Repräsentation per HTML

Ein Informationssystem auf Hypertext-Basis mit HTML erstellen können, auch mit Frames und Formularen

Internet

Struktur, Dienste, individuelle und gesellschaftliche Bedeutung, Urheber- und Datenschutzrecht

Adressen und Protokolle

IP-Adressen, DNS, TCP/IP als Protokoll computervermittelte Kommunikation

Client-Server-Architektur

Aufbau des Systems: Client, Server, Dienst, Protokoll, Sicherheitsaspekte (SSL), Internet, Datei-Server, Rechte, Benutzerverwaltung

Serverdienste und Anwendungsprotokolle

Exemplarisches Untersuchen z.B. eines News-, POP3- oder SMTP-Servers und des Protokolls

Funktionsweisen von Suchmaschinen

Indizes, Einblick in Datenbanken

Meta-Tags

Steuern von Suchmaschinen, Meta-Information als Qualitätskriterium

Internet-Datenbanken

Dynamische Webseiten, Zugriff über Skriptsprachen

Variablen

Als benannter Behälter für Werte eines bestimmten Datentyps, Wertzuweisung

Einfache Datentypen mit deren relevanten Operationen und Relationen

Integer, Real, Char, Boolean

Strukturierte Datentypen mit ihren relevanten Operationen und Relationen

String, Feld (array)

Kontrollstrukturen

Anweisungen, Sequenzen, Schleifen, Fallunterscheidungen, Syntaxdiagramme

Struktogramme

grafische Darstellung von Algorithmen

Modularisierung

Prozeduren, Parameter

Benutzeroberfläche / Mensch-Maschine-Interaktion

grundlegende Ein-/Ausgabe-Komponenten; Ereignisse, Ereignisroutinen

Zustandsorientierte Modellierung

Zustände, Übergänge, Zustandsdiagramme

Externes Speichern von Zuständen

Textdateien

Funktionale Modellierung

Aufteilung komplexer Systeme in Teilsysteme, Datenflussdiagramme, schrittweise Verfeinerung, Schnittstellen

Objektmodell

Identifikation von Objekten; Objekt als Exemplar einer Klasse; Kommunikation über Botschaften

Klassen

Attribute als Datenstruktur zur Repräsentierung der Information über ein Objekt; Methoden als Schnittstellen für den Zugriff auf Attribute und zum Nachrichtenaustausch; Darstellung von Klassen, Objektbeziehungen und Vererbung mit der grafischen Modellierungssprache UML; Vererbung und Klassenhierarchie

Standardalgorithmen

rekursive und iterative Verfahren; einfache Such- und Sortierverfahren; binäre Suche (LK)

Abstrakte Datentypen (LK, GK fakultativ)

Repräsentierung und Standardoperationen; Keller, Schlange; lineare Liste, binärer Suchbaum

Effiziente Algorithmen (LK, GK fakultativ)

schnelle Sortierverfahren; Suchen durch Backtracking; Teile-und-Herrsche-Prinzip

Komplexität von Algorithmen (LK, GK fakultativ)

polynomiale und exponentielle Zeitkomplexität

Grundkonzepte des Software-Engineerings

Problemanalyse, Modellierung, Entwurf, Implementation, Test, Revision, Dokumentation

Abstrakter Datentyp

Abbildungen aus (Schlüssel, Wert)-Paaren; Hash-Tabelle

Graphen

Datenstruktur; Tiefen- und Breitensuche; Graphenalgorithmen

Internetprogrammierung

Sockets, Client-Server-Konzept; z. B. POP3-Explorer, Mikro-Browser

Heuristische Verfahren

z. B. Bewertung von Spielsituationen

Polymorphie

z. B. Manipulation graphischer Objekte

Suche in Texten

Volltextsuche, Mustererkennung

Entity-Relationship-Modell

Objekte, Beziehungen und Kardinalitäten (1:1, 1:n, n:m)

Abbildung des Entity-Relationship-Modells in das Relationenmodell

Schlüssel, Optimierung bei obligatorischen Beziehungen

Normalisierung (LK, GK fakultativ)

1. bis 3. Coddsche Normalform

Realisierung in einem Datenbanksystem

Datenfeld, Datensatz, Tabelle, Beziehungen

Relationenalgebra

Selektion, Projektion, Join

3-Schichtenmodell (LK)

interne, konzeptuelle und externe Schicht

Abfragen mit QBE und SQL

interaktive Abfragen mit QBE, Abfragen mit SQL-Select-Befehlen

DDL, DML, DCL (LK, GK fakultativ)

Erweiterung des SQL-Sprachumfangs

Datensicherheit (LK)

Benutzerprofile im RDBMS, Transaktionsverwaltung

Datenschutz

Datenschutzgesetz; Recht auf informationelle Selbstbestimmung

Zugriff auf Datenbanken mit einer Programmiersprache

Datenbanktreiber und -schnittstellen

Datenbanken im Netz

SQL-Server, Datenbankzugriff über das Internet

Wissensbasierte Systeme

Datenbanken mit Prolog

Formale Sprachen und Grammatiken

reguläre und kontextfreie Grammatiken und Sprachen; Anwendung mit Syntaxdiagrammen; Chomsky-Hierarchie (LK); kontextsensitive Sprachen (LK)

Endliche Automaten

Zustand, Zustandsübergang, Zustandsdiagramm; Zeichen, Akzeptor; Simulation realer Automaten (z. B. Getränkeautomat); Anwendung endlicher Automaten (z. B. Scanner); deterministische und nicht-deterministische Automaten (LK); reguläre Ausdrücke (LK); Mensch-Maschine-Kommunikation (LK)

Kellerautomaten (LK, GK fakultativ)

Automat mit Kellerspeicher; kontextfreie Grammatiken; Klammerausdrücke, Rekursion

Turing- oder Registermaschine (LK, GK fakultativ)

Turing- oder registerberechenbar; Churchsche These; Computer als universelle symbolverarbeitende Maschine; Verhältnis Mensch-Maschine

Berechenbarkeit

Entscheidbarkeit, Halteproblem; prinzipielle Grenzen algorithmischer Verfahren

Übersetzerbau

Scanner, Parser, Interpreter und Compiler; z. B. Steuersprache für Roboter, LOGO, Plotter oder miniPASCAL

Technische Informatik

Rechnerarchitektur, Assemblersprache (vgl. Wahlthema in 13.2)

Komplexitätstheorie

die Klassen P und NP, P/NP-Problematik; NP-vollständige Probleme

Schichtenmodell

Benutzer- und Kernmodus; Prozessvergabe, Speicherverwaltung, Prozesskommunikation, Ein-Ausgabe-Verwaltung; Benutzerprogramme, Operateur

Prozesse und Tasks

Sequentielle Prozessmodelle; Prozesszustände und Prozesstabelle; Prozesskommunikation, kritische Bereiche; Scheduling, Multitasking

Speicherverwaltung

Swapping; Virtueller Speicher und Paging, Begriff der MMU; Seitenersetzungsalgorithmen

Ein- und Ausgabeverwaltung

Interrupts und -behandlung durch Hard- und Software; Softwareschnittstellen; Gerätetreiber

Deadlocks / Interprozesskommunikation

Unter- und ununterbrechbare Betriebsmittel; Deadlockerkennung und -behebung; Semaphoren; Philosophenproblem

Dateiverwaltung

Dateien; Verzeichnisse unter DOS und UNIX; Zuverlässigkeitsbetrachtungen

Verteilte Systeme

Multiprozessorsysteme; Netzwerkbetriebssystem

Kommunikationssysteme

ISO/OSI-Referenzmodell

Prinzipien und Protokolle

CSMA/CD; TCP und IP, UDP

Dienste und Anwendungen

Kommunikation über Sockets und Ports; POP3, SMTP, HTTP, FTP

Netzwerke

Topologien: Stern, Bus, Ring; Arten und Medien: Ethernet (802.3, 802.11), BNC-Kabel, RJ45 (Twisted-Pair)-Kabel, Lichtwellenleiter, Funk; Komponenten: Hubs und Switches

Routing

Router, NAT

Sicherheit

Prinzip des Firewalls

Weitere Dienste und Anwendungen

News, Timeserver, Proxies

Server

SQL-Server

Computergrafik in 2 Dimensionen

Zeichenwerkzeuge und -möglichkeiten; Grafische Primitive (Kreis, Quadrat, ...); Repräsentation von Objekten; Bewegung; Clipping

3D-Modelle

Transformationen 3D auf 2D; Perspektive

Optimierungsstrategien

Hidden Surface

Farbmodell

RGB, CMYK; 24-Bit-Farbraum; Paletten

Komprimierung

JPEG, GIF (LZW-Komprimierung) oder TIFF (LZH-Komprimierung)

Lichtquellen

Raytracing; Radiosity

Perspektive

Fluchtpunkte

Softwareschnittstellen

DirectX; OpenGL

Grundlagen

Fakten, Regeln, Prädikate, rekursive Prädikate

Ablaufverfolgung

Trace, Vierport-Modell

Datenbanken und einfache Anwendungen

Listen, Arithmetik, Ein- und Ausgabe

Backtracking

Fail und cut

Unifikation

Unifikationsdefinition und -regeln

Expertensysteme

Wissensbasis, Regelsysteme

Suchverfahren

Breitensuche, Tiefensuche

Modellierung mit Prolog

Grammatiken, formale Sprachen, Automaten

Modellbildung

Realität → Modell → Simulation

Abgeschlossenes System

Räuber-Beute-Modell; Differenzengleichungen; Grafische Umsetzung

Rückkopplungskreise

Ursache-Wirkungsdiagramme; Eskalierender und stabilisierender Kreis; Bevölkerungsmodell als Kombination; Begrenztes Wachstum

Chaotische Systeme

Komplexe Zahlenfolgen / Iterationsverfahren; Mandelbrot-Menge; Fraktale; Grafische Darstellung

Logische Grundschaltungen

AND, OR, NOT, NAND, NOR, EXOR, Arbeitstabelle , Symbol

Binärcodierung

Binärcode, BCD-Code, HexCode; Subtraktion durch Komplementbildung

Einfache Rechenwerke

Halbaddierer, Volladdierer; 4-Bit Addier- und Subtrahierer

Speicherelemente

RS-Flip-Flop, D-Flip-Flop, JK-Master-Slave-Flip-Flop; Anwendungen, DEA

Von Neumann Prinzip

Funktionseinheiten, Speichermodell, Befehlsabarbeitung

Mikroprozessor- und Mikrocomputerarchitektur

Bussysteme, ALU, Register, Flag-Register; Steuerwerk, Mikroprogramm; BIOS, ROM, RAM

Assemblerprogrammierung

Entwicklungswerkzeuge, Beispiele; Adressierungsarten; Codeschablonen für Schleifen und Fallunterscheidungen; Interrupts

Technische Realisierung von Grundschaltungen

Relais-, Transistorschaltungen

Vereinfachung von Schaltnetzen mit boolescher Algebra

Gesetze der Booleschen Algebra; konjunktive und disjunktive Normalform