurwissenschaften zuzuordnen, da dies jedoch nur in Teilen richtig ist, entstand die Ingenieurinformatik, welche hier in die Bresche springt.

Informatik als Strukturwissenschaft

(Nach C.F. Weizsäcker)

Strukturwissenschaft ?

Zu den Strukturwissenschaften werden Mathematik und Informatik gezählt. Erklärt wird Strukturwissenschaft als Wissenschaft die sich theoretisch mit der Verhaltensweise (eben der Struktur) beschäftigt, zunächst ohne Rücksicht auf reale Objekte.

Strukturierung in der Informatik

Ein Beispiel in der Informatik für Strukturierung sind etwa abstrakte Datentypen welche erst durch das Zusammenspiel mit anderen Operationen "reale" Objekte erzeugen.

Informatik als Wissenstechnik

(Nach A.L. Luft)

Zweck der Informatik

Nach der These von A.L. Luft hat die Informatik den Zweck, Wissen in Form von Daten zu konservieren und Verfahren zur Beschaffung und Archivierung selbiger zu entwickeln.

Technikverständnis

Nach dem "normalen" Verständnis wird der Mensch erst nachdem die Entwicklung abgeschlossen ist mit dem Entwickelten konfrontiert und steht somit vor vollendeten Tatsachen.

Nach Luft dagegen ist der Mensch während der ganzen Entwicklung in den Prozess eingebunden und hat Möglichkeiten zur Einflußname.


Informatik und Mathematik

Unterschiede

Die Unterschiede zwischen Mathematik und Informatik liegen vor allem in der Art der entwickelten Projekte: während Mathematik vor allem Formeln bereitstellt, liegt bei der Informatik der Schwerpunkt bei praktischen Operationen.

Unterschiede nach Claus

1. Mathe trainiert Denken in abstrakten Räumen, Info Denken im zeitlichen Nach- und Nebeneinander.

2. Informatik beschäftigt sich oft mit der Struktur, Mathematik dagegen nur selten.

3. Darstellung hat in der Mathematik eine untergeordnete Position, in der Informatik ist dies wichtiger.

4. Mathematik ist abstrakter, Informatik konkreter.

5. Mathematik erfordert Einzelarbeit, Informatik Teamwork.

6. Informatik erfordert mehr Vorkenntnisse und Fachwissen.

7. Informatik wirkt direkt auf die Gesellschaft ein, Mathematik nur indirekt.

Fazit

Die Unterschiede zwischen Mathematik und Informatik sind äußerst zahlreich, es erscheint logisch dass beide Fachgebiete sich schlecht bis gar nicht kombinieren lassen.


Informatik als Kulturtechnik

Computer Literacy

Der Begriff Computer Literacy drückt das Verlangen nach einer Kulturtechnik aus, die alle Kenntnisse über den Computer zusammenfasst. Im letzten Jahrzehnt entstand die Computer Literacy in Folge der Computer-Alphabetisierung. Im Sinne dieser Wortschöpfung entstand auch die Gruppe der Computer-Analphabeten. Also jene, die mit Nutzung und Funktion des PCs wenig bis gar nicht vertraut sind. Noch ist das Allgemeinwissen über Informatik noch nicht weit genug in der Bevölkerung verankert, aber ähnlich wie das Lesen und Schreiben kann man davon ausgehen, dass die Computer Literacy in naher Zukunft eine Schlüsselfähigkeit sein wird, die unumgänglich für eine geordnete Teilnahme am Leben ist. Teilgebiete, die zum Spektrum der Computer Literacy gehören sind z.B. die Geschichte und Entwicklung der Informatik, das Wissen über Einheiten aus denen ein Computer zusammen gesetzt ist, Beherrschung von einfachen Begriffe, die mit dem Computer in Verbindung stehen, die Fähigkeit einen PC zu benutzen und einfache Software zu verwenden oder durch das nötige Sprachwissen, leicht abzuändern. Aber auch die Beeinflussung der Informatik auf die Gesellschaft und den Einzelnen, also Gefahren und Nutzen, sind ein Teilgebiet der Computer Literacy. • • Wie in dieser Grundschule ist es häufig schon die Regel, dass Kinder frühstmöglich mit der Informatik konfrontiert werden.

Computer als modernes Medium

Ähnlich wie Radio, Fernsehen und Fotografie zählt der Computer zu der Gruppe der Medien, welche die Entwicklung der Gesellschaft grundlegend mit beeinflussen. Aber auch die Sprache und die Schrift lassen sich als alte Medien der Menschheitsgeschichte verstehen. Unter diesem Gesichtspunkt ist es verständlich, dass man darauf drängt, Kinder schon auf der Grundschule mit dem Medium Computer zu konfrontieren. Desto weiter die Zeit voran schreitet, desto mehr Menschen verstehen, dass das grundlegende Wissen über die Informatik essentielle Wichtigkeit erlangt.


Informatik in der Schule

Der Weg an den Schulen Informatik zu unterrichten wird erst seit kurzen beschritten. Warum wurde Informatik als Schulfach eingeführt, und wie hat sich das Fach im Laufe der Zeit verändert?


Begründungen für das Schulfach Informatik

Die Einführung des Schulfaches Informatik lassen sich auf unterschiedliche gesellschaftliche Kräfte in den siebziger Jahren zurückführen, welche aufgrund aktueller sozialen, ökonomischen und technischen Entwicklungen, die Aufnahme in den Lehrplan der Sekundarstufe II forderten. Die einzelnen damals kursierenden Begründungen für Informatik in der Schule lassen sich auf vier Grundaussagen beschränken:

  • Informatikunterricht dient der Entmystifiziereung des "allmächtigen" Computers
  • Der überall geplante Einsatz der Datenverarbeitung bedingt Grundkenntnisse bei allen Bürgern. Zugleich können Politiker hierdurch den zu erwartenden gewaltigen finanziellen Aufwand gegenüber den Bürgern rechtfertigen.
  • Die auf kleinsten Teilchen aufbauende Denkweise der Informatik ist universell verwendbar.
  • Die durch die Datenverarbeitung gegebenen technologischen Neuerungen beeinflussen das Gesellschaftsgefüge und müssen vom Bürger bewältigt werden.

Jedoch lassen sich diese Begründungen, genauso gut für anderen Wissenschaften verwenden. Daher müssen für die Begründung des Schulfaches Informatik fachspezifische Argumente stärker beachtet werden, wobei sich die Argumentation meistens auf die Beantwortung folgender drei Fragen konzentrieren sollte:

  • Welche Bedeutung hat das Fach für unsere und die künftige Generation und deren Gesellschaftssystem?

Informatikbezogene Antwort: Das technische Instrument "Computer" sind von zentraler Bedeutung für das tägliche Leben und die Rationalisierung menschlicher und gesellschaftlicher Bereiche. Deshalb sollte jeder Bürger der funktionalen Leistungsfähigkeit der Datenverarbeitungsanlagen bewusst sein.

  • Welche Bedeutung hat das Fach für andere Wissenschaften?

Informatikbezogene Antwort: Informatik ist eine Grundlagenwissenschaft. Ihre Methoden finden Verwendung in vielen anderen Wissenschaften. Informatik dient als generelle Methode, Problemlösungen zu erarbeiten, zentral ist hierbei das algorithmische Denken, das auch bei alltäglichen Abläufen verwendet wird.

  • Welche Bedeutung oder Auswirkungen hat das Fach für die weitere Entwicklung oder für den allgemeinen Fortschritt der Menschheit?

Informatikbezogene Antwort: Durch die richtige Benutzung der Datenverarbeitungsanlagen kann fast jede Wissenschaft nun in Bereiche vordringen, die früher aufgrund manueller Beschränktheit und der langsamen menschlichen Handlungsgeschwindigkeit nicht quantitativ "erreichbar" waren. Die bedeutet qualitativ ein Aufbruch in neue Dimensionen.


Diesen gewaltigen Quantensprung, der mit der Leistungsfähigkeit von Computern und der Erschließung neuer Anwendungsfelder einhergeht, illustriert anschaulich folgendes Beispiel.

Die Geschwindigkeit eines zu Fuß gehenden Menschen beträgt etwa 6 km/h. Die schnellste vom Menschen geschaffenen Objekte (Raumsonden) bewegen sich etwa mit 100 km/s, das ist 60.000-mal schneller. Die Lichtgeschwindigkeit von 300.000 km/s beträgt etwa das 180.000.000-fache der Geschwindigkeit des Menschen. Vergleichen wird die Verhältnisse beim Rechnen: Die Autoren benötigen zur Addition zweier 12-stelligen Zahlen etwa 15s. Ein leistungsfähiger Computer berechnet in der gleichen Zeit etwa 1.500.000.000 Additionen. DIe theoretisch erreichbare Rechengeschwindigkeit liegt unter Ausnutzung von Parallelrechnern vermutlich mehrere Zehnerpotenten höher.


Situation der Informatik in der Schule

Angebotssituation:

  • Primarstufe: Hier ist zurzeit nicht an einen Informatikunterricht gedacht.
  • Sekundarstufe I: Informatik ist derzeit bundesweit noch kein Pflichtfach, obwohl es von vielen Informatikern gefordert wird. Pflichtangebote bestehen in Bayern (ab 2003) sowie in Mechklenburg-Vorpommern und Sachsen.
  • Sekundarstufe II: Informatik ist in allen Bundesländern als eigenständiges Fach vertreten. Mit Ausnahme von Bayern kann Informatik als 3. oder 4. Prüfungsfach im Abitur gewählt werden, jedoch rechnet es oft zu keinem der drei Aufgabenfelder. Informatik ist dann eine erhebliche Zusatzbelastung. Damit wird das Fach Informatik eine Randerscheinung in der Schule, dessen Bedeutung seinem gesellschaftlichen Stellenwert bei weitem nicht gerecht wird.

In fast allen Bundesländern wurden Modellversuche durchgeführt, um Jugendlichen eine informations- und kommunikationstechnische oder -technologische Grundbildung (ITG/IKG) in unterschiedlichen Ansätzen durch Eingliederung in vorhandene Fächer zu vermitteln. In einem Rahmenkonzept der Bund-Länder-Kommissiion (BLK) wurden folgende Aufgaben der ITG genannt:

  • Aufarbeitung und Einordnung der individuellen Erfahrungen mit Informationstechniken,
  • Vermittlung von Grundstrukturen und Grundbegriffen, die für die Informationstechniken von Bedeutung sind,
  • Einführung in die Handhabung eines Computers und dessen Peripherie,
  • Vermittlung von Kenntnissen über die EInsatzmöglichkeiten und die Kontrolle der Informationstechniken,
  • Einführung in die Darstellung von Problemlösungen in algorithmischer Form,
  • Gewinnung eines Einblicks in die Entwicklung der elektronischen Datenverarbeitung,
  • Schaffung des Bewusstseins für die sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen, die mit der Verarbeitung der Mikroelektronik verbunden sind,
  • Darstellung der Chancen und Risiken der Informationstechniken sowie Aufbau eines rationalen Verhältnisses zu diesen,
  • Einführung in Probleme der Persönlichkeits- und Datenschutzes.

In den Ländern sind unterschiedliche Modelle dieses Konzeptes realisiert:

  • Ein-Fach-Blockmodell
  • Mehr-Fach-Blockmodell
  • Projektmodell

Lehr- und Forschungssituation:

  • Es gibt kaum ausgebildete Informatiklehrer, die meisten haben sich eine gewisse Kompetenz in Rahmen von regionale Lehrerbildungsinstitute oder Universitäten angeboten wurden. Derzeit besteht ein Verhältnis von etwa 1:50 zwischen grundständig ausgebildeten und weitergebildeten Lehrkräften. Solange ein solches Mißverhältnis besteht, ist das Unterrichtsfach Informatik von einer Normalität weit entfernt.
  • Es gibt zwar eine Reihe von Studiengängen für das Lehramt Informatik (z.b.: Aachen, Dortmund, etc.), doch oftmals existieren sie nur auf dem Papier und werden kaum wahrgenommen.
  • Die fachdidaktische Forschung steckt noch in den Kinderschuhen. Zur Zeit bestehen nur sechs Professuren für Didaktik der Informatik. Es fehlen Fachbücher, -zeitschriften (nur Informatica Didactica und Standesvereinigungen.

Danach besteht aber immer noch das Problem der Dynamik der Informatik, die die anderen Wissenschaften um ein Vielfaches übertrifft.