Hinweis:

Dieses Mikromodul erfordert gute Grundkenntnisse in Java, den sicheren Umgang mit einer IDE und Kenntnisse zum Einbinden von Softwarebibliotheken.

Es wendet sich an Leherene und Lernende in etwa im 3. Semester und bietet sich für die Fortsetzungsveranstaltungen der grundlegenenden Programmiermodule, also beispielsweise
Algorithmen und Datenstrukturen, Graphentheorie, und ähnliches.

Modulübersicht:

Das Modul „Energieeffizienz in der Informatik“ vermittelt grundlegendes und vertiefendes Wissen über das Thema Energie, Klima und CO₂. Die Teilnehmenden werden in die Lage versetzt, die Bedeutung von energieeffizientem Design und nachhaltiger Softwareentwicklung zu erkennen. Dieses Modul richtet sich an Studierende und Fachleute, die sich für die Umweltaspekte der Informatik interessieren und Lösungen zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks durch bewusste technische Entscheidungen entwickeln möchten. Des Weiteren werden Materialien zur Einbindung in Lehrveranstaltungen geboten.

Lernziele:

• Verständnis der grundlegenden Konzepte von Energieeffizienz in der Informatik.
• Analyse des Energieverbrauchs verschiedener Technologien und Plattformen.
• Entwicklung von energieeffizienten Softwarelösungen unter Berücksichtigung von Designprinzipien. 
• Reflexion über die Auswirkungen des Energieverbrauchs der IKT auf die Umwelt und die Rolle der Informatik in der Bekämpfung des Klimawandels.
• Lehrende können diese Materialien für ihre Veranstaltungen nutzen, aber es können auch interessierte Studierende dieses Mikromodul durcharbeiten und die Experimente durchführen.

Einführende Podcast-Episode

Das Modul startet mit einer speziellen Episode des Podcasts CS4F, in der Erik Dörnenburg als Gast   eingeladen ist. Dörnenburg, ein erfahrener Softwareentwickler und Head of Technology bei Thoughtworks, spricht über seine Ansätze zur Verbesserung der Energieeffizienz in der Softwareentwicklung. Er erläutert, wie einfaches Design und Softwarevisualisierung zur Reduzierung des Energieverbrauchs beitragen können, und teilt seine Erfahrungen aus verschiedenen Projekten, in denen er nachhaltige Softwarearchitekturen entwickelt hat. Diese Podcast-Episode gibt den Teilnehmenden einen praxisnahen Einstieg in das Thema und zeigt auf, wie technologische Entscheidungen direkte Auswirkungen auf die Energieeffizienz haben.

Einstieg:

Diese Folien geben einen Einstieg in die Fragen der energie-effizienten Software

Zu der Präsentation

Das Mikromodul wird durch ansprechende Illustrationen und visuelle Materialien unterstützt. Diese Ressourcen sind in einem universell nutzbaren Format (PDF, LaTeX und PPTX) verfügbar, sodass sie leicht in Präsentationen und weiterführende Studien integriert werden können. Die visuellen Materialien verdeutlichen komplexe Zusammenhänge und erleichtern das Verständnis der vermittelten Inhalte. Jede thematische Einheit des Moduls ist durch spezifische Folien begleitet, die die Kernpunkte hervorheben und den Lernprozess unterstützen.

Diese Version (als PPT) ist kürzer und stärker illustiert als die vertiefende Version.

Vertiefung:

Die längere Version umfasst 61 Folien und ist in LaTeX (hier als PDF). Inhaltlich wird damit der Vortrag zum wissenschaftlichen Hintergrund (hier als PDF) umgesetzt. Dieser Text beleuchtet die Rolle der digitalen Technologien und der Softwareentwicklung bei der Reduktion von CO₂-Emissionen und untersucht Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz im Alltag und in der IT-Infrastruktur. Es schlägt konkrete Maßnahmen vor, wie ressourcenschonende Softwareentwicklung, eine nachhaltige Nutzung von Geräten und die Förderung erneuerbarer Energien, um den Klimawandel zu adressieren.

Die LaTeX-Quellen sind unter Git verfügbar, siehe unten.

Experimente:

Verschiedene Ansätze zur Messung des Energieverbrauchs sollen von den Teilnehmenden zusammengetragen werden. Diese Methoden haben jeweils ihre spezifischen Vor- und Nachteile. Man  kann aus diesen verschiedenen Ansätzen zu wählen, da eine standardisierte Methode unter den aktuellen Bedingungen schwierig zu etablieren ist.
Diese Experimente erfordern die Entdeckung und Erprobung neuer Tools und Methoden, um die Energieeffizienz effektiv zu messen. Die Teilnehmenden sollen ermutigt werden, eigene Recherchen durchzuführen und möglicherweise bessere Lösungen zu finden.

Zu den Experimenten

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Die Quellen zu den Wissenschaftlichen Papieren, sowie die Original Bilder sind im Github zu finden: