Vorlesung: Einführung in die Informatik

Der Kurs basiert auf Vorlesungen, die ich an der FHTW-Berlin in den Jahren 2004-2006 gehalten habe.

Inhalt

1.Semester

• Motivation ( Umwelttechnik, Facility Management)
• Begriffe und Geschichte der Informatik
• Mathematische und theoretische Grundlagen
  • Grundlagen der Informationsdarstellung
    Zahlensysteme, ASCII-Code etc.
  • Grundlagen der Informationsverarbeitung auf Bitebene
    Boolsche Algebra, Schaltfunktionen, Normalformen, Schaltnetze
    
  • Addiererschaltungen
    Halbaddierer, Volladdierer
  • Schaltwerke
    Rückkopplungen, Beispiel: RS-Flipflop
• Rechnerarchitektur - Aufbau von Computern
  Grundbegriffe
  • von Neumann Architektur
    von Neumann Prinzip
    • von Neumann Operationsprinzip
      von Neumann Variable, Zweiphasenschema, Befehlsklassen
    • Adressen und Arbeitsspeicher
      Adressen, Adressraum
    • Befehle, Prozessor
      Befehler (Operationscode etc.), Komponenten des Prozessors, Leitwerk, Rechenwerk (ALU etc.)
  • Bus
    Prinzip, Charakterisierung, Busarbitrierung, Beispiele
  • Speicher
    Merkmale, Cache, Speicherhierarchie
  • Eingabe⁄Ausgabesystem
    Steuerungsarten, Peripheriegeräte, Unterbrechungssteuerung
  • Abweichungen vom von Neumann Prinzip
    Superskalare Prozessoren, Flynsche Klassen
  Übung (Rechnerarchitektur)
  
• Betriebssysteme
  • Aufgaben eines Betriebssystems
  • Speicherverwaltung
  • Auftrags- bzw. Prozessverwaltung
  • Betriebsmittelverwaltung
• Programmierung
  
  • Grundlagen
  • C-Programmierung
    • Einführung; (Übung)
    • Datentypen, Operatoren und Ausdrücke
    • Kontrollstrukturen (Übung)
    • Zeiger und Vektoren
    • Funktionen und Programmstruktur
    • Übung :
      Funktionen (call by value, Parameterübergabe über Zeiger), Aufteilen in Module, Vektoren;
      Übung:
      Funktionen, Programmablaufplan
    • Ein- und Ausgabe (Übung)
    • Dateibearbeitung (Übung)
    • C-Präprozessor
    • Strukturen (structs)
    • Standardbibliothek
    • Dynamische Objekte
  • Konzepte der Objektorientierten Programmierung (von C zu C++)
  
  

2.Semester

• Algorithmen und Datenstrukturen
  • Datenstrukturen
    • Einfache Datenstrukturen (Feld, Matrix, Verbund)
    • Stapel und Schlagen
      Übung: Implementierung der Datenstruktur Stapel in C
    • Verkettete Listen
    • Graphen und Bäume
  • Algorithmen
    • Grundlagen: Iteration, Rekursion
    • Komplexität: O-Notation etc.
      Übung
    • Beispiele: Sorting, etc.
    • Numerische Methoden: Grundlagen, Rundungsfehler (Übung), Newton-Verfahren, Gauss-Algorithmus (Übung)
• Anwendungsprogramme
  • Office
  • Vektorgraphik
  • Bildbearbeitung
  • Datenauswertung
• Datenbanken
• Computernetze
• Internet-Technologien

Literatur und Links

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