24.7 Vom Problem zur Quantenmechanik

 

Problem -> Algorithmus Wir gehen von einem Problem aus, dessen Lösung man mit einem Rechner modellieren will. Egal ob es sich dabei um Datenbanken für Unternehmen, Geldtransfers per Datenleitung oder Internet, um eine Simulationen komplexer Zusammenhänge oder die Steuerung von Roboter im weitesten Sinne handelt, die Modellierung und die Realisierung in der Welt eines Rechners, verlangt eine algorithmische Aufarbeitung des Problems. Die weite Verbreitung der Rechner in der wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Welt, verlangt also von denen, die Problemlösungsstrategien entwerfen, Fähigkeiten im algorithmischen Denken. Hier sind Informatiker, aber nicht nur Informatiker gefragt.
Algorithmus -> Programmtext Informatiker, hier genauer Programmierer sind gefragt, wenn der entworfene Algorithmus in den Quelltext einer Programmiersprache umgesetzt werden soll. Wer in diesem Bereich arbeitet, muss mehrere Programmiersprachen beherrschen. Informatiker und immer mehr auch Linguisten  werden gebraucht, neue an die Algorithmen und an die menschlichen Sprache angepasste Programmiersprachen zu entwerfen.
Programmtext -> lauffähiges Programm Um einen, in einer Programmiersprache formulierter Algorithmus auf einem Rechner "laufen lassen" zu können, muss der Quelltext von einem Interpreter interpretiert oder von einem Compiler compiliert werden. Interpreter- und Compilerbau ist Aufgabe des Informatikers. Um seiner Aufgabe effizient und effektiv erfüllen zu können, muss er sich nicht nur in Computersprachen auskennen, sondern auch in der Rechnerarchitektur.
lauffähiges Programm -> Mikroprogramm Um noch näher an das Herz des Rechner heranzukommen, muss man die Mikroprogrammierung beherrschen, ein für einen Windowsrechner compiliertes Programm wird von einem Pentium I -Rechner anders verwaltet, als von einem Pentium III - Rechner. Auch hier ist wieder der Informatiker gefragt. Unschwer ist zu erkennen, dass das Berufsbild des Informatikers nicht einheitlich ist. Mittlerweile gibt es eine breite Auffächerung im Betätigungsfeld.
Mikroprogramm -> Gatter Wir sind beim Speicher und beim Prozessor angekommen; wir sind im Reich der logischen Schaltungen. Eine Reihe unterschiedlicher Gatter (=Mikroschaltungen, die man als logische Bausteine interpretieren kann. Mikroelektroniker und Informatiker arbeiten auf diesem Gebiet der Speicher- und Rechnerarchitektur.
Gatter -> Transistor Wir verlassen immer mehr das "Reich des Informatikers" und tauchen ein in die Welt des Elektronikers und Physikers. Um Gatter in ihrer Funktionsweise verstehen zu können, oder gar neue komplexere Gatter herstellen und konstruieren zu können, muss man sich in der Welt der Transistoren insbesondere der Feldeffekttransistoren auskennen.
Transistor - > Halbleiter Und weiter, die Effekte von Transistoren kann man wiederum nur verstehen, wenn man als Physiker die Halbleiter, allgemeiner, wenn man die Festkörperphysik studiert hat und beherrscht. Zur Zeit forschen Physiker, ob man elektronische Schalter nicht durch optische Schalter ersetzen kann. Anstelle des el. Halbleiters treten dann sog. Photonische Kristalle. Energieeinsatz und Volumen würden bei weiterer Geschwindigkeitssteigerung, minimiert.
Halbleiter -> Atomphysik u. QM Halbleiter und auch Photonische Kristalle versteht man nur, wenn man sich in der QM (Quantenmechanik) gut auskennt. Wir sind also bei einem Arbeitsgebiet der "Theoretischen Physikern" angelangt.
  Ein zu weites Feld also, wenn man alles bis ins Detail kennen will. Der Informatiker, der Physiker schränkt sich ein, muss aber sich hinreichend gut in den angrenzenden Nachbargebieten auskennen.
Sieht man noch die Notwendigkeit der Vermarktung des Produktes (des Informatikers oder Physikers), ist leicht einzusehen, dass der Informatiker sich in betriebswirtschaftlichen und wirtschaftswissenschaftlichen Zusammenhängen auskennen sollte und in Zukunft Kenntnisse im Marketingbereich und insbesondere im Internetmarketingbereich von großem Nutzen sein werden. Das Vermarkten in einer globalen Welt, verlangt schließlich auch Kompetenzen in Präsentation, fremden Kulturen und Fremdsprachen.
 
zu 24.8 Funktionsweise des Feldeffektransistors
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