Einleitung
1.1. Mehr als nur Geschwindigkeit

Bei Informatik geht es nicht nur um Geschwindigkeit. Nehmen wir einmal die folgenden beiden Rechner, um eine einfache Rechenaufgabe durchzuführen. Beide haben die gleichen Funktionalitäten (sie können dieselben Berechnungen durchführen) – doch welcher ist angenehmer in der Handhabung? Warum?

(Der Leitfaden enthält vielerlei interaktives Material wie dieses hier. Falls die Rechner nicht richtig funktionieren, muss eventuell ein neuerer Browser verwendet werden. Das interaktive Material dieses Leitfadens funktioniert in den meisten neueren Browsern, wobei Google Chrome am besten geeignet ist.)

Der in der Illustration rechts angezeigte Rechner ist langsamer, was frustrierend sein kann. Er hat jedoch eine attraktivere Benutzeroberfläche – die Tasten vergrößern sich, wenn der Mauszeiger darüber fährt, um die Benutzeraktionen hervorzuheben. Ist er dadurch einfacher zu bedienen? Gab es Probleme, weil die Tasten „C“ und „=“ so eng beieinander liegen?

Wie Benutzeroberflächen funktionieren ist zentraler Bestandteil der Informatik. Ästhetische Komponenten – bildlicher Ausdruck und Layout – sind zwar wichtig, doch die Psychologie menschlicher Interaktionen ist weitaus bedeutsamer. Nehmen wir beispielsweise an, die Dialogfeldtasten „OK“ und „Abbrechen“ wären gelegentlich im umgekehrter Reihenfolge angeordnet. Wir müssten stets aufpassen wie ein Luchs, bevor wir eine der Tasten anklicken, anstatt instinktiv vorgehen zu können, wie wir dies unzählige Male zuvor getan haben. Es gibt einige sehr einfache Grundsätze, die darauf beruhen, wie Menschen denken und vorgehen. Und diese Grundsätze können wir uns zunutze machen, um Systeme zu entwickeln, die Benutzer begeistern.

Skalierbare Software zu erschaffen ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Stellen wir uns einmal vor, wir hätten eine Websschnittstelle konstruiert und damit Tausende von Kunden angezogen. Alles läuft wunderbar, bis sich die Website von heute auf morgen exponentiell verbreitet und wir plötzlich Millionen von Kunden haben. Fährt sich das System fest, hat dies frustrierende Auswirkungen für die Benutzer, die auf eine Antwort warten, und wir stehen am nächsten Tag ohne Kunden da – sie haben sich alle dem System eines anderen Anbieters zugewandt. Ist unser Programm jedoch so ausgelegt, dass es sich derart großen Datenmengen flexibel anpassen kann, besteht das größte Problem eventuell darin, sich mit Kaufangeboten für das Unternehmen beschäftigen zu müssen!

Manche dieser Probleme können durch den Zukauf von Betriebseinrichtungen gelöst werden. Dies ist jedoch unter Umständen eine teure und unwirtschaftliche Option (nicht nur was die Kosten anbelangt, sondern auch die Auswirkungen auf die Umwelt, wie beispielsweise die durch die ineffiziente Verarbeitung verschwendete Energie). Das heutige Mobile Computing macht es mehr denn je erforderlich, Software schlank und effizient zu gestalten – hochleistungsfähige Programme verschlingen wertvolle Akku-Laufleistung und Verarbeitung und Speicher müssen sparsam eingesetzt werden, da sie sich auf die Größe, das Gewicht und sogar die Wärmeabgabe von Geräten auswirken.

Ist unser System erfolgreich und erfreut sich großer Beliebtheit, wird ziemlich bald jemand versuchen, in das System einzudringen, um wertvolle Kundendaten oder Passwörter zu stehlen. Wie also lassen sich Systeme so konzipieren, dass sie vor derartigen Angriffen geschützt sind und uns unsere Kunden mit ihren persönlichen Daten oder geschäftlichen Transaktionen vertrauen können?

All diese Fragen und mehr sind vom Gebiet der Informatik umfasst. Dieser Leitfaden soll an diese Konzepte heranführen, um eine bessere Vorstellung davon zu erhalten, ob eine berufliche Laufbahn auf diesem Gebiet erstrebenswert ist. Der Leitfaden ist auf Oberschulenniveau ausgerichtet und soll für einen umfassenden Überblick über das Gebiet sorgen und Lernende auf weitere eingehende Studien vorbereiten, um zu Experten zu werden.

Dazu haben wir das Thema Informatik in eine Reihe von Unterthemen wie Algorithmen, Mensch-Computer-Interaktion, Komprimierung, Kryptographie, Computergrafik und künstliche Intelligenz aufgeteilt, die weltweit in Lehrprogrammen anzufinden sind. Da all diese Themen miteinander verknüpft sind, ist es jedoch ratsam, auf die Zusammenhänge zu achten.

Dieser Leitfaden ist keine Liste von Fakten, die auswendig zu lernen sind oder kopiert und in Projekte eingefügt werden können! Er veranschaulicht in erster Linie Möglichkeiten – Aktivitäten, durch die die Themen auf interessante Weise nachvollzogen werden können. Wir werden auch nicht alle Themen bis ins Detail durchgehen, sondern Hinweise auf Websites und Bücher geben, die diese Themen ausführlich erläutern. Dieser Leitfaden soll genügend Hintergrundinformationen bereitstellen, um die Themen zu verstehen und diese sinnvoll einsetzen zu können.