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Informatik (Subject) / A&D (Allgemein) (Lesson)

Grundwissen Algorithmen und Datenstrukturen

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  • Was ist Rechnen? Rechnen ist die logische Verknüpfung von Zahlen. Es kann gedanklich ("Kopfrechnen") oder schriftlich oder mit Rechenhilfsmitteln (eigene Finger, Taschenrechner, …) erfolgen. Ein gewisses Grundverständis für einfachste Rechenoperationen hat man schon von Geburt an, indem man z.B. zwischen Mengen unterscheiden kann („Ist etwas dazu gekommen oder weggenommen worden?“) Grundvorraussetzungen: Intelligenz, Gedächtnis, Weltwissen und  Rechenregeln samt  Vorwissen (Wissen um Mengen, um Zahlen und um ihre Beziehung zueinander.
  • Was ist ein Rechner? Ein Rechner ist in der Computerwelt nur ein anderer Begriff für Personal Computer (PC). Der Begriff Rechner gehört zur Hardware eines Computers. Ein Rechner ist aus verschiedenen Einzelteilen zusammengesetzt. Grafikkarte, Motherboard, RAM-Speicher und Festplatte gehören u.a. zum Rechner dazu.
  • Was ist Informatik? Das Wort Informatik setzt sich aus den Wörtern Information und Automatik zusammen - ist eine Wissenschaft, Technik und Anwendung des systematischen Umgangs mit Information. Hierzu gehören insbesondere die automatisierte Verarbeitung, Speicherung, Darstellung und Übertragung von Information. Die Betrachtung von Hardware, Software und formalen Grundlagen gehören genauso zur Informatik wie die Vielzahl unterschiedlicher  Anwendungen und die Auswirkung auf den einzelnen Menschen, auf Organisationen und Unternehmen sowie die Gesellschaft als Ganzes. Die Informatik konzipiert und konstruiert mathematische Maschinen, die selbständig Symbole verarbeiten können, also Maschinen, mit denen Daten übertragen, gespeichert und durch Befehlsketten – den Algorithmen – automatisch verarbeitet werden können.
  • Welche Teilgebiete gibt es? Die theoretische, technische, praktische und angwandte Informatik.
  • Was beinhaltet die die theoretische Informatik? Die Theoretische Informatikerforscht und entwickelt Konzepte zur Darstellung von Geräten und Prozessen als formal logische Systeme; damit ist sie die Grundlage für die Programmierung. Die Formalisierung geschieht auf zwei Ebenen: Einerseits müssen Symbole gefunden werden, die für reale Vorgänge stehen können( z.B. Zahlen oder Zeichen meist auf digitaler Basis). Andererseits müssen formal logische Verbindungen zwischen diesen Symbolen festgelegt werden. Hat man logische Symbole erst  formal analysiert und entschieden, wie sie sinnvoll zusammenarbeiten können, lässt sich erkennen, ob PC bestimmte Probleme überhaupt lösen können. Einen wichtigenStellenwert nehmen dabei die Algorithmen ein, die Musterlösungen für häufige und schwierige Aufgaben bereitstellen. Die theoretische Informatik befasst sichdaher insbesondere mit der Geschwindigkeit und dem Speicherverbrauch solcher Algorithmen.
  • Was beinhaltet die theoretische Informatik? Die Theoretische Informatik ist die Grundlage für die Programmierung.- erforscht und entwickelt Konzepte zur Darstellung von Prozessen als formal logische Systeme Die Formalisierung geschieht auf zwei Ebenen: 1. müssen Symbole gefunden werden, die für reale Vorgänge stehen können (Zahlen oder Zeichen meist auf digitaler Basis):2. müssen formal logische Verbindungen zwischen diesen Symbolenfestgelegt werden. Nach Analysierung der logischen Symbole und Entscheidung, wie sinnvoll sie zusammenarbeiten können, lässt sich erkennen, ob PC Probleme überhaupt lösen kann. Einen wichtigenStellenwert nehmen dabei die Algorithmen ein, die Musterlösungen für häufige und schwierige Aufgaben bereitstellen. Die theoretische Informatik befasst sichdaher insbesondere mit der Geschwindigkeit und dem Speicherverbrauch solcher Algorithmen.
  • Was beinhaltet die Praktische Informatik? Die Praktische Informatik- ist es, den Rechner für die Menschen effektiv nutzbar zu machen - entwickelt grundlegende Lösungskonzepte für die wichtigsten Anwendungsbereiche der Informatik. - beschäftigt sich besondersmit der Entwicklung von Computerprogrammen mit Hilfe speziellerProgrammiersprachen und deren Nutzung in großen Softwaresystemen Teilgebiete der Praktischen Informatik wie Datenbanken, verteilte Informations undKommunikationssysteme, Zuverlässigkeit, Sicherheit undBedienungsfreundlichkeit (Mensch-Maschine-Kommunikation) haben ganze Industrien entstehen lassen.
  • Was ist die technische Informatik? Jedes Computersystem besteht aus drei funktional voneinander getrennten Einheiten: Dateneingabe, Datenbearbeitung und Datenausgabe. Die Entwicklung der hierfür erforderlichen Hardware istder Kernbereich der Technischen Informatik. - es gilt Aufgaben jeglicher Art sukzessiv immer vollkommener zu lösen, d.h. effizientere und schnellere Rechner zu eintwickeln, mit mehr Speicherkapazität sowie bessere Bildschirme und Eingabegeräte . => heute redet man oft von Informations- und Kommunikationstechnik
  • Was beinhaltet die angewandte Informatik? Die angewandte Informatik untersucht, inwieweit Abläufe durch den Einsatz vonComputern automatisiert werden können. Simulationsverfahren und Computergraphik, Bild- und Sprachverarbeitung sowie  Modellierung schaffen konkrete Anwendungsmöglichkeiten für die Automatisierung. beispielsweise: in der Produktion; den Ingenieursanwendungen, in betriebswirtschaftlicher und öffentlicher Verwaltung, in Medizintechnik und Pharmaindustrie..
  • Ist das "symbolische Rechnen" eine Tautologie? Ja, da Rechnen immer anhand von Symbolen (z.B. Zahlen) erfolgt. Logik: eine Aussage, die aus formalen Gründen immer wahr ist Rhetorik: doppelte Betonnung/ Wiederholung"Immer und ewig"...
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  • Was braucht man zum Rechnen? Symbole, Regeln, Programmiersprachen.
  • Was ist ein Alogorithmus? Ein Algorithmus ist eine Verfahrensanweisung zur Problemlösung. Das Verfahren besteht aus einzelnen Schritten (Aktionen). Jede Aktion bewirkt eine Änderung von Objekten und bestimmt, welche Aktionen als nächstes ausgeführt werden sollen.     Jede Aktion muss von dem gegebenen Prozessor eindeutig interpretierbar sein Der Algorithmus kann mit Eingangsobjekten, Ausgangsobjekten und Hilfsobjekten arbeiten Sie muss wiederholbar zu dem gleichen Ergebnis kommen, wenn man die gleichen Eingabeparameter wählt .   Algorithem werden verwendet um Verfahren wiederholbar zu machen. Um sie wiederholt ablaufen zu lassen. In der Informatik sind Beispiele Such- und Sortieralgorithmen.
  • Unterschied zwischen Implementierung, Spezifikation, Algorithmus? So beschreibt die Spezifikation, was gelöst werden soll. Der Algorithmus, wie ein Problem gelöst wird. Die Implementierung schließlich ist die Realisierung des Algorithmus
  • Was ist Spezifikation? Eine formale Spezifikation ist die Beschreibung eines Computerprogramms mittels einer Notation, deren Semantik eindeutig definiert ist (einer sogenannten formalen Sprache). Ziel ist die formalisierte, präzise Beschreibung der zu lösenden Aufgabe in einem geschlossenen Modell, um dieses weiterzuverarbeiten.
  • Was braucht man beim Programmieren? Ein Problem, eine Modellierung + eine Spezifikation, Algorithmus.    
  • Was versteht man unter Modellierung? = Die Verwandlung von Problemen der realen Welt in Rechenaufgaben-> in einem Modell dagestellt
  • Was ist eine Programmiersprache? Eine Programmiersprache ist eine künstliche Sprache, die der Kommunikation mit dem Computer dient. Gegenüber der natürlichen Sprache ist die Syntax einer Programmiersprache wesentlich restrektiver gehalten und erlaubt im allgemeinen keine Abweichungen. Was eine Programmiersprache können muß ist einfacher, sie muß auf jeden Fall einmal diverse Kontrollstrukturen wie bedingte Sprünge und Schleifen verstehen. Außerdem sollte man die Programm in kleine, übersichtliche Einheiten, sogenannte Prozeduren und Funktionen zerlegen können.
  • Warum wurde der Computer erfunden? Alle technischen Errungenschaften basieren auf der Bequemlichkeit des Menschen. Ein Computer ist zur Berechnung und Speicherung von Zahlen. bzw. Daten da. Das erste Teil, das das konnten war ein Abakus. Der war jedoch zu langsam und umständlich, also wurde der PC erfunden. Der erste frei Programmierbare Computer geht auf Konrad Zuse zurück, mit der mechanischen Zuse 1. Genau wie  das Internet wurde der Computer zur Hilfe des Menschen erfunden, von und für Wissenschaftler, dann wurde er vom Militär benutzt (missbraucht) und fand schließlich den Weg zum Normalbürger (Personal Computer).