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Informatics - The science of minimal systems with maximal complexity

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iconZusammenfassungen

Andreas SchwillWhat do the painter Yves Klein, the sculptor Richard Serra, the composer Terry Riley, the techno DJ Paul van Dyk, the Volkswagen cars and any informatician have in common?
They try to get the maximum out of the the minimum, i.e. they wish to create most diverse and complex pictures, sculptures, pieces of music, artworks, collections of car models, or informatics systems out of the smallest possible reservoirs of combinators operating on few colors, shapes, notes, rhythms, car components, or basic informatics objects.
For an informatician it is a fundamental idea of computer science to search for, define, analyze, and operate with construction kits consisting of small sets of basic building blocks and a small number of operations to combine the building blocks to larger objects. While the construction kit is mostly simple, it often defines a vast and very complex field that consists of all possible objects that can be built from the building blocks by using any (finite) sequence of combinations of operators. This idea affects and structures many areas of computer science. We present examples from several fields, among them are
  • imperative, functional, and predicative programming languages,
  • computable functions,
  • Turing and register machines,
  • Boolean functions,
  • data types,
  • VLSI,
  • characterizations of formal languages, and
  • algorithmic paradigms,
  • along with examples from other sciences.
How can informatics lessons profit from this observation? On the one hand, if lessons are oriented towards a fundamental idea, the idea may explain, structure, and integrate many different informatics subjects and phenomena by a single recurring scheme. On the other hand, since an idea like the construction kit principle also belongs to the sphere of everyday thinking, students already have a basic intuition of the concept which may enhance their understanding when entering any of the fields where the idea applies.
We conclude with some examples of totally inverse situations, where complicated construction kits appear in everyday life while the fields they define are more or less simple, and shortly discuss possible social consequences.
Von Andreas Schwill an der Veranstaltung SEC III im Text Informatics - The science of minimal systems with maximal complexity (2002)

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Personen
KB IB clear
Jerome S. Bruner, Umberto Eco, Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, Andreas Schwill, John Vlissides

Begriffe
KB IB clear
Criterion of SenseCriterion of Sense, Criterion of TimeCriterion of Time, Fundamentale Ideen, Fundamentale Ideen der Informatik, Horizontal CriterionHorizontal Criterion, Informatikcomputer science, Komplexitätcomplexity, Kunst, Mathematikmathematics, Vertical CriterionVertical Criterion, Wirtschafteconomy, Wissenschaftscience
icon
Bücher
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1960The Process of Education (Jerome S. Bruner) 2, 3, 3, 4, 4, 7, 5, 6, 2, 3, 4, 8611582176
1994Die Suche nach der vollkommenen Sprache (Umberto Eco) 2000
1995    Design Patterns (Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) 5, 1, 1, 2, 2, 1, 2, 5, 3, 3, 3, 4421343808
icon
Texte
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1993    Fundamentale Ideen der Informatik (Andreas Schwill) 10, 7, 9, 8, 4, 6, 7, 1, 9, 10, 9, 145450144746

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LokalAuf dem WWW Informatics - The science of minimal systems with maximal complexity: Full Paper as PDF-File (lokal: PDF, 31 kByte; WWW: Link OK 2017-06-28)

iconExterne Links

Auf dem WWW Folien des Beitrages für die o.g. Konferenz: Da die Folien einige interessante Elemente enthalten, wurden sie auf Nachfrage zur Verfügung gestellt. Danke ( WWW: Link OK 2017-06-28)

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