Informatik ist das Studium, wie man Informationen manipuliert, verwaltet, transformiert und codiert.
In der Informatik gibt es viele verschiedene Bereiche. Einige der Bereiche betrachten Probleme auf abstrakte Weise. Einige Bereiche benötigen spezielle Maschinen, sogenannte Computer.Eine Person, die mit Computern arbeitet, benötigt oft Mathematik, Naturwissenschaften und Logik, um Computer herzustellen und zu verwenden.
Allgemeine Aufgaben für einen Informatiker
Fragen stellen
Dies ist, damit sie neue und einfachere Wege finden, Dinge zu tun, und wie sie Probleme mit diesen Informationen angehen können.
Die richtige Frage stellen
Computer können einige Dinge leicht tun (zum Beispiel: einfache Mathematik oder das Sortieren einer Liste von Namen von A bis Z). Aber Computer können keine Fragen beantworten, wenn nicht genügend Informationen vorhanden sind oder wenn es keine wirkliche Antwort gibt. Außerdem benötigen Computer möglicherweise zu viel Zeit, um lange Aufgaben zu erledigen. Zum Beispiel kann es zu lange dauern, den kürzesten Weg durch alle Städte in den USA zu finden – stattdessen wird ein Computer versuchen, eine genaue Vermutung anzustellen. Ein Computer wird diese einfacheren Fragen viel schneller beantworten.
Beantwortung der Frage
Algorithmen sind komplizierte Schritte von Anweisungen, die beschreiben, wie eine Aufgabe ausgeführt wird, z. B. das Lösen eines Problems. Denken Sie zum Beispiel an Spielkarten. Ein Informatiker will die Karten sortieren. Zuerst will er sie nach Farbe sortieren. Dann will er sie nach Nummer bestellen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, B. Bube, Dame, König und Ass). Der Informatiker kann verschiedene Möglichkeiten sehen, die Spielkarten zu sortieren. Er muss jetzt darüber nachdenken, wie er es machen wird. Wenn er sich entscheidet, hat er einen Algorithmus erstellt. Nach der Erstellung des Algorithmus muss der Wissenschaftler testen, ob der Algorithmus immer das tut, was er sollte. Dann kann der Wissenschaftler sehen, wie gut sein Programm die Karten sortiert.
Ein einfacher, aber sehr langsamer Algorithmus könnte sein: Die Karten fallen lassen, sie aufheben und prüfen, ob sie sortiert sind. Wenn nicht, mach es noch einmal. Diese Methode wird funktionieren, aber es wird oft sehr lange dauern.Eine Person kann dies besser tun, indem sie alle Karten durchsieht, die erste Karte (2 von Diamanten) findet und sie an den Anfang setzt. Danach sucht er nach der zweiten Karte und so weiter. Dies funktioniert viel schneller und benötigt nicht viel Platz. Dieser Sortieralgorithmus ist eine Auswahlsortierung.Die Informatik begann während des Zweiten Weltkriegs und trennte sich in den 1960er und 1970er Jahren von den anderen Wissenschaften. Jetzt verwendet die Informatik spezielle Methoden, um Dinge zu tun, und hat ihre eigenen speziellen Wörter. Es ist mit Elektrotechnik, Mathematik und Sprachwissenschaft verwandt.
Die Informatik befasst sich mit den theoretischen Teilen von Computern. Die Computertechnik befasst sich mit den physischen Teilen von Computern (Hardware), und die Softwaretechnik befasst sich mit der Verwendung von Computerprogrammen und deren Herstellung.
Teile der Informatik
Zentrale Mathematik
- Boolesche Algebra (wenn etwas nur wahr oder falsch sein kann)
- Computernummerierungsformate (wie Computer zählen)
- Diskrete Mathematik (Mathematik mit Zahlen, die eine Person zählen kann)
- Symbolische Logik (klare Arten, über Mathematik zu sprechen)
- Präzedenzfall (welche mathematischen Operationen werden zuerst ausgeführt)
- Algorithmische Informationstheorie (wie leicht kann ein Computer eine Frage beantworten?)
- Komplexitätstheorie (wie viel Zeit und Speicher benötigt ein Computer, um eine Frage zu beantworten?)
- Berechenbarkeitstheorie (kann ein Computer etwas tun?)
- Informationstheorie (Mathematik, die Daten betrachtet und Daten verarbeitet)
- Berechnungstheorie (wie man Fragen auf einem Computer mit Algorithmen beantwortet)
- Graphentheorie (Mathematik, die nach Richtungen von einem Punkt zum anderen sucht)
- Typentheorie (mit welchen Arten von Daten sollten Computer arbeiten?)
- Denotationale Semantik (Mathematik für Computersprachen)
- Algorithmen (untersucht, wie man eine Frage beantwortet)
- Compiler (Wörter in Computerprogramme verwandeln)
- Lexikalische Analyse (wie man Wörter in Daten umwandelt)
- Mikroprogrammierung (wie man den wichtigsten Teil eines Computers steuert)
- Betriebssysteme (große Computerprogramme, z. B. Linux, Microsoft Windows, Mac OS) zur Steuerung der Computerhardware und der software.
- Kryptographie (Daten verstecken)
Informatik bei der Arbeit
- Künstliche Intelligenz (Computer lernen und sprechen lassen, ähnlich wie Menschen)
- Computeralgebra (Computer für mathematische Probleme verwenden)
- Computerarchitektur (Computer bauen)
- Computergrafik (Bilder mit Computern machen)
- Computernetzwerke (Computer mit anderen Computern verbinden)
- Computerprogramm (wie man einen Computer einem Computer zu sagen, dass er etwas tun soll)
- Computerprogrammierung (Schreiben oder Erstellen von Computerprogrammen)
- Computersicherheit (Erstellen von datenbanken (eine Möglichkeit, Daten zu sortieren und zu speichern)
- Datenstruktur (wie man Daten erstellt oder gruppiert)
- Verteiltes Rechnen (mit mehr als einem Computer, um ein schwieriges Problem zu lösen)
- Informationsabruf (Daten von einem Computer zurückholen)
- Programmiersprachen (Sprachen, die ein Programmierer verwendet, um Computerprogramme zu erstellen)
- Programmspezifikation (was ein Programm tun soll)
- Programmüberprüfung sicherstellen, dass ein Computerprogramm das tut, was es tun soll, siehe Debuggen)
- Roboter (mit Computern software Engineering (wie Programmierer Programme schreiben)
Was Informatik macht
- Benchmark (Testen der Leistung oder Geschwindigkeit eines Computers)
- Computer Vision (wie Computer Bilder sehen und verstehen können)
- Kollisionserkennung (wie Computer Robotern helfen, sich zu bewegen, ohne etwas zu treffen)
- Datenkompression (Daten verkleinern)
- Datenstrukturen (wie Computer Daten gruppieren und sortieren)
- Datenerfassung (Daten in Computer einfügen)
- Entwurfsmuster (Antworten auf häufige softwaretechnische Probleme)
- Digitale Signalverarbeitung (Bereinigen und „Betrachten“ von Daten)
- Dateiformate (wie eine Datei angeordnet ist)
- Mensch-Computer-Interaktion (wie Menschen Computer benutzen)
- Informationssicherheit (Daten vor anderen Personen schützen)
- Internet (ein großes Netzwerk, das fast alle Computer verbindet)
- Webanwendungen (Computerprogramme im Internet)
- Optimierung (Computerprogramme schneller arbeiten lassen)
- Softwaremetriken (Möglichkeiten zur Messung von Computerprogrammen Codezeilen oder Anzahl der Operationen)
- VLSI-Design (die Herstellung eines sehr großen and complex computer system)
Related pages
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- Turing Award
- IEEE John von Neumann Medal
- Computer jargon
- Computer slang
- Computer science basic topics
- Encyclopedia of Computer Terms
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Utah teapot representing computer graphics
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Charles Babbage is sometimes referred as „father of computing“.
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Ada Lovelace is credited with writing the first algorithm intended for processing on a computer.
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Das deutsche Militär benutzte die Enigma-Maschine (hier gezeigt) während des Zweiten Weltkriegs für die Kommunikation, die sie geheim halten wollten. Die groß angelegte Entschlüsselung des Enigma-Verkehrs im Bletchley Park war ein wichtiger Faktor, der zum Sieg der Alliierten im Zweiten Weltkrieg beitrug.
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Nicolas P. Rougiers Darstellung des menschlichen Gehirns