Informatik 1. für Studiengänge Nachrichten-/Multimediatechnik und Mechatroniksysteme/Fahrzeugmechatronik. Wintersemester 2015/16

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1 Informatik 1 für Studiengänge Nachrichten-/Multimediatechnik und Mechatroniksysteme/Fahrzeugmechatronik Wintersemester 2015/16 Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Sobe Fakultät Informatik / Mathematik

2 Informatik-Ausbildung Die Grundlagenausbildung für Informatik findet in den Semestern 1 und 2 statt. Informatik 1 im 1. Semester, Wintersemester 2015/2016 Informatik 2 im 2. Semester, Sommersemester

3 Informatik 1 und 2 Inhalte Informatik 1 Grundlagen der Informatik Algorithmen und Programmierung in C Informatik 2 Objektorientierte Programmierung (C++) und fortgeschrittene Techniken 3

4 Informatik 1 Vorlesung: 3 SWS d.h. rein rechnerisch 1 ½ Doppelstunden je Woche zwei Vorlesungen in der ersten Woche (Montag und Mittwoch) eine Vorlesung in der zweiten Woche (Montag) Übung: 2 SWS eine Übungs-Doppelstunde je Woche zwei Termine wöchentlich für unterschiedliche Gruppen Bearbeitung der jeweils aktuellen Übungsblätter (siehe Webseite) 4

5 Informatik 1 - Prüfungsleistungen Während Vorlesungszeit im Wintersemester mit einem schriftlichen Test als Prüfungsvorleistung für Informatik 1 in der 9. Semesterwoche Termin: zur Vorlesungszeit, Mittwoch, , 90 min zum Bestehen sind 50% der erreichbaren Punkte nötig. es gibt insgesamt drei Versuche, d.h. zwei W/N-Termine In der Prüfungsperiode (Februar 2015) Prüfungsklausur 120 min Achtung: Eine Teilnahme an der Prüfung kann erst dann erfolgen, wenn die Prüfungsvorleistung erfolgreich erbracht wurde. 5

6 Informatik 2 Vorschau Informatik 2 im Sommersemester 2016 Hausarbeit als Prüfungsvorleistung Individuelles Computerprojekt, Lösung selbständig Leistungsnachweis durch Vorführung und Erklärung im Labor mit Terminfrist Prüfungsklausur 120 min im Prüfungszeitraum Juli 2016 Auch hier ist die Teilnahme an der Prüfung vom erfolgreichen Erbringen der Prüfungsvorleistung abhängig Die Module Informatik 1 und Informatik 2 bauen aufeinander auf. Sie sind bzgl. der Prüfungen aber nicht voneinander abhängig, d.h. Informatik 2 kann bestanden werden, auch wenn Informatik 1 noch nicht bestanden wurde. 6

7 Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben als PDF unter Bitte Informatik 1 für Ihren Jahrgang auswählen. Auf der verlinkten Webseite werden auch Termine, z.b. kurzfristige Änderungen bekannt gegeben Peter Sobe 7

8 1. Grundlagen der Informatik Grundelemente digitaler Systeme Boolesche Algebra / Aussagenlogik Organisation und Architektur von Rechnern Algorithmen, Darstellung von Algorithmen mit Struktogrammen und Programmablaufplänen Zahlensysteme und interne Informationsdarstellung 2. Programmierung in C Informatik 1 Inhalt 8

9 2. Programmierung in C Die Programmiersprache C Programmaufbau, Basisdatentypen, Ausdrücke und einfache Anweisungen, Steuerfluss-Konstrukte, Felder, Zeiger, Zeichenketten, Unterprogramme, Strukturen Überblick über Bibliotheksfunktionen C-Standardbibliothek, z.b. zur Ein-und Ausgabe, mathematische Funktionen, u.v.m. Speicherverwaltung und Datenstrukturen Datei Ein- und Ausgabe Bitlevel-Verarbeitung in C Informatik 1 Inhalt Vermischtes (wenn genügend Zeit verbleibt) u.a. Betriebssystem, Grafik- und Netzwerk-Programmierung 9

10 Literaturempfehlungen (1/2) Für grundlegende Konzepte und Überblickswissen: Schneider, U.; Werner, D. (Hrsg.): Taschenbuch der Informatik. Fachbuchverlag Leipzig mit Carl-Hanser-Verlag, 2007, ISBN für Algorithmierung und Programmierung: Harschneck, A.: Einführung in die Programmierlogik. 3. Auflage, Forkel Verlag, Wiesbaden, 1991, ISBN (Ausgiebige Darstellung von Programmbeispielen mit Struktogrammen) Schwarzenberg, E. : Struktogramme - Aufgaben und Lösungen zur Darstellung von Programmlogik. Franzis Taschenbuch Nr.299, Franzis Verlag 1990, ISBN Echtle, K.; Goedicke, M.: Lehrbuch der Programierung mit Java dpunkt.verlag, 2000, ISBN (trotz Bezug auf Programmiersprache Java sehr nützlich) 10

11 für Programmierung in C: Literaturempfehlungen (2/2) Kernighan, B. W.; Ritchie, D. M.: Programmieren in C, Carl Hanser Verlag/ Prentice Hall, verschiedene Auflagen, z. B. 1990, ISBN ISBN Sedgewick, R.: Algorithmen in C, Addison Wesley, 2. deutscher Nachdruck,1993, ISBN Erlenkötter, H.: C: Programmieren von Anfang an (Taschenbuch). rororo-verlag, 1999, ISBN Isernhagen, R.: Softwaretechnik in C und C++, Hanser Verlag, München, 2001, 1020 Seiten, 3. überarbeitete Auflage, ISBN

12 Einsatz programmierbarer Rechner Als Plattform zur Speicherung und Verarbeitung von Informationen (klassische EDV) Datenbanken Dokumentenspeichersysteme Informationsverarbeitung: ERP-Systeme, Warenwirtschaftssysteme, Bank-Software 12

13 Einsatz programmierbarer Rechner als Hilfsmittel beim Systementwurf, bei der Überwachung, bei der Leistungsdimensionierung Modellierung und Simulation Simulation elektronischer Systeme, z.b. Pspice Simulation Digitaler Logik, z.b. neue Schaltkreise werden vor ihrer Fertigung simuliert Konstruktionswerkzeuge, z.b. CAD, CAE Die Abbildung zeigt ein Simulations- Programm für digitale Schaltungen (Chipmunk, Log) 13

14 Einsatz programmierbarer Rechner Als Bestandteil von Produktionsanlagen /CAM Numerisch gesteuerte Werkzeuge Industrieroboter Halbleiterfertigung Die Abbildung zeigt einen Praktikumsroboter der Firma EPSON (Quelle: Webseite der HTW Dresden, Fakultät ET, Labore Industrieroboter & Fertigungsautomation 14

15 Einsatz programmierbarer Rechner als Bestandteil von Kommunikationssystemen Digitale Sprach- und Bildübertragung Software-defined Radio Vernetzte Automatisierungssysteme Sensornetze als Bestandteil mechatronischer Systeme Rechner (z.b. Signalprozessoren) zur Auswertung der Sensordaten Mikrocontroller zur Steuerung der Aktuatoren z.b. Industrieroboter, Steer-by-Wire-Systeme (Automobile, Baumaschinen, Schiffstechnik) 15

16 Spektrum programmierbarer Rechnersysteme Eingebettete Systeme Mobile Systeme Parallelrechner Chipkarte SPS Smartphone Spielconsole Server Netzwerke Mainframe Supercomputer Arbeitsplatzrechner PC Notebook 16