Grundlagen Informatik und Programmierung an der Hochschule Ruhr West

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Algorithmus

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Programm

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Programmiersprache


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Syntax

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Semantik

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Was ist Informatik?

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Was sind die Kernbereiche der Informatik?

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Woraus besteht "Theoretische Informatik"?

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Von-Neumann-Rechnerkonzept

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Northbridge

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Southbridge

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Verindungsbus

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Grundlagen Informatik und Programmierung

Algorithmus
Verarbeitungsvorschrift zur Lösung
präzise formulierte, eindeutiche Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte
endliche Beschreichung, Rechenzeit un Speicherbedarf

Grundlagen Informatik und Programmierung

Programm
Formulierung eines Algorithmus inkl. der notwendigen Daten in einer bestimmten Programmiersprache
exakt definier, festefelegte Darstellung der benutzten Daten
auf Computer ausführbar
eindeutiger Formalismus

Grundlagen Informatik und Programmierung

Programmiersprache


Programmiersprache

Formale Sprache zur Formulierung von Rechenvorschriften zur Ausführung auf Computern. Beschreibt Algorithmen und Datenstrukturen. • Syntax: legt fest, welche Zeichenfolgen als Programme zugelassen sind. • Semantik: inhaltliche Bedeutung der Sprache. • Niedere oder Hardwarenahe Programmiersprachen (Assemblersprachen): Befehlssatz und Datentypen sind direkt auf den verwendeten Rechner abgestimmt sind. • Höhere Programmiersprachen: abstrakter, maschinenunabhängig. Werden entweder nach der Programmierung in Maschinencode übersetzt oder während der Laufzeit interpretiert.

Grundlagen Informatik und Programmierung

Syntax
legt fest welche Zeichenfolgen als Programme zugelassen sind

Grundlagen Informatik und Programmierung

Semantik
innhaltiche Bedeutung der Sprache

Grundlagen Informatik und Programmierung

Was ist Informatik?
Wissenschaft von den theoretischen Grundlagen und den Methoden zur automatisierten, systematischen Informationsverarbeitung in Natur, Technik und Gesellschaft

Grundlagen Informatik und Programmierung

Was sind die Kernbereiche der Informatik?
  • Angewandte Informatik
  • Technische Informatik
  • Praktische Informatik
  • Theoretische Informatik

Grundlagen Informatik und Programmierung

Woraus besteht "Theoretische Informatik"?
  • Automatentheorie und formale Sprachen
    • abstrakte Automatenmodelle, die gewissen regeln gehorchen
    • formale Sprachen, Grammatiken
  • Algorithmentheorie
    • Berechenbarkeit:
      • welche Probleme sind mit welchen Maschinen lösbar?
    • Komplexitätstheorie
      • wie effizient ist ein Algorithmus?

Grundlagen Informatik und Programmierung

Von-Neumann-Rechnerkonzept

Hauptkomponenten: Rechenwerk, Steuerwerk, Arbeitsspeicher, Ein-/Ausgabeeinheit, Verbindungsbus • Programme und Daten im selben Speicher • Speicher ist in gleichgroße Zellen aufgeteilt, Zugriff über fortlaufende Adressen

Befehle und Daten werden binär gespeichert • Programme werden taktgesteuert sequentiell abgearbeitet (Ausnahme: Sprungbefehle, bedingte Verzweigungen) • Arithmetische, logische und Transportbefehle, bedingte Sprünge, Ein- und Ausgabe-Befehle, Unterbrechung

Grundlagen Informatik und Programmierung

Northbridge
Memory controller hub
Verbunden mit dem CPU, Arbeitsspeicher, Grafikkarte

Grundlagen Informatik und Programmierung

Southbridge
I/O Controller hub
Verbunden mit der Northbridge und allen Medien(Festplatte Maus Audio Netzwerk und Erweiterungskarten

Grundlagen Informatik und Programmierung

Verindungsbus
drei Bestandteile
Datenbus (zwischen einzelnen Komponenten des Rechners)
Adressbus (Speicheradressen übertragen)
Steuerbus(Kommunikation im Bussystem) 

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