Dem Computer ins Hirn geschaut - Informatik entdecken, verstehen und querdenken
von: Eckart Zitzler
Springer-Verlag, 2017
ISBN: 9783662536667
Sprache: Deutsch
468 Seiten, Download: 19233 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
geeignet für:
| Inhaltsverzeichnis | 6 | ||
| Prolog: Über dieses Buch | 12 | ||
| 1 Was ist ein Computer? | 16 | ||
| Maschinen zum Rechnen | 17 | ||
| Die Erscheinungsbilder des Computers sind vielfältig | 17 | ||
| Ein lebendes Fossil: der Abakus | 20 | ||
| Wenn es beim Rechnen knackt, knirscht und surrt | 23 | ||
| Die Geburt des modernen Computers | 26 | ||
| Drei Wesensmerkmale eines Computers | 29 | ||
| Des Computers Kern: die Turing-Maschine | 30 | ||
| Ein Maschinenkonstrukt, um das menschliche Rechnen nachzubilden | 31 | ||
| Rechnen als Textbearbeitung | 32 | ||
| Eine Rechenoperation wird über eine Tabelle beschrieben | 33 | ||
| Mehrere Tabellen können mehrere Rechenoperationen ausführen | 36 | ||
| Sinn und Unsinn von Turings Minimalcomputer | 39 | ||
| Natürliche Informationsverarbeitung | 41 | ||
| Das Band des Lebens: die DNA | 42 | ||
| Proteine beeinflussen den DNA-Ablesevorgang | 45 | ||
| Sind Kolibakterien Turing-Maschinen? | 47 | ||
| Rechnen mit DNA | 51 | ||
| Fazit | 55 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 56 | ||
| 2 Schalten und Walten | 57 | ||
| Am Anfang ist die Zahl | 58 | ||
| Der Stromkreis als elementarer Zeichenträger | 58 | ||
| Von Lichtmustern zu Zahlen | 61 | ||
| Komm, wir bauen einen Taschenrechner! | 64 | ||
| Geniale Muster | 66 | ||
| Kleines Ding, große Wirkung | 68 | ||
| Elektrischer Staffellauf | 69 | ||
| Eine kleine Knüpfkunde | 72 | ||
| Viele mit vielen koppeln | 75 | ||
| Wie Proteine über Gene miteinander verknüpft sind | 76 | ||
| Was Lattentore mit Logik zu tun haben | 79 | ||
| Von Stromkreisen zu Bausteinen | 79 | ||
| Bausteine bauen | 83 | ||
| Vom Baustein zur Schaltung | 87 | ||
| Gibt es Bausteine in der Zelle? | 89 | ||
| Feedback erwünscht! | 90 | ||
| Der Taschenrechner wird erweitert | 90 | ||
| Was Feedback bewirken kann | 92 | ||
| Alles andere als ein Flop: das Flipflop | 95 | ||
| Wenn Viren Zustände haben | 99 | ||
| Das Feuerwerk im Kopf | 101 | ||
| Die Nervenzelle, das Super-Relais | 102 | ||
| Neuronale Verschaltungen | 104 | ||
| Fazit | 106 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 107 | ||
| 3 Verschlungene Pfade | 108 | ||
| Vorneweg: das Küchen-Einmaleins | 109 | ||
| Eine Fabrik im Kleinen: die Küche | 110 | ||
| Was Prozessoren und Zellen mit Küchen gemein haben | 111 | ||
| Pfade für Daten | 113 | ||
| Ein Werk zum Rechnen | 113 | ||
| Zahlenbehälter | 115 | ||
| Transportgleise | 119 | ||
| Nicht Steuermann, sondern Steuerwerk | 122 | ||
| An den Fäden ziehen – und rechnen | 122 | ||
| Malnehmen mal umständlich | 125 | ||
| Der elektrische Datenkoch | 128 | ||
| Im Gleichschritt – Marsch! | 130 | ||
| Die Software betritt die Bühne | 132 | ||
| Befehle erfinden | 133 | ||
| Die Kontrolle haben | 136 | ||
| Maschinensprech | 138 | ||
| Programme ausführen | 140 | ||
| Wenn Zellen Stoffe wechseln | 146 | ||
| Alles eine Frage der Chemie | 146 | ||
| Regulieren, regulieren, regulieren | 149 | ||
| Fazit | 151 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 152 | ||
| 4 Computer-Anatomie | 153 | ||
| Eingebettet sein: im Austausch mit der Welt | 154 | ||
| Anatomische Grundlagen | 155 | ||
| Der Urbauplan | 158 | ||
| Wie die Welt in den Computer kommt – und wieder hinaus | 163 | ||
| Ein Rückgrat für alle | 168 | ||
| Ein System, um den Betrieb zu meistern | 172 | ||
| Schneller sein: jeder Augenblick zählt | 174 | ||
| Die Relativität der Zeit | 175 | ||
| Vom aktiven zum passiven Warten | 177 | ||
| Die Last auf mehrere Schultern verteilen | 179 | ||
| Mehr ist nicht immer mehr | 183 | ||
| Allgegenwärtig sein: mehrere Dinge gleichzeitig erledigen | 187 | ||
| Der Prozess oder die Illusion der Gleichzeitigkeit | 187 | ||
| Teilen ganz praktisch | 191 | ||
| Zusammenarbeit will gelernt sein | 193 | ||
| One Program To Rule Them All | 196 | ||
| Fazit | 200 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 201 | ||
| 5 Speichern und Erinnern | 202 | ||
| Vom Leben eines Bücherwurms | 203 | ||
| Wie man Informationen haltbar macht | 206 | ||
| Digitale Gravuren | 206 | ||
| Speicher organisieren | 210 | ||
| Die Eier legende Wollmilchsau | 214 | ||
| Ordnung muss sein: den Daten ihre Struktur | 219 | ||
| Von Stapeln und Feldern | 220 | ||
| Der Baum der Sucherkenntnis | 224 | ||
| Zeige mir deinen Nächsten | 229 | ||
| Welche Struktur ist die richtige? | 234 | ||
| Das Leben und die Einprägungen | 237 | ||
| Informationen einfangen | 238 | ||
| Informationen nutzen | 241 | ||
| Fazit | 245 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 245 | ||
| 6 Netze spinnen | 247 | ||
| Zusammen ist man weniger allein | 248 | ||
| Hallo Du: eine Leitung für zwei | 250 | ||
| Die Familie wächst: eine Leitung für mehrere | 254 | ||
| Von der Familie zur Gemeinschaft: Leitungen überbrücken | 258 | ||
| Netze vernetzen | 262 | ||
| Auf Routen von Netz zu Netz | 263 | ||
| Weltweite Anschriften | 266 | ||
| Die Stockwerke des Internets | 270 | ||
| Alles wächst zusammen | 273 | ||
| Von Kunden und Dienstleistern | 274 | ||
| Einer für alle, alle für einen | 278 | ||
| Der Weltcomputer | 282 | ||
| Zwischennetze in der Natur | 285 | ||
| Voller Netze: der Mensch | 285 | ||
| Gut vernetzt: der Ameisenstaat | 288 | ||
| Fazit | 291 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 292 | ||
| 7 Die Kunst der Darstellung | 293 | ||
| Die Welt in Nullen und Einsen | 294 | ||
| Was ist Information? | 294 | ||
| Von Zeichen und Codes | 297 | ||
| Grundlegende Darstellungsarten | 299 | ||
| Aufs Format kommt’s an | 301 | ||
| Biologische Codes | 306 | ||
| Heiße Luft | 308 | ||
| Wie viel Information steckt da drin? | 309 | ||
| Komprimierung: Wie man aus Daten die Luft rauslässt | 313 | ||
| Steganografie: Luft hinzufügen | 317 | ||
| Genetische Datenakrobatik | 320 | ||
| Geheimniskrämereien | 322 | ||
| Alter Wein in neuen Schläuchen: Verschlüsseln mit Schlüssel | 323 | ||
| Öffentlich Geheimnisse teilen | 330 | ||
| Wenn der eine nicht ohne den anderen kann: zweiteilige Schlüssel | 335 | ||
| Yin und Yang im Alltag: Public-Key-Kryptografie | 340 | ||
| Duftcodes – und wie sie gehackt werden | 344 | ||
| Fazit | 347 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 347 | ||
| 8 Denk! | 349 | ||
| Knifflige Probleme – bewährte Strategien | 350 | ||
| Von Verhaltensprogrammen und Verhaltensmustern | 351 | ||
| Wenn Informatiker Probleme haben | 353 | ||
| Der Weg ist das Ziel: Was es mit Algorithmen auf sich hat | 356 | ||
| Probieren geht über Studieren | 360 | ||
| Aus kleinen Lösungen werden große | 364 | ||
| Große Probleme in kleine zerlegen | 366 | ||
| Vom Rechenknecht zum Schlaumeier | 370 | ||
| Vom stereotypen zum intelligenten Verhalten | 370 | ||
| Lernen und Anpassungsfähigkeit | 373 | ||
| Spielen und Suche | 377 | ||
| Sprache und Kommunikation | 381 | ||
| Grenzen der Berechenbarkeit | 388 | ||
| Ich weiß, dass ich nichts weiß | 389 | ||
| Unentscheidbarkeit | 392 | ||
| Von praktischen und unpraktischen Algorithmen | 395 | ||
| P oder nicht P, das ist hier die Frage | 399 | ||
| Fazit | 406 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 407 | ||
| 9 Im Licht der Evolution | 408 | ||
| Vom Entstehen | 409 | ||
| Schicht für Schicht zur Komplexität | 409 | ||
| Gefahren lauern überall | 416 | ||
| Vom Entwickeln | 423 | ||
| Handwerk der Programmierung | 425 | ||
| Wie komplexe Software-Systeme gebaut werden | 432 | ||
| Vom Entdecken | 437 | ||
| Evolution verstehen | 437 | ||
| Evolution imitieren | 445 | ||
| Fazit | 450 | ||
| Zum Nach- und Weiterlesen | 450 | ||
| Epilog: Zur Biologie der Informatik | 452 | ||
| Die Natur der Informatik ist interdisziplinär | 452 | ||
| Dank | 454 | ||
| Stichwortverzeichnis | 457 |
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