Rechnernetze

Informatik und Rechnernetze

Informatik und Kommunikation Die Informatik beschäftigt sich mit der systematischen algorithmischen Verarbeitung von Information. Unter Information wollen wir hier die Zustände uns interessierender realer oder abstrakter Systeme verstehen. Die Zustände solcher realen Systeme werden mittels Symbolen beschrieben; zu verschiedenen Zuständen des realen Systems muss es daher verschiedene Symbole geben.

Beispiele

Buchhaltung

Abbildung des Bestands von Lager, Kasse, Außenstände usw. auf Kontenrahmen. Die Information sind die Geldbeträge, gelagerte Waren usw. Die Symbole sind Zahlen, die mit entsprechenden Datensätzen korrespondieren.

Walzstraße

Abbildung der Maschinen und der Werkstücke, einschließlich ihrer physikalischen Eigenschaften, auf entsprechende Zahlen im Rechner. Die Information sind die Lage der Werkstücke, deren Masse, Temperatur, Abmessungen usw. Die Symbole sind wiederum Zahlen, die z.B. die Koordinaten, das Gewicht, usw. der Werkstücke angeben, sowie qualitative Merkmale wie z.B. die Materialart (Stahl, Eisen, Aluminium).

Die Informatik ist somit eine Modellbildungstechnik. Aufgrund praktischer Randbedingungen wie hoher Flexibilität und selbsterklärender Darstellung ist die Informatik besonders geeignet, komplexe Systeme differenziert zu modellieren.

Die symbolische Darstellung von Information wird meist als Datum bezeichnet (wenn sie gespeichert oder verarbeitet wird) oder, insbesondere wenn sie transportiert wird, auch als Nachricht. Differenziertere Definitionen dieser Begriffe sollen hier nicht weiter untersucht werden, da sie in grundlegenden Einführungen in die Informatik behandelt werden. Wir gehen im folgenden davon aus, dass ein reales oder abstraktes System Information in Form von Zuständen besitzt, die in einem informatischen Modell mittels Daten dargestellt werden.

Eine Nachricht oder ein Datum, d.h. eine adäquate symbolische Beschreibung der Zustände eines Systems mittels informatischer Methoden, kann gespeichert, umgewandelt (indem mit den Symbolen 'gerechnet' wird), aber auch transportiert werden, um die aus der Nachricht herleitbare Information an verschiedenen Orten zur Verfügung zu stellen. Aus diesem Grunde beschäftigt sich die Informatik mit der Speicherung, der Verarbeitung sowie dem Transport von Nachrichten.

Die Speicherung und das Auffinden von Information (in Form von Daten) wird bei kleinen Datenmengen durch Benennung der Daten realisiert. Bei komplexeren Datenbeständen sind jedoch häufig Abhängigkeiten vorhanden, so dass die gewünschte Information nicht mehr durch die Angabe von Namen ermittelt werden kann, sondern durch die Angabe beliebiger logischer Bedingungen festgelegt werden muss. Informatische Teilgebiete, die sich mit der Aufgabe beschäftigen, aus einer gegebenen Menge von Daten eine bestimmte Information herauszusuchen, sind Datenbanken und Informationssysteme.

Die Umwandlung von Information (genauer deren symbolischen Darstellung, also der Daten) wird mittels Algorithmen (= Berechnungsvorschriften) durchgeführt. Spätestens seit der Entwicklung des Zahlenrechnens im Stellenwertsystem sind dem Menschen Algorithmen bekannt. Wichtig ist hier, dass während der Rechnung nur die Symbole (in denen die Information dargestellt wird) betrachtet werden; die Interpretation der Symbole (die eigentliche Information) bleibt bei der Umwandlung unberücksichtigt.

Der Transport von Information (in Form von Nachrichten) ist zum einen notwendig, um sämtliche Details eines weitläufigen Systems (verteiltes Unternehmen, Fließband) zusammenzuführen; zum anderen ist der Transport von Nachrichten für die Verteilung der Information an verschiedene Instanzen (Rechner, Menschen) erforderlich.

In dieser Publikation beschäftigen wir uns vorwiegend mit dem Transport von Nachrichten und den damit zusammenhängenden Methoden und Techniken, die Probleme aus diesen Bereichen lösen.