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Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung
Dr. Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de
Basisinformationstechnologie I
Wintersemester 2015/16
25. Januar 2016 – Zusammenfassung II / Klausurvorbereitung II
Donnerstag, 11. Februar, 20:00; Ort: TBA
 https://www.facebook.com/events/969453449803672/
Abschlussklausur
01.02.2016, 10:00 Uhr c.t.
Block III: Betriebssysteme
 Verknüpfung Hard- und Software, Aufgaben von
Betriebssystemen, Prozesse, Multitasking, Speicher- und
Dateiverwaltung
Block IV: Programmiersprachen
 Arten von Programmiersprachen, VMs, Interpreter,
Compiler, Programmentwicklung, UML, Datentypen,
Variablen, Kontrollstrukturen
Seminarthemen BIT I
Theorie I: Binäre Logik,
Gatter, Schaltungen
L1 L2 L3 Ln
Vereinfacht: Blackbox mit n Eingängen und einem
Ausgang
Eingänge / Ausgang: Spannungszustände, i.e. 0
Volt für 0 und 5 Volt für 1
(Logik)Gatter
&
A
B
Y
Für zwei Eingänge (A, B): 2²=4 Tabellenzeilen
Bitte beachten: 0 und 1 sind in diesem Kontext Wahrheitswerte (0 ist FALSE, 1 ist TRUE)!
Wahrheitstabelle
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
Augustus De Morgan
(1806 – 1871)
Erstes Gesetz: Z = ¬(A ⋀ B) = ¬A ⋁ ¬B
De Morgan‘sche Gesetze
A B A ⋀ B ¬(A ⋀ B) ¬A ¬B ¬A ⋁ ¬B
0 0 0 1 1 1 1
0 1 0 1 1 0 1
1 0 0 1 0 1 1
1 1 1 0 0 0 0
Praxis I: Binäre Logik,
Gatter, Schaltungen
Bestimmen Sie die vollständige Wahrheitstabelle
für die folgende Funktionsgleichung mit den drei
Variablen A, B und C:
Y = ((A ⋁ B) ⋀ (C ⋁ B)) ⋀ ¬A
Y = ((A ⋁ B) ⋀ (C ⋁ B)) ⋀ ¬A
D E
F
A B C D E F Y
0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 0
0 1 0 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0 0
1 0 1 1 1 1 0
1 1 0 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 0
Y = ((A ⋁ B) ⋀ (C ⋁ B)) ⋀ ¬A
D E
F
A B C D E F Y
0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 0
0 1 0 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0 0
1 0 1 1 1 1 0
1 1 0 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 0
Y = (NICHT A UND B UND NICHT C) ODER (NICHT A UND B UND C)
Stellen Sie die zu der logischen Schaltung gehörende Wahrheitstabelle auf und
beschreiben Sie die Schaltung mit Hilfe eines logischen Ausdrucks:
C
D
E
Z = (A ⋀ B) ⋁ (A ⋀ B)
 Exklusives ODER
A B
C = NICHT(A UND B) D = NICHT (A UND C) E = NICHT (B UND C) Z = NICHT (D UND E)
0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 1
1 0 1 0 1 1
1 1 0 1 1 0
Vereinfachen Sie bitte den folgenden
boole’schen Ausdruck unter Verwendung der
DeMorganschen Gesetze:
• (A ⋁ B) ⋀ (¬A ⋁ B)
(A ⋁ B) ⋀ (¬A ⋁ B)
= (A ⋁ B) ⋀ (A ⋁ B)
= (A ⋀ B) ⋀ (A ⋀ B)
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Was versteht man unter einem
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Geben Sie den Aufbau einer for-
Schleife wieder.
Welche Ausgabe generiert die folgende for-
Schleife?
for (var i = 0; i <= 100; i+1) {
document.write('i hat den Wert: ' + i);
}
Lassen Sie mit JavaScript alle geraden
Zahlen von 2 bis 200 ausgeben.
Der Modulo-Operator „%“ dividiert zwei
Zahlen und gibt den Rest der Division
zurück.
Beispiel: 3 % 2 = 1
Verwenden Sie den Modulo-Operator, um
alle Zahlen von 1 bis 1000 auszugeben,
die ohne Rest durch 23 teilbar sind.
Verwenden Sie den Modulo-Operator, um
alle Zahlen von 1 bis 1000 auszugeben,
die ohne Rest durch 23 ODER 42 teilbar
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Abschlussklausur
01.02.2016, 10:00 Uhr c.t.
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Bit wisem 2015-wieners-sitzung-13_Zusammenfassung II

  • 1. Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Dr. Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de Basisinformationstechnologie I Wintersemester 2015/16 25. Januar 2016 – Zusammenfassung II / Klausurvorbereitung II
  • 2. Donnerstag, 11. Februar, 20:00; Ort: TBA  https://www.facebook.com/events/969453449803672/
  • 4. Block III: Betriebssysteme  Verknüpfung Hard- und Software, Aufgaben von Betriebssystemen, Prozesse, Multitasking, Speicher- und Dateiverwaltung Block IV: Programmiersprachen  Arten von Programmiersprachen, VMs, Interpreter, Compiler, Programmentwicklung, UML, Datentypen, Variablen, Kontrollstrukturen Seminarthemen BIT I
  • 5. Theorie I: Binäre Logik, Gatter, Schaltungen
  • 6. L1 L2 L3 Ln
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10. Vereinfacht: Blackbox mit n Eingängen und einem Ausgang Eingänge / Ausgang: Spannungszustände, i.e. 0 Volt für 0 und 5 Volt für 1 (Logik)Gatter & A B Y
  • 11. Für zwei Eingänge (A, B): 2²=4 Tabellenzeilen Bitte beachten: 0 und 1 sind in diesem Kontext Wahrheitswerte (0 ist FALSE, 1 ist TRUE)! Wahrheitstabelle A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1
  • 12. Augustus De Morgan (1806 – 1871) Erstes Gesetz: Z = ¬(A ⋀ B) = ¬A ⋁ ¬B De Morgan‘sche Gesetze A B A ⋀ B ¬(A ⋀ B) ¬A ¬B ¬A ⋁ ¬B 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0
  • 13. Praxis I: Binäre Logik, Gatter, Schaltungen
  • 14.
  • 15. Bestimmen Sie die vollständige Wahrheitstabelle für die folgende Funktionsgleichung mit den drei Variablen A, B und C: Y = ((A ⋁ B) ⋀ (C ⋁ B)) ⋀ ¬A
  • 16. Y = ((A ⋁ B) ⋀ (C ⋁ B)) ⋀ ¬A D E F A B C D E F Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0
  • 17. Y = ((A ⋁ B) ⋀ (C ⋁ B)) ⋀ ¬A D E F A B C D E F Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 Y = (NICHT A UND B UND NICHT C) ODER (NICHT A UND B UND C)
  • 18.
  • 19. Stellen Sie die zu der logischen Schaltung gehörende Wahrheitstabelle auf und beschreiben Sie die Schaltung mit Hilfe eines logischen Ausdrucks: C D E Z = (A ⋀ B) ⋁ (A ⋀ B)  Exklusives ODER A B C = NICHT(A UND B) D = NICHT (A UND C) E = NICHT (B UND C) Z = NICHT (D UND E) 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0
  • 20. Vereinfachen Sie bitte den folgenden boole’schen Ausdruck unter Verwendung der DeMorganschen Gesetze: • (A ⋁ B) ⋀ (¬A ⋁ B)
  • 21. (A ⋁ B) ⋀ (¬A ⋁ B) = (A ⋁ B) ⋀ (A ⋁ B) = (A ⋀ B) ⋀ (A ⋀ B) = (A ⋀ B) ⋀ (A ⋀ B)
  • 23. Zentrale Aufgaben:  Dateiverwaltung  Abstraktionen / Schnittstellen für Zugriff auf Low-Level Funktionen (z.B. der Festplatte)  Blöcke / Cluster, Fragmentierung ! Prozessverwaltung / Ressourcenverwaltung / Zeitplanung  Scheduling  Prozesse vs. Threads !  (Prozesszustände) !  Scheduling / Multitasking !  Kooperatives Multitasking !  Präemptives Multitasking ! Speicherverwaltung  Virtueller Speicher !  Swapping !  Paging ! Themenüberblick „Betriebssysteme“
  • 25. Phasen der Software-Entwicklung  Analyse !  Spezifikation !  Entwurf !  Algorithmus !  Pseudocode !  Implementation  (Post-Implementation) Vorgehensmodelle  Wasserfallmodell !  Prototypische Entwicklung !  Iterative Entwicklung !  Iterativ inkrementelle Entwicklung ! Agile Software-Entwicklung  Intention  Mockups !  Werkzeuge und Methoden  User Stories !  User Story Mapping Themenüberblick „Software-Entwicklung: klassisch vs. agil“
  • 27. Anforderungsanalyse Grobdesign Feindesign Implementierung Test und Integration Prototypische Entwicklung Anforderungsanalyse Grobdesign Feindesign Implementierung Test und Integration Prototyp
  • 31. Differenzierung anhand von C++ und JavaScript:  Compiler vs. Interpreter !  Typisierung !: Dynamisch vs. statisch !  Variablen: Deklaration vs. Initialisierung !  Paradigmen: funktionale vs. Objektorientierte Programmierung  Objektorientierung: Klassen, Kapselung, Geheimnisprinzip !  Hardwarenahe Programmierung: C++ und Zeiger  Gemeinsamkeiten: Auswahlanweisungen und Kontrollstrukturen !  Schichten-Architektur: MVC ! Programmiersprachen und ihre Unterschiede
  • 33. Was versteht man unter einem Algorithmus?
  • 34. Was ist ein „Pseudocode“?
  • 35. Geben Sie den Aufbau einer for- Schleife wieder.
  • 36. Welche Ausgabe generiert die folgende for- Schleife? for (var i = 0; i <= 100; i+1) { document.write('i hat den Wert: ' + i); }
  • 37.
  • 38. Lassen Sie mit JavaScript alle geraden Zahlen von 2 bis 200 ausgeben.
  • 39. Der Modulo-Operator „%“ dividiert zwei Zahlen und gibt den Rest der Division zurück. Beispiel: 3 % 2 = 1 Verwenden Sie den Modulo-Operator, um alle Zahlen von 1 bis 1000 auszugeben, die ohne Rest durch 23 teilbar sind.
  • 40. Verwenden Sie den Modulo-Operator, um alle Zahlen von 1 bis 1000 auszugeben, die ohne Rest durch 23 ODER 42 teilbar sind.
  • 42. /

Hinweis der Redaktion

  1. Cache-Hierarchie Cache-Speicher ist sehr schnell, aber auch sehr teuer, darum Verwendung mehrerer Caches in einer Cache-Hierarchie: Durchnummerierung vom Cache mit der niedrigsten Zugriffszeit (L1) bis zum langsamsten Cache (Ln), z.B. L1 Cache, L2 Cache, etc. Arbeitsweise: Zunächst wird der schnellste Cache durchsucht; enthält der L1 Cache die benötigten Daten nicht, wird der nächste (zumeist langsamere und größere) Cache durchsucht.
  2. Faktum I: Die Zugriffszeit vergrößert sich, je weiter wir nach unten gehen. Faktum II: Die Speicherkapazität vergrößert sich, je weiter wir nach unten gehen. Faktum III: Die Anzahl der „Bits pro Dollar“ vergrößert sich, je weiter wir nach unten gehen, i.e.: Die Preise für die Speichermedien sinken, je weiter wir uns nach unten bewegen.
  3. Umsetzung z.B. über Transistoren  Elektronisches Bauelement zum Schalten (im Nanosekundenbereich) und Verstärken elektrischer Signale (i.e. 0V / 5V) Bipolartechnik TTL (Transistor-Transistor-Logic) ECL (Emitter-Coupled Logic) MOS (Metal Oxide Semiconductor) Als Technologie für Computerschaltkreise: MOS: Contra: MOS schaltet langsamer als TTL und ECL PRO: MOS-Gatter erfordern weniger Strom und nehmen weniger Platz auf dem Chip ein
  4. Integrierte Schaltkreise (Integrated Circuits, IC) Moore‘s Law?
  5. Merkmale: - potenzielle Probleme frühzeitig identifiziert, - Lösungsmöglichkeiten im Prototypen gefunden, daraus Vorgaben abgeleitet Vorteile: - frühzeitige Risikominimierung - schnelles erstes Projektergebnis Nachteile: - Anforderungen müssen fast 100%-tig sein - Prototyp (illegal) in die Entwicklung übernommen - Kunde erwartet schnell Endergebnis Optimierung: es ist möglich, in die vorherige Phase zu springen
  6. Merkmale: - Erweiterung der Prototypidee; SW wird in Iterationen entwickelt - In jeder Iteration wird System weiter verfeinert - In ersten Iterationen Schwerpunkt auf Analyse und Machbarkeit; später auf Realisierung große Vorteile: - dynamische Reaktion auf Risiken - Teilergebnisse mit Kunden diskutierbar Nachteile im Detail: - schwierige Projektplanung - schwierige Vertragssituation - Kunde erwartet zu schnell Endergebnis - Kunde sieht Anforderungen als beliebig änderbar
  7. Merkmale: - Erweiterung der Prototypidee; SW wird in Iterationen entwickelt - In jeder Iteration wird System weiter verfeinert - In ersten Iterationen Schwerpunkt auf Analyse und Machbarkeit; später auf Realisierung große Vorteile: - dynamische Reaktion auf Risiken - Teilergebnisse mit Kunden diskutierbar Nachteile im Detail: - schwierige Projektplanung - schwierige Vertragssituation - Kunde erwartet zu schnell Endergebnis - Kunde sieht Anforderungen als beliebig änderbar