PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung at AKAD Hochschule Stuttgart

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Anwendungssoftware im Unternehmen

nach Typ der unterstützten Aufgabe

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Programmierung: Umsetzen der Lösung

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Programmtest

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Information und Daten: Der Unterschied

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Formen und Aufbau von Daten

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Struktur der Daten

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Verwendungszwecke von Daten

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Algorithmus

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Programm

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Betriebssysteme

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Unterscheidung Informations- und Kommunikationssysteme

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Hardware: Geräte führen die Arbeit aus

Rechnerachitektur und Bestandteile 

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PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Anwendungssoftware im Unternehmen

nach Typ der unterstützten Aufgabe

- Administrations- und Dispositionssysteme (klassische Abrechnungs- und Verwaltungssysteme mit großen Datenmengen, z. B. Fakturierung, Finanzbuchhaltung, Lagerbestandsführung, Kontenverwaltung etc.; Dispositionssysteme wie Bestellwesen, Werkstattsteuerung, Tourenplanung usw.), 

- Planungs- und Kontrollsysteme (unterstützen Führungskräfte bei ihren Entscheidungs- und Managementtätigkeiten, indem sie Planungsaufgaben wahrnehmen, die Einhaltung der Pläne durch Soll-Ist-Vergleiche überwachen und Hinweise auf Korrekturmaßnahmen geben) 

- Querschnittssysteme (z. B. Bürosysteme, Dokumentenmanagementsysteme, Workflow- Managementsysteme)

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Programmierung: Umsetzen der Lösung

Programmimplementation bedeutet die Erstellung des Programmcodes. Dies ist ein Prozess, der mehrere Schritte erfordert.


Zunächst wird das Programm in einer Programmiersprache erstellt und in den Rechner eingegeben. Man benutzt dazu einen Editor. Das Quellprogramm steht damit im Rechner bereit.


Die Umsetzung in Maschinensprache kann entweder mit einem Interpreter erfolgen (Anweisung für Anweisung wird übersetzt und sofort ausgeführt) oder durch einen Compiler (der komplette Programmtext wird in den Objektcode übersetzt).


Das Programm kann andere (bereits existierende) Bausteine benutzen oder selbst aus mehreren Modulen zusammengesetzt sein. Die jeweiligen Objektcodes der verschiedenen Teile müssen durch den Linker verbunden werden.


Der Lader überträgt den endgültig ausführbaren Maschinencode (Exe-Code) in den Arbeitsspeicher des Rechners und startet das Programm.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Programmtest

Selten lässt sich gleich ein korrektes und fehlerfreies Programm erstellen. Syntaxfeh- ler werden bereits vom Compiler entdeckt. Logische Fehler muss man durch Testen aufdecken. Dabei unterscheidet man den Blackbox- und den Whitebox-Test. Zur Lokalisierung und Beseitigung der Fehler sind Debugger nützliche Werkzeuge. Sie ermöglichen die schrittweise Programmausführung (trace) und das Setzen von Haltepunkten (breakpoints). Die Entwicklung eines Programms ist dadurch gekenn- zeichnet, dass sich immer wieder das Schreiben bzw. Anpassen und Korrigieren eines Programms mit dem Testen abwechselt, solange, bis man keinen Fehler mehr findet.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Information und Daten: Der Unterschied

Information bedeutet jegliche Kenntnis über Abläufe, Tatsachen und Ereignisse.Informationen sind Angaben über Sachverhalte und Vorgänge.


Daten stellen Informationen aufgrund bestimmter Regeln oder Abmachungen in einerzur maschinellen Verarbeitung, Speicherung oder Übertragung geeigneten Form dar.


Informationen sind Daten, die durch feste Regeln erzeugt werden, die eine bestimmte Bedeutung haben, die vom Sender und Empfänger der Information in bestimmter Weise inhaltlich gleich interpretiert werden und die für den Empfänger einen bestimmten Wert,
einen Nutzen haben.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Formen und Aufbau von Daten

Zeichen (Symbole) sind Elemente zur Darstellung von Informationen. Ein Zeichen-
vorrat (Alphabet) ist die Menge aller vereinbarten oder verfügbaren Zeichen für
eine Darstellung von Informationen.

– numerische Daten, die aus Ziffern und gegebenenfalls einem Vorzeichen gebildet
werden;
– alphabetische Daten, die nur aus Buchstaben gebildet werden;
– alphanumerische Daten, die aus beliebigen Zeichen (Ziffern, Buchstaben und
Sonderzeichen) gebildet werden.

– grafische Daten, die Grafiken bzw. Bilder entweder über einzelne Bildpunkte mit
den dazugehörenden Koordinaten oder über Vektoren beschreiben, und
– akustische Daten wie Töne, gesprochene Worte usw.

– Digitale Daten bestehen aus aufeinanderfolgenden (diskreten) Zeichen.
– Analoge Daten entsprechen kontinuierlichen Funktionen und werden durch physi-
kalische Größen dargestellt, die stufenlos veränderbar sind und den zu beschrei-
benden Sachverhalt repräsentieren.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Struktur der Daten

Daten, die zur maschinellen Verarbeitung in einem fest vereinbarten Aufbau geordnet sind, bezeichnet man als formatierte Daten. Sie haben die folgende hierarchische Struktur:
Zeichen → Datenfeld → Datensatz → Datei → Datenbank

Der Aufbau von Daten bzw. Datenelementen und die zwischen ihnen bestehenden Beziehungen nennt man allgemein Datenstruktur.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Verwendungszwecke von Daten

Daten, die Phänomene der realen Welt beschreiben, heißen Nutzdaten. Mit ihnen
arbeiten die IV-Systeme. Wir unterscheiden sie von den Steuerdaten, die für die
Steuerung der rechnerinternen Verarbeitungsprozesse benötigt werden.


Stammdaten sind zustandsorientierte Daten, die der Identifizierung, Klassifizierung
und Charakterisierung von Sachverhalten dienen und die unverändert über einen
längeren Zeitraum hinweg zur Verfügung stehen. Sie ändern sich nicht oder nur sehr
selten.


Bestandsdaten sind zustandsorientierte Daten, welche die betriebliche Mengen- und
Wertestruktur kennzeichnen. Sie unterliegen durch das Betriebsgeschehen einer sys-
tematischen Änderung.


Änderungsdaten sind abwicklungsorientierte Daten, die fallweise eine Änderung
von Stammdaten auslösen.


Bewegungsdaten sind abwicklungsorientierte Daten, die Bestandsdaten verändern.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Algorithmus

Ein Algorithmus ist eine detaillierte und eindeutige Verarbeitungsvorschrift zur
Lösung eines Problems, die aus einzelnen, elementaren und endlich vielen Schritten
besteht, die wiederum in einer bestimmten Reihenfolge durchzuführen sind. Endlich
bedeutet, dass der Algorithmus terminieren muss, d. h. der Algorithmus bricht nach
endlich vielen Schritten ab.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Programm

Ein Programm ist die Beschreibung eines Algorithmus und der zugehörigen Datenbereiche in einer Programmiersprache, d. h. in einer Form, die ein Computer spei-
chern und ausführen kann.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Betriebssysteme

Betriebssysteme organisieren das Zusammenspiel von Hard- und Software und erleichtern dem Anwender die Arbeit mit dem Computer.

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Unterscheidung Informations- und Kommunikationssysteme

Informations- und Kommunikationssysteme werden in vielen Arbeitsbereichen eingesetzt. Man unterscheidet 

- kommerzielle, auf allgemeine betriebliche Funktionen bezogene Anwendungen (z. B. Finanzbuchhaltung), 

- technisch-wissenschaftliche Anwendungen (z. B. Berechnungen zur Statik von Gebäuden) und

- Branchenanwendungen (z. B. für die Chemieindustrie oder den Handel).

PRG21: Grundlagen der Informatik und Programmierung

Hardware: Geräte führen die Arbeit aus

Rechnerachitektur und Bestandteile 

Eine spezifische Zusammenstellung der verschiedenen Geräte zu einer DV-Anlage nennt man ihre Hardwarekonfiguration. Unter dem Begriff Rechnerarchitektur versteht man


– die interne Struktur des Rechners (Computers), d. h. seinen Aufbau aus verschiedenen Komponenten, und


– die Organisation der Arbeitsabläufe im Rechner.


Ein Computer besteht aus einer Zentraleinheit und der Ein-/Ausgabesteuerung.


Ein Rechenwerk (engl. Arithmetic Logical Unit, ALU) ist der Teil der Zentraleinheit,
welche einfache (Rechen-)Operationen auf den Daten ausführt.


Ein Speicher (engl. memory) ist eine Hardwarekomponente, die Informationen aufnimmt, aufbewahrt und wieder abgibt. Die Informationsmenge, die in einem Speicher aufbewahrt werden kann, heißt Speicherkapazität und wird in Vielfachen eines Bytes angegeben.


Ein Arbeitsspeicher (auch: Hauptspeicher, engl. main memory) ist ein Zentralspeicher, welcher die gerade auszuführenden Programme oder Programmteile und die
benötigten Daten enthält.


Das Steuerwerk (auch: Leitwerk, engl. control unit) steuert und koordiniert alle
Aktionen, die in der Zentraleinheit ablaufen.

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