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Informatik ist die Wissenschaft von der Speicherung, Verarbeitung und Darstellung von Informationen mithilfe von Computern.

Die Informatik wird unterteilt in die Teildisziplinen Theoretische, Praktische, Technische und Angewandte Informatik.

Folgende Themengebiete gehören zur Informatik:

Algorithmen und Datenstrukturen

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1906 wurden die ersten Rastergrafiken auf einen Fernseher übertragen. Seitdem beschäftigt sich die Informatik damit, wie qualitativ möglichst hochwertige Bilder ohne Informationsverlust gespeichert und übertragen werden können. Zu diesem Zweck wurden Algorithmen der Datenkompression und spezielle Dateiformate wie JPG und PNG entwickelt.
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Daten müssen organisiert werden, selbst kleinste Mengen. Einzelne Daten kann man noch in Variablen speichern, aber sobald es mehr werden, braucht es Strukturen wie Listen, Bäume oder Graphen. Ein Teil der Theoretischen Informatik beschäftigt sich damit, wie diese Datenstrukturen effizient konstruiert werden können.
Network-graph

Ein Graph ist eine Datenstruktur, die aus einer Menge an Knoten und einer Menge an Kanten besteht, wobei jede Kante zwei Knoten miteinander verbindet.

Graphen werden in der Informatik genutzt, um alle möglichen Sachverhalte zu modellieren, etwa die Verknüpfungen zwischen Neuronen in einem künstlichen Neuronalen Netz, die Spielfelder für einen Schachcomputer oder Orte und Straßen für die Routenplanung in Navigationssoftware.

Complexity_subsets_pspace

Die Theoretische Informatik beschäftigt sich mit der Frage, welche Probleme berechenbar oder unberechenbar sind und auf welche Weise sie berechnet werden können. Dazu verwendet man Berechnungsmodelle wie die Turingmaschine oder die Registermaschine, mathematische Kalküle wie den Lambda-Kalkül oder Befehlssätze wie WHILE und GOTO. Darauf aufbauend kann dann bewiesen werden, dass manche Probleme überhaupt nicht oder nicht mit vertretbarem Aufwand berechenbar sind.



Betriebs- und Kommunikationssysteme

Breathe-network-workgroup
Wenn man mehrere Computer miteinander verbindet, um Daten auszutauschen, spricht man von einem Netzwerk. Ein Teilgebiet der Informatik beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Funktion von Netzwerken: wie können unterschiedlichste Computer einander finden und ohne Schwierigkeiten Daten austauschen? Zu diesem Zweck werden Protokolle wie HTTP und Algorithmen wie der Dijkstra-Algorithmus entwickelt.


Datenbanken

Database_Server
Um größere Datenmengen zu speichern und zu verwalten, nutzt man Datenbanken, von der einfachen Excel-Tabelle bis hin zum verteilten Datenbanksystem. Ein Teilbereich der Informatik beschäftigt sich damit, wie Daten möglichst effizient, konsistent und frei von Redundanzen in Datenbanken gespeichert werden können.


Software-Entwicklung

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