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Informatik

Die Informatik als Wissenschaft hat zwei voneinander unabhängige Wurzeln, das wissenschaftliche Rechnen (Mathematik) mit programmierbaren Rechenautomaten bzw. Computern (ab ca. 1945) einerseits und die maschinelle Verarbeitung von Daten (ab ca. 1890) andererseits, die erst spät zusammenfanden (um 1955 gerätetechnisch, ab 1967 für Datenbanken). Das in Europa gebräuchliche Kunstwort "Informatik", das 1962 in Frankreich aus dem Zusammenzug von Information und Automatik geschaffen wurde, deckt beides in Theorie und Anwendung ab, ebenso wie der britische Terminus Information Technology (IT), während das in den USA übliche Begriffspaar Computer Science und Data Processing noch heute auf die beiden Wurzeln hinweist.

Von der Hollerith-Maschine zum Computer

Die maschinelle Datenverarbeitung begann mit der in den 1880er Jahren entwickelten Hollerith-Maschine, mit welcher Lochkarten elektromechanisch ausgewertet werden konnten. Sie wurde für die amerikanische Volkszählung von 1890 eingesetzt und blieb anfänglich auf einzelne Grossbetriebe beschränkt. So richtete 1928 die Rentenanstalt in Zürich mit Geräten des Norwegers Fredrik Rosing Bull für Versicherungsanwendungen eine Lochkartenabteilung ein. Der breite Durchbruch der Büroautomation (Büro) erfolgte erst nach 1960, als auch für die Datenverarbeitung Computer zum Einsatz kamen (Elektronische Datenverarbeitung = EDV). Seither gehört die Schweizer Wirtschaft zu den intensivsten Informatikanwenderinnen weltweit (Informatisierung, Digitale Gesellschaft) .

Der programmierbare Rechenautomat Z4 an der ETH Zürich, 1950 (ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv).
Der programmierbare Rechenautomat Z4 an der ETH Zürich, 1950 (ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv). […]

Seit Jahrhunderten wurden beim numerischen Rechnen (Zahlenrechnen) für Einzeloperationen (Addition usw.) neben Papier und Bleistift auch Geräte eingesetzt (Abakus, Rechenschieber, mechanische Rechenmaschine). Aber erst der programmierbare Rechenautomat bzw. der Computer revolutionierte das numerische Rechnen, weil er Zwischenresultate speichern und eine beliebig lange, programmierte Folge von Operationen selbstständig ausführen kann. Infolge dieser spezifischen Eigenschaften des Computers liessen sich fortan auch grössere Probleme mit einer Vielzahl von Rechenoperationen erstmalig angehen (wissenschaftliches Rechnen, Ingenieurberechnungen, Simulationen). Die ersten Rechenautomaten, die auch wirklich funktionierten, wurden kurz vor und während des Zweiten Weltkriegs durch Forscherteams in den USA sowie völlig isoliert davon durch einen einzelnen Ingenieur in Deutschland, Konrad Zuse, gebaut.

Forschung und Ausbildung der Fachleute

In der Schweiz erfolgte 1948 an der ETH Zürich die Gründung des Instituts für Angewandte Mathematik durch Eduard Stiefel. Dieser schickte 1949 seine Oberassistenten Heinz Rutishauser und Ambros Speiser im Hinblick auf einen eigenen Computerbau zu den Pionieren in die USA. Gleichzeitig nahm er Verbindung zu Zuse auf; er konnte von diesem den im Krieg beschädigten Rechenautomaten Z4 reparieren lassen und mietweise 1950 nach Zürich holen. Die ETH verfügte damit als erste kontinentaleuropäische Hochschule 1950-1955 über einen programmierbaren Rechenautomaten und das Institut für angewandte Mathematik erlebte eine Phase der Hochblüte in drei Richtungen: Stiefel sowie Rutishauser erforschten neuartige numerische Rechenmethoden, Rutishauser entwickelte neue Programmiermethoden und -sprachen (1951 Konzept des Compilers) und Speiser konstruierte die voll dezimal arbeitende Elektronische Rechenmaschine der ETH (Ermeth).

Auch an anderen Schweizer Universitäten wuchs um 1960 das Interesse am numerischen Rechnen (Charles Blanc an der EPUL bzw. ETH Lausanne; Ernst Peter Billeter in Freiburg; Hans Künzi in Zürich); neue Gebiete wie Operations Research und Statistik kamen dazu. Ausserhalb der Hochschulen beschränkte sich die Informatikforschung jahrzehntelang auf wenige Einrichtungen und Unternehmen wie das von Speiser ab 1956 aufgebaute IBM-Forschungslabor in Rüschlikon, den Konzern Brown Boveri & Cie., die Europäische Organisation für Kernforschung (CERN) bei Genf und das Ubilab der Schweizerischen Bankgesellschaft bzw. der UBS in Zürich (1984-2000). Zudem siedelten sich 2004 bzw. 2010 das Forschungszentrum von Google und das Disney Research Lab in Zürich an.  Informatikforschungsleistungen aus der Schweiz mit weltweiter Resonanz waren die Programmiersprache Pascal des ETH-Professors Niklaus Wirth (1970) und das World Wide Web (Internet), das der Brite Tim Berners-Lee und der Belgier Robert Cailliau 1989-1990 am CERN entwickelt hatten.

Lehrplan des Masterlehrgangs in Informatik des akademischen Jahres 2018/2019 an der École polytechnique fédérale de Lausanne. Ausschnitt eines Screenshots. Französische Version von ic.epfl.ch/informatique, konsultiert am 22. November 2018 (École polytechnique fédérale de Lausanne).
Lehrplan des Masterlehrgangs in Informatik des akademischen Jahres 2018/2019 an der École polytechnique fédérale de Lausanne. Ausschnitt eines Screenshots. Französische Version von ic.epfl.ch/informatique, konsultiert am 22. November 2018 (École polytechnique fédérale de Lausanne). […]

Die Schweizer Informatikforschung stand früh auf hohem Niveau, aber damals wie heute auf schmalem Fundament, weil in der Schweiz eine eigentliche Informatikindustrie fehlt. Die Nutzung der Informatik war hierzulande aber immer breit und intensiv. Der Anteil der direkten Informatikanwender unter sämtlichen Berufstätigen erreichte 1980 8%, 2000 aber schon 58%. Deren Informatikmittel wurden von Berufswechslern betreut (1980 ca. 80'000, 2000 ca. 110'000 Personen), denn die Ausbildung von  Informatikerinnen und Informatikern im Hauptberuf blieb lange ein Stiefkind der tertiären Bildungsstufe. Erst 1976 wurde die Informatik an der Universität Genf  ein Hauptstudienfach; die meisten Schweizer Hochschulen einschliesslich der beiden Eidgenössischen Technischen Hochschulen und einige Technika (heute Fachhochschulen) führten ab ca. 1980 entsprechende Ausbildungsgänge ein, rund zehn Jahre später als vergleichbare Institutionen im benachbarten Ausland. Ab 1993 wurde auch die Berufslehre Informatik angeboten, mit anfänglich rasch steigenden Absolventenzahlen (1950 im Jahr 2005); diese Zahl wurde aber später nie mehr erreicht. Über alle Schweizer Ausbildungswege (Hochschulen, Berufslehre, höhere Fachausbildungen) kamen  2010-2018 jährlich nur etwa 4000 gut ausgebildete Informatiker auf den Arbeitsmarkt, während pro Jahr etwa 8000 Personen aus dem Beruf ausschieden. Die Nachfrage am Arbeitsmarkt deckten daher weiterhin viele Zuwanderer aus dem Ausland sowie Berufswechsler.

Informatik an Schulen

Bereits in den 1970er Jahren fanden initiative Gymnasiallehrkräfte Zugang zu Computern in Hochschulen oder in Rechenzentren von Industrie und Verwaltung, an denen sie ihren Schülerinnen und Schülern die Faszination des Computerprogrammierens vorführten. Um 1980 erschien der Personalcomputer, und Schulen begannen, eigene Computerzimmer einzurichten. Bis 1985 boten über 90% aller Schweizer Gymnasien Einführungen in das Programmieren an. Angesichts der genannten Entwicklung und der stetig wachsenden Bedeutung der Informatik in Privatwirtschaft und Verwaltung verlangte die Erziehungsdirektorenkonferenz 1986  in allen Gymnasien (Sekundarstufe II) eine obligatorische Einführung ins Programmieren. Noch während der Einführungszeit dieser Neuerung beschloss die Erziehungsdirektorenkonferenz 1994 einen Umbau aller gymnasialen Lehrpläne; die "Informations- und Kommunikations­technologien" wurden in diesem Zusammenhang als sogenanntes Pflichtfach eingestuft. Letzteres entwickelte sich aber bald zu einem blossen Kurs für Informatik­anwendungen, also für Textverarbeitung, Tabellenkalkulation und Surfen im Internet. Die echte Informatik, namentlich das Programmieren, blieb vorderhand auf der Strecke.

Die Aufwertung der Informatik zum vollwertigen Gymnasialfach gelang erst im nächsten Anlauf in zwei Schritten. 2008 wurde Informatik als Ergänzungsfach zugelassen, was die Ausbildung von stufengerechten Informatiklehrkräften bedingte. 2017 erhob die Erziehungsdirektorenkonferenz schliesslich die Informatik zum obligatorischen Fach für alle.

Eine Informatikstunde im Computerzimmer der Kantonsschule Glarus. Fotografie, 17. Mai 2018 (KEYSTONE / Gaëtan Bally, Bild 344262416).
Eine Informatikstunde im Computerzimmer der Kantonsschule Glarus. Fotografie, 17. Mai 2018 (KEYSTONE / Gaëtan Bally, Bild 344262416). […]

In Schulen der Primar- und der Sekundarstufe I stehen Informatikmittel seit den 1990er Jahren in verschiedensten Formen im Einsatz, allerdings noch nicht in allen Schulhäusern. Die Bandbreite reichte von einzelnen Computern im Klassenzimmer über die Nutzung von Computerzimmern und  die leihweise Abgabe von Computern bis zum Konzept des "bring your own device", seit Tablets bereits unter den grösseren Schulkindern verbreitet sind. Die Geräte dienen primär als Informationslieferant, für die Klassenkommunikation und zum Spielen, aber nur selten auch als Programmierplattform. Politische Diskussionen (Lehrplan 21), kommunale Budgetfragen (wer bezahlt die Computer für die Schülerinnen und Schüler?) und die teilweise noch schwache Informatikkompetenz der Lehrerschaft erschweren die Entwicklung.

Quellen und Literatur

  • Schwarz, Hans Rudolf: "The Early Years of Computing in Switzerland", in: Annals of the History of Computing, 3, 1981, S. 121-132.
  • ​​​​​Speiser, Ambros P.: "38 Jahre Informatik in der Schweiz", in: Bulletin SEV/VSE. Fachzeitschrift und Verbandsinformationen von Electrosuisse und VSE, 78, 1987, S. 3-7.
  • Zehnder, Carl August: "Informatik-Allgemeinbildung. Wieviel und welche Informatik brauchen Maturanden?", in: Gymnasium Helveticum. Zeitschrift für die Schweizerische Mittelschule, 57, 2000, Nr. 3, S. 12-16.
  • Museum für Kommunikation (Hg.): Loading History. Computergeschichte(n) aus der Schweiz = Loading History. Chronique(s) de l'informatique en Suisse, 2001.
  • Zehnder, Carl August: "Eine neue Wissenschaft erkämpft sich ihren Platz. Der Weg zum eigenen Studiengang Informatik an der ETH Zürich", in: Betschon, Franz; Betschon, Stefan; Schlachter, Willy (Hg.): Ingenieure bauen die Schweiz. Technikgeschichte aus erster Hand, Bd. 1, 2013, S. 492-500.