Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik at FernUniversität in Hagen

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Nennen Sie die drei Teilbereiche der Informatik

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Was ist die Theoretische Informatik?

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Was ist die praktische Informatik und ihre Anwendungen?
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Was gehört zur Angewanden Informatik?    

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Was vereint die Technische Informatik?

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Welche Teilbereiche umfasst die Technische Informatik?

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Mit was befasst sich der Hardware-Entwurf?
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Mit was befasst sich die Rechnerarchitektur?

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Was wissen Sie über Eingebettete Systeme?

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Was stellt ein Betriebssystem zur Verfügung?

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Was ist der Zweck eines Kommunikationsnetzes?
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Welche Möglichkeit liefern formale Sprachen aus der Theoretischen Informatik?

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Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Nennen Sie die drei Teilbereiche der Informatik
Wir können im Wesentlichen drei Gebiete der Informatik unterscheiden:
  •  Theoretische Informatik, 
  •  Praktische und Angewandte Informatik, 
  •  Technische Informatik 

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Was ist die Theoretische Informatik?
Die Theoretische Informatik widmet sich dabei den formalen und mathematischen Aspekten. Sie beantwortet grundlegende Fragen zu Logik und Deduktion, Formalen Sprachen, Automaten-, Berechenbarkeits- und Komplexitätstheorie sowie zur Algorithmentheorie.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Was ist die praktische Informatik und ihre Anwendungen?
Bei der Praktischen Informatik stehen keine abstrakten sondern konkrete Problemstellungen im Vordergrund. Es werden Methoden und Werkzeuge für die Erstellung von Softwarelösungen solcher Probleme entwickelt. Die wichtigsten Teilbereiche bilden die Softwaretechnik, Programmiersprachen, Datenstrukturen, Algorithmen, Datenbanken und Compilerbau, sowie Betriebssysteme und Rechnernetze, wobei diese Gebiete auch teilweise zur Technischen Informatik gehören

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Was gehört zur Angewanden Informatik?    
Zur Angewandten Informatik zählen die Teilbereiche Webbasierte Systeme, Mensch-Maschine-Schnittstellen, Multimediatechniken, Künstliche Intelligenz, Wissensbasierte Systeme, Bio-Informatik, Computergrafik, Bildverarbeitung und IT-Sicherheit.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Was vereint die Technische Informatik?
Die Technische Informatik vereint Konzepte und Methoden zum Entwurf von Computersystemen, die für verschiedene Anwendungsbereiche optimiert werden

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Welche Teilbereiche umfasst die Technische Informatik?
• Hardware-Entwurf (engl. digital design),
• Rechnerarchitektur (engl. computer organization and architecture),
• Messen, Modellieren und Bewerten,
• Echtzeit– und eingebettete Systeme,
• Betriebssysteme, und
• Rechnernetze und Verteilte Systeme.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Mit was befasst sich der Hardware-Entwurf?
Der Hardware-Entwurf befasst sich mit der computergestützten Erstellung von Hardware-Schaltungen zur Realisierung von Schaltnetzen, Schaltwerken und Prozessoren. Die Bandbreite reicht von Überlegungen zur effizienten Realisierung von oft benötigten Schaltungen, zum Beispiel Rechnerarithmetik, über die Eingabe von Schaltungen mittels Hardware-Beschreibungssprachen bis zu Algorithmen zur automatischen Erstellung von Test-Eingabemustern für Mikrochips zur Erkennung von Fabrikationsfehlern.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Mit was befasst sich die Rechnerarchitektur?
Die Rechnerarchitektur befasst sich mit Organisationsformen von Prozessoren, um verschiedene, teilweise in Konflikt stehende Entwurfskriterien wie Leistungsfähigkeit, Ressourcenverbrauch (Leistungsaufnahme, Anzahl Transistoren) und Zuverlässigkeit zu erfüllen.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Was wissen Sie über Eingebettete Systeme?
Eingebettete Systeme dienen oft der Steuerung von Geräten. Deshalb dürfen Reaktionen des Systems bestimmte Zeiten nicht überschreiten. Zum Beispiel wäre es fatal, wenn die Weitergabe des Kommandos zum Bewegen der Vorderräder beim Steer-by-Wire in Kraftfahrzeugen manchmal erst mit einer Verzögerung von einer halben Sekunde erfolgen würde. Echtzeitsysteme erfüllen solche Eigenschaften.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Was stellt ein Betriebssystem zur Verfügung?
Ein Betriebssystem stellt eine Abstraktionsschicht zwischen einer konkreten Rechnerhardware und Anwendungsprogrammen zur Verfügung. Es ermöglicht beispielsweise, dass mehrere Anwendungsprogramme quasi-gleichzeitig ausgeführt werden, und jedes dabei so ausgeführt werden kann, als ob es alleine auf dem Rechner ausgeführt würde. Gleichzeitig koordiniert und beschränkt das Betriebssystem den Zugriff von Anwendungen auf Hardware-Einheiten wie Festplatten oder Netzwerk-Karten.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Was ist der Zweck eines Kommunikationsnetzes?
Kommunikationsnetze sorgen dafür, dass verschiedene Rechner miteinander kommunizieren können. Hierbei gibt es eine Fülle von Technologien unterschiedlichster Bandbreite, Verzögerung, oder Übertragungsmedien. Arbeiten mehrere Rechner, die sich an verschiedenen Orten (und in der Regel unter verschiedener administrativer Kontrolle) befinden, an der Lösung eines Problems, so spricht man von einem verteilten System. Mit dem Aufkommen des Grid– und Cloud-Computing hat dieses Feld an Bedeutung zugenommen.

Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der Informatik

Welche Möglichkeit liefern formale Sprachen aus der Theoretischen Informatik?
Eine Möglichkeit, Berechenbarkeit zu formalisieren, liefern formale Sprachen. Auch die Menge der syntaktisch korrekten Programme einer Programmiersprache ist eine formale Sprache. Formale Sprachen werden meist durch Ableitungsregeln oder Automatenmodelle definiert. Man will verstehen, wie verschiedene Sprachfamilien zueinander in Beziehung stehen und wie aufwändig es ist, Probleme für bestimmte formale Sprachen zu lösen. Formale Sprachen besitzen Anknüpfungspunkte zu der Theorie der Programmiersprachen, dem Compilerbau und der Berechenbarkeitstheorie.

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