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Begriffe und Geschichte der Informatik
von
Christian Herta
Lernziele und Überblick
In diesem Kapitel sollen Sie:
- wesentliche Begriffe der Informatik kennenlernen.
- etwas über den historischen Verlauf der
Entwicklung der Informatik erfahren.
Begriffe
Informatik ist zusammengesetzt aus den
Wörtern Information und Automatik.
Automatos (griechisch):
aus eigenem Willen handelnd, selbst handelnd.
Information (lateinisch informare: bilden,
gestalten):
Der Begriff Information
wird abhängig vom Kontext (und in
unterschiedlichen Wissenschaften) in verschiedenen
Bedeutungen verwendet (siehe erste Übung).
Eine einfache Definition :
Information ist Kenntnis über
Vorgänge und Sachverhalte.
Daten
Wird Information nach einer eindeutigen Vorschrift in ein
computergerechtes Format überführt, spricht man von
Daten (Einzahl: Datum).
Dabei unterscheidet man zwischen
- alphanumerische Daten: Daten, die nur aus
Ziffern bestehen und
- Zeichenfolgen, die aus Buchstaben,
Ziffern und Sonderzeichen zusammengesetzt sind.
Üblich ist es, die Informatik
als die Wissenschaft
der systematischen Verarbeitung von Informationen
(Daten) zu definieren (nach
[Rechenberg-Pomberger]).
Im Englischen entspricht etwa computer science
dem deutschen Begriff Informatik.
Computer (lateinisch computare:
berechnen):
Ein universell einsetztbares Gerät zur
automatischen Verarbeitung von Daten.
Als Synonym zu Computer wird der
Begriff Rechner verwendet.
Die weiteren nötigen Begriffe werden in den folgenden
Einheiten erläutert.
Meilensteine in der Geschichte der Informatik
Entwicklung des Computers
- 2400 vor Christus: Die Babylonier entwickeln den Abakus.
Dies ist eine einfache Rechentafel.
-
1623 Wilhelm Schickard baut den ersten mechanischen Rechner.
Die Maschine kann 6-stellige Zahlen addieren und subtrahieren.
Einen Überlauf zeigt sie durch Klingeln an.
- 1641 Blaise Pascal konstruiert
eine mechanische Rechenmaschine,
die Additionen inklusive Überträgen durchführen kann.
- 1671 Gottfried Wilhelm von Leibniz entwickelt eine
mechanische Rechenmaschine, welche alle 4 Grundrechenarten
durchführen kann.
- ca. 1837 Charles Babbage
entwickelt die Idee des ersten programmierbaren Computers;
setzt diese aber nur teilweise um.
- 1937 Konrad Zuse
entwickelt den mechanisch arbeitenden
Rechner
Z1,
der bereits alle
Bausteine eines modernen Computers enthält. Wenige Jahre später
überträgt Zuse die Prinzipien auf die Nachfolger
Z2 (1939) und Z3 (1941), die mit elektrischen Relais arbeiten.
Der Z3 gilt als der erste voll funktionsfähige
programmierbare Rechner der Welt.
- 1946 ENIAC, der erste Röhrenrechner. Dieser
wurde unabhängig von Zuses
Rechnern in Amerika entwickelt.
- 1947 Entwicklung des ersten funktionierenden Transistors
von W. Shockley, J. Bardeen und W. Brattain.
Theoretische und mathematische Grundlagen
-
Zahlensysteme
Die Geschichte des
Rechnens und somit auch die des Rechners begann mit der
Entwicklung der Zahlensysteme.
Das Dezimalsystem stammt ursprünglich aus Indien
und gelangte über den nahen Osten nach Europa.
Dualsystem: Wahrscheinlich stammt es
aus China. Trotzdem gilt oft der Mathematiker
Gottfried Wilhelm von Leibniz als sein Entwickler.
- George Boole (1815-1864)
entwickelt die Boolesche Algebra,
die als Basis der modernen Computerarithmetik
gilt.
-
1948 Claude Shannon veröffentlicht
A Mathematical Theory of Communication.
Hier wird der Informationsbegiff mathematisch
definiert, als Austausch von Nachrichten
zwischen einem Sender und einem Empfänger.
Die Veröffentlichung gilt als eine der wesentlichen
Wurzeln der Informationstheorie.
Sie beantwortet
hauptsächlich die beiden Fragen
(nach [Cover-Thomas]):
Was ist die ultimative Datenkompression?
Was ist die ultimative Transmissionsrate von Information?
- John von Neumann(1903-1957)
entwickelt ein Konzept zur
Realisierung eines universellen Rechners.
(wie Zuses Rechner, aber von diesem dürfte
v. Neumann keine Kenntnis gehabt haben).
Von Neumann war auch der Begründer
der Spieltheorie.
- Alan Turing (1912-1954)
formalisiert das Konzept von
Algorithmen und Berechenbarkeit mit Hilfe einer
imaginären Maschine, der sogenannten Turing
Maschine.
- Noam Chomsky (1928-)
ist eigentlich Linguist. Seine Theorien, insbesondere
zu formalen Sprachen und die Chomsky-Hierarchie
liefern aber auch wichtige Beiträge zur
Informatik (Compiler, Komplexitätstheorie).
Übung
Übung
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