Einführung in die Informatik I an der Hochschule Mittweida

Karteikarten und Zusammenfassungen für Einführung in die Informatik I an der Hochschule Mittweida

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Beschreibe den euklidischen Algorithmus. 

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Was gibt der Befehlssatz eines Prozessors an? 

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Welche zwei Architekturen gibt es?

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Welche Komponenten beschreibt der Begriff "Hardware"?

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Welche Komponenten beschreibt der Begriff "Software"?

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Nenne die Grundprinzipien zur Architektur eines Computers nach John von Neumann.

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Beschreibe das Verarbeitungsprinzip eines Befehls von nach Neumann.

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Beschreibe den Verarbeitungszyklus der Programmausführung. 

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Wie wird Informatik definiert und was bedeutet sie?

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Nenne alle 4 Gebiete der Informatik und jeweils 3 zugehörige Beispiele.

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Einführung in die Informatik I

Beschreibe den euklidischen Algorithmus. 

Konkrete Handlungsanweisungen zur Lösung einer Problemklasse. 

Einführung in die Informatik I

Was gibt der Befehlssatz eines Prozessors an? 

Der Befehlssatz ist die Menge der Maschinenbefehle. 

Einführung in die Informatik I

Gib typische Maschinenbefehle an.

- Arithmetische Operationen (Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division, ... )

- Logische Operationen (AND, OR, NOT, ... )

- Transport zwischen Speicherplätzen

- Ein und Ausgabeoperationen

- Testen, Setzen, Löschen einzelner Bits in Operanden

- Adressoperationen: Sprünge zu anderen Befehle

Einführung in die Informatik I

Welche zwei Architekturen gibt es?

- CISC = Complex Instruction Set Computer

- RISC = Reduced Instruction Set Computer

Einführung in die Informatik I

Welche Komponenten beschreibt der Begriff "Hardware"?

Die Hardware kann „angefasst“ werden und ist (bis auf den Austausch von Komponenten) unveränderlich


- materielle Teile eines Computersystems (Geräte, Bauteile,...)

- Zentraleinheit CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), System Bus, Hauptspeicher (Arbeitsspeicher)

- Peripherie Ein und Ausgabegeräte, externe Speicher,…


Einführung in die Informatik I

Welche Komponenten beschreibt der Begriff "Software"?

Die Software besteht aus den gespeicherten Programmen, die durch die Hardware ausgeführt werden


- Systemsoftware

(Betriebssysteme, Gerätetreiber, Hilfs und Dienstprogramme, …)

- Anwendungssoftware

(Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Datenbanken, kaufmännische Software, …)

Einführung in die Informatik I

Nenne die Grundprinzipien zur Architektur eines Computers nach John von Neumann.

- Rechner besteht aus Hauptspeicher, Steuereinheit, Recheneinheit, Ein- & Ausgabe Einheiten , [Langzeitspeicher]

- Systembus verbindet die Einheiten

- Programmsteuerung (Rechnerstruktur ist unabhängig von konkreter Aufgabe)

- Hauptspeicher enthält sowohl Daten als auch Programme

Einführung in die Informatik I

Beschreibe das Verarbeitungsprinzip eines Befehls von nach Neumann.

- Hauptspeicher besteht aus fortlaufend nummerierten Speicherplätzen. (je 1 Byte) Adresse: Nummer eines Speicherplatzes
- Programm ist eine Folge von Maschinen-Befehlen, die sequentiell (der Reihe nach) ausgeführt werden.
- Abweichung von der sequentiellen Programm-Ausführung ist durch Sprungbefehle möglich, dadurch wird die Programm-Ausführung an anderer Stelle fortgesetzt.
- Daten und Programme werden binär codiert, Zahlen werden dual dargestellt.



Einführung in die Informatik I

Beschreibe den Verarbeitungszyklus der Programmausführung. 

1. Fetch: Hole den Befehl, dessen Adresse im Befehlszähler(BZ) steht, aus dem Speicher in das Befehlsregister (BR)
2. Increment: Inkrementiere den Befehlszähler (damit verweist er auf die nächste auszuführende Instruktion)
3. Decode: Dekodiere die Instruktion: setze den OP Code in elektrische Steuersignale um.
4. Fetch operands: Falls nötig, hole die Operanden aus den im Befehl bezeichneten Stellen des Speichers in ein Register
5. Execute: Führe die Instruktion aus, i.a. durch die ALU.

(Bei einem Sprung wird neuer Wert in den Befehlszähler geschrieben.)
Ergebnisse in Register, Hauptspeicher zurückschreiben.
6. Loop: Wiederhole Maschinenbefehlszyklus bis Programmende erreicht 

Einführung in die Informatik I

Wie wird Informatik definiert und was bedeutet sie?

Wortlaut: 
Die Wissenschaft Informatik befasst sich mit der Darstellung, Speicherung, Übertragung und Verarbeitung von Information.

Untersuchung unters. Aspekte:

- elementare Strukturen und Prozesse 

- Prinzipien und Architekturen von Systemen
- Interaktionen in kleinen, mittleren und weltumspannenden Netzen 

- Konzeption, Entwicklung & Implementierung von Hardware & Software bis hin zu hoch-komplexen Anwendungssystemen & der Reflexion über ihren Einsatz und die Auswirkungen


Einführung in die Informatik I

Nenne alle 4 Gebiete der Informatik und jeweils 3 zugehörige Beispiele.

Angewandte Informatik:

Wirtschaftsinformatik, Medieninformatik, Bioinformatik, Computer-Forensik

Technische Informatik: 
Hardware, Rechnerarchitektur, Rechnernetze

Theoretische Informatik:
Berechenbarkeitstheorie, Komplexitätstheorie, formale Sprachen

Praktische Informatik: 

Programmiersprachen, Softwaretechnik, Betriebssysteme, Datenbanken

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