Informatik

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Allgemein versteht man heute unter der Informatik die Wissenschaft und die Technologie der systematischen und automatisierten Informationsverarbeitung und die der informationsverarbeitenden Systeme, der Computer, die auch elektronische Rechenanlagen genannt werden. Sie umfaßt dabei sowohl die Theorie und Methodik der Informationsverarbeitung und Computersysteme als auch die Analyse und Entwicklung von Anwendungen in der Technik, Wirtschaft und Verwaltung. Außerdem werden die Auswirkungen ihres Einsatzes betrachtet. Informatik ist somit eng mit dem Begriff des Computers verbunden und stellt einen Grundpfeiler der modernen Datenverarbeitung dar.

Dieter Roller

2. Datenrepräsentation

Zusammenfassung

Beim Lösen von Problemen bzw. Verarbeiten von Informationen mit dem Computer kommt neben dem bereits in Kapitel 1 erwähnten Begriff des Algorithmus dem Begriff der Daten eine zentrale Bedeutung zu. In diesem Kapitel steht die Art der Repräsentation von Daten im Computer im Vordergrund. Da Computer heute nicht mehr nur zum Rechnen im engeren Sinne angewandt werden, stellt sich insbesondere die Frage, wie außer Zahlen auch Informationsobjekte anderer Art dargestellt und schließlich verarbeitet werden können.

Dieter Roller

3. Aufbau digitaler Rechenanlagen

Zusammenfassung

Dieses Kapitel befaßt sich mit dem grundsätzlichen Aufbau eines Computersystems. Ausgegangen wird vom Von-Neumannschen Computerprinzip. Nach einer Beschreibung des gerätetechnischen Grundkonzeptes und der Hauptaufgaben eines Betriebssystems werden der Aufbau eines Rechnersystems auf verschiedenen Abstraktionsniveaus und schließlich die wichtigsten peripheren Geräte vorgestellt.

Dieter Roller

4. Weiterentwicklungen der Rechnertechnik

Zusammenfassung

Während die vorgestellten Komponenten des klassischen Von-Neumann-Computers auch heute noch verwendet werden, wurden in den letzten Jahren eine Reihe von Konzepten entwickelt, welche die Leistungsfähigkeit eines Computers noch beträchtlich steigern. Zum einen betrifft dies Erweiterungen innerhalb einzelner Komponenten des Computers und zum anderen die Entwicklung von parallel zum Einsatz kommenden Einheiten. Eine Einführung in einige wesentliche solcher Weiterentwicklungen sind das Thema dieses Kapitels.

Dieter Roller

5. Programmentwicklung

Zusammenfassung

Nachdem in den vorangegangenen Kapiteln der Aufbau und die Funktionsweise eines Computers dargestellt wurde, geht es in diesem Kapitel um die Konstruktion von Programmen zum Lösen von konkreten Aufgaben. Nach einer Einführung in die typischen Phasen der Programmentwicklung wird eine Methode zur formalen, jedoch von einer konkreten Programmiersprache unabhängigen Beschreibung von Algorithmen eingeführt. Anschließend werden Ansätze für Werkzeuge zur rechnergestützten Programmentwicklung besprochen und schließlich eine Einordnung von Programmiersprachen auf verschiedenen Niveaus gegeben.

Dieter Roller

6. Allgemeiner Aufbau von PASCAL-Programmen

Zusammenfassung

In diesem und den folgenden Kapiteln sollen wichtige Konzepte von höheren Programmiersprachen am Beispiel von PASCAL besprochen werden. PASCAL wurde 1972 von Nicklaus Wirth entwickelt [Jensen, K. und Wirth, N. (1985)] und ist nach dem französischen Mathematiker Blaise Pascal benannt. Die Sprache PASCAL stellt mächtige Ausdrucksmittel zur Verfügung und unterstützt insbesondere die strukturierte Programmierung. Sie ist außerdem leicht erlernbar und es gibt inzwischen effiziente Übersetzer für eine Vielzahl von Computern, insbesondere auch PCs, so daß sie sich gerade auch für die Ausbildung im Hochschulbereich gut eignet und vielerorts benutzt wird.

Dieter Roller

7. Unterprogrammtechnik

Zusammenfassung

Unterprogramme dienen als Strukturierungsmittel für größere Programme. Sie stellen weitgehend in sich geschlossene Programmeinheiten dar, deren Aktionen im Hauptprogramm durch Erwähnung des Namens angestoßen werden. Man nennt diesen Vorgang den Aufruf eines Unterprogramms. PASCAL kennt zwei Typen von Unterprogrammen, genannt Prozeduren und Funktionen.

Dieter Roller

8. Strukturierte Datentypen

Zusammenfassung

Neben den bereits besprochenen skalaren Datentypen unterstützt PASCAL verschiedene sogenannte strukturierte Typen (s. Abb. 8.1). Strukturierte Typen sind Objekte, die sich aus mehreren Komponenten zusammensetzen. Man unterscheidet dabei zwischen homogenen Typen und inhomogenen Typen. Bei den homogenen Typen sind alle Komponenten vom gleichen Typ. Die von PASCAL definierten homogenen Typen sind Felder, Mengen und Dateien. Bei den inhomogenen Typen können die einzelnen Komponenten von unterschiedlichem Typ sein. Die inhomogenen Typen in PASCAL sind die sogenannten Verbunde.

Dieter Roller

9. Zeiger und verkettete Listen

Zusammenfassung

Alle bisher eingeführte Datentypen, sowohl die skalaren als auch die strukturierten Typen, haben gemeinsam, daß sie statischer Natur sind. Das heißt, der notwendige Speicherplatz wird vom Zeitpunkt der Ausführung der entsprechenden Deklaration bis zur Programmbeendigung reserviert. Sie eignen sich daher in der Regel nur für die Verwaltung von Datenmengen fester Größe. Dateitypen erlauben zwar die Ablage einer vorher nicht festgelegten Anzahl von Einzeldaten, aber Änderungsoperationen aller Art sind durch die sequentielle Vorgehensweise sehr aufwendig.

Dieter Roller

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