Ein Computerlabor umfasst eine breite Palette von Informationstechnologie-Elementen, darunter Hardware, Software und Speichersysteme.

Informationstechnologie ( IT ) ist die Untersuchung und Nutzung von Computern , Telekommunikationssystemen und anderen Geräten zur Erstellung, Verarbeitung, Speicherung, zum Abruf und zur Übertragung von Informationen . [ 1 ] Der Begriff wird zwar häufig für Computer und Computernetzwerke verwendet , umfasst aber auch andere Technologien zur Informationsverbreitung wie Fernsehen und Telefon . Informationstechnologie ist eine Anwendung der Informatik und des Computer-Engineerings . [ 2 ] [ 3 ]

Ein Informationstechnologiesystem ( IT-System ) ist allgemein ein Informationssystem , ein Kommunikationssystem oder, genauer gesagt, ein Computersystem – einschließlich aller Hardware , Software und Peripheriegeräte –, das von einer begrenzten Gruppe von IT-Nutzern betrieben wird. Ein IT-Projekt bezeichnet üblicherweise die Inbetriebnahme und Implementierung eines IT-Systems. [ 4 ] IT-Systeme spielen eine entscheidende Rolle bei der effizienten Datenverwaltung, der Verbesserung von Kommunikationsnetzen [ 5 ] und der Unterstützung organisatorischer Prozesse in verschiedenen Branchen. Erfolgreiche IT-Projekte erfordern sorgfältige Planung und kontinuierliche Wartung, um optimale Funktionalität und die Übereinstimmung mit den Unternehmenszielen zu gewährleisten. [ 6 ] [ 7 ]

Obwohl Menschen seit der Entwicklung der frühesten Schriftsysteme Informationen speichern, abrufen, verarbeiten, analysieren und kommunizieren [ 8 ], tauchte der Begriff Informationstechnologie in seiner modernen Bedeutung erstmals 1958 in einem Artikel der Harvard Business Review auf . Die Autoren Harold J. Leavitt und Thomas L. Whisler bemerkten: „Die neue Technologie hat noch keinen einheitlichen Namen. Wir nennen sie Informationstechnologie (IT).“ [ 9 ] Ihre Definition umfasst drei Kategorien: Verarbeitungstechniken, die Anwendung statistischer und mathematischer Methoden zur Entscheidungsfindung und die Simulation höherer Denkprozesse durch Computerprogramme. [ 9 ]

Geschichte

Der Mechanismus von Antikythera , der als erster mechanischer Analogrechner gilt, stammt aus dem ersten Jahrhundert v. Chr.

Anhand der eingesetzten Speicher- und Verarbeitungstechnologien lassen sich vier verschiedene Phasen der IT-Entwicklung unterscheiden: die vormechanische (3000 v. Chr. – 1450 n. Chr.), die mechanische (1450 – 1840), die elektromechanische (1840 – 1940) und die elektronische (1940 bis heute). [ 8 ]

Die ersten Ideen der Informatik wurden vor den 1950er Jahren am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Harvard University erwähnt , wo man über Computerschaltungen und numerische Berechnungen diskutierte und erste Überlegungen anstellte. Im Laufe der Zeit wurde das Gebiet der Informationstechnologie und der Informatik komplexer und konnte immer größere Datenmengen verarbeiten. Wissenschaftliche Artikel wurden von verschiedenen Organisationen veröffentlicht. [ 10 ]

Mitte des 20. Jahrhunderts zählten Alan Turing , J. Presper Eckert und John Mauchly zu den Pionieren der frühen Computertechnologie. Während sich ihre Hauptbemühungen auf die Entwicklung des ersten Digitalrechners konzentrierten, begann Turing auch Fragen zur künstlichen Intelligenz aufzuwerfen. [ 11 ]

Geräte zur Unterstützung von Berechnungen werden seit Jahrtausenden eingesetzt, vermutlich zunächst in Form eines Kerbholzes . [ 12 ] Der Mechanismus von Antikythera , der etwa auf den Beginn des 1. Jahrhunderts v. Chr. datiert wird, gilt allgemein als der früheste bekannte mechanische Analogrechner und als der früheste bekannte Getriebemechanismus. [ 13 ] Vergleichbare Getriebegeräte tauchten in Europa erst im 16. Jahrhundert auf, und erst 1645 wurde der erste mechanische Rechner entwickelt, der die vier Grundrechenarten ausführen konnte. [ 14 ]

Nachbildung des Zuse Z3 im Deutschen Museum in München ausgestellt . Der Zuse Z3 ist der erste programmierbare Computer.

Elektronische Computer , die entweder Relais oder Elektronenröhren verwendeten , kamen Anfang der 1940er Jahre auf. Der elektromechanische Zuse Z3 , fertiggestellt 1941, war der weltweit erste programmierbare Computer und nach heutigen Maßstäben eine der ersten Maschinen, die als vollständige Rechenmaschine gelten können . Während des Zweiten Weltkriegs entwickelte Colossus den ersten elektronischen Digitalrechner zur Entschlüsselung deutscher Nachrichten. Obwohl er programmierbar war , war er nicht universell einsetzbar, da er nur für eine einzige Aufgabe ausgelegt war. Er konnte sein Programm auch nicht im Speicher ablegen; die Programmierung erfolgte durch Stecker und Schalter, die die interne Verdrahtung veränderten. [ 15 ] Der erste erkennbar moderne elektronische Digitalrechner mit gespeichertem Programm war der Manchester Baby , der am 21. Juni 1948 sein erstes Programm ausführte. [ 16 ]

Die Entwicklung von Transistoren in den späten 1940er Jahren bei den Bell Laboratories ermöglichte die Konstruktion einer neuen Computergeneration mit deutlich reduziertem Stromverbrauch. Der erste kommerziell erhältliche speicherprogrammierbare Computer, der Ferranti Mark I , enthielt 4050 Transistorröhren und hatte eine Leistungsaufnahme von 25 Kilowatt. Im Vergleich dazu verbrauchte der erste transistorisierte Computer, der an der Universität Manchester entwickelt wurde und im November 1953 betriebsbereit war, in seiner endgültigen Version nur 150 Watt. [ 17 ]

Zu den weiteren Durchbrüchen in der Halbleitertechnologie zählen der von Jack Kilby bei Texas Instruments und Robert Noyce bei Fairchild Semiconductor im Jahr 1959 erfundene integrierte Schaltkreis (IC) , die Oberflächenpassivierung von Siliziumdioxid durch Carl Frosch und Lincoln Derick im Jahr 1955 [ 18 ] , die ersten planaren Siliziumdioxid-Transistoren von Frosch und Derick im Jahr 1957 [ 19 ] , die MOSFET- Demonstration durch ein Team der Bell Labs [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] , das Planarverfahren von Jean Hoerni im Jahr 1959 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] und der von Ted Hoff , Federico Faggin , Masatoshi Shima und Stanley Mazor bei Intel im Jahr 1971 erfundene Mikroprozessor . Diese wichtigen Erfindungen führten in den 1970er-Jahren zur Entwicklung des Personalcomputers (PC) und zum Aufkommen der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT). [ 27 ]

Laut dem „National Westminster Bank Quarterly Review“ wurde der Begriff Informationstechnologie 1984 neu definiert als „die Konvergenz von Telekommunikations- und Computertechnologie (…in Großbritannien allgemein als Informationstechnologie bekannt)“. Ab 1990 taucht der Begriff dann erstmals in Dokumenten der Internationalen Organisation für Normung (ISO) auf. [ 28 ]

Technologische Innovationen haben die Welt im 21. Jahrhundert revolutioniert, da die Menschen Zugang zu verschiedenen Online-Diensten erhalten haben. Dies hat die Arbeitswelt drastisch verändert, denn 30 Prozent der US-amerikanischen Arbeitnehmer waren bereits in diesem Bereich tätig. 136,9 Millionen Menschen hatten einen persönlichen Internetanschluss , was 51 Millionen Haushalten entsprach. [ 29 ] Parallel zum Internet wurden weltweit neue Technologien eingeführt, die die Effizienz steigerten und vieles erleichterten.

Mit der technologischen Revolution in der Gesellschaft konnten Millionen von Prozessen in Sekundenschnelle abgewickelt werden. Innovationen in der Kommunikation waren von entscheidender Bedeutung, da die Menschen zunehmend auf Computer angewiesen waren, um über Telefonleitungen und Kabelnetze zu kommunizieren. Die Einführung der E-Mail galt als revolutionär, da „Unternehmen in einem Teil der Welt per E-Mail mit Lieferanten und Abnehmern in einem anderen Teil der Welt kommunizieren konnten…“. [ 30 ]

Computer und Technologie haben auch die Marketingbranche revolutioniert und zu einem deutlichen Anstieg der Käuferzahlen geführt. Allein im Jahr 2002 gaben Amerikaner über das Internet Waren im Wert von über 28 Milliarden US-Dollar aus, während der E-Commerce ein Jahrzehnt später einen Umsatz von 289 Milliarden US-Dollar erzielte. [ 30 ] Da Computer täglich leistungsfähiger werden, finden sie auch immer größere Verbreitung, da die Menschen im 21. Jahrhundert zunehmend auf sie angewiesen sind.

Datenverarbeitung

Ferranti Mark I Computer-Logikplatine

Elektronische Datenverarbeitung oder Geschäftsinformationsverarbeitung bezeichnet die Nutzung automatisierter Verfahren zur Verarbeitung von Geschäftsdaten. Typischerweise werden dabei relativ einfache, sich wiederholende Tätigkeiten eingesetzt, um große Mengen ähnlicher Informationen zu verarbeiten. Beispiele hierfür sind: Aktualisierungen von Lagerbeständen, Banktransaktionen in Kundenstammdaten, Buchungs- und Ticketingvorgänge im Reservierungssystem einer Fluggesellschaft sowie die Abrechnung von Versorgungsleistungen. Der Zusatz „elektronisch“ oder „automatisch“ wurde insbesondere um 1960 in Verbindung mit „Datenverarbeitung“ (DP) verwendet, um die manuelle Datenverarbeitung von der computergestützten zu unterscheiden. [ 31 ] [ 32 ]

Lagerung

In frühen Computern wurden Lochstreifen zur Speicherung und Darstellung von Daten verwendet .

Frühe elektronische Computer wie Colossus nutzten Lochstreifen , lange Papierstreifen, auf denen Daten durch eine Reihe von Löchern dargestellt wurden – eine heute veraltete Technologie. [ 33 ] Die elektronische Datenspeicherung, wie sie in modernen Computern verwendet wird, geht auf den Zweiten Weltkrieg zurück, als eine Art Verzögerungsleitungsspeicher entwickelt wurde, um Störungen in Radarsignalen zu unterdrücken . Die erste praktische Anwendung war die Quecksilber-Verzögerungsleitung. [ 34 ] Das erste digitale Speichermedium mit Direktzugriff war die Williams-Röhre , die auf einer Standard -Kathodenstrahlröhre basierte . [ 35 ] Die darin und im Verzögerungsleitungsspeicher gespeicherten Informationen waren jedoch flüchtig, da sie ständig aktualisiert werden mussten und somit bei Stromausfall verloren gingen. Die früheste Form der nichtflüchtigen Datenspeicherung war die Magnettrommel , die 1932 erfunden [ 36 ] und im Ferranti Mark 1 , dem weltweit ersten kommerziell erhältlichen Allzweck-Computer, verwendet wurde. [ 37 ]

Das IBM-Kartenlager befand sich 1959 in Alexandria, Virginia. Hier lagerte die US-Regierung Lochkarten .

IBM stellte 1956 die erste Festplatte als Komponente seines Computersystems 305 RAMAC vor. [ 38 ] : 6 Die meisten digitalen Daten werden heute noch magnetisch auf Festplatten oder optisch auf Medien wie CD-ROMs gespeichert . [ 39 ] : 4–5 Bis 2002 wurden die meisten Informationen auf analogen Geräten gespeichert , doch in diesem Jahr übertraf die digitale Speicherkapazität erstmals die analoge. Im Jahr 2007 wurden fast 94 % der weltweit gespeicherten Daten digital gespeichert: [ 40 ] 52 % auf Festplatten, 28 % auf optischen Geräten und 11 % auf digitalen Magnetbändern. Schätzungen zufolge wuchs die weltweite Speicherkapazität für Informationen auf elektronischen Geräten von weniger als 3  Exabyte im Jahr 1986 auf 295 Exabyte im Jahr 2007 [ 41 ] , was einer Verdopplung etwa alle drei Jahre entspricht. [ 42 ]

Datenbanken

Datenbankmanagementsysteme (DBMS) entstanden in den 1960er Jahren , um das Problem der genauen und schnellen Speicherung und des Abrufs großer Datenmengen zu lösen. Ein frühes System dieser Art war IBMs Information Management System (IMS) [ 43 ] , das auch mehr als 50 Jahre später noch weit verbreitet ist [ 44 ] . IMS speichert Daten hierarchisch [ 43 ] , doch in den 1970er Jahren schlug Ted Codd ein alternatives relationales Speichermodell vor, das auf Mengenlehre und Prädikatenlogik sowie den bekannten Konzepten von Tabellen, Zeilen und Spalten basiert. 1981 veröffentlichte Oracle das erste kommerziell erhältliche relationale Datenbankmanagementsystem (RDBMS) [ 45 ] .

Alle Datenbankmanagementsysteme (DMS) bestehen aus Komponenten; sie ermöglichen den gleichzeitigen Zugriff vieler Benutzer auf die gespeicherten Daten unter Wahrung der Datenintegrität. [ 46 ] Allen Datenbanken ist gemeinsam, dass die Struktur der enthaltenen Daten in einem Datenbankschema definiert und getrennt von den Daten selbst gespeichert wird . [ 43 ]

Ende der 2000er-Jahre etablierte sich die Extensible Markup Language (XML) als beliebtes Format zur Datendarstellung. Obwohl XML-Daten in herkömmlichen Dateisystemen gespeichert werden können , werden sie üblicherweise in relationalen Datenbanken abgelegt , um deren robuste Implementierung zu nutzen, die sich durch jahrelange theoretische und praktische Forschung bewährt hat. [ 47 ] Als Weiterentwicklung der Standard Generalized Markup Language (SGML) bietet die textbasierte Struktur von XML den Vorteil, sowohl maschinen- als auch menschenlesbar zu sein . [ 48 ]

Übertragung

Funktürme am Aussichtspunkt Pine Hill

Die Datenübertragung umfasst drei Aspekte: Übertragung, Ausbreitung und Empfang. [ 49 ] Sie lässt sich grob in Rundfunk , bei dem Informationen unidirektional in Richtung Downstream übertragen werden, und Telekommunikation mit bidirektionalen Upstream- und Downstream-Kanälen unterteilen. [ 41 ]

Seit den frühen 2000er Jahren wird XML zunehmend als Mittel zum Datenaustausch eingesetzt, [ 50 ] insbesondere für maschinenorientierte Interaktionen, wie sie beispielsweise bei weborientierten Protokollen wie SOAP vorkommen , [ 48 ] wobei „Daten während der Übertragung und nicht ruhende Daten“ beschrieben werden. [ 50 ]

Manipulation

Hilbert und Lopez identifizieren das exponentielle Tempo des technologischen Wandels (eine Art Mooresches Gesetz ): Die anwendungsspezifische Rechenleistung von Maschinen pro Kopf verdoppelte sich zwischen 1986 und 2007 etwa alle 14 Monate; die Rechenleistung der weltweiten Allzweckrechner pro Kopf verdoppelte sich in denselben zwei Jahrzehnten alle 18 Monate; die globale Telekommunikationskapazität pro Kopf verdoppelte sich alle 34 Monate; die weltweite Speicherkapazität pro Kopf benötigte etwa 40 Monate für eine Verdopplung (alle 3 Jahre); und die pro Kopf verbreitete Rundfunkinformation verdoppelte sich alle 12,3 Jahre. [ 41 ]

Täglich werden weltweit riesige Datenmengen gespeichert, doch solange diese nicht effektiv analysiert und präsentiert werden können, verbleiben sie im Wesentlichen in sogenannten Datengräbern: „Datenarchiven, die selten besucht werden“. [ 51 ] Um dieses Problem anzugehen,  entstand Ende der 1980er Jahre das Gebiet des Data-Mining  – „der Prozess der Entdeckung interessanter Muster und Erkenntnisse aus großen Datenmengen“ [ 52 ] . [ 53 ]

Dienstleistungen

E-Mail

Eine Frau verschickt eine E-Mail an einem öffentlichen Computer in einem Internetcafé .

Die IT-Technologie und -Dienste ermöglichen das Senden und Empfangen elektronischer Nachrichten (auch „Briefe“ oder „elektronische Briefe“ genannt) über ein verteiltes (auch globales) Computernetzwerk. Hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise ähnelt E-Mail im Wesentlichen der herkömmlichen (Papier-)Post und übernimmt sowohl Begriffe (wie Post, Brief, Umschlag, Anhang, Paket, Zustellung usw.) als auch charakteristische Merkmale wie einfache Handhabung, geringe Übertragungsverzögerungen und ausreichende Zuverlässigkeit, jedoch ohne Zustellgarantie. Die Vorteile von E-Mail sind: leicht verständliche und einprägsame Adressen im Format Benutzername@Domänenname (z. B. jemand@beispiel.com); die Möglichkeit, sowohl Klartext als auch formatierte und beliebige Dateien zu übertragen; die Unabhängigkeit der Server (diese kommunizieren in der Regel direkt miteinander); die ausreichend hohe Zuverlässigkeit der Nachrichtenzustellung; und die einfache Handhabung durch Menschen und Programme.

Zu den Nachteilen von E-Mails gehören: das Phänomen des Spam (massive Werbung und virale E-Mails); die theoretische Unmöglichkeit der garantierten Zustellung einer bestimmten E-Mail; mögliche Verzögerungen bei der Nachrichtenzustellung (bis zu mehreren Tagen); Beschränkungen hinsichtlich der Größe einer einzelnen Nachricht und der Gesamtgröße der Nachrichten im Postfach (persönlich für den Benutzer).

Suchsystem

Ein Suchsystem ist ein Software- und Hardwarekomplex mit einer Weboberfläche, der die Suche nach Informationen im Internet ermöglicht. Eine Suchmaschine ist üblicherweise eine Website, die die Benutzeroberfläche (das Frontend) des Systems bereitstellt. Der Softwareteil einer Suchmaschine ist die Suchmaschine selbst – eine Reihe von Programmen, die die Funktionalität einer Suchmaschine bereitstellen und in der Regel ein Geschäftsgeheimnis des Entwicklerunternehmens darstellen. Die meisten Suchmaschinen suchen Informationen auf Websites im World Wide Web , einige Systeme können aber auch Dateien auf FTP-Servern, Artikel in Online-Shops und Informationen in Usenet-Newsgroups durchsuchen. Die Verbesserung der Suche ist eine der Prioritäten des modernen Internets (siehe den Artikel „Deep Web“ zu den Hauptproblemen bei der Funktionsweise von Suchmaschinen).

Kommerzielle Auswirkungen

Unternehmen im Bereich der Informationstechnologie werden oft pauschal als „Technologiesektor“ oder „Technologieindustrie“ bezeichnet. [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] Diese Bezeichnungen können mitunter irreführend sein und sollten nicht mit „Technologieunternehmen“ verwechselt werden. Letztere sind in der Regel große, gewinnorientierte Konzerne, die Verbrauchertechnologie und Software vertreiben. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht sind IT-Abteilungen meist Kostenstellen . Kostenstellen sind Abteilungen oder Mitarbeiter, die innerhalb eines Unternehmens Ausgaben verursachen, anstatt Gewinne oder Einnahmen zu generieren. Moderne Unternehmen sind für ihren täglichen Betrieb stark auf Technologie angewiesen. Daher werden die Ausgaben für Technologien, die ein effizienteres Arbeiten ermöglichen, üblicherweise als „normale Geschäftskosten“ betrachtet. IT-Abteilungen erhalten von der Geschäftsleitung Mittel und müssen versuchen, die gewünschten Ergebnisse innerhalb des Budgets zu erzielen. Staat und Privatwirtschaft mögen unterschiedliche Finanzierungsmechanismen haben, die Grundprinzipien sind jedoch weitgehend dieselben. Ein oft übersehener Grund für das rasante Interesse an Automatisierung und künstlicher Intelligenz ist der ständige Druck, mit weniger Ressourcen mehr zu erreichen. Dadurch öffnet die Automatisierung die Tür, zumindest einige kleinere Abläufe in großen Unternehmen zu übernehmen.

Viele Unternehmen verfügen heute über IT-Abteilungen zur Verwaltung der Computer , Netzwerke und anderer technischer Bereiche ihrer Geschäftstätigkeit. Unternehmen haben zudem versucht, die IT durch eine BizOps- oder Business-Operations-Abteilung in die Geschäftsergebnisse und Entscheidungsfindung zu integrieren. [ 57 ]

Im geschäftlichen Kontext definiert die Information Technology Association of America Informationstechnologie als „das Studium, den Entwurf, die Entwicklung, die Anwendung, die Implementierung, den Support oder die Verwaltung computerbasierter Informationssysteme“. [ 58 ] Zu den Aufgaben derjenigen, die in diesem Bereich arbeiten, gehören Netzwerkadministration, Softwareentwicklung und -installation sowie die Planung und das Management des Technologielebenszyklus einer Organisation, in dessen Rahmen Hardware und Software gewartet, aktualisiert und ersetzt werden.

Informationsdienste

Der Begriff Informationsdienste wird etwas ungenau auf eine Vielzahl von IT-bezogenen Dienstleistungen angewendet, die von kommerziellen Unternehmen [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ] sowie von Datenbrokern angeboten werden .

  • Beschäftigungsverteilung in den USA im Bereich Computer-Systemdesign und verwandte Dienstleistungen, 2011[62]
    Beschäftigungsverteilung in den USA im Bereich Computer-Systemdesign und verwandten Dienstleistungen, 2011 [ 62 ]
  • Beschäftigung in der Computersystem- und designbezogenen Dienstleistungsbranche in den USA, in Tausend, 1990–2011[62]
    Beschäftigung in der Computersystem- und designbezogenen Dienstleistungsbranche in den USA, in Tausend, 1990–2011 [ 62 ]
  • US-Berufswachstum und Lohnentwicklung im Bereich Computer-Systemdesign und verwandte Dienstleistungen, 2010–2020[62]
    US-Berufswachstum und Lohnentwicklung im Bereich Computersystemdesign und verwandte Dienstleistungen, 2010–2020 [ 62 ]
  • Prognostizierte prozentuale Veränderung der Beschäftigung in ausgewählten Berufen im Bereich Computer-Systemdesign und verwandte Dienstleistungen in den USA, 2010–2020[62].
    Prognostizierte prozentuale Veränderung der Beschäftigung in ausgewählten Berufen im Bereich Computer-Systemdesign und verwandten Dienstleistungen in den USA, 2010–2020 [ 62 ].
  • US-Prognostizierte durchschnittliche jährliche prozentuale Veränderung der Produktion und Beschäftigung in ausgewählten Branchen, 2010–2020[62].
    Prognostizierte durchschnittliche jährliche prozentuale Veränderung der Produktion und Beschäftigung in ausgewählten Branchen der USA, 2010–2020 [ 62 ]

Ethik

Das Gebiet der Informationsethik wurde in den 1940er Jahren von dem Mathematiker Norbert Wiener begründet. [ 63 ] : 9 Zu den ethischen Problemen im Zusammenhang mit der Nutzung von Informationstechnologie gehören unter anderem: [ 64 ] : 20–21

IT-Projekte

Untersuchungen legen nahe, dass IT-Projekte in Unternehmen und der öffentlichen Verwaltung leicht ein beträchtliches Ausmaß erreichen können. Eine von McKinsey in Zusammenarbeit mit der Universität Oxford durchgeführte Studie ergab, dass die Hälfte aller großen IT-Projekte (mit anfänglichen Kostenschätzungen von 15 Millionen US-Dollar oder mehr) häufig die Kosten nicht im Rahmen des ursprünglichen Budgets hielten oder nicht termingerecht abgeschlossen wurden. [ 65 ]

Siehe auch

Referenzen

Zitate

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Weiterführende Literatur