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Informatik: Zwischen Wissenschaft und Zehnfingersystem

Informatik: Zwischen Wissenschaft und Zehnfingersystem. Renato Renner Institut für Theoretische Physik ETH Zürich. Wo muss ich klicken, um die Powerpoint-Präsentation zu starten?. Ein Virus hat meine Harddisk gelöscht. Wie kann ich meine Ferienfotos wiederherstellen?.

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Informatik: Zwischen Wissenschaft und Zehnfingersystem

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Presentation Transcript

  1. Informatik: Zwischen Wissenschaft und Zehnfingersystem Renato Renner Institut für Theoretische Physik ETH Zürich

  2. Wo muss ich klicken, um die Powerpoint-Präsentation zu starten?

  3. Ein Virus hat meine Harddisk gelöscht. Wie kann ich meine Ferienfotos wiederherstellen?

  4. Wir möchten die Noten unserer Schüler elektronisch verwalten. Welche Lösungen gibt es dafür?

  5. An unserer Schule soll jeder Schüler seine eigene Email-Adresse besitzen. Welche Infrastruktur brauchen wir dazu?

  6. Wie viel Information ist in einer menschlichen DNA enthalten?

  7. Ist ein Computer in der Lage, das menschliche Gehirn zu simulieren?

  8. Welche dieser Fragen sollen unsere Schüler / Studentinnen beantworten können?

  9. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen

  10. Wo muss ich klicken, um die Powerpoint-Präsentation zu starten?

  11. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint

  12. Ein Virus hat meine Harddisk gelöscht. Wie kann ich meine Ferienfotos wiederherstellen?

  13. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups

  14. Wir möchten die Noten unserer Schüler elektronisch verwalten. Welche Lösungen gibt es dafür?

  15. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken

  16. An unserer Schule soll jeder Schüler seine eigene Email-Adresse besitzen. Welche Infrastruktur brauchen wir dazu?

  17. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke

  18. Wie viel Information ist in einer menschlichen DNA enthalten?

  19. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie

  20. Ist ein Computer in der Lage, das menschliche Gehirn zu simulieren?

  21. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie • Berechenbarkeit

  22. Gilt eine eingescannte Unterschrift als “digitale Signatur”?

  23. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie • Berechenbarkeit

  24. Wie funktioniert Google?

  25. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie • Berechenbarkeit

  26. Welche Fragen sollen unsere Schülerinnen und Schüler kompetent beantworten können?

  27. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie • Berechenbarkeit

  28. Anwenderwissen • Absolut notwendig. • Für Generation der unter 30-jährigen selbstverständlich. • Halbwertszeit: Jahre.

  29. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie • Berechenbarkeit

  30. Fachwissen • In bestimmten Berufen wichtig. • Wird beispielsweise in einer Informatiklehre oder in der Fachhochschule vermittelt. • Halbwertszeit: Jahrzehnte.

  31. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie • Berechenbarkeit

  32. Konzeptwissen • Meist nur indirekte Anwendbarkeit. • Bleibt einer breiten Bevölkerungsschicht verborgen. • Halbwertszeit: ∞

  33. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Anwendungen Wissenschaft Erforderliches Wissen und Halbwertszeit T NaturwissenschaftlicheEinsichten Design von Informatiksystemen Programmiersprachen Produktkenntnisse T ≈ Jahre T ≈ ∞ T ≈ Jahrzehnte

  34. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Anwendungen Wissenschaft Erforderliches Wissen und Halbwertszeit T NaturwissenschaftlicheEinsichten Design von Informatiksystemen Programmiersprachen Produktkenntnisse T ≈ Jahre T ≈ ∞ T ≈ Jahrzehnte

  35. Informatik als Wissenschaft • InformationstheorieWas ist Information?

  36. Wie viel Information ist in einer menschlichen DNA enthalten?

  37. Kann jede Art von Information in Form von Bits und Bytes auf einem Computer gespeichert werden?

  38. Neues Forschungsgebiet:Quanteninformatik Quanten-informatik Quanten-Physik Informatik

  39. „Information ist physikalisch“[R. Landauer, 1927 – 1999] klassisch quanten-mechanisch • kann beliebig gelesen werden • kann kopiert werden • lesen verändert den Inhalt des Geschriebenen • kann nicht kopiert werden (“No-Cloning”)

  40. Forschung im Bereich der Quanteninformatik • Bedeutung in der heutigen Forschungslandschaft • Schwerpunktsgebiet an der ETH (10 Forschungsgruppen mit gesamthaft über 160 Mitarbeitern). • Bundesrat hat für die nächsten 4 Jahre zusätzlich 17 Mio. CHF für Forschung in diesem Gebiet bewilligt. Ziel Nutzbarmachung der Quantenphysik zur Informationsverarbeitung.

  41. Informatik als Wissenschaft • InformationstheorieWas ist Information? • KomplexitätstheorieWelche Fragen kann ein Computer beantworten?

  42. Ist ein Computer in der Lage, das menschliche Gehirn zu simulieren?

  43. Kann ein Computer den Beweis zu einem mathematischen Theorem finden / überprüfen?

  44. Informatik als Wissenschaft • InformationstheorieWas ist Information? • KomplexitätstheorieWelche Fragen kann ein Computer beantworten? • KryptographieWas bedeutet Geheimhaltung / Authentizität?

  45. Gilt eine eingescannte Unterschrift als “digitale Signatur”?

  46. Was ist “elektronisches Geld”? Ist dieses grundsätzlich fälschungssicher?

  47. Das Spektrum der Informatik Informatik System-/Software- Entwicklung Konzepte Wissenschaft Anwendungen • Powerpoint • Backups • Datenbanken • Netzwerke • Informations-theorie • Berechenbarkeit

  48. Welche Fragen sollen unsere Schülerinnen und Schüler kompetent beantworten können?

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