Computersysteme -- Ebenbilder Der Natur?: Ein Vergleich Der Informationsverarbeitung

ISBN-13: 9783642476518 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 238 str.

Claudia Borchard-Tuch

Opis

Wir leben im Zeitalter der Information und glauben, da wir mit dem Computer etwas vollig Neues erfunden haben. Seit Millionen von Jahren bilden sich jedoch in der Natur informationsverarbeitende Systeme, deren Komplexitat die von Menschen geschaffene bei weitem ubertrifft. Worin unterscheiden und worin ahneln sich biologische und kunstliche Informationssysteme? Die Autorin geht dieser Frage nach und vergleicht in vier spannenden Teilen des Buches: - die biologischen Zellen und zellularen Automaten und ihre Art des Informationsaustausches; - naturliche und Softwareinfektionen und die Bekampfungsmethoden mit Abwehrmechanismen des Korpers oder Virensuchprogramms; - den genetischen Code und die genetischen Algorithmen, die einen Evolutionsproze zu simulieren versuchen; -sowie das Gehirn mit seinen komplexen Strukturen und die Neuronalen Netze, die nur ein vereinfachtes Abbild seiner Funktionen imitieren konnen.

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Information ist überall.- 1.2 Aspekte des Informationsaustauschs.- 1.3 Übersicht über das Folgende.- 2 Zelle und Computer.- 2.1 Die Zelle.- 2.1.1 Die Umwelt.- 2.1.2 Der Informationsaustausch zwischen Zellen.- 2.1.3 Kommunikationsmoleküle.- 2.1.4 Die Informationsverarbeitung einer Zelle.- 2.1.5 Schlußfolgerung.- 2.2 Der Automat.- 2.2.1 Was ist ein endlicher Automat?.- 2.2.2 Die Informationsaufnahme eines endlichen Automaten.- 2.2.3 Die Informationsverarbeitung eines endlichen Automaten.- 2.2.4 Zelluläre Automaten.- 2.2.5 Die Informationsverarbeitung eines zellulären Automaten.- 2.2.6 Nachbarschaftliche Beziehungen.- 2.2.7 Das Spiel des Lebens.- 2.2.8 Wie das Spiel des Lebens einen Computer nachbildet.- 2.2.9 Wie ein Computer einen zellulären Automaten nachbildet.- 2.3 Computer.- 2.3.1 Die Hardware.- 2.3.2 Zelle und Computer.- 2.3.3 Das Lösen von Problemen.- 2.3.4 Die Zeit.- 3 Information und Infektion.- 3.1 Was ist eine Infektion?.- 3.2 Die Informationsspeicher: Lebende Eindringlinge.- 3.2.1 Würmer.- 3.2.2 Bakterien.- 3.2.3 Wie Bakterien genetische Informationen übertragen.- 3.2.4 Viren.- 3.3 Die Informationsaufnahme: Das Eindringen der Schädlinge.- 3.3.1 Die Haut als Schutzwall.- 3.4 Die Informationsverarbeitung: Der Kampf gegen die Eindringlinge.- 3.4.1 Das Immunsystem.- 3.4.2 Das angeborene Immunsystem.- 3.4.3 Das erworbene Immunsystem.- 3.4.4 Die B-Zell-Abwehr.- 3.4.5 Die T-Zell-Abwehr.- 3.4.6 Das Zusammenspiel der Abwehrkräfte.- 3.5 Computer und Infektion.- 3.5.1 Computer-Würmer.- 3.5.2 Trojaner.- 3.5.3 Computer-Viren.- 3.6 Die Informationsaufnahme: Das Eindringen der Softwareanomalien.- 3.6.1 Schutzwälle.- 3.7 Die Informationsverarbeitung: Der Kampf gegen die Softwareanomalien.- 3.7.1 Vorbeugende Abwehrmaßnahmen.- 3.7.2 Überprüfung und Beeinflussung des Menschen.- 3.8 Abschließende Betrachtungen.- 4 Der genetische Code.- 4.1 Vom Nichtwissen zur Information: Die Entstehung genetischer Informationen.- 4.2 Die Weitergabe genetischer Informationen.- 4.3 Evolutionäre Algorithmen: Entstehung und Weitergabe genetischer Informationen mittels Computerprogrammen.- 4.4 Die Übersetzung genetischer Informationen.- 4.4.1 Der genetische Code.- 4.4.2 Der Informationsfluß zum Protein.- 4.4.3 Regulationsmechanismen.- 4.5 Die Übersetzung von Informationen im Computer.- 4.6 Linguistische Theorien.- 5 Neuronale Informationsverarbeitung.- 5.1 Evolution: Die Entstehung von informationsverarbeitenden Systemen.- 5.2 Das Neuron: die Informationsverarbeitung.- 5.3 Kommunikationsmuster.- 5.4 Anatomie des Gehirns: Makroskopisch sichtbare Informationssysteme.- 5.5 Gedächtnis: Die Speicherung von Informationen.- 5.5.1 Kurzzeit- und Langzeitgedächtnis.- 5.5.2 Neuronale Mechanismen des Gedächtnisses.- 5.6 Von natürlichen zu künstlichen Neuronalen Netzwerken.- 5.6.1 Die Geschichte der Neuronalen Netze.- 5.6.2 Der Aufbau Neuronaler Netze.- 5.6.3 Lernen: Wie nehmen Neuronale Netze Informationen auf?.- 5.6.4 Gedächtnis: Wie speichern Neuronale Netze Informationen?.- 5.7 Abschließende Betrachtungen.- Bildquellennachweis.- Sachwort- und Personenverzeichnis.

O autorze

Dr. med. Dipl.-Inf. Claudia Borchard-Tuch hat Medizin und Informatik studiert. Sie ist heute als freie Dozentin an verschiedenen Fortbildungseinrichtungen tätig.