Falls du die Frage in der Überschrift mit sowas wie „Öh, WLANs einrichten, Viren entfernen und Office-Kram machen, glaub ich.“ beantworten würdest und dich schonmal gewundert hast, warum manch Informatiker keine Lust hat, genau diese Sachen für dich zu tun, obwohl du ihn doch mit „Das ist doch das, was du gelernt hast und dir Spaß macht.“ motivieren wolltest, ist dieser Artikel wie für dich geschrieben. 😉

Informatiker haben von Computern nur so viel Ahnung wie Astrophysiker von Teleskopen, Tischler von Stichsägen, Köche von Backöfen, Biologen von Mikroskopen oder Mathematiker von Tafeln, Zirkeln, Papier und Bleistift. Es sind jeweils nur Werkzeuge, die zwar als Mittel zum Zweck dienen, mit denen man sich aber nicht notwendigerweise darüber hinaus beschäftigt.

Ursprünglich geht es in der Informatik nämlich um die Automatisierung der Verarbeitungen von Informationen und Berechnungen, und die Grundlagen dafür wurden schon lange bevor es elektronische Computer gab entwickelt.

Informatik ist zunächst wie die Mathematik eine Strukturwissenschaft. In der Praxis angewandt hilft sie oft dabei, langweilige Arbeit anzunehmen. Im mechanischem Umherschieben und Verrechnen von Daten sind Computer extrem schnell und zuverlässig, sodass viele Dinge in der Praxis ohne sie nicht möglich wären. Die Tatsache, dass Computer immer schneller werden, ist also Voraussetzung für die Umsetzung vieler Ideen.

Ein Bit ist die kleinste Informationseinheit. Es kann nur die Werte 0 und 1 annehmen. Aus 8 Bits wird ein Byte zusammengesetzt, das eine Zahl repräsentiert. Buchstaben (und somit auch Wörter, Sätze, ganze Romane) werden ebenfalls intern als Zahlen dargestellt. Jedes Byte, dass beispielsweise beim Surfen über das Internet verschickt wird, könnte auch manuell per Brieftaubeneule auf Zetteln herumgeschickt werden, und alle weiteren Vorgänge könnten ebenfalls manuell durchgeführt werden. Man kann eine Turingmaschine auf diese Art bauen, es würde aber ziemlich lange dauern bis der hauseigene Zeichner einem die Website, die man sehen will, zusammengepinselt hätte. 😉

Außerhalb der Forschung, also in der Anwendung, ist die Informatik nicht mehr so wissenschaftlich mathematisch rein. Als Softwareentwickler baut man Dinge, die irgendeinen Zweck erfüllen sollen. Unreinheit kann dabei durch abstruse Kundenwünsche, Deadlines, der Forderung nach Effizienz (Nutzen mit wenig Aufwand (auf Seite des Entwicklers und der Hardware!)) usw. entstehen. Manchmal weiß man gewisse Dinge auch einfach nicht sicher. Bei Schnittstellen zu closed source software muss man sich darauf verlassen, dass das Spezifizierte genau erfüllt wird. Man kann nicht alles selbst nachvollziehen, und wenn etwas fremdes fehlerhaft läuft, kann man nicht einfach reingucken, woran es liegt, und den Fehler beheben.

Aber unabhängig davon, ob die Software oder die Funktion, die man implementiert, mit fremder (freier oder unfreier) oder eigenen Software-Modulen zusammenarbeitet, hat man trotzdem meistens immer verschiedene Abstraktions-ebenen. Erst das macht es möglich, sehr komplexe Vorgänge zu überblicken. Wenn man gerade in einer dieser Ebenen denkt, muss man sich nicht darum kümmern, wie die Ebenen darunter, die man benutzt, funktionieren, solange sie das tun, was sie sollen. Teilweise werden die verschiedenen Ebenen sogar in unterschiedlichen Programmiersprachen realisiert.

Zusammen mit anderen Aspekten des zu lösenden Problems ergibt sich daraus übrigens, dass es nicht „die beste Programmiersprache“ gibt, sondern die Eignung einer solchen immer davon abhängt, was man mit ihr vor hat.

Doch unabhängig von Sprache und Ebene, in der man gerade denkt, lernt man schnell, dass wenn man etwas nur irgendwie ans Laufen bekommt ohne es verstanden zu haben, es einem meistens früher oder später um die Ohren fliegt. Auch wenn man Fehler versteht und drin lässt, weil man denkt, dass die entsprechende Situation eh nicht eintreten wird; also lieber direkt elegant (d.h. simpel) zuendedenken. 😉 Manchmal war etwas auch mal ordentlich, wurde dann oft geändert und braucht nun ein Redesign, da die Chance, dass es bei weiteren Änderungen in sich zusammenfällt, immer weiter steigt. Technologische Schulden zu machen muss nicht jeden mal die falsche Entscheidung sein. Man sollte sich ihrer aber zumindest bewusst sein.

Klar ist Programmierung nicht jedermanns Sache, aber manchmal versteht man etwas erst wirklich wenn man es mal selbst gemacht hat. Falls du also wissen möchtest, wie soetwas praktisch ansatzweise aussieht, ist der folgende Abschnitt hoffentlich das Richtige für dich. Wir entwickeln zusammen ein Programm, dass das klassische Kinderspiel „Fizzbuzz„, anhand dessen Kinder Division üben können/sollen, (imperativ) umsetzt.
Es soll von 1 bis 100 hochgezählt werden, wobei alle Zahlen, die durch 3 teilbar sind, durch das Wort „Fizz“, alle durch 5 teilbare Zahlen durch „Buzz“ und Zahlen, die durch 3 und 5 teilbar sind, durch „FizzBuzz“ ersetzt werden:

1, 2, Fizz, 4, Buzz, Fizz, 7, 8, Fizz, Buzz, 11, Fizz, 13, 14, FizzBuzz, 16, 17, Fizz, 19, Buzz, Fizz, 22, 23, Fizz, Buzz, 26, Fizz, 28, 29, FizzBuzz, 31, 32, Fizz, 34, Buzz, Fizz, ...

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Algorithmus zu entwickeln, der solch eine Ausgabe erzeugt, einer davon sieht im Pseudo-Code wie folgt aus:

Zähler = 1
Solange der Zähler nicht größer als 100 ist, mache folgendes:
    Wenn der Zähler durch 3 und durch 5 teilbar ist:
        Schreibe "FizzBuzz".
    ansonsten:
        Wenn der Zähler durch 3 teilbar ist:
            Schreibe "Fizz".
        Wenn der Zähler durch 5 teilbar ist:
            Schreibe "Buzz".
        Wenn der Zähler weder durch 3 noch durch 5 teilbar ist:
            Schreibe den Wert des Zählers
    Schreibe ", "
    erhöhe Zähler um 1

Hier sieht man auch gut, wie wir nur auf unserer speziellen Abstraktions-Ebene bleiben.
Wie der Computer Zahlen intern repräsentiert, wie er feststellt, ob eine Zahl durch eine andere teilbar ist, und wie er Dinge auf dem Bildschirm ausgibt, interessiert uns momentan gar nicht. Wir benutzen diese Funktionen einfach.

Zur Veranschaulichung hier das ganze nochmal als Programmablaufplan (Den Zähler habe ich „Z“ genannt, der senkrechte Strich „|“ steht für „ist Teiler von“, das auf dem Kopf gelandete U „∩“ bedeutet „und“ und die rosa Rauten sind verzweigende „wenn->dann“-Abfragen.):
In einer echten Programmiersprache (hier Python) könnte das ganze dann so aussehen:

import sys
for i in range(1, 101):
    if i % 15 == 0:
        sys.stdout.write('FizzBuzz')
    elif i % 3 == 0:
        sys.stdout.write('Fizz')
    elif i % 5 == 0:
        sys.stdout.write('Buzz')
    else:
        sys.stdout.write(str(i))
    sys.stdout.write(', ')

In Echt würde man das Ganze eventuell allgemeingültiger machen (andere Teiler, andere Ersetzungswörter usw.), aber vom Grundprinzip her funktionieren auch größere Projekte ähnlich. Ein Teil der Kunst dabei ist es, komplexe Aufgaben in kleine einfachere Teilprobleme zu zerlegen. Um das gut zu können, lernt man verschiedene design patterns, Idiome usw.

Interessant an dieser Tätigkeit finde ich persönlich unter anderem, dass man trotz Wiederverwendung bereits bestehender Algorithmen doch immer wieder auf Probleme stößt, für die es so noch keine fertige Lösung gibt, und über die man erstmal wieder nachdenken muss, bis einem dann (manchmal aus heiterem Himmel, z.B. unter der Dusche) plötzlich eine Idee kommt.

Und auch wenn die Suche nach Fehlern manchmal frustrierend sein kann, kann das Gefühl, in Quellcode durch Logik eine komplexe Welt erschaffen zu haben, die sich genau so verhält, wie man sich das vorgestellt hatte, schon recht erfreulich sein. 🙂

Zusätzlich mag ich, dass die Arbeit als Entwickler Kreativität bei der Lösungssuche erfordert, und viel Abwechslung bieten kann. Man programmiert ja nicht nur, sondern hat auch noch genug andere Dinge zu tun (siehe Softwaretechnik). Und selbst sehr gute, erfahrene und vielseitige (Software-)Entwickler können bei Weitem nicht alles schon kennen und sind in vielen Bereichen immer noch Anfänger. Außerdem besteht der Alltag in diesem Beruf aus weitaus mehr als der eigentlichen Programmierung, die ich hier hauptsächlich beschrieben habe. Ebenfalls viel Zeit verbringt man mit Planung, Analyse, Kommunikation und anderem Management-Kram.

Ebenso wie andere Wissenschaften und Ingenieursdisziplienen, durchdringt auch die Informatik sehr viele Bereiche, in denen sie nicht direkt offensichtlich ist. Du kannst ja einfach mal über den Artikel „Computer science“ aus der englischen Wikipedia drüberscrollen und nur die Bildchen angucken. Schon allein das sollte eine Vorstellung der Vielfalt vermitteln. Die einzelnen Zweige sind wechselseitig voneinander abhängig und entwickeln sich gemeinsam.

Unser Umgang mit Informationen, die Art der Fähigkeiten, die gefragt sind, und die generellen Möglichkeiten, die wir haben, haben sich unter anderem durch die Informatik in den letzten Jahrzehnten sehr stark verändert. Ich freue mich darauf, zu sehen, was in der nächsten Zeit für weitere neue Ideen entstehen, denn kaum eine Branche entwickelt sich so rasant, wie die IT. Und ich hoffe auch, dass ich weiterhin Spaß daran haben werde als Softwareentwickler meinen (wenn auch infinitesimal kleinen) Teil dazu beizutragen. 🙂