Grundlagen der Informatik (I+II)

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1 Grundlagen der Informatik (I+II) Themen-Übersicht Dr. Stefan Bosse Universität Bremen

2 1. Informationen und Daten A) Darstellung und Verarbeitung von Informationen, Kodierung B) Zahlensysteme (Binär, Dezimal, Hexadezimal), Umrechnung C) Vorzeichenbehaftete Dualzahlen, Zweier-Komplement-Darstellung D) Arithmetische Operationen (Binärzahlen!) E) Reelle Zahlen (Gleit- udn Fließpunktdarstellung) F) Logische Werte, boolesche Funktionen, Logische Funktionen, Transistortechnologie G) Boolesche Algebra, Minimierung von Digitallogiksystemen, Gesetzte der booleschen Algebra für Termumformungen, Systematische Reduktion logischer Funktionen, KV-Diagramme H) Normalformen (disjunktiv, konjunktiv), Wakrheitstabellen I) Texte und Zeichenketten Seite 1 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II) 2. Komponenten und Aufbau eines Datenverarbeitungssystem A) Turing-Maschine, Defintion, Bandalphabet Aufbau, Arbeitsweise, Vor- und Nachteile B) Erweiteretes Turing-Modell: Register-Maschine Beispiel: VTURI C) Zentrale Recheneinheit, Peripherie, Ein- und Ausgabe D) Die von-neumann-architektur E) Der Mikroprozessor F) Aufbau und Funktionsweise der zentralen Recheneinheit G) Prinzip und Phasen der Befehlsausführung (Leitwerk, Rechenwerk) H) Befehlskodierung I) Bussysteme J) Kommunikationsschnittstellen (serielle und parallele, synchrone und asynchrone Datenübertragung) K) Datenspeicher (RAM/ROM, Haupt- und Sekundärspeicher) L) Aufbau eines Mikrokontrollers M) Harvard-Architektur im Vergleich zu von-neumann Seite 2 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II)

3 3. Betriebssysteme A) Aufgabe eines Betriebssystems(Abstraktion, Plattform für Anwendungsprogramme, Zuteilung von Betriebsmitteln, Bedienerschnittstelle) B) Prozesse Prozeßmodell als Abstraktion C) Prozeßverwaltung Multiprozeß-Systeme D) Prozeßzustände E) Speichermodell eines Prozesses Speichersegemente, Stack-, Text- Datensegment F) Prozeßverwaltung: der Scheduler, Prozeßtabelle G) Dateien und Dateisysteme, grundlegender Aufbau, Abbildung auf Datenspeicher (Festplatte) H) Grundaufbau des Minix-Dateisystems Seite 3 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II) 4. Programme und Programmiersprachen A) Spezifikation, Algorithmus, Programm B) Flußdiagramm C) Reaktive und nicht reaktive (funktionale) Programme D) Programmerstellung, Entwurfszyklus E) Programmiersprachen F) Klassifizierung von Programmiersprachen (Maschinesprache, höhere Programmiersprachen, imperative, funktionale, logische P.) G) Funktionen und Funktionale Sprachen, Funktionsparameter und Funktionsblock, Parameterübergabemechanismen (Wert- und Referenzaufruf) H) Ausdrücke & Funktionen I) Bedingte Ausdrücke J) Strukturieren durch Teilausdrücke K) Tupel von Ausdrücken L) Funktionen höhere Ordnung M) Rekursion Seite 4 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II)

4 4. Programme und Programmiersprachen N) Datenstrukturen, Produktbildung, Summenbildung, Arrays O) Variablen, Variablen in imperativen Sprachen und Zeigertypen P) Schleifen und Rückwirkung Q) Bedingte Schleife R) Zählschleife S) Programmiersprache C: Datentypen: INT, FLOAT, CHAR Zeichenketten (strings) Zusammengesetzte Datentypen Sequenzielle Ablaufsteuerung in imperativen Programmiersprachen Prozeduren und Funktionen Funktionsparameter und Funktionsblock Rekursion Anweisungen, Ausdrücke (arithmetische, logische und relationale Operatoren) Seite 5 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II) 5. Compiler: Analyse und Synthese von Programmen A) Ablauf und Phasen der Programmübersetzung B) Lexikalische Analyse C) Syntaktsiche Analyse D) Semantische Analyse, Symboltabelle E) Codeerzeugung, Synthese F) Optimierung, Konstantenfaltung, schleifeninvarianter Code, Ausdruckssubstitution, toter Code,... G) Binder, Lader und Bibliotheken H) Der GCC-Compiler Seite 6 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II)

5 6. Abstrakte Datentypen & Algorithmik A) Lineare Listen Sequenzielle Speicherung mit Feldern, Datenstrukturen Verkettete Speicherung (einfach, doppelt), Datenstrukturen Grundlegende Operationen (Algorithmik für Suchen, Einfügen und Löschen von Listenelementen) B) Stapel- und Schlangenspeicher (Programmstack, FIFO, Datenstrukturen, Operationen) C) Skip-Listen, Laufzeitanalyse D) Hash-Verfahren, Laufzeitanalyse E) Bäume Hash-Tabelle Hash-Funktion Operationen Adreßkollision, Management der Überläufer/Synonyme Grundlagen, Aufbau, Nomenklatur Vollständige Bäume, Rang, Ordnung Operationen mit Bäumen Binärbäume, Datenstrukturen, Baumstruktur, Balanzierung Seite 7 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II) 7. Sortierverfahren 1. Sortieren durch Auswahl 2. Sortieren durch Einfügen 3. Shell-Sort 4. Bubble-Sort 5. Divide-and-Conquer-Verfahren: Quicksort, Grundlagen des DaC-Verfahrens Seite 8 Dr. Stefan Bosse Grundlagen der Informatik (I+II)