hallo und herzlich willkommen zum ersten video modul grundlagen der informatik und programmierung in diesem video schauen uns an was ist überhaupt informatik welche bereiche gibt es und wo wird informatik angewendet und zum schluss schauen wir uns noch an warum ist großartig ist ein informatiker oder eine informatikerin zu sein viel spaß bei diesem ersten video bevor wir anfangen können sollten uns natürlich die frage stellen was ist überhaupt informatik und der englische begriff oder die englische übersetzung für informatik ist computer science selten wird auch informatics benutzt aber computer science also die wissenschaft von computern und jetzt ist die frage ist das eigentlich vollständig und um jetzt einen sehr berühmten niederländischen informatik hat zu zitieren edgar dijkstra der hat nämlich gesagt in der informatik geht es genauso wenig um computer wie in der astronomie um teleskope ja also es gibt natürlich einen bezug zwischen computer und informatik aber dieser bezug ist letztendlich keine eins zu eins abbildung also die frage ist was es informatik und jetzt überlegen sie doch mal was sie unter dem begriff informatik verstehen also stoppen sie mal ganz kurz das video nehmen sie sich ein paar minuten machen sie sich vielleicht ein paar notizen und dann gibt's gleich die auflösung ok unter der annahme dass sie das video jetzt hat sich gestoppt haben und sich ein paar gedanken gemacht haben also informatik ist zunächst einmal die wissenschaft von den theoretischen grundlagen und den methoden zur automatisierten systematischen informationsverarbeitung in natur technik und gesellschaft ja das ist also durchaus eine definition die über computer hinausgehen und auch gar nicht im begriff computer enthält aber was man eben sieht es geht also in erster linie um informationsverarbeitung also um die verarbeitung von informationen und daten um datenstrukturen und algorithmen und zwar ganz allgemein in natur technik und gesellschaft und es geht sowohl um die theoretischen grundlagen als auch um die praktischen methoden und informatik hat die wurzeln zunächst einmal in der mathematik und es gibt durchaus auch die die übersetzt die überlegung mathematik informatik als teilgebiet der mathematik auch zu fassen und es hat die wurzeln in der elektrotechnik und in der nachrichtentechnik und gerade letzteres hat letztendlich auch zu den großen erfolg der informatik geführt und zu der hohen relevanz in unserer gesellschaft nämlich mit der erfindung der microcontroller und der transistoren grundlage der informatik ist also die informationsverarbeitung und im kern natürlich die information dass kommt von dem lateinischen informale gestalt geben und information wird in form einer folge von zeichen und signale von einem sender zu einem empfänger transportiert der sie interpretiert das heißt informationen vermittelt etwas zuvor unbekanntes und im grunde ist alles was wir in der informatik machen hat damit zu tun hat mit informationen zu tun also mit so einer folge von zeichnen signalen die verarbeiteten übertragen und interpretiert wird nun gibt es vier große kernbereiche der informatik die theoretische informatik darüber die technisch und die praktische informatik und ganz oben dann die angewandte informatik beginnen wir mal mit der theoretischen informatik die theoretische informatik baut oder setzt im grunde den theoretischen und auch den mathematischen formalen unterbau unter die informatik das heißt wir haben da so themen wie automaten theorie und formale sprachen automaten sind relativ zunächst einmal einfach definierte mathematische konstrukte die aber schon daten verarbeiten können und gewissen festen regeln gehorchen und ein teil der theoretischen informatik ist eben herauszufinden was können diese in format diese automaten welche art von problemen können die lösung welche auch nicht dazu gehört auch zu dieser automaten theorie und den formal sprachen können eben auch ja eben diese formale sprachen grammatiken und auch immer die überlegung das kann ich mit diesen vermahlen sprachen man welche probleme kann nicht lösen welche mächtigkeit haben diese sprachen und letztendlich ist es durchaus so dass das was nachher programmiersprachen sind basiert auf diesen zunächst einmal diesen formalen sprachen und in theorien dahinter groß das gebiet der theoretischen informatik ist auch die algorithmen theorie wir werden kennen lernen dass es in der informatik in erster linie darum geht probleme zu lösen ja niemand würde sonst in der praxis in der informatik arbeiten oder projekte umsetzen wenn es nicht letztendlich darum gehen würde bestimmte probleme zu lösen und in der algorithmen theorie geht es darum sich zu überlegen welche probleme kann ich überhaupt lösen in endlicher zeit und mit welchen maschinen da geht es also um die berechenbarkeit also wie was kann ich lösen und es geht um die komplexität theorie wie effizient ist ein algorithmus wie gut skaliert er funktioniert er auch wenn ich die menge verzehnfachen noch effizient und so weiter das ist also das was man unter berechenbarkeit und komplexität theorie versteht und es gibt durchaus probleme in der theoretischen informatik die in der praxis nicht lösbar sind oder nicht praktikabel lösbar sind naja ich das also dass zum teil der der komplexität theorie auch herauszufinden wie komplex ist eine lösung um sie vielleicht später dann überhaupt die frage zu beantworten ob sie praktisch lösen kann und es gibt durchaus auch viele simpel anmutende probleme die ihn in der informatik sehr sehr schwer zu lösen sind beispielsweise das travelling salesman problem wo es darum geht dass man eine gewisse anzahl von städten hat und eine möglichst optimale rundreise berechnen will also optimal im sinne von kurz und das zu lösen ist bei einer menge von relativ wenigen städten schon praktisch kaum noch optimal lesbar dann gibt es dann noch so sehen optimale algorithmen die zufriedenstellende lösungen erstellen aber die perfekte lösung zu finden also wirklich die kürzeste und holt rundreise ist ein so wird ein schweres problem ein sehr komplexes folie aber solche dinge betrachtet ihnen die theoretische informatik und dann gibt es die technische informatik um die technische informatik befasst sich in erster linie mit der hardware also was man wirklich benötigt um daten zu verarbeiten digitale bausteine transistoren mikroprozessoren arbeitsspeicher die ganze peripherie also ein und ausgabegeräte und es geht auch um die anordnung dieser dinge in rechnerarchitekturen ja also wie war es eine cpu aufgebaut wie welchem befehlssatz gibt es adressierung sad register speicher und so weiter und wie wird eigentlich funktionalität intern realisiert ja in solchen bausteinen und auf einem abstrakteren niveau geht es dann um rechnernetze also darum die kommunikation mehrere netze oder mehrere rechner in einem netzwerk zu koordinieren ja also die technische informatik geht sehr stark auf die hardware auf und auf den aufbau von rechnerarchitekturen und der verknüpfung von rechnern und dann gibt es die praktische informatik und mit der praktischen informatik werden uns vor allen dingen diesem modul sehr stark beschäftigen nämlich geht es da bei der praktischen informatik und programmiersprachen zum beispiel c c++ java python prolog und so weiter es gibt hunderte von programmiersprachen die man sich angucken kann in diesem modul schauen wir in erster linie mal auf die sprache c und es geht in der praktischen informatik um algorithmen und datenstrukturen und im grunde alles fast alles was in der wirtschaft passiert rund um die informatik beschäftigt sich damit wird dinge aus der realen welt in datenstrukturen zu packen und durch algorithmen zu verarbeiten um vielleicht neue antworten zu generieren oder um prozesse abzubilden es geht also in der praktischen informatik in der regel auch darum ich habe ein problem aus der echten welt das will ich mit hilfe der informatik lösen und ich frage ist wie mache ich das also wie löse ich probleme wie speicher ich meine daten möglichst effizient ab damit ich dir gut verarbeiten kann wie werden die organisiert und gespeichert und demzufolge ist auch die software technik ein großer bereich der praktischen informatik und die software technik ist in der regel immer alles das was programmieren nicht ist also alles drumherum wie organisiere ich eigentlich die entwicklung eines großen softwaresystems wie schätze ich die die anforderungen wie schreibe ich gute antworten wie implementiere ich die wie testet die wie stelle ich sicher dass ich eine gute architektur habt nur das ist so er dann die die umsetzung seite aber auch wie manager projekt software-entwicklung passiert in der regel mit in teams treffen menschen aufeinander und und versuchen zusammen projekte zu entwickeln und diese menschliche seite wird von der software technik ebenfalls betrachtet ja also ein sehr großes gebiet innerhalb der praktischen informatik aber auch sehr spannend gibt es an der hochschule auch ein eigenes modul führen und dann läuft software natürlich nicht im leeren raum sondern in der regel auf einem betriebssystem das ist die betrachtung von betriebssystemen ist eben auch ein teil der praktischen informatik sich zu überlegen wie wir zum betriebssystem aufgebaut wie wir das mit ressourcen um wie funktioniert die kommunikation eingaben ausgaben und so weiter auch dafür gibt es ein eigenes modul und da wir daten verarbeiten in der informatik ist das thema datenbank was datenbanken natürlich auch sehr wichtig da geht es dann darum daten wirklich strukturiert abzuspeichern dass man die möglichst gut wieder abrufen und verarbeiten kann auch dafür gibt es ein eigenes modul und die informatik kommuniziert natürlich auch als software kommuniziert natürlich auch immer nach außen und durch eingabegeräte im einfachsten fall durch tastatur und maus aber meinen auch durch gesten text to speech also es ist spracheingabe und so weiter und das wird durch die mensch computer schnittstelle dann auch abgedeckt also die betrachtung wie funktioniert die kommunikation zwischen jetzt den menschen und meinem rechner und dann gibt es ganz oben die angewandte informatik und die angewandte informatik nimmt jetzt methoden aus der informatik und wendet diese methoden auf verschiedene bereiche an ja da gibt es dann datenbanksysteme informationssysteme computergrafik bildverarbeitung auch die ganze spiele programmierung ist in einem teil der angewandten informatik multimedia systeme dann simulation von prozessen beispielsweise ein industrieunternehmen möchte einen neuen motor entwickeln und dann kann man diesen motor beispielsweise erst durch simulieren in einer ja in einer software bevor man jetzt das ding tatsächlich baut fahrzeugs informationstechnik da geht es dann darum wirklich informationen die vernetzung von fahrzeugen zu betrachten auch die intelligenten systeme die man heute in jedem fahrzeug hat und so weiter oder auch kognitive systemtechnik da geht es dann darum diese theoretischen und mathematischen aspekte der informatik mit dem verständnis von kognitiven modellen zu verknüpfen es geht also darum das was wir eigentlich wissen über menschliche kognitive modelle zum beispiel zu übertragen auf roboter ja und dann auch autonome und intelligente systeme zu entwickeln und dann gibt es noch spezielle ausprägungen die dann als eigene fachrichtung gelten beispielsweise die wirtschaftsinformatik die die informatik im speziellen kontext der wirtschaft betrachtet also geschäftsmodelle prozesse modellieren effizienzen heben ja meinetwegen standard produkte auswählen erp systeme und so weiter ist also wenn man wirklich so der fokus ist die informatik auf die wirtschaft anzuwenden und auf geschäftsprozesse dann ist die wirtschaftsinformatik eigentlich das dazu passende fachgebiet energie informatik ebenfalls mit dem fokus auf energie dann gibt es als einziges als einzigartiges gebiet auch noch die menschen technik interaktion da geht es dann wirklich darum zu erforschen wie wirkt technologie auf menschen wie können menschen mit technologie arbeiten das ist also ein sehr interdisziplinäres gebiet wo auch psychologie drin vorkommen soziologie elektrotechnik und eben die informatik und da geht es dann wirklich darum den menschen zu betrachten in dieser in dieser mensch technik beziehung und dann gibt es natürlich auch die medizinische informatik die natürlich immer relevanter wird auch in den zunehmend auch in den letzten jahren da gibt es dann die frage wie kann eigentlich die informatik helfen um medizinische fortschritte und vielleicht auch heilung zu zu zu bringen also da geht es wirklich dann um die verknüpfung von medizin und informatik und diese beiden gebiete wachsenden stückweit natürlich zusammen also gerade bei modernen operationssystem aber auch wenn man sich zum beispiel sind so regen guckt ja jetzt bei ein gebiet oder eine sache aus der medizinischen informatik nehmen wir mal an man hat so ein diabetiker diabetiker muss regelmäßig den blutzucker messen und das insulin anpassen und mittlerweile früher war das eben so das ging relativ manuell in die man sich im grunde ein finger pix und mit dem gerät dann die das blut überprüfen lässt mittlerweile gibt es sensoren die messen das kontinuierlich die hat man kriegt man auch die haut und übertragen das dann das mobilgerät oder andy roach und so weiter und auch die insulingabe funktioniert mittlerweile größtenteils automatisiert über pumpen ja und hier ist es letztendlich so dass das sind so dinge die sind extrem informatik plastik und extrem medizin lastig und das ist eigentlich das was man in der medizinischen informatik dann tut ja das heißt man versucht wirklich die informatik zu nutzen um medizinische probleme zu lösen und viele der hier genannten dinge findet man auch bei uns einer hochschule in anderen modulen schauen sich da mal um da können sie definitiv einiges mitnehmen ok dann jetzt hier noch mal eine frage an sie in welchen bereichen lässt sich die arbeit von informatikern und informatikerinnen finden also stoppen sie mal kurz das video und überlegen sie sich mal wo findet man eigentlich die informatik ok also unter dass sie sich ein paar gedanken gemacht haben schauen wir uns das mal an also die gängige antwort auf diese frage ist informatik ist so mehr oder weniger überall ja also natürlich hat man informatik in laptops und pcs ja also in allen möglichen computern ist natürlich die informatik vorhanden aber auch in hochleistungsrechnern um beispielsweise dass das klassische beispiel ist die berechnung des wetters die wettervorhersagen wird den hochleistungsrechnern rechnet aber zu heute das zunehmend relevanter das also in den so genannten cloud zu arbeiten und einen cloud es letztendlich auch nichts anderes als so eine farm von hochleistungsrechnern handys und smartphones enthalten natürlich auch informatik und die gesamte unterhaltungsindustrie ist natürlich stark informatik plastik heutzutage gibt es filme in der regel nicht mehr auf nicht mehr so oft auf dvd und blu-ray sondern es gibt eine klare tendenz da richtung streaming zu gehen und das sind also auch jetzt endlich komplexer softwaresysteme aber auch wenn sie irgendwie musik werden auch so einem kleinen endgerät oder auf ihrem handy ist das natürlich letztendlich pure informatik in kombination mit einem gerät den haushaltsgeräten findet man das auch das ist etwas was ich gar nicht so stark durchgesetzt hat wie es ursprünglich erwartet hatte also zu meiner zeit wurde das irgendwann mal hip dass man auf seinem kühlschrank internet hat aber das ist letztendlich etwas was jetzt gar nicht so omnipräsent ist aber letztendlich ist natürlich schon so dass nahezu alle haushaltsgeräte auch sehr simple in irgendeiner form ein microcontroller enthalten und eine steuerung über software ja also das ist mittlerweile eigentlich auch in sehr günstigen geräten hat man mittlerweile eben software installiert und informatik das auto wird auch zunehmend digitaler das ist auch nicht erst so seitdem wir elektroautos sprechen sondern durchaus schon seit mehreren jahrzehnten hat man viele digitale systeme in der informatik angefangen von der motorsteuerung bis zu dem multimedia geräten die man mittlerweile in autos verbaut sieht na also im ganzen automobilbereich spielt informatik ist sehr sehr große rolle dann natürlich auch bei automaten logisch also ein fahrkartenautomat ist letztendlich auch ein computer mit einem angeschlossenen touchscreen und eine bezahlmöglichkeit und wir haben natürlich das große gebiet der robotik der dem mann auch die informatik vorfindet und das ist auch im gebiet was immer relevanter wird es gibt ja ganz interessante videos auf youtube von der firma boston dynamics die bauen mittlerweile roboter die nahezu also die sehr menschenähnlich laufen können oder sehr ähnlich das sehr sehr beeindruckend und die robotik wird definitiv noch eine sehr große rolle in der zukunft spielen und unten rechts der mars rover auch bekannt nur der fed auf dem mars rum und analysiert entsprechend dort bodenproben und daten in der atmosphäre also die robotik ermöglicht uns eben auch orte zu bereisen die wäre so als menschen noch nicht erreichen können sei es jetzt andere planeten oder die die tiefsee dann hatte ich schon erwähnt in der medizin wird die informatik natürlich immer wichtiger und das ist einzunehmen wachsendes gebiet interessantes interessanter teilgebiete ist auch die telemedizin oder es dann darum geht das vielleicht ein arzt in europa einen patienten in asien operiert weil er eben eine entsprechende expertise hat also das ist auch ein hoch spannendes gebiet und eine hochrelevante das gebiet und in der wirtschaft genauso also es gibt eigentlich kaum noch größere transaktionen oder das kind noch kaum überhaupt finanzielle transaktionen die nicht über irgendein it systemen laufen an der börse sowie so es ist so dass tatsächlich firmen die an der börse handeln versuchen möglichst nah an den börsenplätzen also physisch nahe an den börsenplätzen zu sein weil mittlerweile in zeiten des hochfrequenzhandels ist tatsächlich auf hunderte von metern aufkomme ankommt wenn man eben an der börse handeln möchte also in der wirtschaft ist das natürlich ganz wichtig auch im kennzeichen zu berechnen um echtzeit ergebnisse zu berechnen und gerade im börsenhandel wird auch das thema künstliche intelligenz immer relevanter um eben in sekundenbruchteilen entscheidungen auf basis von börsenwerten treffen zu können in der filmproduktion ist informatik natürlich auch kaum noch wegzudenken nahezu jeder größere film hat in irgendeiner form computergrafik drin und wenn er nicht computergrafik drin hat hat er zumindest postprocessing drin also die nachbearbeitung von filmen über software meinetwegen werden an farben angepasst und so weiter also im film produktions und extrem die informatiker auch extrem präsent im design natürlich auch und auch im maschinenbau keine maschine wird heutzutage mehr ohne ein cad programm entworfen bei dem es dann eben darum geht die genaue konstruktion zu erstellen und dann haben wir natürlich eine vielzahl von sozialen netzwerken bei denen die informatik eine rolle spielt hier ist wirklich nur eine ganz kleine auswahl aber man sieht das ist jedes soziale netzwerk ist in irgendeiner form oder besteht im grunde aus software und damit das ist ein teil der informatik also wenn man mal tatsächlich überlegt gibt es nahezu nichts mehr was nicht von der informatik in irgendeiner form betroffen insbesondere ist eigentlich jeder wirtschaftszweig benutzt software benutzt informatik und hier sieht man dass informatiker seien durchaus eine durchaus ein sehr aussichtsreicher beruf ist ja das heißt informatik kommt überall vor und das bedeutet man braucht überall informatiker und informatikerin und zum abschluss noch eine folie bei der ich kurz beschreiben warum es großartig ist informatiker oder informatikerin zu sein warum das ist meine ganz persönliche meinung also zunächst einmal ich hatte es gerade angedeutet informatiker informatikerin sind sehr gefragt in der industrie werden überall benötigt und sind aktuell tatsächlich auch er eine eine seltene in rare ressource und deswegen gibt es da auf jeden fall gute berufsaussichten informatiker lösen auch wichtige probleme alle großen probleme die auftreten werden heutzutage in irgendeiner form auch über informatik gelöst ja ich möchte jetzt nicht nicht jedes menschliche probleme kam mit informatik lösen das ist nicht der fall aber wenn man jetzt beispielsweise ein ein großes problem hat wie zum beispiel corona pandemie dann benötigt man it systeme um das ganze zu organisieren mindestens also dass die eine lösung großer wichtiger probleme sind in der regel informatiker und informatikerinnen beteiligt die bezahlung ist gut und das ist definitiv der fall resultiert einfach daraus angeboten nachfrage es gibt also einen großen bedarf an informatikern informatikerin aber dieser bedarf wird aktuell noch nicht gedeckt und das führt dann dazu dass das zu einer guten bezahlung informatik ist auch eine höchst anspruchsvolle und sehr vielfältige tätigkeit also es ist durchaus möglich innerhalb der informatik auch mal das gebiet zu wechseln wenn man sagen naja ich habe mich jetzt ganz viel mit software technik beschäftigt aber ich will mal so ein bisschen mehr wieder in die mathematik gehen oder sagen wir mal komplexere probleme lösen dann und ich möchte in die künstliche intelligenz wechseln dann ist das möglich also man kann durchaus gebiete weg sind aber es ist auch sehr vielfältig es hat einerseits diese starken diesen stadt technischen touch es hat aber wenn man jetzt eine software technik denkt oder ein mensch computer interaktion auch diese menschliche komponente und man kann sich da durchaus ausleben und innerhalb der informatik auch so seine ein teilgebiet seine nische finden zu der mann oder die nische finden zu der mann passt nur und das ist trotzdem höchst anspruchsvoll also es bringt einen wirklich dazu kognitiv auch an seine grenzen zu kommen und ich persönlich finde das sehr gut es hat eine hohe dynamik und es ist ständig im wandel das heißt die informatik ist sicherlich ein gebiet was sich extrem schnell entwickelt und man sieht einfach sehr sehr viele neue dinge in regelmäßigen abständen das ist natürlich einerseits sehr spannend er fordert aber auch dass man sich wenn man in diesem gebiet unterwegs ist ständig weiterbildet nur das wird gelegentlich auch als nachteil empfunden ist es aber letztendlich so wenn sie eine gute ausbildung haben wie die lizenzieren unsere hochschule bekommen dann ist die weiterbildung in der regel auch kein problem und das ist eher etwas spannendes als als eine lasten es ist ein echter internationaler beruf warum schreibe ich echt echt schreibe ich deswegen weil es tatsächlich so ist dass das wissen was sie ihn hier in deutschland erwerben durchaus auch in den usa anwenden können oder in asien die informatik ist letztendlich ein so ein universeller beruf der gar nicht so stark von der nationalität abhängt wir haben vergleich dazu ein paar mal jura da können sie davon ausgehen dass es dass das deutsche recht schon ein anderes ist als das niederländische zum beispiel während man aber in den niederlanden genauso programme schreibt wie in deutschland ja das heißt für sie bedeutet das wenn sie irgendwann sagen ja sie haben keine lust mehr auf deutschland ich würde jetzt gerne mal in england arbeiten dann ist das in der regel kein problem vorausgesetzt die sie sprechen die sprache das ist also durchaus ein beruf der ihn eine sehr große mobilität verschafft und das finde ich ist ein definitiver vorteil und sie haben so pathetisch das klingen mag mit der informatik die möglichkeit die welt und die zukunft zu verändern ja also wichtige probleme zu lösen sie können unternehmen gründen die probleme lösen jedoch kein anderer gelöst hat und das ist etwas was ihnen die informatik bietet das bedeutet natürlich zukunft verändern das bedeutet auch dass sie eine gewisse verantwortung haben das was sie tun als informatiker oder informatikerin beeinflusst möglicherweise andere menschen ja sie sollten immer darauf achten dass diese veränderung die sie durchführen letztendlich positive sind ja also das war meine folie ich bin nach ansicht informatik ist eines der tollsten gebiete überhaupt und es ist definitiv ein guter beruf und ein sehr spannender vielfältiger beruf