Einf

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Einführung in die InformatikDigitale
InformationsverarbeitungWS 99/00
Prof. Dr. Gerhard Heyer Institut für
Informatik Abt. Automatische Sprachverarbeitung H
auptgebäude, 1. Stock, Zi. 1-52
Vorlesung basierend u.a. auf? H.-J. Appelrath,
J. Ludewig, Skriptum Informatik, Teubner, 1995
(Dank an die Autoren für Bereitstellung von
Abbildungen) Skriptum Prof. Gerber,
Foliensammlung Prof. Rahm und Prof. Brewka
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Organisatorisches
Übungsblatt wöchentlich (ab 20.10.), von Mitte
November an nur im Netz Abgabe der Lösungen
jeweils 1 Woche später, 5 Minuten vor der
Mittwochsvorlesung (erste Abgabe
27.10.) Regelmäßige Abgabe der Lösungen
Zulassungsbedingung zu Klausuren! Klausur für
Übungsschein (Anfang Januar) Prüfungsklausur nach
Semesterende (Mitte Februar) Achtung Note geht
in Vordiplom ein! Vorlesungsfolien ... werden
ins Netz gestellt (Lernserver), 1. Hälfte ab
Mitte Dez., 2. Hälfte ab Mitte Jan.
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Organisatorisches
Übungsleiter Dr. Gräbe (Zi 2-51), Dr.Hartwig (Zi
3-52), Dr.Sosna (Zi 3-04),
Fr.Dr.Meiler (Zi 1-31) Termine für
Übungsgruppen Mo 9.15-10.45 (Gräbe SG
3-05) Di 9.15-10.45 (Meiler, vorzugsweise
Mathematiker SG 3-11) Mi 7.30-9.00 (Sosna
SG 3-09) Do 11.15-12.45 (Gräbe SG
3-09) Do 13.15-14.45 (Gräbe, vorzugsweise
Mathematiker SG 3-03) Do 11.15-12.45 (Hartwig
SG 3-11) Do 13.15-14.45 (Sosna H1)) Fr
9.15-10.45 (Hartwig SG 3-07) Verbindliche
Einschreibung für Übungsgruppen 18.10. -
20.10.99 in Zi HG 1-52 (Fr.Schildt), 8.00 -
15.30
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Inhalt der Vorlesung

• Geschichte, Gegenstand und Teilgebiete der
  Informatik
• Algorithmenbegriff und Berechnungsmodelle
• Logische und Informationstheoretische Grundlagen
• Rechneraufbau
• Digitale Datendarstellung
• Grundlagen imperativer Programmierung (am
  Beispiel PASCAL)
• Grundlagen objektorientierter Programmierung
• Semantik von Programmiersprachen,
  Programmverifikation
• Grundlagen des Software-Engineerings
• Datenmodellierung und objektorientierte Analyse
• Weitere Programmierparadigmen (logische und
  funktionale Programmierung)
• Aktueller Vorlesungs- und Übungsplan auf dem
  LERNSERVER!

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Empfohlene Lehrbücher

• P. Rechenberg, Was ist Informatik?, Hanser
  Verlag, 19942
• Richter/Sander/Stucky, Problem-Algorithmus-Program
  m, Teubner 1993
• H.Balzert, Lehrbuch der Software-Technik,
  Spektrum 1996

H.-J. Appelrath, J. Ludewig, Skriptum Informatik
- eine konventionelle Einführung, Teubner Verlag,
3. Auflage, 1995 F.L. Bauer, G. Goos, Informatik
1, Springer, 1991 F.L. Bauer, G. Goos, Informatik
2, Springer, 1992 Engesser/Claus/Schwill,
Informatik Duden, BI 1993 G. Hotz, Einführung in
die Informatik, Teubner, 1990 T. Ottman, P.
Widmayer, Algorithmen und Datenstrukturen, BI
1990 D. Roller, Informatik Grundlagen. Mit einer
Einführung in PASCAL, Springer Lehrbuch, 1996 N.
Wirth, Systematisches Programmieren - Eine
Einführung, 6. Auflage, Teubner Verlag, 1993
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Was ist Informatik?
engl Computer Science (manchmal Computing
Science) Informatik-Duden Wissenschaft von der
systematischen Verarbeitung von Informationen,
besonders der automatischen Verarbeitung mit
Hilfe von Digitalrechnern Studien- und
Forschungsführer Informatik Wissenschaft,
Technik und Anwendung der maschinellen
Verarbeitung und Übermittlung von
Informationen Brockhaus Wissenschaft, die sich
mit der grundsätzlichen Verfahrensweise der
Informationsverarbeitung und allg. Methoden der
Anwendung solcher Verfahren befaßt
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Was ist eine Wissenschaft?

• Eine Wissenschaft ist bestimmt durch ihren
  Gegenstand und ihre Methode. Wissenschaft ist
  jede intersubjektiv überprüfbare Untersuchung von
  Tatbeständen und die auf ihr beruhende,
  systematische Beschreibung und Erklärung.

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Was ist eine Wissenschaft?

• Eine Wissenschaft ist bestimmt durch ihren
  Gegenstand und ihre Methode. Wissenschaft ist
  jede intersubjektiv überprüfbare Untersuchung von
  Tatbeständen und die auf ihr beruhende,
  systematische Beschreibung und Erklärung.
• Informatik als Wissenschaft
• Gegenstand Informationsverarbeitung i.a.,
  speziell
• Algorithmen
• Software-Technik
• Anwendungen
• Hardware
• Methode angemessene Repräsentation und
  Formalisierung von Information und ihrer
  Verarbeitung

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Informationsverarbeitung und Problemlösen mit
dem Computer
Problem
Algorithmus
Programm
Daten
Rechner
Lösung

• Algorithmus
• Verfahrensvorschrift zur Berechnung von
  gesuchten aus gegebenen Größen unabhängig von
  Programmiersprache und Rechner

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Vorgeschichte der Informatik
-700 -300 500 1202 1500 1524 1615 1623 1641 1674 1
774 1805 1823 1886

• Abakus
• Euklidischer Algorithmus
• Erfindung Dezimalsystem in Indien
• Leonardo v. Pisa (Fibonacci) verfaßt Einführung
  in dezimales Rechnen
• Dezimalsystem mit arabischen Ziffern in Spanien
• Adam Riese veröffentlicht Rechenbuch im
  Dezimalsystem
• Nepersche Rechenstäbe zum Multiplizieren
• Rechenmaschine von Schickard
• Addiermaschine mit 8 Rechenstellen von Pascal
• Rechenmaschine für 4 Grundrechenarten von Leibniz
• Hahns erste zuverlässig arbeitende mechanische
  Rechenmaschine
• Jacquards Webstuhl mit fester Programmsteuerung
• Babbage entwickelt difference engine,
  Programmsteuerungsprinzip
• Erfindung der Lochkarte durch Hollerith

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Geschichte der Informatik
1934 1941 1944 1946 1949 1954 1957 1960 1962 1971
1973 1980 1986 1990

• Zuse plant programmierbaren Relaisrechner auf
  Basis des Dualsystems
• Zuse entwickelt elektromechanischen
  programmgesteuerten Rechner Z3
• Aiken baut Mark I, sequentieller Rechner,
  Multiplikation 6 s
• Mauchly/Eckert entwickeln ENIAC,
  Röhrentechnologie
• Edsac von Wilkes, erster Rechner mit
  gespeichertem Programm
• Rechner der 1. Generation (IBM 650, USA)
• Fortran (formula translator), 2. Generation,
  Transistoren, Ferritspeicher
• COBOL, ALGOL
• BASIC
• 3. Generation, integrierte Schaltungen,
  Mikroprozessoren, PASCAL
• Programmiersprache C
• Modula, Ada, PCs, Rechnernetze, Workstations
• Laptops, Parallel-Rechner
• optische Platten, Internet, World Wide Web

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Wichtige Innovationen der Informatik

• Idee des Algorithmus
• Dezimalsystem
• Rechenmaschine
• Programmierung
• programmierbare Rechenmaschine
• Duales Zahlensystem und binäre Rechenmaschine
• elektrotechnische/elektronische Realisierung der
  binären Rechenmaschine
• Einheitliche Speicherung von Daten und Programm
  im binären Rechner
• höhere Programmiersprachen
• Vernetzung und breite Anwendung (Digitalisierung)

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Teilgebiete der Informatik

Praktische I. Algorithmen Datenstrukturen Programm
iermethoden Programmiersprachen Compiler Datenbank
en Betriebssysteme
Theoretische I. Berechenbarkeit Automatentheorie F
ormale Sprachen Komplexitätstheorie Algorithmenana
lyse Programmsynthese

• Angewandte I.
• Informationssysteme
• Texttechnologie
• Künstliche Intelligenz
• Computergraphik
• Simulation
• Modellierung
• Büro-Automation
• Anwendungen in Wirtschaft,Verwaltung, Medizin,
  Geistes-, Naturwissenschaften, ...

Technische I. Schaltwerke Prozessoren Mikroprogram
mierung Rechnerorganisation Rechnernetze
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Informatikschwerpunkte in Leipzig

• Theoretische Informatik Gerber, Herre
• funktionales Programmieren, Deduktion, logisches
  Prog.
• Praktische Informatik Rahm, Rünger
• Datenbanken, Informations- systeme,
  Parallelverarbeitung
• Autom. Sprachverarbeitung Heyer
• Texttechnologie, linguistische Informatik,
  elektronisches Publizieren,
• Intelligente Systeme Brewka,
  Schierwagen, Der
• Wissensrepräsentation, Inferenz- techniken,
  Neuronale Netze

• Technische Informatik Kebschull
  
  
• Hochgeschwindigkeitsnetze
• Bildverarbeitung Saupe
• Computergraphik, Visualisierung
• Verteilte Systeme Irmscher
• Offene und mobile Systeme
• Medizininformatik Löffler, Winter
• Krankenhausinformationssys., Anwendungen in der
  Medizin
• Versicherungsinformatik NN, Koch
• Anw. im Versicherungswesen
• Wirtschaftsinformatik Ehrenberg, Goldammer