Was ist Informatik?:

Informatik sichert die Zukunft - mehr denn je

11. March 2008 / Foto by Flickr User Laughing Squid.

Ihre Geburtsstunde schlug in den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts mit der Entwicklung erster elektronischer Rechenautomaten. Die Informatik ist gleichzeitig eine Grundlagen- und eine Ingenieurwissenschaft und hat inzwischen breiteste Anwendungen.

Der Begriff Informatik wurde 1962 in Frankreich aus der Kombination von Information und Automatik als Kunstwort (informatique) geprägt zur Bezeichnung jener Bereiche, die in den USA damals wie heute «Computer Science» und «Data Processing» genannt werden. In der deutschen Sprache sind «Informationstechnik», «Informationstechnologie» und die Abkürzung «IT» mit Informatik gleichbedeutend. Auf Grund des immer stärkeren Zusammenwachsens von Informatik und Telekommunikation seit den 90er Jahren ist inzwischen auch der Oberbegriff wichtig: «ICT» steht für Informations- und Kommunikationstechnik (Information and Communication Technology), deutsch auch «IKT», französisch und italienisch «TIC».

Geschichte

Historisch hat die Informatik mehrere Vorläufer. Die älteste Entwicklungslinie ist die Schrift; Menschen haben seit Jahrtausenden Informationen in Form von Texten und Zahlen aufgezeichnet, bearbeitet und weiter gegeben. Eine andere Entwicklungslinie folgt der Mathematik, speziell der Logik und dem numerischen Rechnen. Seit dem späten 19. Jahrhundert wurden dafür mechanische Rechenmaschinen und für Büroarbeiten Schreibmaschinen und frühe Lochkartengeräte eingesetzt. Aber erst die Entwicklung der Elektronik mit ihren schnellen, miniaturisierten Schaltelementen (Transistor 1948, Mikrochip 1960) ermöglichte den Durchbruch der Informatik zu ihrer heutigen Bedeutung.

Daten, Programme und Geräte

Der Stoff, mit dem sich die Informatik beschäftigt, ist grundsätzlich immateriell, nämlich Daten (= Aufzeichnungen) und Informationen (= Ergebnisse, die sich aus Daten gewinnen lassen). Die Instrumente, die die Informatik dafür bereitstellt, sind teils immateriell (Programme), teils materiell (Geräte, also Prozessoren, Speicher, Drucker usw.). Erst das ausgeklügelte Zusammenspiel zwischen Geräten und Programmen ermöglicht die Nutzung der Informatik.

Dank den erstaunlichen Fortschritten der Mikroelektronik in den letzten Jahrzehnten («Moore'sches Gesetz»: Verdoppelung der Schaltelemente auf elektronischen Bauteilen etwa alle 18 Monate) sind Rechengeschwindigkeit und Speicherplatz exponentiell gewachsen, und dies bei immer kleineren Ausmassen und sinkenden Preisen!

Die Vielfalt und Flexibilität der Informatiksysteme beruht aber auf den immateriellen Programmen, und hier liegt das zentrale Tätigkeitsgebiet der Informatikerinnen und Informatiker. Programme werden häufig, aber ungenau auch Software genannt. Ungenau deshalb, weil auch die Daten immateriell und somit Software sind. Mit geeigneten Programmen lassen sich Daten vollautomatisch suchen, umformen, kombinieren und zu Informationen für Menschen und für andere Computer aufbereiten. Daten sind längst nicht mehr nur Zahlen und Texte, sondern auch Bilder, Musik oder Steuerungen für Fahrzeuge und Roboter.

Modelle, Steuerungen und Simulationen

Ausgangspunkt für die Erstellung von Programmen sind mathematisch fundierte Modelle, mit denen die Wirklichkeit (z.B. Arbeitsprozesse, Maschinen, Organisationen, wissenschaftliche Experimente), aber auch Fantasiewelten (z.B. Trickfilme, Spiele) in Form von Datenstrukturen und Algorithmen abgebildet werden; Damit sind heute Steuerungen und Simulationen beliebiger Systeme in einer Präzision, Visualisierungsqualität und Geschwindigkeit möglich, die noch vor kurzem undenkbar waren.

Ein Beispiel dafür ist die Betriebsführung mithilfe sogenannter integrierter betrieblicher Informationssysteme, welche die ganze Komplexität eines modernen Unternehmens in allen Details in Modelle und darauf basierende Programmarchitekturen abbilden. Leider lauern in dieser Komplexität aber auch Gefahren. Mögliche Fehler bei der Modellbildung, bei der Programmierung, bei der Datenerfassung und -interpretation belasten Betrieb und Nutzung mancher Informatiklösungen.

Querschnittsdisziplin

Mit der allgemeinen Verbreitung des Computers in unserer Gesellschaft hat sich die Informatik zu einer Querschnittsdisziplin entwickelt, die heute in alle Lebens-, Wirtschafts- und Wissenschaftsbereiche wirkt. Die Bioinformatik etwa dient der Entwicklung neuartiger Medikamente. Medizinische Neuerungen wie der Herzschrittmacher oder die Überwachung von Intensivstationen wurden erst mit Informatik möglich. Meteorologen erstellen mit informatikgestützten Modellen immer bessere Wetterprognosen. Die Erkundung des Weltraums ist ohne Informatik undenkbar: Simulationen ermöglichen eine minutiöse Planung teurer Missionen. Roboter erkunden selbstständig fremde Planeten und Monde.

Innovationsmotor

Arbeitsmethoden und -mittel in der Wirtschaft haben sich unter dem Einfluss der Informatik grundlegend verändert. Ein neues Produkt kann mit Informatikmodellen schon in der Entwicklung gründlich untersucht und getestet werden, obwohl es physisch noch gar nicht existiert. Rechner simulieren chemische Reaktionen und elektronische Schaltungen. Sie zeigen, wie sich eine Autokarosserie bei einem Aufprall verformt. In der Produktion steuern Rechner nicht nur Materialflüsse, sondern auch komplexe und sicherheitskritische Fertigungsprozesse.

Die Informatik verändert ganze Branchenstrukturen. So wurde beispielsweise der Mediensektor in den letzten Jahrzehnten grundlegend umgestaltet. Text, Fotografie und Musik sind heute digital und über neue Distributionskanäle verfügbar, so dass sowohl Drucksachen als auch immaterielle Produkte (Musik, Filme, Informationsangebote im Internet) völlig anders gestaltet, bearbeitet und produziert werden als noch vor wenigen Jahren.

Vernetzung

Mittels mobiler oder stationärer Geräte, lokal oder über das Internet vernetzt, können heute beliebige Informationen gesammelt, abgerufen und ausgetauscht werden; nicht alle diese Informationen sind aber auch garantiert richtig, und oft wird es für den Menschen schwierig, in der Informationsflut die Übersicht zu bewahren. Der Mensch kann sich mit Informatikmitteln in Alltag und Arbeit auf vielfältigste Weise gezielt und individuell unterstützen lassen, auch Studenten beim Lernen und Behinderte bei gesundheitlichen Schwächen.

Kulturwandel

Der zunehmende Informatikeinsatz verändert auch unsere Kultur: Neben dem weltumspannenden interkulturellen Informationsaustausch entstehen neue sprachliche und ästhetische Ausdrucksformen und neue gesellschaftspolitische Formen der Kommunikation. Die heranwachsenden Generationen bewegen sich in einer massgeblich von Informatik geprägten Umwelt. Die Beherrschung von Informatikmethoden und -werkzeugen wird damit neben Schreiben, Lesen und Rechnen zur vierten Kulturtechnik. Daraus ergibt sich aber auch eine neue gesellschaftliche Aufgabe, die sich keineswegs nur auf Technik beschränkt: nämlich allen Menschen einen selbst bestimmten Umgang mit Informationen zu ermöglichen.

Informatik in der Schweiz

Die Schweiz ist bei Entwicklung und Anwendung der Informations- und Kommunikationstechnologien bisher sehr erfolgreich gewesen und belegt darin seit Jahrzehnten international einen Spitzenplatz. In der Industrie (Maschinenbau, Chemie usw.) und im Dienstleistungsbereich (Banken, Versicherungen, Handel, Transport, Verwaltung usw.) spielt die Informatik eine Schlüsselrolle. Die Schweizer Bildungs- und Forschungsinstitutionen geniessen auch in der Informatik weltweit einen hervorragenden Ruf. Mehrere global führende Informatikunternehmen betreiben in der Schweiz Forschungs- und Entwicklungszentren oder sind an deren Aufbau. Informatik ist heute und in absehbarer Zukunft die Schlüsseltechnologie für den Wirtschafts- und Wissensstandort Schweiz.

Informatik sichert Zukunft – mehr denn je.

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