Basismodul III Grundgebiete der Informatik
| Credits | Workload | Kontaktzeit | Selbststudium | Dauer | Semester-Zeitraum | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 CP | 300 h | 6 SWS (90 h) | 210 h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Lehrveranstaltungen
| Veranstaltung/ Lehrform | CP | SWS | Semester | Häufigkeit | |
|---|---|---|---|---|---|
| Vorlesung: Grundgebiete der Informatik I | 5 CP | 2 SWS | 1. Sem. | WS, jährlich | |
| Übung: Grundgebiete der Informatik I | 1 SWS | 1. Sem. | WS, jährlich | ||
| Vorlesung: Grundgebiete der Informatik II | 5 CP | 2 SWS | 2. Sem. | SoSe, jährlich | |
| Übung: Grundgebiete der Informatik II | 1 SWS | 2. Sem. | SoSe, jährlich | ||
Prüfungsleistung
Grundgebiete der Informatik I: 90-minütige Klausur, Grundgebiete der Informatik II: 90-minütige Klausur
Note
Die Modulnote setzt sich zusammen aus den nach ECTS gewichteten Klausurnoten (je 50%).
Lernergebnisse / Kompetenzen
Grundgebiete der Informatik I: Die Studierenden sollen
- grundlegende Konzepte von Programmiersprachen kennenlernen
- die Programmierung anhand konkreter Programmiersprachen erlernen
- ein Verständnis wichtiger elementarer Datenstrukturen erwerben
- in die Lage versetzt werden, durch Kenntnis der wichtigsten Algorithmen-Entwurfsmethoden und -Analysetechniken, methodische Lösungen für einfache Problemstellungen der Programmierung zu erarbeiten
Grundgebiete der Informatik II: Die Studierenden sollen
- den grundlegenden Aufbau und die Funktion eines Digital-rechners kennenlernen
- grundlegende Kenntnisse zur Informationsdarstellung und Codierung sowie zur Zahlendarstellung erwerben und die Anwendung anhand konkreter Probleme einüben
- Basiswissen zu logischen Schaltungen, Schaltnetzen, Schaltwerken und Automaten erwerben, als Grundlage für das Verständnis des Aufbaus eines Mikroprozessor
- die Erstellung kleiner, maschinennaher Programme in Assembler-Code einüben und so Mikroprozessoren im praktischen Einsatz kennenlernen
- auf der Basis der erarbeiteten Grundlagen ein Verständnis für moderne Prozessoren und Peripheriegeräte entwickeln
- Basiswissen und -fertigkeiten für das gesamte weitere Studium erwerben
Inhalte
Grundgebiete der Informatik I: Gegenstand der Vorlesung ist eine Einführung in Programmiertechniken, Datenstrukturen und Algorithmen anhand von C/C++.
- Grundlegende Programmelemente: Skalare und zusammengesetzte Datentypen, Anweisungen, Kontrollfluss, Funktionen, Klassen, C/C++ Programmstruktur und Programmierumgebung;
- Objektorientierte Programmierung: OO-Design, Vererbung und Polymorphie, Templates, Exceptions, C++ STL;
- Programmanalyse: Wachstumsordnungen, Komplexitätsklassen, best/worst case Analyse;
- Lineare Datenstrukturen: Listen, Stacks, Queues, Iteration und Rekursion;
- Nichtlineare Datenstrukturen und Suchverfahren: Bäume, Graphen, Suchbäume, Hashtabellen;
- Algorithmenentwurf: Sortierverfahren, Heuristiken, Greedy-Algorithmen, grundlegende Optimierungsverfahren;
Grundgebiete der Informatik II.
- Aufbau und Funktion eines Digitalrechners: Der von-Neumann-Rechner, Kennwerte eines Digitalrechners; Informationsdarstellung und Codierung: Codierung, Informationsgehalt einer Nachricht, Wichtige Codes, Erkennung und Korrektur von Übertragungsfehlern;
- Zahlendarstellung: Polyadische Zahlensysteme, Umwandlung in Zahlensysteme mit anderer Basis, Zahlendarstellung im Digitalrechner;
- Schaltungslogik: Zwecke und Ziele, Boolesche Algebra, Beispiele Boolescher Algebren, Boolesche Funktionen; Logische Schaltungen: Technische Realisierung logischer Funktionen, Standard-Schaltnetze, Speicherglieder, Programmierbare Logik;
- Automaten: Einführung, Das Quintupel des Automaten, Darstellungsweisen von Automaten, Automatentypen, Umwandlung zwischen Moore- und Mealy-Automat, Äquivalenz und Zustandsreduktion, Technische Realisierung von Automaten;
- Aufbau und Funktion einer Zentraleinheit: Rechenwerk, Steuerwerk, Mikroprogrammierung, CPU, Sprungvorhersage, Abweichungen vom von-Neumann-Konzept, Festkomma-Prozessoren, Gleitkomma-Prozessoren, Rechenwerke mit Vektoreinheit, Superskalarität, Register Renaming, CISC- versus RISC-Maschinen, VLIW-Prozessoren;
- Maschinensprache und Assembler: Arten von Assemblerbefehlen, Aufbau und Befehlsvorrat der hypothetischen Maschinensprache, Addressierungsarten, Programmierung in Assembler, Kellerbefehle, Unterprogramme;
- Organisation der Ein-/ Ausgabe: Ein-/ Ausgabe-Hardware, Busse, Schnittstellen, Ein-/ Ausgabetechniken, Ein-/Ausgabe von Analogdaten;
- Speichertechnik: Speichermerkmale, Halbleiterspeicher, Magnetische Massenspeicher, Optische Massenspeicher, Speicherorganisation;
- Rechneraufbau am konkreten Beispiel und Entwicklungsperspektive: Pentium-Familie, PowerPC-Familie, Leistungsbewertung von Rechnersystemen, Entwicklungsperspektiven bei Speicherkapazität und Rechengeschwindigkeit
Sonstige Informationen
Pflichtmodul.
Keine Modulanmeldung erforderlich (kombiniert mit Anmel-dung zu allen Prüfungen des Moduls)
Modulzuordnung
Bachelor of Science: Fach Grundlagen der Elektrotechnik
Disclaimer
Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.
