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Was ist das überhaupt?

Informatik. Was ist das überhaupt?. Für U2 an der FH in Bingen von Dipl. Inform. (FH) Heidi HannaH Daudistel. Informatik ist die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen , insbesondere der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Rechenanlagen. HHD.

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  1. Informatik Was ist das überhaupt? Für U2 an der FH in Bingen von Dipl. Inform. (FH) Heidi HannaH Daudistel.

  2. Informatik ist die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen, insbesondere der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Rechenanlagen. HHD

  3. Wie bei unseren Uhren . . . Analogrechner messen Digitalrechner zählen HHD

  4. 4 Meilensteine HHD

  5. Emblem Nichts außer einem in allem. Das Eine aber ist notwendig. • alle Zahlen mit 0 und 1 • alle Zahlen bauen sich aus Potenzen von 2 auf • Die vier Grundrechenarten lassen sich durchführen HHD

  6. There are only 10 types of people in the world:those who understand binary and those who dont.

  7. 4 Meilensteine HHD

  8. Warum ist die Programmsteuerung, die auf Babbage zurückgeführt wird, soooo wichtig für Computer? HHD

  9. Charles Babbage 1791 – 1871 Mathematiker Politischer Ökonom Babbage´s Gehirn ausgestellt neben seinen beiden Rechenmaschinen im Science Museum in London HHD

  10. Die 1. Programmiererin Seine engste Mitarbeiterin Ada Lovelace (1815 – 1852) beschreibt Programmsteuerung theoretisch !!! HHD

  11. Programmsteuerung • Dazu bedarf es zwischen Mensch und Maschine einer gemeinsamen Sprachen. • Wie bei „echten“ Sprachen gibt es • ein Alphabet, • eine Grammatik sowie • Vokabeln und deren Bedeutungen. HHD

  12. Programmsteuerung • Wie bei „echten“ Sprachen gibt es • ein Alphabet, • eine Grammatik sowie • Vokabeln und deren Bedeutungen. HHD

  13. Wie lautet das zulässige Alphabet „unseres“ digitalen Bitstroms? 1 1 000 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 In einem digitalen Bitstrom sind 0 und 1 die beiden zulässigen Zeichen im Alphabet. HHD

  14. Programmsteuerung • Wie bei „echten“ Sprachen gibt es • ein Alphabet, • eine Grammatik sowie • Vokabeln und deren Bedeutungen. HHD

  15. Und die Grammatik bei„unserem“ digitalen Bitstrom? 1 1 000 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 Jede 0 hat als Nachfolger entweder eine 0 oder eine 1. Jede 1 hat als Nachfolger entweder eine 0 oder eine 1. HHD

  16. Programmsteuerung • Wie bei „echten“ Sprachen gibt es • ein Alphabet, • Grammatik sowie • Vokabeln und deren Bedeutungen. HHD

  17. Zulässige Vokabeln? = Befehle auf der Betriebssystem-Ebene = Befehle, um ein Programm zu steuern. = Anweisungen in MS Office = SQL-Abfragen = . . . HHD

  18. Zulässige Vokabeln? = Befehle auf der Betriebssystem-Ebene = Befehle, um ein Programm zu steuern. = Anweisungen in MS Office = SQL-Abfragen = . . . HHD

  19. Befehle zur Programmsteuerung • Abfragen. Testen. • Ein Schalter hat genau zwei Zustände: • Schalter „aus“ • Schalter „an“

  20. Befehle zur Programmsteuerung • Abfragen. Testen. • Ein Schalter hat genau zwei Zustände: • Schalter „aus“ = 0 • Schalter „an“ = 1

  21. Wie macht ein Computereine solche Abfrage? Testen immer über Vergleichen! HHD

  22. Zum Beispiel: jump on zero In einem 16-bit Computer KÖNNTE das so aussehen: Befehlscode 1 1 000 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 Teste, ob die 1. Speicherzelle L1-Cache 0 ist. ??? HHD

  23. Befehle zur Programmsteuerung

  24. Zum Beispiel: jump on zero In einem 16-bit Computer KÖNNTE das so aussehen: Befehlscode Sprungadresse 1 1 000 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 Teste, ob die 1. Speicherzelle L1-Cache 0 ist. 1 0 1 0 1 1 1 0 HHD

  25. Programmsteuerung Fest? „Einweg-Computer“  variabel? Immer wieder und frei programmierbar HHD

  26. 4 Meilensteine HHD

  27. Was ist Zuses Betragan der Entwicklung? Der Computer wird eine Maschine. HHD

  28. Konrad Zuse * in Berlin † in Hünfeld /Fulda Konrad Zuse war (Bau-)Ingenieur. Kein Mathematiker! HHD

  29. HHD

  30. HHD

  31. Geschichte nach Bauelementen • 1. Computergeneration 1946 Einsatz von Elektronenröhren • 2. Computergeneration 1955 Verwendung von Transistoren • 3. Computergeneration 1962 Integrierte Schaltungen • 4. Computergeneration > 1978 Einsatz hoch- bzw. höchstintegrierter Schaltkreise • 5. Computergeneration ??? HHD

  32. 4 Meilensteine HHD

  33. Welche entscheidende Neuerung brachte von Neumann (1903 – 1957)? HHD

  34. Von Neumann Architektur

  35. Informatik Rechenanlagen = Computer analog  (hybrid ) digital  ??? HHD

  36. Informatik ist die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen, insbesondere der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Rechenanlagen. HHD

  37. Systematisch? Automatisch? • Angenommen Sie wollten einen Roboter bauen, der Spielkarten nach Farben sortiert. • Dann muss Ihr Roboter „wissen“ wo was hinkommt. Sprich / Lies: nach welchem System Sie sortieren. • Danach können Sie – so Sie es können  – den Roboter selbst konstruieren / bauen, der dann die Karten für Sie automatisch sortiert. HHD

  38. Systematisch? Automatisch? • Angenommen Sie wollten einen Roboter bauen, der Spielkarten nach Farben sortiert. • Dann muss Ihr Roboter „wissen“ wo was hinkommt. Sprich / Lies: nach welchem System Sie sortieren. • Danach können Sie – so Sie es können  – den Roboter selbst konstruieren / bauen, der dann die Sortier-Arbeit für Sie automatisch erledigt. HHD

  39. Systematisch? Automatisch? • Angenommen Sie wollten einen Roboter bauen, der Spielkarten nach Farben sortiert. • Dann muss Ihr Roboter „wissen“ wo was hinkommt. Sprich / Lies: nach welchem System Sie sortieren. • Danach können Sie – so Sie es können  – den Roboter selbst konstruieren / bauen, der dann die Sortier-Arbeit für Sie automatisch erledigt. HHD

  40. Systematisieren FORMalisieren Flussplan als FORMale Sprache • Form suchen und finden. • Form verbindlich festlegen. • Form darstellbar machen bzw. darstellen. • Übersetzen des zu systematisierenden Sachverhaltes in die festgelegte Form. • Durchführen gemäß festgelegter Form. Abstrahieren Algorithmus = Lösungsverfahren Tracen HHD

  41. FORMalisieren • Form suchen und finden. • Abgrenzen und Ordnen • Klassifizieren und Katalogisieren • Abstrahieren HHD

  42. Abstrahieren • Weniger ist mehr! • Vereinfachen eines Sachverhaltes • oder ein neues Problem auf ein gelöstes Problem zurückführen • Verallgemeinern • Algorithmus definieren HHD

  43. VereinfachenBeispiel 1 von 3 Julius Cäsar (100 – 44 v. Cr.) „Nach erfolgter Ankunft und Besichtigung der Verhältnisse war die Erringung des Sieges möglich.“ Ich kam, sah und siegte! HHD

  44. VereinfachenBeispiel 2 von 3 Pablo Picasso (1881 – 1973) HHD

  45. VereinfachenBeispiel 3 von 3 HHD

  46. HHD

  47. Verallgemeinern Ein Algorithmus ist ein Lösungsverfahren, das festgelegte Verfahren zur Lösung einer Aufgabenstellung festlegt. HHD

  48. E hoch 3 Ein Algorithmus muss sein: Eindeutig Endlich Erarbeitbar HHD

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