Basiswissen Informatik (eBook)

Grundideen einfach und anschaulich erklärt

Eckart Zitzler (Autor)

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2021 | 2. Aufl. 2021
X, 171 Seiten
Springer Berlin Heidelberg (Verlag)
978-3-662-63939-9 (ISBN)

Infos

Dieses reich bebilderte Sachbuch bietet Ihnen einen einfachen, aber fundierten Einstieg in das Gebiet der Informatik und erklärt Schritt für Schritt, wie Computer und Internet funktionieren. In 18 Kapiteln werden die Schlüsselbegriffe, die der Computertechnologie zugrunde liegen, in überschaubaren Portionen erläutert. 

Dabei wird bewusst auf technische Details, Formeln und komplizierte Definitionen verzichtet, der Fokus liegt auf dem Verstehen der Ideen. Es geht um digital und analog, die innere Funktionsweise und den Aufbau von Computern, um Codierung, Programmiersprachen, Algorithmen und Datenstrukturen, um die Prinzipien und die Nutzung des Internets sowie um Künstliche Intelligenz, Verschlüsselung und Sicherheit. 

Das Buch ist in drei Teile untergliedert und führt vom Einsteigen über das Vertiefen zum Durchdringen. Es richtet sich an alle, die ein Basiswissen in Informatik erwerben und hinter die Kulissen der digitalen Welt schauen wollen. Damit die Computerwissenschaft kein Buch mit sieben Siegeln bleibt. 

Die vorliegende 2. Auflage ist ergänzt um einen Ausblick zu den Themen Deep Learning, Quantum Computing, Blockchain sowie Virtual/Augmented Reality.

Eckart Zitzler, geboren 1970 in Münster, studierte Informatik mit den Nebenfächern Psychologie und Betriebswirtschaftslehre an den Universitäten Oldenburg, Dortmund und Bochum, absolvierte die Ausbildung zum Informatiklehrer an der ETH Zürich und promovierte dort am Departement Elektrotechnik im Themengebiet Evolutionäre Algorithmen. Anschließend vertiefte er seine Forschungs- und Lehrtätigkeiten an der Nahtstelle von Informatik und Biologie, u. a. am Institute for Systems Biology in Seattle, und arbeitete über sechs Jahre als Assistenzprofessor an der ETH Zürich. Sein Interesse für didaktische Themen führte ihn schließlich an die Pädagogische Hochschule Bern, wo er neun Jahre als Dozent tätig war und den Bereich Weiterbildungslehrgänge sowie den Bereich Medien und Informatik geleitet hat. Heute arbeitet er als Vizedirektor und Leiter Forschung am Departement Informatik der Hochschule Luzern; daneben unterrichtet er das Fach Informatik am Freien Gymnasium Bern.

Inhalt

Vorwort 5
Vorspann: Wieso, weshalb, warum? 7
Inhaltsverzeichnis 9
Teil I Einsteigen 11
1 Das Werkzeug mit dem Zeug zu mehr – der Rechner 12
Die Erweiterung des Körpers 12
Die Erfindung der Rechenwerkzeuge 13
Ein Computer ist eine Miniaturfabrik 15
Niemals allein 16
2 Hier rein, dort raus – vom Wesen der Informationsverarbeitung 19
Der Mensch als Informationsverarbeiter 19
Alles beginnt mit EVA 21
Schnell und schneller: EVA jederzeit 22
Welches Muster gehört zu welchem? 24
3 Alles nach Programm 27
Wo man auch hinschaut: alles Programm! 27
Was ist ein Computerprogramm? 28
Was Programme mit Gedichten zu tun haben 30
Die Zutaten für ein Programm 31
4 Die Kunst der Codierung 35
Wissen einfangen 35
Bits’n Bytes 36
Codes, Codes, Codes … 38
Sinn oder Unsinn? 40
5 Die Kopplung der Welten 42
Wir und das große Ganze 42
Die Pflanzen unter den Computern 44
Analog und digital 45
Wandler zwischen den Welten 47
6 Das Netz der Netze 49
Der Ruf der Ferne 49
Warum Netze nett sind 51
Wie das Internet geknüpft ist 52
Flieg, Täubchen, flieg 54
Teil II Vertiefen 56
7 Von Hirn und Herz – Computeranatomie 57
Der Mensch als Ökosystem 57
Vom Menschen zur Maschine 59
Die Organe des Computers 60
Die Sinfonie des Zusammenspiels 61
8 Der Meister des Betriebs 64
Wie Leben in die Bude kommt 64
Ohne Programm geht nichts 66
Hin und her und hin und her 67
Die Hardware bedienbar machen 68
9 Sprachenwelten 71
Vom Verständigen und Übersetzen 71
Des Computers Muttersprache 73
Die Erfindung der Programmiersprachen 74
Programme werden durch Programme übersetzt 76
10 Gewusst wie – Algorithmen 78
Von der Idee zum Rezept 78
Überall Algorithmen 80
Heureka! 81
Algorithmen finden – Handwerk und Kunst zugleich 83
11 Vom Sinn der Ordnung 85
Von Ordnungsmuffeln und -liebhabern 85
Nachschlagen im Datenmeer 87
Ordnung im Computerspeicher 89
12 Vom Nebeneinander zum Miteinander 94
Der Vorteil der Vielen 94
Ich habe was, was du nicht hast 96
Gemeinsam sind wir stark 97
Auf Wolken gebettet 98
Bildquellen 100
Teil III Durchdringen 101
13 Warum eigentlich 0 und 1? 102
Der Schalter im Kopf 102
Das Nervensystem des Computers 104
Wenn dem Kaiser ein Licht aufgeht 105
Rechnen mit Signalfeuern 107
14 Der nackte Computer 109
Die Küche als Minifabrik 109
Eine Fabrik für Daten 111
Der automatisierte Koch 112
Im Wechselschritt durchs Rezept 113
15 Wie funktioniert das Internet? 116
Als die Post abging 116
Die Erfindung des Zwischennetzes 117
Wo wohnt mein Computer? 119
Der Weg durch den Dschungel 121
16 Wie die Intelligenz in den Computer kommt 124
Was ist Intelligenz? 124
Wie ein Computer lernt 126
Wie ein Computer spielt 127
Wie ein Computer erfindet 129
17 Die Meisterschaft der Codes 131
Ein faszinierender Code: unsere Sprache 131
Codes, die robust gegenüber Fehlern sind 133
Die Luft rauslassen 134
Geheimnisse teilen 136
Bildquellen 138
18 Warum Computer gefährdet sind – die Frage der Sicherheit 139
Gefahren lauern überall 139
Von Häuten 141
Von Viren 142
Vom Cyberkrieg 144
Teil IV Orientieren 147
19 Informatik – quo vadis? 148
Die Informatik als Fachdisziplin 148
Deep Learning 151
Blockchains 154
Quantum Computing 157
Immersive Reality 160

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 6.10.2021
• Zusatzinfo: X, 171 S. 81 Abb.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Naturwissenschaft
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Algorithmen • augmented reality • Blockchain • Computer • Daten • Deep learning • Internet • Künstliche Intelligenz • Quantencomputer
• ISBN-10: 3-662-63939-4 / 3662639394
• ISBN-13: 978-3-662-63939-9 / 9783662639399