Grundlagen von Informatiksystemen

WS 2022/23

Dr. Thomas Kleinbauer, thomas.kleinbauer@uni-saarland.de

Vorlesung: donnerstags, 8:30 st., Geb. E 1 3, Seminarraum 0.16
Übung: donnerstags, 12:00 ct., Geb. E 1 3, Seminarraum 0.15

Folien

  • Einführung
  • Mathematische Grundlagen, Veranschaulichung Relationen
    • Mengen, Relationen, Funktionen
      • Surjektivität, Injektivität, Bijektivität
    • Beweistechniken
    • Codierung natürlicher Zahlen: Dezimal-, Binär- und Hexadezimalsystem
    • Codierung ganzer Zahlen: Zweierkomplement
  • Formale Sprachen und Strukturelle Induktion
    • Zeichen und Alphabete
    • Unterscheidung Syntax und Semantik
    • Sprache der vollständig geklammerten Boole’schen Ausdrücke
    • Strukturelle Induktion
  • Graphen
    • Knoten, Kanten
    • Gerichtete und ungerichtete Graphen
    • Isomorphismus
  • Aussagenlogik
    • Logische Grundlagen
    • Aussagenlogische Terme
    • (Schalt-)Funktionen
    • Wahrheitswerte
    • Äquivalenz
    • Erfüllbarkeit, Gültigkeit, Negation
    • Normalformen (DNF, KNF)
    • Resolutionskalkül
    • Quine-McCluskey-Verfahren zur Term-Minimierung
  • Schaltkreise und Schaltungen
    • Einheiten Bit und Byte
    • Schaltsymbole und Logische Gatter
    • Schaltkreis- und Schaltungsentwurf
    • Halb- und Volladdierer
    • Carry-Chain- und Conditional-Sum Addierer
    • Arithmetic Logic Units (ALU)
    • Verzögerungszeiten und Spikes
    • Rückkopplung als Prinzip der Informationsspeicherung (Flip-Flops, Latches)
    • Busse und Treiber
    • Eine einfache CPU
    • Von-Neumann-Architektur
    • Grundzüge der Assemblerprogrammierung
    • Abstraktionsebenen der Programmierung: Hochsprache, Assembler, Maschinensprache
      • Aufgaben und Funktionsweise von Compilern und Interpretern
  • Daten und Information
    • Grundbegriffe: Information, Daten, Code/Codierung
    • Binäre Codierung von Texten, Bildern und Ton
    • Verfahren der Datenkompression
      • Lauflängencodierung, Huffman-Code
    • Verlustfreie vs. verlustbehaftete Kompression
    • Fehlererkennende und -korrigierende Codes
    • EAN, ISBN, Hamming-Code
  • Vernetzung und Betrieb
    • Aufbau und Funktionsweise von Informatiksystemen
      • Zusammenstellung von Software-, Hardware- und Netzwerkkomponenten
    • Aufbau und Funktionsweise des Internets
      • Client-Server-Architektur (Webbrowser, Webserver)
      • Adressierung (IP-Adressen) und Paketierung
      • Router & Routing
      • Domain-Name-Service
    • Informationsdarstellung im Internet
    • Grundzüge von HTML und CSS
    • Funktionsweise von Suchmaschinen
    • Grundlagen von Betriebssystemen

Übungsaufgaben

Abgabe der Lösungen – sofern nicht anders angegeben – immer bis 8:30 (vor Beginn der Vorlesung) an den genannten Tagen.