BERUFSREIFEPRÜFUNG INFORMATIK. Kursbeginn: 09. März mailme: Telefon: 0660/ mehr Chancen im Leben

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1 BERUFSREIFEPRÜFUNG INFORMATIK Kursbeginn: 09. März 2009 Kursleiter: Peter Reichholf Mag. mailme: Telefon: 0660/ mehr Chancen im Leben

2 Lehrplan für den Fachbereich INFORMATIK im Rahmen der Berufsreifeprüfung TEILBEREICH Grundlagen der Datenverarbeitung: Daten und Datenträger: Begriff der Datenverarbeitung, Daten einschließlich Programme (Arten und ihre Darstellung, Codes), Systematik der Datenträger EDV-System: Funktion und Aufbau der Bestandteile, Betriebsarten, Anwendungsbereiche. Zusammenwirken von Hard- und Software, virtuelle Systeme, Netzwerke, Multimedia Zahlensysteme: Boolsche Algebra, aussagenlogische Verknüpfungen, Übertragung von Sachverhaltsdarstellungen im Deutschen in aussagenlogische Symbolik und umgekehrt, Wahrheitsfunktionen, Tautologien, Kontradiktionen und erfüllbare Sätze. Einsetzung und Ersetzung, Junktorenbasen und Normalformen, Vereinfachung aussagenlogischer Ausdrücke. Daten und Datenträger: Periphere Geräte und Hilfsmaschinen zur Erfassung und Ordnung von Daten. Homomorphismen: Isomorphismus, Epimorphismus Schaltalgebra: Anwendung der Aussagenlogik auf Schaltkreise, Gatterdarstellung, Flip-Flops, Schieberregister, Addierwerke und Zähler. Programmiersprachen: Übersicht, Merkmale, Anwendungsbereiche, Meta- und Objektsprache, Syntaktische Beschreibungsmethoden von Programmiersprachen. Syntaxanalyseverfahren für Sprachen. Grundlagen der Prädikaten- und mehrwertigen Logik. TEILBEREICH Betriebliche Organisation Betriebswirtschaft: Zweck und Aufgaben der Wirtschaft, Wirtschaftsordnungen und Markt; Betrieb, Unternehmung, Firma; Arten der Betriebe; Faktoren der Erstellung von Sach- und Dienstleistungen; branchenspezifische Besonderheiten. Betriebsführung: Grundlagen und Führungstechnik. Organisation: Aufbau- und Ablauforganisation. Der Organisationsprozess Methoden und Techniken (Planung, Durchführung, Kontrolle). Rechnersystem- und Einsatzplanung. Betrieblichen Leistungsbereiche- Materialwirtschaft: Beschaffung (einschließlich Kaufvertrag), Lagerhaltung, Logistik. 2

3 Stundenplan Datum von bis Haus Raum 1 Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 SG Di :00 22:00 SG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG 111 Ostern 6 Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG 111 Pfingsten 13 Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG 111 Sommerferien 19 Di :00 22:00 IG 111 Reserve 20 Di :00 22:00 IG 111 Reserve 21 Di :00 22:00 IG 111 Sommerferien 22 Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG Di :00 22:00 IG 111 Summe: 160E Reserve: 10E Schriftliche Matura mündliche Matura 3

4 Einleitung Der Kurs INFORMATIK wird eine Einführung in die Informatik sein. Das gleichnamige Buch Einführung in die Informatik von Prof. Dr. Heinz Peter Gumm und Prof. Dr. Manfred Sommer in der 8., vollständig überarbeiteten Auflage 2009 wird als Arbeitsgrundlage verwendet. Das Buch ist teilweise online Eventuelle weitere Unterrichtsmaterialen werden noch erstellt und sollen in einer Mappe gesammelt werden. Erste Einheit am Organisatorisches - Vorstellungsrunde Interessensaustausch - Überblick Lehrplan - Vorstellung des Buches: Einführung in die Informatik von Gumm et al - Einführung o 1.1 Was ist Informatik: Einteilung o 1.2 Information und Daten o 1.3 Informationsdarstellung o 1.4 Zahlendarstellung 4

5 2. Einheit ASCII-Code - Bsp. ASCII - Logik Einf. - Zahlendarstellung - Hardware ASCII-Code Erweiterung: 5

6 Beispiel 1 Das Wort 'Buch' stellt sich im ASCII-Code folgendermaßen dar: Binär: Hexadezimal: binär hexadezimal Lösung ASCII-ART \ / (o o),~~~ooo~~(_)~~~~~~~~~, Please don't feed the TROLL! '~~~~~~~~~~~~~~ooo~~~' ooo Ooo Beispiel 2 ASCII-HEX-Code: 0x2E 0x3A 0x7C 0x20 0x48 0x65 0x75 0x74 0x65 0x20 0x68 0x61 0x62 0x65 0x6E 0x20 0x77 0x69 0x72 0x20 0x70 0xC3 0xBC 0x6E 0x6B 0x74 0x6C 0x69 0x63 0x68 0x20 0x62 0x65 0x67 0x6F 0x6E 0x6E 0x65 0x6E 0x20 0x7C 0x3A 0x2E Lösung: Beispiel 3 Umwandlung der negativen Dezimalzahl 4 in die Zweierkomplementdarstellung unter Verwendung von 8 binären Stellen. 1. Vorzeichen ignorieren und ins Binärsystem umrechnen: 2. Invertieren: 3. Eins addieren:,;::\::\,'/' `/'`/ _\,: '.,-'.-':. -./"' : : :\/, ::.,: ; ; :- :" (.`-*'o*',); \.. ` `---'`' / `:._..- _.',;. `. /"' \ ::. ) : : " ( \ :.(_, : ; \'`-'_/ / `..., _,', : `,,--.;` '..--. /;' "' ; '..--. )) \:. ( ) ))' SSt`-'- Beispiel = 1 )/ "-,--c_ \L..'._O )_,-. _.+ _ \..--( / a:f `\.-''.-' \ ( \_ `''' `\ /\ ') 6

7 Multiplikation (wikipedia) Auch die Multiplikation ist in der Zweierkomplementdarstellung im Rahmen von Multiplizierwerken möglich und stellt insbesondere in der digitalen Signalverarbeitung eine Grundfunktion dar. Für die schaltungstechnische Realisierung von Multiplizierwerken gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bei einem Parallelmultiplizierer wird das Produkt durch eine Vorzeichenerweiterung, Stellenverschiebung und anschließende Addition gebildet. Die einzelnen Summanden müssen dabei immer auf die Produktlänge vorzeichenerweitert werden. (Bei negativen Zahlen vorne mit Einsen auffüllen. Bei positiven Zahlen vorne mit Nullen auffüllen.) Bei zwei Faktoren zu je 4 Bit Länge ist das Produkt maximal 8 Bit lang. Oder allgemein: Für n Bit breite Faktoren ist das Produkt 2 n Bit lang und alle Teilsummanden müssen auf diese Länge vorzeichenerweitert werden. An der Operation 7 3 in Zweierkomplementdarstellung soll dies verdeutlicht werden: 1001 (entspricht dezimal der Zahl 7) 1101 (entspricht dezimal der Zahl 3) ====== (1001 1, um null Stellen nach links verschoben und mit Vorzeichenerweiterung) (1001 0, um eine Stelle nach links verschoben und mit Vorzeichenerweiterung) (1001 1, um zwei Stellen nach links verschoben und mit Vorzeichenerweiterung) (1001 1, um drei Stellen nach links verschoben und mit Vorzeichenerweiterung) ========== (entspricht dezimal +21) Die letzte Zeile muss in der Zweierkomplementdarstellung immer subtrahiert werden. Diese Subtraktion kann in schaltungstechnischen Realisierungen entweder durch Volladdierer und deren Umschaltung in den Subtraktionsmodus erfolgen oder durch Negation der Zeile und der zusätzlichen Addition von +1, analog wie bei der Bildung des Zweierkomplements. Zur Verdeutlichung eine Multiplikation mit unterschiedlichen Vorzeichen ( 7) 3 in Zweierkomplementdarstellung: 1001 (entspricht dezimal der Zahl 7) 0011 (entspricht dezimal der Zahl 3) ====== (1001 1) (1001 1) (1001 0) (1011 0) ========== (entspricht dezimal 21) Umwandlung ins Dezimalsystem Wenn man eine Zahl von der Zweierkomplementdarstellung ins Dezimalsystem umkodieren will, muss man folgendermaßen (umgekehrt entsprechend der Umwandlung vom Dezimalsystem in die Zweierkomplementdarstellung) vorgehen: 1. Erste Stelle anschauen: wenn Ziffer = 1: Zahl negativ, Ziffer = 0: Zahl positiv. 2. Zahl ist positiv: Umrechnung vom Binärsystem ins Dezimalsystem ist bereits möglich; 3. Zahl ist negativ: Man subtrahiert 1 und negiert die einzelnen Ziffern. (Dieser Schritt lässt sich für den Menschen vereinfachen: Man negiert zuerst die einzelnen Ziffern und addiert hinterher 1, was zum selben Ergebnis führt.) 4. Die entstandene, entsprechend positive Zahl im Binärsystem rechnet man ins Dezimalsystem um. 5. Wenn negativ, ein " " vor die Zahl setzen. 7

8 Beispiel: subtrahieren = invertiert = im Dezimalsystem = 3 3 negativ = (Zweierkomplementdarstellung) = 3 (Dezimalsystem) 8

9 Mögliche Prüfungsfragen 1. In welche Bereiche wird die Informatik eingeteilt? Erkläre diese und deren Zusammenhänge. Antwort: a. Technische Informatik: b. Praktische Informatik: c. Theoretische Informatik: d. Angewandte Informatik: 2. Erkläre die niedrigste Ebene der Informationsverarbeitung: Unterfragen: a. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Informationen und Daten. b. Wie wird die Repräsentation der Daten am PC realisiert? c. Setze in die möglichen Himmelsrichtungen in Binärsprache um. Wie viele Möglichkeiten bestehen? d. Wie können lange Bitfolgen einfacher dargestellt werden? e. Bei Musik- oder Filmdateien wird viel komprimiert: Was sind die Vor- und Nachteile? 3. Was ist und wofür wird der ASCII-Code verwendet? 4. Logik 5. Zahlendarstellungen 6. 9