AKAD PRG21
Grundlagen der Programmierung
Grundlagen der Programmierung
Welche Übersetzter gibt es
Assembler
mit denen Programme in Assemblersprache übersetzt werden
Compiler
übersetzt den Quelltext einmal wärhend der Programmentwicklung in ausführbaren Maschinencode. Danach stellt der Linker Verbindungen zu Programmteilen, Standardbibliotheken o.Ä. her
Ergebnis ist eine .exe Datei
Interpreter
Der Quelltext des Programms wird immer erst dann übersetzt, wenn das Programm tatsächlich auf dem Zielrechner abläuft. Die Geschwindigkeit ist in der Regel deutlich langsamer, außerdem ist die benötigte Laufzeitumgebung Voraussetzung auf dem Zielsystem
Was ist eine Iteration
Eine Iteration ist eine wiederholte Ausführung eines Programmteils in einer Schleife
Was ist eine Rekursion
Selbstaufgruf eines Unterprogramms, führt zu einer Art Schleife bis das Abbruchkriterium erreich wird.
Was ist eine Verzweigung?
Eine Verzweigung ist eine bedingte Anweisung
Woran könnte ein Rechner erkennen, dass eine Datei leer ist?
Eine Datei ist leer, wenn Pufferanfang und Datenzeiger auf den selben Speicherplatz verweisen.
Rechnen sie die folgenden Dezimalzahlen in jedes Zahlensystem um
10# 2# 8# 16
148
16583
Rechnen sie die Dualzahlen in jedes andere Zahlensystem um
2# 8# 16# 10#
1010
10.1001
10101010101010
Welche unterschiedlichen Informations- und Kommunikationssysteme werden unterschieden für die Arbeitsbereiche?
kommerzielle Anwendungen (Finanzbuchhaltung, Steuersoftware)
technisch-wissenschaftliche Anwendungen (Statik, Matlab)
Branchenanwendungen (Chemieindustrie, Handel)
Das Grundprinzip der Informationsverarbeitung ist?
Engabe -> Verarbeitung -> Ausgabe
Erläutern Sie kurz welche typischen einfache Datenstrukturen man in einer Programmiersprache vorfindet und geben Sie dazu auch aussagekräftige Beispiele an.
Zahlen (int, float, double)
Zeichen (char, string)
Pointer,
Aufzählungstypen
Geben Sie eine Datenstruktur an, mit der man dynamisch generierte Bäume implementieren kann. Welche Operationen würden Sie dazu anbieten?
Eine Knotenliste wie in den Abbildungen 7, dh. es gibt eine root als Start Knoten und die Knoten haben eine Wertliste und für binäre Bäume 2 Pointervariablen zu den Kindern des Knoten. Sind keine Kinder vorhanden haben die entsprechenden Pointervariablen der Wert Null.
Operationen.Navigieren im Baum, z.B.
1) Gehe zum rechten Kind,
2) gehe zum linken Kind.
3) Suche von Schlüsseln in einem binären Suchbaum.
4) Einfügen eines neuen Knoten in einem binären Suchbaum,
5) Löschen eines Knotens in einem binären Suchbaum
Welche 3 Schleifentypen unterscheidet man bei der Programmierung? Geben Sie dazu auch Struktogramme an.
1) Schleife mit Prüfung der Schleifen-Bedingung vor dem Schleifendurchlauf (while-Schleife)
2) Schleife mit Prüfung der Schleifen-Bedingung nach dem Schleifendurchlauf (while-Schleife)
3) Zählschleife mit einem vorherbekannten Anzahl von Schleifendurchläufen (for-Schleife)
Entwickeln Sie einen rekursiven Pseudo-Code zur Berechnung des n-ten Gliedes der Fibonacci Folge fib(n). Diese Folge ist für Integerwerte n 0 definiert und wird rekursive berechnet.
fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2) mit fib(0) = fib(1) = 1.
Die ersten Glieder der Folge sind beispielsweise: 1,1,2,3,5,8,13, ….
int fib( int n)
{
if(n == 0) return 1;
if(n == 1) return 1;
return fib(n-1)+fib(n-2);
}
Was beschreibt ein logisches Datenmodell? Nennen Sie verschiedene logische Datenmodelle und erläutern Sie die wichtigsten Merkmalen für 3 der 4 in ihrem Heft diskutieren logischen Datenbankmodellen.
Hirarchisches Modell
Netzwerkmodell
Baumstruktur Modell
Bilden Sie folgendes ER-Modell auf ein minimales relationales Modell ab. Geben Sie auch die Schlüssel und Fremdschlüssel an
Primärschlüssel sind unterstrichen
Fremdschlüssel als Referenz angezeigt. Z.B. in gehört besagt PNr->Person, dass PNr ein Fremschlüssel ist und auf den Primärschlüssel der Person verweist.
Person(PNr, Telefon, Vorname, Nachname, Adresse)
Auto(FGNr, Modell, Restwert)
saß(PNr->Person, FGNr->Auto)
gehört(PNr->Person, FGNr->Auto)
Fahrer(PNr->Person, FGNr->Auto)
Erläutern Sie den Begriff SQL und gehen Sie auch auf die Eigenschaften von SQL ein. Was unterscheidet SQL von einer Programmiersprache wie C? Geben Sie ein Beispiel für eine SQL Anfrage.
SQL
SQL Structured Query Language
Deklarative Anfragesprache der Datenbank
ANSI Standard
Heute SQL99 bzw. SQL 2003
Interaktive Möglichkeit um Datenbankanfragen zu formulieren.
Relationenalgebra + Funktionen(SUM, MAX, COUNT, usw.) + arithmetische Operationen
Select nachname from Kunde
Erläutern Sie den Begriff Speicherhierarchie. Geben Sie dazu auch eine Skizze an mit typischen Größen und Zugriffszeiten und begründen Sie wieso man bei heutigen Computern ein Speicherhierarchie vorfindet?
Die Verarbeitungsgeschwindigkeit heutiger Rechner (0,2-0,5 ns Takte) übersteigt bei weitem die Zugriffsgeschwindigkeit von Speicherbausteine.Schnelle Speicher sind teuer und verbrauchen viel Platz auch dem Chip, daher führt man eine Hierarchie von Speichern, um mit der Geschwindigkeit der CPUs mithalten zu können.
Erklären Sie die Arbeitsweise eines Von Neumann Rechners und erläutern Sie die Probleme mit dieser Architektur.
Arbeitsweise (2 Phasen Schema):
Phase 1:
Holen eines Speicherinhalts aufgrund der durch den Befehlszähler angezeigten Adresse.
Interpretieren des Speicherinhalts als Befehl
Phase 2:
Holen des Speicherinhalts aufgrund der im Befehl gefundenen Adresse.
Verarbeiten des Speicherinhaltes entsprechend der im Befehl gefundenen Vorschrift.
Problem:
Dieses Schema lässt nur eine streng sequentielle Ausführung zu.
Maschinen-Code ist sehr elementar.
Transport der Daten und Befehle von und zum Speicher ist ein Flaschenhals (Von-Neumann-Flaschenhals)
Benennen und skizzieren Sie kurz die verschiedenen Netzwerktopologien. Diskutieren Sie für eine der Topologien kurz die Vor- und Nachteile.
Kopplungselemente sind:
• Repeater
• Hub
• Bridge
• Switch
• Router
• Gateway
Die folgenden Aussagen beschreiben Arbeitsgebiete der Informatik.
Welche Aussagen sind richtig?
Was ist das Themenspektrum der Informatik?
Das Themenspektrum der Informatik ist äußerst vielschichtig. Es reicht vom Aufbau von Rechneranlagen bis hin zu allen Aspekten, die mit der Arbeitsweise und dem Einsatz von Computern mithilfe ihrer Programme zusammenhängen. Ganz wichtig ist dabei, den Anwender nicht außer Acht zu lassen. Denn meistens arbeitet ja ein Computer nicht für sich allein, sondern er wird von Menschen als Werkzeug benutzt. Und wenn wir uns den Computereinsatz in der Wirtschaft anschauen, wird deutlich, dass noch eine vierte Dimension bei der Behandlung der Informationsverarbeitung eine große Rolle spielt: die Organisationsstruktur. Der Einsatz von IV-Systemen verändert Abläufe im Unternehmen, der Betrieb der Systeme setzt eine bestimmte Organisation voraus.
Wie stehen Objekte, Attribute und Attributsausprägungen in Beziehung?
Der Zusammenhang ist grundlegend und wie folgt:
Attribute haben eine bestimmte Menge von Attributsausprägungen.
Objekten werden Attribute zugeordnet
Ein Objekt hat für jedes Attribut eine gültige Attributausprägung, manchmal auch mehrere.
Nenne die Aufbagen des Dateisystems im Betriebssystem, die Struktur von Daeien und ihre Zugriffsarten
Das Dateisystem, eine Komponente des Betriebssystems zur Verwaltung aller auf dem Rechner befindlichen Dateien, bestimmt die Art und Weise, wie der Inhalt einer Datei auf dem Datenträger gespeichert ist. Handelt es sich um Dateien von Datenbanken, ist die Datei intern in Datensätzen strukturiert.
Dann gilt:
In sequenziellen Dateien sind die Daten fortlaufend in der Reihenfolge ihrer Eingabe gespeichert und können nur in dieser Reihenfolge wieder abgerufen werden. Wird ein bestimmter Datensatz benötigt, so müssen zunächst alle davor liegenden Sätze gelesen werden.
In Direktzugriffsdateien sind die Datensätze mit einer Adresse versehen. Jeder Satz kann somit unmittelbar angesprochen werden. Dies ist die typische Organisation auf einer Festplatte.
Definiere die Begriffe Daten und Information und ihre Beziehung
Hier geht es um die Begriffe Daten und Information.
Ergänzen Sie die folgenden Sätze, indem Sie im Pulldown-Menü den jeweils richtigen Satzteil auswählen.
Mit Klick auf -> oder <- kommen Sie zur nächsten, bzw. vorherigen Aufgabe.
Als Erstes kann festgehalten werden, dass Daten nicht Informationen sind, aber {Elemente} davon. Informationen sind sozusagen übergeordnet. Etwas genauer: Informationen sind Daten, die durch {feste Regeln} erzeugt werden, die eine {bestimmte Bedeutung} haben, die vom Sender und Empfänger der Information in bestimmter Weise inhaltlich gleich interpretiert werden und die für den Empfänger einen {Nutzen} darstellen.
Was sind nummerische Daten
Bestehen aus Ziffern und gegebenenfalls einem Vorzeichen
Was sind analoge Daten
Entsprechen kontinuierlichen Funktionen und werden durch physikalische Größen dargestellt
Was sind alphanummerische Daten?
Alphanummerische Daten werden aus beliebigen Zeichen (Ziffern, Buchstaben und Sonderzeichen) gebildet.
Was sind akustische Daten
Akustische Daten erfassen Töne, gesprochene Worte usw.
Was sind alphabetische Daten
Alpahbetische Daten werden nur aus Buchstaben gebildet.
Was ist ein Algorithmus
Eine Detaillierte und eindeutige Verarbeitungsvorschrift zur Lösung eines Problems, die aus einzelnen, elementaren und endlich vielen Schritten besteht.
Was beinhalten grafische Daten
Enthalten einzelne Bildpunkte mit dazugehörenden Koordinaten
Was sind digitale Daten
Digitale Daten bestehen aus aufeinanderfolgenden (diskreten) Zeichen.
Definiere die Exklusiv-Oder-Verknüpfung
Die Exklusiv-Oder-Verknüpfung ist nur dann wahr, wenn entweder die eine oder die andere Aussage wahr ist.
Definier die UND-Verknüpfung
Die UND-Verknüpfung ist nur dann wahr, wenn alle Aussagen wahr sind.
Definiere die Nicht-Verknüpfung
Die NICHT-Verknüpfung kehrt den logischen Wert um.
Was ist eine Grundaufgabe des Betriebssystems
Das Betriebssystem Organisiert das Zusammenspiel von Hard- und Software und erleichtert dem Anwender die Arbeit mit dem Computer.
Wozu dient ein Entwicklungssystem
Entwicklungssystemen Werden für die Erstellung und Modifikation von Programmen eingesetzt.
Was definiert ein Programm
Ein Programm ist die Beschreibung eines Algorithmus und der zugehörigen Datenbereiche in einer Programmiersprache.
Was gehört zur Hardware
Hardware ist die Menge aller informationstechnischen Geräte
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Flashcards
Die folgenden Aussagen beschreiben Arbeitsgebiete der Informatik.
Welche Aussagen sind richtig?
Was ist das Themenspektrum der Informatik?
Das Themenspektrum der Informatik ist äußerst vielschichtig. Es reicht vom Aufbau von Rechneranlagen bis hin zu allen Aspekten, die mit der Arbeitsweise und dem Einsatz von Computern mithilfe ihrer Programme zusammenhängen. Ganz wichtig ist dabei, den Anwender nicht außer Acht zu lassen. Denn meistens arbeitet ja ein Computer nicht für sich allein, sondern er wird von Menschen als Werkzeug benutzt. Und wenn wir uns den Computereinsatz in der Wirtschaft anschauen, wird deutlich, dass noch eine vierte Dimension bei der Behandlung der Informationsverarbeitung eine große Rolle spielt: die Organisationsstruktur. Der Einsatz von IV-Systemen verändert Abläufe im Unternehmen, der Betrieb der Systeme setzt eine bestimmte Organisation voraus.
Wie stehen Objekte, Attribute und Attributsausprägungen in Beziehung?
Der Zusammenhang ist grundlegend und wie folgt:
Attribute haben eine bestimmte Menge von Attributsausprägungen.
Objekten werden Attribute zugeordnet
Ein Objekt hat für jedes Attribut eine gültige Attributausprägung, manchmal auch mehrere.
Nenne die Aufbagen des Dateisystems im Betriebssystem, die Struktur von Daeien und ihre Zugriffsarten
Das Dateisystem, eine Komponente des Betriebssystems zur Verwaltung aller auf dem Rechner befindlichen Dateien, bestimmt die Art und Weise, wie der Inhalt einer Datei auf dem Datenträger gespeichert ist. Handelt es sich um Dateien von Datenbanken, ist die Datei intern in Datensätzen strukturiert.
Dann gilt:
In sequenziellen Dateien sind die Daten fortlaufend in der Reihenfolge ihrer Eingabe gespeichert und können nur in dieser Reihenfolge wieder abgerufen werden. Wird ein bestimmter Datensatz benötigt, so müssen zunächst alle davor liegenden Sätze gelesen werden.
In Direktzugriffsdateien sind die Datensätze mit einer Adresse versehen. Jeder Satz kann somit unmittelbar angesprochen werden. Dies ist die typische Organisation auf einer Festplatte.
Definiere die Begriffe Daten und Information und ihre Beziehung
Hier geht es um die Begriffe Daten und Information.
Ergänzen Sie die folgenden Sätze, indem Sie im Pulldown-Menü den jeweils richtigen Satzteil auswählen.
Mit Klick auf -> oder <- kommen Sie zur nächsten, bzw. vorherigen Aufgabe.
Als Erstes kann festgehalten werden, dass Daten nicht Informationen sind, aber {Elemente} davon. Informationen sind sozusagen übergeordnet. Etwas genauer: Informationen sind Daten, die durch {feste Regeln} erzeugt werden, die eine {bestimmte Bedeutung} haben, die vom Sender und Empfänger der Information in bestimmter Weise inhaltlich gleich interpretiert werden und die für den Empfänger einen {Nutzen} darstellen.
Was sind nummerische Daten
Bestehen aus Ziffern und gegebenenfalls einem Vorzeichen
Was sind analoge Daten
Entsprechen kontinuierlichen Funktionen und werden durch physikalische Größen dargestellt
Was sind alphanummerische Daten?
Alphanummerische Daten werden aus beliebigen Zeichen (Ziffern, Buchstaben und Sonderzeichen) gebildet.
Was sind akustische Daten
Akustische Daten erfassen Töne, gesprochene Worte usw.
Was sind alphabetische Daten
Alpahbetische Daten werden nur aus Buchstaben gebildet.
Was ist ein Algorithmus
Eine Detaillierte und eindeutige Verarbeitungsvorschrift zur Lösung eines Problems, die aus einzelnen, elementaren und endlich vielen Schritten besteht.
Was beinhalten grafische Daten
Enthalten einzelne Bildpunkte mit dazugehörenden Koordinaten
Was sind digitale Daten
Digitale Daten bestehen aus aufeinanderfolgenden (diskreten) Zeichen.
Definiere die Exklusiv-Oder-Verknüpfung
Die Exklusiv-Oder-Verknüpfung ist nur dann wahr, wenn entweder die eine oder die andere Aussage wahr ist.
Definier die UND-Verknüpfung
Die UND-Verknüpfung ist nur dann wahr, wenn alle Aussagen wahr sind.
Definiere die Nicht-Verknüpfung
Die NICHT-Verknüpfung kehrt den logischen Wert um.
Was ist eine Grundaufgabe des Betriebssystems
Das Betriebssystem Organisiert das Zusammenspiel von Hard- und Software und erleichtert dem Anwender die Arbeit mit dem Computer.
Wozu dient ein Entwicklungssystem
Entwicklungssystemen Werden für die Erstellung und Modifikation von Programmen eingesetzt.
Was definiert ein Programm
Ein Programm ist die Beschreibung eines Algorithmus und der zugehörigen Datenbereiche in einer Programmiersprache.
Was gehört zur Hardware
Hardware ist die Menge aller informationstechnischen Geräte
Was fällt unter den Begriff Software
Software ist der Sammelbegriff für die Programme und deren Dokumentation.
Was sind Stammdaten
Stammdaten stehen unverändert über einen längeren Zeitraum hinweg zur Verfügung. Sie ändern sich nicht oder nur sehr selten.
Was charakterisiert Änderungsdaten
Änderungsdaten sind abwicklungsorientierte Daten, die fallweise eine Änderung von Stammdaten auslösen.
Welche Eigenschaften haben Stammdaten
Stammdaten sind zustandsorientierte Daten, die der Identifizierung, Klassifizierung und Charakterisierung von Sachverhalten dienen
Was sind Bestandsdaten
Bestandsdaten sind zustandsorientierte Daten, welche die betriebliche Mengen- und Wertestruktur kennzeichnen.
Wozu dienen Steuerdaten
Steuerdaten sind für die Steuerung der rechnerinternen Verarbeitungsprozesse nötig.
Welcher Datentyp beschreibt Phänomen der realen Welt?
Nutzerdaten
Wozu dienen Bewegungsdaten
Bewegungsdaten dienen der Abwicklungsorientierten Datenverarbeitung, die Bestandsdaten verändert.
Wodurch ändern sich Bestandsdaten
Durch das Betriebsgeschehen ändern sich Bestandsdaten ständig.
Wovon hängt das Leistungsvermögen eines Mikroprozessors ab?
-Von der Mächtigkeit des Maschinenbefehlssatzes
-Von der Leistungsfähigkeit des Bussystems
-Von der Architektur des Prozessors
-Von der Taktrate des Prozessors
Nenne die Kerneigenschaften von Schreib-/Lese-Speicher (RAM)
-Jede Speicherzelle kann direkt angesprochen werden
-Die Daten sind nur flüchtig gespeichert
-Kann beliebig oft beschrieben werden
Wozu werden Chips eingesetzt?
-Zur Speicherung von Informationen
-Zur Verarbeitung von Informationen
Nenne die grundlegenden Eigenschaften von optischen Speicherplatten, vor- und Nachteile
Optische Speicherplatten sind {auswechselbare} kreisrunde Scheiben, bei denen die Daten mittels {(Laserstrahlen)} aufgezeichnet und wieder gelesen werden.
Vorteile sind eine sehr hohe {Kapazität (Speicherkapazität)} und die {(Handlichkeit)} dieser Datenträger.
Nachteilig ist die gegenüber Magnetplatten längere {Zugriffszeit}.
Verschiedene Speicherformen erlauben unterschiedliche Arten des Zugriffs. Nennen sie diese und ihre Unterschiede
Ein sequenzieller Speicher ermöglicht nur den fortlaufenden Zugriff, d.h. den Abruf der Speicherplätze in einer festen (z.B. der gespeicherten) Reihenfolge.
Ein Direktzugriffsspeicher gestattet dagegen den gezielten (wahlfreien) Zugriff auf eine Speicherzelle oder einen Datensatz.
Der indexsequenzielle Zugriff ist eine Mischform.
Auf den Anfang eines Blocks greift man {direkt} zu; innerhalb des Blocks ist nur eine sequenzielle Verarbeitung möglich.
Pyramidenform der Speicherhierarchie
Je weiter wir uns in der Hierarchie {abwärts} bewegen, umso größer werden drei wichtige Speicherparameter: Die {Zugriffszeit} vergrößert sich, die {Speicherkapazität} nimmt zu und die {Anzahl der Bits}, die man für jeden ausgegebenen Euro erhält, nimmt ebenfalls zu, d.h. eine Speichereinheit wird immer billiger.
Wozu dient der Datenbus
Der Datenbus dient dem Transport der gerade benötigten Befehle und Daten zwischen den Teilnehmern, also zwischen Prozessor, Arbeitsspeicher und angeschlossenen Geräten.
Wozu dient der Adressbus
Über den Adressbus werden die Zellen im Arbeitsspeicher oder die Schnittstellen zu anderen Komponenten oder Geräten angegeben, die zur Befehlsausführung herangezogen werden bzw. an die oder von denen aus Daten übertragen werden sollen.
Welche Aufgaben übernimmt der Steuerbus
Der Steuerbus regelt den gesamten "Verkehr" zwischen den einzelnen Quellen und Zielen.
Was charakterisiert einen Von-Neumann-Rechner
in Von-Neumann-Rechner ist nach folgenden Prinzipien aufgebaut:
1. Der Rechner besteht aus folgenden vier Funktionseinheiten:
– Arbeitsspeicher
– Rechenwerk
– Steuerwerk
– Ein-/Ausgabemodule
2. Aufbau und Struktur des Rechners sind unabhängig vom bearbeiteten Problem.
3. Programme, Daten, Zwischen- und Endergebnisse werden im Arbeitsspeicher abgelegt.
4. Der Arbeitsspeicher ist in Zellen gleicher Größe unterteilt, die fortlaufend nummeriert sind. Über die Nummer (Adresse) einer Speicherzelle kann deren Inhalt abgerufen oder verändert werden.
5. Programme bestehen aus Befehlen, welche im Allgemeinen nacheinander (sequenziell) abgearbeitet werden.
6. Durch Sprungbefehle kann von der Bearbeitung der Befehle in der gespeicherten Reihenfolge abgewichen werden.
7. Alle Informationen (Daten, Befehle, Adressen) werden binär codiert.
Was ist ein Transistor?
Transistoren sind das wichtigste elektronische Bauelement auf einem Chip. Sie dienen zum Schalten und Verstärken elektrischer Signale, ohne dass mechanische Bewegungen ausgeführt werden. Die Verarbeitung von Informationen in Computern basiert auf den binären Werten 0 und 1. Mithilfe von auf Transistoren beruhenden Schaltern kann man diese beiden Werte darstellen.
