Was ist das berhaupt
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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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Was ist das überhaupt?

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Presentation Transcript


Was ist das berhaupt

Informatik

Was ist das überhaupt?

Für U2 an der FH in Bingen von Dipl. Inform. (FH) Heidi HannaH Daudistel.


Was ist das berhaupt

Informatik ist die Wissenschaft

von der systematischen Verarbeitung

von Informationen,

insbesondere

der automatischen Verarbeitung

mit Hilfe von Rechenanlagen.

HHD


Wie bei unseren uhren

Wie bei unseren Uhren . . .

Analogrechner messen

Digitalrechner zählen

HHD


4 meilensteine

4 Meilensteine

HHD


Emblem

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


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

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


4 meilensteine1

4 Meilensteine

HHD


Warum ist die programmsteuerung die auf babbage zur ckgef hrt wird soooo wichtig f r computer

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

HHD


Charles babbage

Charles Babbage

1791 – 1871

Mathematiker

Politischer Ökonom

Babbage´s Gehirn ausgestellt neben seinen beiden Rechenmaschinen im Science Museum in London

HHD


Die 1 programmiererin

Die 1. Programmiererin

Seine engste Mitarbeiterin

Ada Lovelace

(1815 – 1852)

beschreibt Programmsteuerung theoretisch !!!

HHD


Programmsteuerung

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


Programmsteuerung1

Programmsteuerung

  • Wie bei „echten“ Sprachen gibt es

    • ein Alphabet,

    • eine Grammatik sowie

    • Vokabeln und deren Bedeutungen.

HHD


Wie lautet das zul ssige alphabet unseres digitalen bitstroms

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


Programmsteuerung2

Programmsteuerung

  • Wie bei „echten“ Sprachen gibt es

    • ein Alphabet,

    • eine Grammatik sowie

    • Vokabeln und deren Bedeutungen.

HHD


Und die grammatik bei unserem digitalen bitstrom

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


Programmsteuerung3

Programmsteuerung

  • Wie bei „echten“ Sprachen gibt es

    • ein Alphabet,

    • Grammatik sowie

    • Vokabeln und deren Bedeutungen.

HHD


Zul ssige vokabeln

Zulässige Vokabeln?

=Befehle auf der Betriebssystem-Ebene

=Befehle, um ein Programm zu steuern.

=Anweisungen in MS Office

=SQL-Abfragen

=. . .

HHD


Zul ssige vokabeln1

Zulässige Vokabeln?

=Befehle auf der Betriebssystem-Ebene

=Befehle, um ein Programm zu steuern.

=Anweisungen in MS Office

=SQL-Abfragen

=. . .

HHD


Befehle zur programmsteuerung

Befehle zur Programmsteuerung

  • Abfragen. Testen.

  • Ein Schalter hat genau zwei Zustände:

    • Schalter „aus“

    • Schalter „an“


Befehle zur programmsteuerung1

Befehle zur Programmsteuerung

  • Abfragen. Testen.

  • Ein Schalter hat genau zwei Zustände:

    • Schalter „aus“ = 0

    • Schalter „an“ = 1


Wie macht ein computer eine solche abfrage

Wie macht ein Computereine solche Abfrage?

Testen immer über Vergleichen!

HHD


Zum beispiel jump on zero

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


Befehle zur programmsteuerung2

Befehle zur Programmsteuerung


Zum beispiel jump on zero1

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


Programmsteuerung4

Programmsteuerung

Fest?„Einweg-Computer“

variabel?Immer wieder und frei programmierbar

HHD


4 meilensteine2

4 Meilensteine

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Was ist zuses betrag an der entwicklung

Was ist Zuses Betragan der Entwicklung?

Der Computer wird eine Maschine.

HHD


Konrad zuse

Konrad Zuse

* in Berlin

† in Hünfeld /Fulda

Konrad Zuse war (Bau-)Ingenieur.

Kein Mathematiker!

HHD


Was ist das berhaupt

HHD


Was ist das berhaupt

HHD


Geschichte nach bauelementen

Geschichte nach Bauelementen

  • 1. Computergeneration1946

    Einsatz von Elektronenröhren

  • 2. Computergeneration 1955

    Verwendung von Transistoren

  • 3. Computergeneration1962

    Integrierte Schaltungen

  • 4. Computergeneration> 1978

    Einsatz hoch- bzw. höchstintegrierter Schaltkreise

  • 5. Computergeneration ???

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4 meilensteine3

4 Meilensteine

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Welche entscheidende neuerung brachte von neumann 1903 1957

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

HHD


Von neumann architektur

Von Neumann Architektur


Informatik

Informatik

Rechenanlagen = Computer

analog  (hybrid ) digital  ???

HHD


Was ist das berhaupt

Informatik ist die Wissenschaft

von der systematischen Verarbeitung

von Informationen,

insbesondere

der automatischen Verarbeitung

mit Hilfe von Rechenanlagen.

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Systematisch automatisch

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


System atisch automatisch

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.

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Systematisch automatisch1

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.

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System atisieren form alisieren

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


Form alisieren

FORMalisieren

  • Form suchen und finden.

    • Abgrenzen und Ordnen

    • Klassifizieren und Katalogisieren

    • Abstrahieren

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Abstrahieren

Abstrahieren

  • Weniger ist mehr!

    • Vereinfachen eines Sachverhaltes

    • oder ein neues Problem auf ein gelöstes Problem zurückführen

  • Verallgemeinern

    • Algorithmus definieren

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Vereinfachen beispiel 1 von 3

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!

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Vereinfachen beispiel 2 von 3

VereinfachenBeispiel 2 von 3

Pablo Picasso (1881 – 1973)

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Vereinfachen beispiel 3 von 3

VereinfachenBeispiel 3 von 3

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Was ist das berhaupt

HHD


Verallgemeinern

Verallgemeinern

Ein Algorithmus

ist ein Lösungsverfahren,

das festgelegte Verfahren

zur Lösung einer Aufgabenstellung

festlegt.

HHD


E hoch 3

E hoch 3

Ein Algorithmus muss sein:

Eindeutig

Endlich

Erarbeitbar

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Form alisieren1

FORMalisieren

  • Form suchen und finden.

  • Form verbindlich festlegen.

  • Form darstellbar machen bzw. darstellen.

Mittels formaler Sprache

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Syntax

Syntax

HHD


Was ist syntax

Was ist Syntax?

  • Das Alphabet zu unserer (lebendigen) Sprache

  • und die Grammatik, die den Zusammenbau der Zeichen des Alphabetes regelt = Regelwerk.

    Zum Beispiel:

    15. Dezember 2015

    17. September 2015

    März:2015:3

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Syntax1

Syntax

Digitaler Bitstrom

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Syntaktisch korrekt

Syntaktisch korrekt?

1 1 H00 1 1 0 1 0 1 0 1 o 1 0

  • Nee!

  • Und warum nicht?

    Das zulässige Alphabet besteht ausschließlich aus den beiden Symbolen 0 und 1

    UND

    Die Grammatik definiert, dass eine 0 als Nachfolger ausschließlich 0 oder 1 haben darf und eine 1 ebenso.

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Syntax2

Syntax

FORMale Sprache

HHD


Formale sprache syntax

Formale Sprache: Syntax

Zeichen des Alphabets symbolisieren reale Vorgänge

=Symbole

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Was ist semantik

Was ist Semantik?

  • Semantik bedeutet Bedeutung! 

    Zum Beispiel:

    31. Februar 2015

    Dieser Satz ist rot eingefärbt!

  • Welche Bedeutung sollen die Sprachkonstrukte der formale Sprache haben?

HHD


Formale sprache

FORMale Sprache

Flussplan

HHD


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