GKIT/Wiedemann an der Duale Hochschule Baden-Württemberg

Karteikarten und Zusammenfassungen für GKIT/Wiedemann an der Duale Hochschule Baden-Württemberg

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Nenne die 7 Grundprinzipien nach von Neumann

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Was folgt aus den Von-Neumann-Prinzipien für Programmiersprachen?

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Was sind Mikroprogramme? Was ist RISC und CISC?

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Was sind Compiler und Interpreter?

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Wie funktioniert symmetrische Verschlüsselung und welche Probleme hat sie?

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Wie funktioniert asymmetrische Verschlüsselung und wie werden die Probleme der symmetrischen Verschlüsselung gelöst?

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Wie wird Digitale Signatur heute durchgeführt?

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Was ist ein Bit?

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Was ist ASCII?

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Definiere Zeichenvorrat und Alphabet

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Was ist ein Wort?

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Was ist eine Codierung, ein Code, und ein Codewort?

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GKIT/Wiedemann

Nenne die 7 Grundprinzipien nach von Neumann

  1. Rechner ist in fünf logisch getrennte Funktionseinheiten aufgebaut:
    • Eingabe-Einheit
    • Steuerwerk
    • Rechenwerk
    • Speicherwerk
    • Ausgabe-Einheit
  2. Rechner ist Universalrechner, Hardware ist unabhängig vom Problem. Für jedes Problem ein Programm, das ins Speicherwerk gelesen wird und im Prozessor verarbeitet wird.
  3. Daten und Instruktionen im gleichen Speicher.
  4. Daten und Instruktionen binär codiert.
  5. Speicher ist in gleich große Speicherzellen aufgeteilt, Zugriff über Adresse.
  6. Lokalitätsprinzip: aufeinanderfolgende Instruktionen liegen im Speicher hintereinander (sequenteille Verarbeitung).
  7. Ausnahmen zu Punkt 6:
    • conditional jumps (Verzweigung, Schleife)
    • unconditional jumps (Methodenaufruf)

GKIT/Wiedemann

Was folgt aus den Von-Neumann-Prinzipien für Programmiersprachen?

Immer mindestens 3 Kontrollstrukturen:

  • Sequenz
  • Schleifen
  • Verzweigungen

GKIT/Wiedemann

Was sind Mikroprogramme? Was ist RISC und CISC?

  • Wenn Rechner addieren und multiplizieren soll, kann man entweder oder:
    • Addierwerk und Multiplikationswerk bauen
    • Addierwerk bauen und Multiplikation als mehrfache Addition darstellen (mit Mikroprogramm)
  • RISC: Reduced Instruction Set Computing (wenige Mikroprogramme)
  • CISC: Complex Instruction Set Computing (viele Mikroprogramme)

GKIT/Wiedemann

Was sind Compiler und Interpreter?

  • Compiler & Interpreter = Übersetzungsprogramme, die Quellcode von Hochsprache in Maschinensprache übersetzen
  • Ablauf:
    • Syntax prüfen
    • Semantischer Check (Parser)
    • Einbinden der Bibliotheken
    • Binärcode erstellen
    • Code optimieren
    • Am Ende:
      • Compiler: permanente Datei erzeugen, die Maschinencode enthält
      • Interpreter: Anweisungen direkt Zeile für Zeile ausführen, ohne Speichern des Maschinencodes (zB für Debugging)
  • Sonderfall Java
    • Plattformübergreifende JVM
    • Compiler erstellt Bytecode, der von JVM beim Zielrechner in Maschinencode übersetzt/interpretiert wird

GKIT/Wiedemann

Wie funktioniert symmetrische Verschlüsselung und welche Probleme hat sie?

  • Symmetrisch: Sender und Empfänger nutzen den gleichen Schlüssel
  • Funktionsweise:
    • Klartext wird mit Schlüssel K verschlüsselt
    • Chiffretext wird versendet
    • Empfänger entschlüsselt Chiffretext mit K
  • Probleme:
    • Key-Exchange-Problem
      • Wie gelangt der Schlüssel sicher vom Sender zum Empfänger?
    • Key-Management-Problem
      • Wo werden die vielen Schlüssel gespeichert? (man hat bei n Partnern n*(n-1) Schlüssel)
    • Digitale Signatur ist unmöglich
      • Nur 1 Schlüssel existiert, deswegen kann eine Nachricht nicht persönlich signiert werden
      • Integrität der Nachricht kann nicht gesichert werden

GKIT/Wiedemann

Wie funktioniert asymmetrische Verschlüsselung und wie werden die Probleme der symmetrischen Verschlüsselung gelöst?

  • Asymmetrisch: Jeder Partner hat einen Public Key und einen Private Key
  • 1. Szenario (Key-Exchange, Key-Management Problem)
    • Empfänger hat Kpub, Kpriv
    • Sender holt sich Kpub, verschlüsselt mit Kpub(Empfänger)
    • Nachricht wird an Empfänger übertragen
    • Empfänger entschlüsselt mit Kpriv(Empfänger)
  • 2.Szenario (Digitale Signatur Problem)
    • Sender hat eigenen Kpub, Kpriv und verschlüsselt mit Kpriv die Nachricht
    • Nachricht wird an Empfänger übertragen
    • Empfänger holt sich Kpub(Sender) und entschlüsselt damit die Nachricht
    • Sender muss also die Nachricht verfasst haben

GKIT/Wiedemann

Wie wird Digitale Signatur heute durchgeführt?

  • Sender:
    • Hashwert wird von dem Klartext mithilfe eines Hash-Algorithmus berechnet
    • Klartext und Hashwert werden versendet
  • Empfänger:
    • Hashwert(Empfänger) mit Hash-Algorithmus vom Klartext erstellt
    • Der Ermittelte und der Empfangene Hashwert werden verglichen und sollten gleich sein

GKIT/Wiedemann

Was ist ein Bit?

  • Bit: kleinstmögliche Informationseinheit in einem Rechner
  • Mit n Bit lassen sich 2^n Objekte darstellen

GKIT/Wiedemann

Was ist ASCII?

  • ASCII: American Standard Code for Information Interchange
  • ASCII-Tabelle ordnet jedem Zeichen einen ASCII-Wert zu (8-Bit Codeworte)
  • zB ASCII( "W" ) = 87 = 01010111
  • Spezielle Zeichen:
    • 007 BEL: PC Ton
    • 010 LF: line feed (neue Zeile)
    • 012 FF: form feed (neue Seite)
    • 013 CR: carriage return (enter-Taste)
    • 027 ESC: Escape

GKIT/Wiedemann

Definiere Zeichenvorrat und Alphabet

  • Zeichenvorrat: eine endliche Menge von Zeichen
  • Alphabet: ein Paar (A, c), wenn A ein Zeichenvorrat ist, und c eine auf A erklärte totale Ordnung
    • total: muss für jedes Element in A gelten
    • Ordnung: innerhalb A herrscht eine Reihenfolge a < b < ... < z

GKIT/Wiedemann

Was ist ein Wort?

Sei A ein Alphabet

  • Wort über A ist endliche Folge von Elementen von A
  • Es gibt ein Wort der Länge Null
  • A^k: Menge aller Wörter der Länge k über A
  • A^*: Menge aller Worte über A

GKIT/Wiedemann

Was ist eine Codierung, ein Code, und ein Codewort?

Seien A und B zwei Alphabete

  • Codierung:
    • injektive Abbilung C: A->B^*
    • Codierung ist eine Abbilung, die jedem Zeichen von A ein Wort von B zuordnet
  • Code:
    • Bildbereich C(A) c B^*
    • Bereich C(A), der Teilmenge aller Worte über B ist
  • Codewort:
    • jedes Element b € C(A)
    • jedes Element, das Teil des Code C(A) ist

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