Allgemeines/Definitionen Flashcards
1
Q
Geschichte der Informatik
A
- Blaise Pascal (1623-1662)
• entwickelte Rechenmaschine, die bis zur Zahl 100.000 rechnen konnte
• Namensgeber der Programmiersprache PASCAL, die Niklaus Wirt 1970 an der ETH Zürich entwickelte - Gottfried Leibnitz (1646-1716)
• entwickelte das binäre Zahlensystem, das die Grundlage der theoretischen Informatik bildet
jede beliebige Information lässt sich als Sequenz von Nullen und Einsen darstellen - Alan Turing (1912-1954)
• stellte das Konzept der universellen Turingmaschine zur Berechenbarkeit von Problemen vor
• entwickelte eine Entschlüsselungsmaschine für die deutsche Enigma im 2. Weltkrieg - Konrad Zuse
• baute 1941 mit dem Z3 die erste deutsche funktionierende Rechenmaschine - Steve Jobs und Steve Wozniak
• schraubten 1971 in der elterlichen Garage den ersten Computer zusammen und gründeten mit einem Startkapital von 1300$ die Firma Apple - Bill Gates und Paul Allen
• gründeten im Jahr 1975 die Firma Microsoft, Verkauf und Weiterentwicklung des Betriebssystems DOS zu Windows 8 - Tim Berners-Lee
• entwickelte 1989 am Kernforschungszentrum CERN in Genf mit dem Ziel der besseren Vernetzung wissenschaftlicher Informationen das WorldWideWeb (WWW) - Larry Page und Sergey Brin
• entwickelten 1998 die Suchmaschine Google
2
Q
Definition: Informatik
A
- „Informatik (engl. Computer Science oder inzwischen auch Informatics) ist die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen, besonders der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Digitalrechnern“.
- „Informatik“ leitet sich aus den Worten „Information“ und „Automatik“ ab
- Wissenschaft der maschinellen Wissensverarbeitung
- Informatik = Verarbeitung von „Informationen“
- Idee hinter der Informatik: Maschine, die den Menschen von stupiden Aufgaben befreit
• Gottfried Wilhelm von Leibnitz
3
Q
Bereiche der Informatik + Erläuterung
A
- Angewandte Informatik
• beschäftigt sich mit den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten für Rechensysteme (medizinische Informatik, Produktionsinformatik, Software in der Nautik bzw. Logistik etc.) -> Anwendungssoftware, z.B. Berechnung von Klimamodellen - Technische Informatik
• befasst sich mit den hardwaretechnischen Grundlagen der Informatik -> Mikroprozessortechnik (Konzeption von Rechnern); Rechnerarchitektur (Konzeption der CPU); Rechnerkommunikation (Datenübertragung in Rechnernetzen) - Praktische Informatik
• befasst sich mit der Programmierung von Rechnern -> (Programmiersprachen, Compiler und Interpreter, Algorithmen und Datenstrukturen, Betriebssysteme, Datenbanken) - Theoretische Informatik
• befasst sich mit den (mathematischen) Grundlagen der Informatik, die von den anderen Teilgebieten genutzt werden -> Automatentheorie u. formale Sprachen; Komplexitätstheorie, Berechenbarkeitstheorie
4
Q
Defintion: Daten
A
- Unterscheidung zwischen analogen und digitalen Signalen oder Zeichen (Syntax)
- Zweck: Repräsentation und Darstellung von Informationen für Verarbeitung
- Erhalten der ersten Bedeutung durch Codierung
5
Q
Definition: Informationen
A
- Kenntnis von Sachverhalten (Aussagen und Beschreibungen zu Eigenschaften und Struktur bestimmter Gegenstände oder Sachverhalte)
- kommuniziertes und formalisiertes Wissen
- Codierung durch Daten
6
Q
Definition: binär System
A
(Dualsystem)
• nur 2 Zustände (Information „0“ = kein Signal, „1“ = Signal)
• Grund für Verwendung in Rechner = technisch einfach realisierbar, elektronische Elemente mit jeweils nur 2 Zuständen (0 = kein Signal, 1 = Signal liegt an) auszustatten
7
Q
Definition: Bit
A
(binary digit)
kleinstmögliche Einheit mit nur 2 Zustände 2 („0“ oder „1“)
Verwendung von Bitfolgen zur komplexerer Darstellungen („Fragen mit mehr als 2 Antworten“)
2^Nmögliche Bitfolgen der Länge N
Rechner operieren nie mit einzelnen Bits (viel zu langsam)
Verwendung von Gruppen von Bits (je nach Rechner (8Bit, 16 Bit, 32 Bit, 64 Bit = vielfaches von einem Byte = 8 Bit)
8 Bit = 1 Byte = 2^8 = 256 verschiedene Zustände
Beispiel Windrichtungen 000=Süd, 001=West, 010=Nord, 011=Ost 100=Südost, 101=Nordwest, 110=Nordost, 111=Südwest Größe einer Datei = darin enthaltene Anzahl von Bytes Größenangabe des Hauptspeichers und anderer Speichermedien = 2er Potenzen k = kilo = 1024 = 2^10 M = mega = 1024 x 1024 = 2^20 G = giga = 1024 x 1024 x 1024 = 2^30 Bedeutung von Bitfolgen in verschiedenen Tabellenwerken hinterlegt ASCII (8-Bit Codierung mit 256 Zeichen) Unicode/UCS (16 Bit Codierung mit 65536 Zeichen) Codierung eines fortlaufenden Textes = Codes der einzelnen Zeichen aneinandergereiht = Zeichenkette = string
8
Q
Definition: Computer-Programm
A
- Anweisungen, die einen Rechner veranlassen, bestimmte Dinge zu tun, sind im Hauptspeicher oder auf externen Medien gespeichert
- Verwendung einer festgelegten Codierung (Programmiersprache) für Instruktionen des Programms
- zunächst Erstellen eines Textes in jeweiligen Programmiersprache Übersetzen des Texts in Reihe von Befehlen durch Compiler, die Rechner versteht (s.g. Maschinenbefehle)
9
Q
Definition: Datentypen
A
- Datentypen
• Typ: byte Größe 8 Bit = Wertebereich -128 bis 127
• Typ: short Größe 16 Bit = Wertebereich -32768 bis 32767
• Typ: int Größe 32 Bit = Wertebereich -232 bis 232 - 1
• Typ: long Größe 64 Bit = Wertebereich -264 bis 264 - 1 - Fließkommazahlen in JAVA eingesetzt
• Typ: float Größe 4 Bytes = Wertebereich -3.40338 bis 3.40338
• Typ: double Größe 8 Bytes = Wertebereich -1.797308 bis 1.797308
10
Q
Defintion: EVA-Prinzip + Informationsverarbeitung
A
- Informationsverarbeitung
- Abbildung der Information zunächst auf Daten
- Veränderung der Daten durch Rechner (arithmetisch/logisch)
- Abstraktion der neuen Informationen aus den entstandenen Daten
11
Q
Defintion: Rechnerkategorien
A
- Personalcomputers (PCs)
• autonomes Computersystem
• dienen typsicherweise einer einzigen Person
• können in Netzwerk Dienste anbieten
• können für rechenintensive Aufgaben in Cluster zusammengefügt werden - Workstations
• leistungsfähiger, aber auch entsprechend teurer als PCs
• mehrere parallel arbeitende Hochleistungs-CPUs
• für rechenintensive Aufgaben - Mainframes
• Zentralrechner, der mit vielen Nutzern verbunden
• Verwendung als Zentralserver in Großunternehmen
• Verwaltung riesiger Datenmengen
• meist gut zu warten (auch im Betrieb) - Supercomputer
• schnellsten Computer der Welt
• hohe Leistungsfähigkeit durch Parallelisieren von Komponenten
• Verwendung für Forschungsaufgaben
• Leistung in FLOPS gemessen (Fließkommaoperationen pro Sekunde)
12
Q
Defintion: Von-Neumann-Rechnerarchitektur
A
- Computer nicht alle identisch aufgebaut
• jedoch fast alle auf Grundlage der Von-Neumann-Rechnerarchitektur - basiert auf einem Vorschlag von Johann von Neumann aus dem Jahre 1946, der sich am biologischen Vorbild der menschlichen Informationsverarbeitung orientiere
- 5 Funktionseinheiten
• Steuerwerk
• Rechnerwerk
• Speicher
• Eingabewerk
• Ausgabewerk
Funktionseinheiten miteinander verbunden
13
Q
Defintion: Speicher
A
• auch Hauptspeicher genannt
• Aufbewahrung von auszuführenden Programmen und Daten, die bei Ausführung benötigt bzw. berechnet werden
• heutzutage fast ausschließlich binäre Speicher
• Ort im Speicher an dem bestimmtes Datum abgelegt wird = Adresse
Vorgang den genaue Speicherplatz eines Datums zu finden und Wert des gespeicherten Daums abzufragen oder zu verändern = als Zugriff bezeichnet
14
Q
Defintion: Rechenwerk
A
- Ausführen von Operationen auf Daten
- Unterstützung von arithmetischen (z.B. Addition/Subtraktion) und logischen (boolesche) (z.B. Konjunktion/Disjunktion/Negation) Operationen
15
Q
Defintion: Ein-/Ausgabewerk
A
- Ein-/Ausgabewerke = Schnittstellen des Computers
- Eingabewerk = Eingabe von Daten z.B. über die Tastatur
- Ausgabewerk = Ausgabe von Daten z.B. auf Bildschirm
- über Ein-/Ausgabewerke auch Zugriff auf Festspeicher geregelt, wo Programme und Daten dauerhaft gespeichert werden
