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Grundlagen der Programmierung

Grundlagen der Programmierung


T. F.
Diese Lernkarten decken Grundlagen der Informatik auf universitärem Niveau ab, von Rechnerarchitektur über Datenbankmodelle bis zu Programmierkonzepten in C++. Im Fokus stehen Schlüsselbegriffe wie Datenverwaltung, Speicherhierarchien, Algorithmen und SQL-Abfragen, ergänzt durch praktische Codebeispiele und Modellierungen. Ideal für Studierende, die theoretische Konzepte mit konkreten Anwendungen vertiefen möchten.
Cartes-fiches
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Langue
Allemand
Catégorie
Informatique
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
02.01.2018 / 04.11.2026

Cartes-fiches

Was sind die entscheidenden Qualitätskriterien für Speicherchips?

Die entscheidenden Qualitätskriterien für Speicherchips sind ihre Kapazität, die Geschwindigkeit sowie ihre Zuverlässigkeit.

Was ist die Aufgabe des Arbeitsspeicher?

Der Arbeitsspeicher enthält die laufenden Programme und di von diesme benötigten Daten.

Wozu dient der Pufferspeicher?

Der Pufferspeicher nimmt die Daten beim Transport vom Arbeitsspeicher in die Register vorrübergehend auf und gleicht damit unterschiedliche Geschwindigkeiten aus.

Wozu dienen Register (Von-Neumann-Rechner)?

Register sind integrale Betandteile von elektronischen Funktionseinheiten, vor allem im Speicher- und Rechenwerk, aber auch in Grafikkarten.

Welche Aufgabe übernimmt der Mikroprogrammspeicher?

Der Mikroprogrammspeicher ist ein Speicher im Prozessor zur Aufnahme der sogenannten Mikrobefehle.

Eigenschaften einer Universal Serial Bus (USB) Schnittstelle

Einheitliche und universelle Schnittstelle mit einer seriellen Verbindung

Eigenschaften einer Firewire/IEEE 1394 Schnittstelle

Universelle, serielle Schnittstelle für die Übertragung großer Datenmengen.

Eigenschaften Parallele Schnittstelle

Datenbits werden gleichzeitig über mehrere Leitungen (8, 16 oder mehr) verschickt.

Eigenschaften Serieller Schnittstellen?

Bei seriellen Schnittstellen erfolgt die Datenübertragung Bit für Bit nacheinander.

Welche Zustandsbedingungen gelten bei: Und Gatter?

Am Ausgang liegt nur dann der Zustand , wenn an allen Eingängen der Zustand 1 anliegt.

Welche Zustandsbegingungen gelten bei: ODER-Gattern?

am  Ausgang liegt immer dann der Zustand 1 an , wenn mindestens an einem Eingang der Zustand 1 anliegt.

Welche Zustandsbegingungen gelten bei: Verstärkern?

Am Ausgang liegt derselbe Wert wie am Eingang.

Welche Zustandsbedingungen gelten bei: NICHT-Gattern?

Am Ausgang liegt stets der entgegengesetzte Zustand wie am Eingang.

Welche Eigenschafen gehören zur TCP/IP-Protokollfamilie

Wofür wird das Protokoll verwendet?

Kann für LAN und WAN verwendet werden

Unabhängig vom Hersteller

End-to-End Kommunikation über Netzwerke

Unabhängig vom Übertragungsmedium

Einsetzbar zwischen heterogenen Systemen

Aus welchen Komponenten ist eine Netzstruktur aufgebaut?

Eine Netzstruktur besteht aus den {Rechnern}, die verknüpft werden sollen, den {Infrastrukturkomponenten}, mit deren Hilfe die Vernetzung erfolgt, der {Verkabelung} als hardwaretechnische Grundlage und dem {Protokoll}, für den Nachrichtenaustausch.
Die Verkabelung erfolgte ursprünglich {kabelgebunden}, seit einiger Zeit aber auch {drahtlos}.

Hier geht es um Weitverkehrsnetze, sozusagen die „grenzüberschreitenden“ Netze.

Ab wann liegt ein Weitverkehrsnetzvor und wie erfolgt die Datenübermittlung.

Welche Systeme werden im Fernsprechnetz verwendet

Sobald ein Rechnerverbund über die {Grundstücksgrenzen} hinausgeht, liegt ein Weitverkehrsnetz vor. Man unterscheidet zwei grundsätzliche Technologien, um Daten durch ein Netz von einem Teilnehmer zu einem anderen zu transportieren, ganz klassisch die {Leitungsvermittlung} und (moderner) die {Paketvermittlung}. Die allermeisten Netze zum Austausch und Transport von Daten sind heute welche mit {Paketvermittlung}.

Das Fernsprechnetz leistet die Übertragung von Daten und Sprache. Es wird teilweise noch {analog} betrieben, zumeist inzwischen jedoch {digitalisiert}. Ein {Direktvermittlung (Direktrufnetz)} verbindet zwei Rechner durch eine Standleitung. Im Mobilfunkbereich gibt es verschiedene Standards, {LTE} ist der leistungsfähigste von ihnen

Die Leistungsfähigkeit eines Netzes kann anhand dreier Merkmale beurteilt werden.

Die {Bandbreite} drückt die Kapazität aus, die das jeweilige Transportmedium bewältigen kann.

Sie wird in {Bit/s} gemessen.

Der {Durchsatz} einer Verbindung gibt an, welche Menge an Daten aktuell transportiert wird, mit {Goodput} wird die Menge der übertragenen Nutzdaten (ohne Protokolloverhead usw.) bezeichnet.

Welche 7 Schichten gibt es im ISO/OSI-Regelwerk

Stelle die Zusammenhänge von TCP/IP-Protokollen TCP/IP-Schichten und OSI-Schichten dar

Welche Aufgaben übernimmt das IP-Protokoll

Das Protokoll IP vermittelt zwischen den kommunizierenden {Rechnern} und {Netzen}.

Die Aufgaben von IP sind:
– {Adressieren} von Rechnern, Netzen und Teilnetzen mit der {IP-Adresse}.

– {Fragmentieren} der zu übermittelnden Datenströme in {Pakete}:
 
– {Zustellen} der Datenpakete.

Jedes Netzwerk, Teilnetz und jeder Rechner muss weltweit {eindeutig adressierbar} sein.

Welche Verfahren werden zum Schutz der Daten und zur Verifikation eingesetzt

Der Schutz übertragener Daten vor unberechtigter Veränderung kann durch {Hash-Verfahren} erreicht werden.

Schutz vor unberechtigtem Zugriff bieten {Passwörter}, Gegenstände im Besitz des Benutzers (Schlüssel, Karte, Ausweis) oder die Überprüfung {biometrischer Merkmale}.

Die Vertraulichkeit von Daten lässt sich durch {Verschlüsselung} erreichen. Man unterscheidet dabei {symmetrische von asymmetrischen} Verfahren.

Eine digitale Signatur weist die {Echtheit} einer erhaltenen Nachricht nach.

Generell lässt sich ein unternehmensinternes Netzwerk von öffentlichen Netzen durch eine {Firewall} abschotten.

Definieren Sie bitte die wichtigsten Netztypen, mit den Netztypbezeichnungen

Token-Bus-Netz

Das Token wird in festgelegter Reihenfolge von Rechner zu Rechner weitergegeben.

Ethernet

Am weitesten verbreiteter Netztyp. Daten werden als Datagramm mit einer maximalen Nutzendatenlänge von 1.500 Bytes verschickt. Läuft auf allen Betriebssystemen und Netzstrukturen.

Token-Ring-Netz

Die zentrale Komponente ist der Ringleitungsverteiler, der die angeschlossenen Rechner durch je zwei Leitungen miteinander verbindet.

Zu der Protokollfamilie TCP/IP gehören verschiedene Einzelprotokolle, nenne und erläutere.

FTP (File Transfer Protocol)

Enthält Befehle zum Senden, Empfangen und Löschen von Dateien im Netzwerk.

UDP (User Datagram Protocol)

Dieselbe Funktion wie TCP, ermöglicht aber eine höhere Übertragungsleistung.

TELNET

Mit ihm kann sich ein Rechner als Terminal an einem anderen Rechner einloggen.

TCP (Transmission Control Protocol)

Aufbauend auf dem Internet Protocol zeigt es dem Zielrechner den Verbindungsaufbau an.

IP (Internet Protocol)

Regelt u.a. die Vermittlung zwischen den kommunizierenden Rechnern.

SMT (Simple Mail Transfer Protocol)

Mit ihm können Nachrichten als ASCII-Files zwischen Rechnern ausgetauscht werden.

Wie erfolgt die physische Datenorganisation

Mit der physischen Datenorganisation werden die Daten einer Datei {zusammenhängend} auf {externen Speichern} abgelegt, so dass sie verarbeitet, ergänzt, geändert und wieder aufgerufen werden können. Der Teil des Betriebssystems, der diese Aufgabe übernimmt, wird {Dateisystem} genannt.

Wie erfolgt die sequenzielle Speicherung und welche Nachteile kommen dabei in Betracht?

Bei der sequenziellen Speicherung sind alle Datensätze {hintereinander} gespeichert. Jeder Datensatz hat {dieselbe} Länge. Auf die Datensätze kann nur {Satz für Satz} zugegriffen werden, ein direkter Zugriff auf einen einzelnen Datensatz ist {nicht} möglich.

Wie erfolgt der Zugriff auf indexsequenzielle Speicherformen?

Die indexsequenzielle Speicherungsform arbeitet mit einem {Index}, der zusätzlich zur sequenziellen Datei angelegt wird. Mit ihm wird über einen {Zeiger} der {direkte Zugriff} auf einen bestimmten Datensatz möglich. Grundlage der meisten Datenbanken ist ein {mehrstufiger Index}.

Wie erfolgt der Zugriff bei Direktzugriffsdateien

Direktzugriffsdateien erlauben einen direkten Zugriff auf einzelne {Datensätze}. Voraussetzung ist, dass dem {Primärschlüssel} jedes Satzes eine Adresse auf dem Datenträger zugeordnet ist. Bei {numerischen Schlüsseln} kann dies im einfachsten Fall 1:1 erfolgen. Sonst muss man die Adresse aus den {Schlüsselangaben} berechnen. Dies geschieht mithilfe einer {Hash-Funktion}.

Beschreiben Sie die vier Dateitypen, Stapeldatei, sequenzielle Datei, indexsequentielle Datei und Direktzugriffsdatei, indem Sie im Pulldown-Menü jeweils den richtigen Satz zuordnen.

{Sequenzielle Datei}Jeder Datensatz ist gleich lang, weil die Felder nach der gesamten festgelegten Länge der Attributsausprägungen angelegt werden.

{Stapeldatei}Speichert bei jedem Eintrag in ein Feld das zugehörige Attribut mit ab.

{Direktzugriffsdatei}Die Adresse eines Datensatzes kann berechnet werden.

{Sequenzielle Datei}Der Zugriff auf einen bestimmten Datensatz ist langsam, weil die Datei Datensatz für Datensatz gelesen werden muss, bis der gesuchte erreicht ist.

{Sequenzielle Datei}Hat die Informationen und ihre Datentypen nur einmal im Kopf der Datei gespeichert.

{Stapeldatei}Spart Speicherplatz, weil keine Leereinträge abgespeichert werden.

{Indexsequenzielle Datei}Die Speicherform erlaubt einen schnellen Zugriff, weil ein Index die Datensätze erschließt.

Es gibt vier Eigenschaften einer Transaktion, die wir hier betrachten wollen.

ACID-Eigenschaften

Atomizität bedeutet, dass eine Transaktion entweder {vollständig} oder überhaupt nicht ausgeführt wird.

Konsistenz heißt, dass eine solche Transaktion {konsistenzbewahrend} sein muss.

Isolation heißt, dass eine solche Transaktion isoliert von den anderen {Transaktionen} ausgeführt werden kann.

Dauerhaftigkeit bedeutet, dass die von einer bestätigten Transaktion in die Datenbank geschriebenen Änderungen {persistent} sein müssen.

Welche wichtigen Aspekte der Syntax von SQL gillt es zu beachten?

Jede SQL-Anweisung beginnt mit einem {Befehlsnamen}, dem verschiedene Eingabewerte und Parameter folgen.
SQL berücksichtigt bei den Befehlswörtern keine {Groß- und Kleinschreibung}.
Jede Befehlseingabe muss durch einen {Strichpunkt} abgeschlossen werden.
Alphanumerische Eingaben in die Datenbank müssen in {Hochkommata} gesetzt werden, numerische Eingaben nicht.

{create} table DBS   (BezDBS {char(10)}, Typ varchar2(10) {not null},
   Plattform varchar2(10) {default 'UNIX'},
   LPreis {number(7,2)},
   ProdName char(5) {references produzenten},
   Datum date,
   {primary key}(BezDBS));

insert into produzenten {     } ('P3', 'Berlin', 'www.p3.com');
insert into produzenten ({      }, {      }) values ('P4', 'Rom');

insert into produzenten {values} ('P3', 'Berlin', 'www.p3.com');
insert into produzenten ({PRODN}, {LAND}) values ('P4', 'Rom');

select bezdbs, typ {            }, {                 } from dbs;

select bezdbs, typ {as DBTyp}, {lpreis as Listenpreis} from dbs;

select * from dbs {            }

select * from dbs {where typ='RDBS'}

select   a.bezdbs as {         }, a.lpreis as {              },
   b.bezdbs as "DB-A", b.Firmenname as "H-A",
   b.mpreis as "Marktpreis",
   c.ort as "H-Ort"
   from {       } a, {             } b, {              } c
   where a.bezdbs={         } and
   b.Firmenname={            }
   order by b.Firmenname;

select   a.bezdbs as {"DB-Bez"}, a.lpreis as {"L-Preis"},
   b.bezdbs as "DB-A", b.Firmenname as "H-A",
   b.mpreis as "Marktpreis",
   c.ort as "H-Ort"
   from {dbs} a, {angebot} b, {haendler} c
   where a.bezdbs={b.bezdbs} and
   b.Firmenname={c.firmenname}
   order by b.Firmenname;

Wie sind Attribute, Attributsausprägungen und Informationsträger definiert?

Attribute entsprechen {Eigenschaften}, sind allerdings formaler definiert. Sie können bestimmte Werte annehmen, die {Attributsausprägungen} genannt werden. Außerdem beziehen sie sich immer auf {Informationsträger}, also konkrete und abstrakte Dinge, Personen, Begriffe, usw.

Welche Bereiche umfasst die Datenorganisation mit Entitäten Attributen und Attributsausprägungen

Datenorganisation umfasst die {logische Datenorganisation} und die {physische Datenorganisation}. In der logischen Datenorganisation beginnen Sie mit der Untersuchung des Anwendungsbereichs, in dem Sie {die Daten} organisieren. Dabei identifizieren Sie die {Entitäten}, also die Gegenstände oder auch abstrakten Dinge des Anwendungsbereichs, fragen nach den {Attributen}, die die sie beschreiben, und sehen sich die einzelnen {Attributsausprägungen} an.

Welche Informationen enthält:

Datenbank

Datei

Datensatz

Datenfeld

{Datensatz}Erfasst die Daten, die einen bestimmten Informationsträger beschreiben.

{Datenfeld}Wird durch seine Bezeichnung und seinen Datentyp charakterisiert.

{Datensatz}Ist in Datenfelder unterteilt.

{Datenbank}Macht es möglich, die in Dateien gespeicherten Daten in unterschiedlichen Kombinationen zu verknüpfen.

{Datei}Enthält eine Sammlung inhaltlich zusammengehörender Daten.

{Datenbank}Setzt ein Datenmodell in einen konkreten Datenbestand um.

{Datei}Besteht aus gleich aufgebauten Datensätzen.

{Datenfeld}Enthält die Ausprägung eines Attributs.

Was sind Deskriptive Attribute

Sie dienen nur der Beschreibung einer Entität.

Was sind Schlüsselattribute

Sie dienen der Identifikation von Entitäen oder Beziehungen

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