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 und Übung Grundgebiete der Informatik 1 | 5 CP | 3 SWS | 1. Sem. | WS, jährlich | |
| Vorlesung und Übung Grundgebiete der Informatik 2 | 5 CP | 3 SWS | 2. Sem. | SoSe, jährlich | |
Prüfungsleistung
Grundgebiete der Informatik 1: Klausur (90 Minuten)
Grundgebiete der Informatik 2: Klausur (90 Minuten)
Note
Die Modulnote setzt sich zusammen aus den nach CP gewichteten Klausurnoten (je 50%).
Grundgebiete der Informatik 1: 90min
Grundgebiete der Informatik 2: 90min
Lernergebnisse / Kompetenzen
Grundgebiete der Informatik 1
In den Modulveranstaltungen erhalten die Studierenden ein Verständnis für
- grundlegende Konzepte von Programmiersprachen,
- die Programmierung anhand konkreter Programmiersprachen,
- wichtige elementare Datenstrukturen.
Sie werden dadurch in die Lage versetzt, durch Kenntnis der wichtigsten Algorithmen-Entwurfsmethoden und -Analysetechniken, methodische Lösungen für einfache Problemstellungen der Programmierung zu erarbeiten. Die Studierenden sind nach erfolgreicher Teilnahme insbesondere in der Lage,
- verschiedene Algorithmen für ein gegebenes (einfaches) Problem aus dem Bereich der Informatik zu entwerfen und miteinander bzgl. Effizienz zu vergleichen,
- Algorithmen in lauffähige Software umzusetzen.
Grundgebiete der Informatik 2
Nach erfolgreicher Teilnahme an der Veranstaltung GIN2 sind die Studierenden in der Lage:
- den grundlegenden Aufbau und die Funktion eines Digitalrechners sowie eines Mikroprozessors zu verstehen,
- Informationen in verschiedenen Darstellungen zu codieren und dieses Wissen anhand konkreter Probleme anzuwenden,
- Verfahren zur Vermeidung von Übertragungsfehlern anzuwenden,
- grundlegende logische Schaltungen, Schaltnetze, Schaltwerke und Automaten zu entwickeln,
- kleine, maschinennahe Programme in Assembler-Code zu entwickeln und deren Ablauf auf Mikroprozessoren zu analysieren,
- auf der Basis der erarbeiteten Grundlagen ein Verständnis für moderne Prozessoren und Peripheriegeräte zu entwickeln.
Inhalte
Zusätzlich zu den jeweiligen Vorlesungen werden freiwillige Kleingruppenübungen angeboten und eine Probeklausur für Grundgebiete der Informatik 2. Diese sind freiwillige Leistungen für die Studierenden und haben keinen Einfluss auf die Benotung.
Grundgebiete der Informatik 1
- Gegenstand der Vorlesung ist eine Einführung in Programmiertechniken, Datenstrukturen und Algorithmen anhand von C. Grundlegende Programmelemente: Skalare und zusammengesetzte Datentypen, Anweisungen, Kontrollfluss, Funktionen, Klassen, C/C++ Programmstruktur und Programmierumgebung
- Programmanalyse: Wachstumsordnungen, Komplexitätsklassen, best/worst case Analyse;
- Lineare Datenstrukturen: Listen, Stacks, Queues, Iteration und Rekursion; Nichtlineare Datenstrukturen und Suchverfahren: Bäume, Graphen, Suchbäume, Hashtabellen
- Algorithmenentwurf: Sortierungverfahren, Heuristiken, Greedy-Algorithmen, grundlegende Optimierungsverfahren
Grundgebiete der Informatik 2
- 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, Adressierungsarten, 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
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.
