Zusammenfassung

Kerninformatik			Angewandte Informatik
Theoretische Informatik	Praktische Informatik	Technische Informatik

Software Engineering -	Kern-, Unterstützungsprozesse
-	Komplexität von Software Projekten
-	Vergleich von Vorgehensmodellen zur Softwareentwicklung
-	Qualitätsmanagement
Theoretische Informatik
-	Entwicklung
-	Turing Awards
Kombinatorik -	Schrankenfunktionen
Formale Sprachen -	Chomsky-Hierarchie
-	Aussagenlogik
Mathematische Grundlagen -	Disziplinen und Anwendungen
Informationstheorie -	Elemente
Heuristik -	Basisheuristiken
Algorithmik -	Algorithmenarten - Programmierfunktionen
Praktische Informatik
-	Programmierkonzepte
-	Sprachelemente & Fehlerarten
-	Kompilierprozesse
-	Maschinensprache/Assembler
-	Evolution
-	Programmierparadigmen
-	Typisierung
-	Vergleich
Lexik -	Standardbibliotheken, Namespaces
Syntax & Semnatik -	Einrückungsstil
-	Programmstrukturen
-	Kontrollstrukturen
-	Operatoren
Datentypen & -strukturen -	Variablen
-	Datentypen
-	Arrays
-	Zeiger, Referenzen, Zeiger Arithmetik
-	Dynamische Datenstrukturen
-	Benutzerdefinierte Datentypen
-	Typenumwandlungen
Anwendungen -	Stringbehandlung
-	File IO
-	Sortierverfahren
-	Suchverfahren
-	Verschlüsselungsverfahren
Funktionen -	Funktionsaufrufe by ref - by val
-	verschiedene by ref Arten
-	Vor- & Nachteile call by ref, call by value
-	Rekursive Funktionen
-	Überladen von Funktionen
Objektorientierte Programmierung -	Konzepte der OOP
-	Standard Methoden
-	Beispiel Klasse Vektor
-	Design Patterns
-	Templates
Datenbanken -	Datenbankmodelle
-	Datenbanken, DBM-Systeme
-	Begriffe verschiedener Datenbankmodelle
-	ER-Modelle
-	Kardinalitäten, Optionalität
-	Tabellentransformation
-	Normalformen
-	Database IO
SQL -	Relationale Algebra
-	Data Definition, Data Manipulation
Technische Informatik
Hardwareaufbau -	Computer generations
-	CPU clock-speeds
-	Mikroarchitektur
-	von Neumann Architektur
-	Digitaltechnik
-	Zahlendarstellungen
-	Motherboard Komponenten
-	Peripherie
-	Speicherbausteine
-	Festplattensubsysteme
-	Informationseinheiten
-	Zahlengrößenordnungen
Elektrotechnik -	Elektrotechnische Einheiten
-	Elektromagnetisches Wellenspektrum
-	Modulationsverfahren
Netzwerktechnik -	Geschichte der Netzentwicklung
-	Verteilte Systeme
-	Server-Arten und -Dienste
-	Übertragungsverfahren
-	Breitbandanforderungen und Übertragungsraten
-	WAN-(Breitband)techniken
-	Datennetze
-	Struktur des Internets
-	Root Nameserver
-	Netzwerk Topologien
-	Strukturierte Verkabelung & Netzwerkkomponenten
-	Routing
-	ISO-OSI/ TCP-IP Refernzmodell
-	Ports und Dienste
-	Linux-, Dos-Shell Befehle
-	IT-Sicherheit
-	Top Level Domains
Betriebssysteme -	Aufgabenblöcke
-	OS Architekturmodelle
Unix -	Unix kernels
-	Linux Distributions
-	Linux Verzeichnisbaum
-	Dateiberechtigungen
-	Linux Shell Befehle
Windows -	Version history
-	File Types
-	Programmierschnittstellen
-	Utilities
Angewandte Informatik
Mensch-Computer Interaktion -	five decades of computing
-	Interaction Style Categories
-	The Evolution of Graphical User Interfaces
-	Softwaresysteme
-	Informationssysteme
-	HCI Disziplinen
-	Vergleich Mensch-Maschine
-	Steuerelemente
IDEs -	Visual Studio
-	Eclipse
Künstliche Intelligenz -	Disziplinen
Computergrafik -	Arten
-	Farbräume
-	Farbpsychologie
-	Begriffe
-	Methoden
-	Computerbildschirm Auflösungen
Webdesign -	Innovationsstufen
-	Web-Technologien
-	Sprachen
-	Gestaltungsaspekte
Wirtschafts- und Geschäftsprozesse
Volkswirtschaft -	Wirtschaftssektoren
-	Modell der wirtschaftlichen Entwicklung
-	G20 major economies
-	Wirtschaftsordnungen
-	der erweiterte Wirtschaftskreislauf
-	Nationale und Internationale Regulierungsbehörden
Betriebswirtschaft -	Rechnungswesen
-	Gesellschaftsformen
-	Grundformen der Leitungssyteme
-	Führungsstile
-	Nutzwertanalyse
-	Task-Management
-	Marketing Mix
-	Soziale Milieus
Quellen

Software Engineering ₁

Kernprozesse	Unterstützungsprozesse
1. Planung	6. Anforderungsmanagement
Lastenheft
Pflichtenheft	7. Projektmanagement
Aufwandsschätzung	Risikomanagement
Vorgehensmodell	Projektplanung
	Projektverfolgung und -steuerung
2. Analyse	Management von Lieferantenvereinbarungen
Anforderungsanalyse
Auswertung	8. Qualitätsmanagement
Prozessanalyse / Prozessmodell	Capability Maturity Model
Systemanalyse	Spice (Norm)
Strukturierte Analyse	Incident Management
Objektorientierte Analyse	Problem Management
	Softwaremetrik
3. Entwurf	statische Analyse
Softwarearchitektur	Softwareergonomie
Strukturiertes Design
Objektorientiertes Design	9. Konfigurationsmanagement
Unified Modeling Language	Versionsverwaltung
Fundamental Modeling Concepts	Änderungsmanagement / Veränderungsmanagement
	Release Management
4. Programmierung	Application Management (ITIL)
Normierte Programmierung
Strukturierte Programmierung	10. Dokumentation
Objektorientierte Programmierung	Software-Dokumentationswerkzeug
Funktionale Programmierung	Systemdokumentation
	Betriebsdokumentation
5. Validierung und Verifikation	Bedienungsanleitung
Modultests (Low-Level-Test)	Geschäftsprozesse
Integrationstests (Low-Level-Test)	Verfahrensdokumentation
Systemtests (High-Level-Test)
Akzeptanztests (High-Level-Test)

Komplexität von Software Projekten

Projektklasse	Quelltext-Zeilen (LOC)	Bearbeiterjahre (BJ)
sehr klein	1- 1000	0 - 0,2
klein	1000 - 10.000	0,2 - 2
mittel	10.000 - 100.000	2 - 20
groß	100.000 - 1 Mio	20 - 200
sehr groß	1 Mio - ...	200 - ...

Time versus number of workers ₂

men

perfectly partitionable tasks

(e.g. picking cotton)

task with complex interrelationships

& high communications overhead

Dimensions of software complexity ₃

Higher technical complexity

- embedded, real-time, distributed, fault tolerant

- custom, unprecedented, architecture reengineering

- high performance

Lower

management

complexity

- small scale

- informal

- single stakeholder

- "products"

Higher

management

complexity

- large scale

- contractural

- many stakeholders

- "projects"

Lower technical complexity

- mostly 4GL, or component-based

- application reengineering

- interactive performance

Comparison of Software Development Methodologies

		Eigenschaften		Vorteile		Nachteile
sequentielle Vorgehensweisen
	•	Phasen müssen vollständig	+	übersichtlich, da klar strukturiert	-	Änderungen der Anforderungen sind die
		durchlaufen werden.	+	klare zeitliche Abfolge		Realität
	•	neue Phase wird erst	+	geringer Leitungsaufwand	-	Schwerpunkt auf Dokumenten, nicht
		begonnen, wenn vorige Phase	+	leicht kontrollierbar		auf Produkt
		abgeschlossen ist			-	für Software-Projekte ungeeignet!

Wasserfall
	•	Wasserfallmodell +	+	Einbeziehung der	-	Schwächen der strikten Phaseneinteilung
		Qualitätssicherung		Qualitätssicherung	-	Software-Bürokratie




V-Modell

inkrementelle Vorgehensweisen
	•	Pflegeaktivitäten als neue	+	frühzeitiger Einsatz des	-	wenn die Nullversion nicht weit genug verändert
		Version		einschränkten Produkts erlaubt		werden kann, so das die Folgeversionen den
				Rückkopplung mit den		gewünschten Anforderungen nicht gerecht
				Arbeitsabläufen		wird, muss von Vorne begonnen werden.
			+	Richtung der Entwicklung kann	-	eine Dokumentation ist schwierig, da schon
				Schritt für Schritt korrigiert		abgeschlossene Produkte in neuen Versionen
				und neu definiert werden.		verändert werden. Somit muss zu jeder Version
						eine eigene Dokumentation geschrieben
						werden.
Evolutionäres Modell
	•	Metamodell	+	flexibles Modell, Anpassung	-	sehr hoher Steuerungsaufwand
	•	Ziel: Risikominimierung		nach jedem Zyklus möglich	-	schlechte für kleine und mittlere Projekte
						geeignet




Spiralmodell

extreme Vorgehensweisen
	•	agile Methode	+	stellt die Programmierung in den	-	ungeeignet für Festpreisprojekte
				Mittelpunkt	-	unvollständiges Modell
			+	unterstützt die Paarprogrammierung


Extreme Programming

Qualität von Software im Netzdiagramm

Qualität +		+ Umfang

Kosten -		- Zeit

Qualitätseigenschaften von Software

1. Zuverlässigkeit	Flexibilität
Korrektheit	Verständlichkeit
Robustheit	3. Portabilität
Ausfallsicherheit	4. Benutzerfreundlichkeit
2. Wartbarkeit	5. Effizienz
Validierbarkeit

Theoretische Informatik

Entwicklung

1997	Unified Modelling Langauge	UML Specification v. 1.0	Booch, Jacobson, Rumbaugh
1995	Objektorientierte Programmierung	Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software	Gang of Four
1990	Algorithmen	Introduction to Algorithms	Corman, Leiserson, Rivest
1973	Nassi-Shneiderman Diagramme	Flowchart techniques for structured programming	Nassi, Shneiderman
1971	NP-Vollständigkeit	The Complexity of Theorem Proving Procedures	Cook
1968	Algorithmen	The Art of Computer Programming	Knuth
1968	Formale Sprachen	Regular Expression Search Algorithm	Thompson
1968	Strukturierte Programmierung	Goto Statements Considered Harmful	Dijkstra
1968	Software Engineering	Software Krise, Nato Konferenz	Bauer
1965	Komplexitätstheorie	On the Computational Complexity of Algorithms	Hartmanis & Stearns
1956	Automatentheorie	Representation of Events in Nerve Sets and Finite Automata	Kleene
1956	Formale Sprachen	Three Models for the Description of Language	Chomsky
1952	Hick's law	On the rate of gain of information	Hick
1948	Informationstheorie	A Mathematical Theory of Communication	Shannon
1941	Lambda- Kalkül	The Calculi of Lambda-Conversion	Church
1937	Berechenbarkeitstheorie	On Computable Numnbers with an Application to the Entscheidungsproblem	Turing
1936	Berechenbarkeitstheorie	An Unsolvable Problem of Elementary Number Theory	Church
1931	Berechenbarkeitstheorie	Über formal unentscheidbare Sätze der Principia Mathematica und verwandter Systeme I	Gödel
1914	Informationstheorie	Probleme über Veränderungen von Zeichenreihen nach gegebenen Regeln	Thue
1900	Berechenbarkeitstheorie	Hilbert'sches Programm	Hilbert
1893	Formale Logik	Grundgesetze der Arithmetik	Frege
1854	Boolsche Algebra	An Investigation of the Laws of Thoughts	Boole
1842	Algorithmen	Notes on the Analytical Engine	Lovelace
1670	Dualsystem	Explication de l'Arithmétique Binaire	Leibniz
1820	Algorithmen	Liber Algorithmus	Al-Chwarismi

Turing Awards

2008	Barbara Liskov	praktische und theoretische Grundlagen der Programmierung
2007	Edmund M. Clarke, E. Allen Emerson and Joseph Sifakis	Modellprüfung
2006	Frances E. Allen	Parallele Programmierung
2005	Peter Naur	Design von Programmiersprachen (Algol 60), Compilerdesign
2004	Vinton G. Cerf and Robert E. Kahn	Vernetzung, TCP/IP
2003	Alan Kay	Objektorientierte Programmierung, Smalltalk
2002	Ronald L. Rivest, Adi Shamir and Leonard M. Adleman	Public Key Kryptographie, RSA-Algorithmus
2001	Ole-Johan Dahl and Kristen Nygaard	Simula, OOP
2000	Andrew Chi-Chih Yao	Zufallszahlen, Kryptographie
1999	Frederick P. Brooks, Jr.	Rechnerarchitektur, IBM 360
1998	Jim Gray	Datenbanktechniken
1997	Douglas Engelbart	Maus, Fenster
1996	Amir Pnueli	Temporallogik, Programmverifikation
1995	Manuel Blum	Komplexitätstheorie, Kryptographie
1994	Edward Feigenbaum and Raj Reddy	Künstliche Intelligenz, prakt. Umsetzung
1993	Juris Hartmanis and Richard E. Stearns	Komplexitätstheorie
1992	Butler W. Lampson	PC-Entwicklung (Microsoft)
1991	Robin Milner	Logik, funktionale Programmierung: ML
1990	Fernando J. Corbató	Time sharing
1989	William (Velvel) Kahan	Numerik, Floating Point Arithmetik
1988	Ivan Sutherland	Computergraphik
1987	John Cocke	Compilerbau, RISC-Computer
1986	John Hopcroft and Robert Tarjan	Algorithmen und Datenstrukturen (Lehrbuch)
1985	Richard M. Karp	NP-Vollständigkeit
1984	Niklaus Wirth	MODULA, PASCAL, Oberon
1983	Ken Thompson and Dennis M. Ritchie	Betriebssystem UNIX
1982	Stephen A. Cook	Komplexität, NP-Vollständigkeit
1981	Edgar F. Codd	Relationale Datenbanken
1980	C. Antony R. Hoare	Programmiersprachen
1979	Kenneth E. Iverson	Programmiersprachen, APL
1978	Robert W. Floyd	formale methoden zur Software-Entwicklung
1977	John Backus	FORTRAN, Backus-Naur-Form Grammatik
1976	Michael O. Rabin and Dana S. Scott	Automaten,
1975	Allen Newell and Herbert A. Simon	Künstliche Intelligenz, general Problem Solver
1974	Donald E. Knuth	Algorithmen, "The Art of Computer Programming"
1973	Charles W. Bachman	Datenbanken
1972	Edsger W. Dijkstra	Graphenalgorithmen, ALGOL
1971	John McCarthy	Künstliche Intelligenz, LISP
1970	James H. Wilkinson	Numerik
1969	Marvin Minsky	Perzeptron, Neuronale Netze
1968	Richard Hamming	Kodierung, Hamming-Distanz
1967	Maurice V. Wilkes	EDSA, erster Computer mit internem Programmspeicher
1966	Alan J. Perlis	Compilerbau

Kombinatorik

Schrankenfunktionen

konstant		1 µs	using a constant-size lookup table or hash table
inverse Ackermannfunktion			Chazelles Algorithmus für minimale Spannbäume
wiederholt logaritmisch			the find algorithm of Hopcroft and Ullman on a disjoint set
doppelt logaritmisch		1,45 ms	amortized time per operation using a bounded priority queue
logarithmisch		13,97 ms	Binäre Suche in einem sortierten Feld
polylogarithmisch	für	19,5 ms	AKS-Primzahltest
radix		50 ms
fraktionell		0,11 sec	Searching in a kd-tree
linear		0,25 sec	Suche in einem unsortierten Feld
n-log-n		0,251 sec	Mergesort, Heapsort
quadratisch		6,25 sec	Bubblesort
kubisch		2,6 sec	Gaußscher Algorithmus
polynomial	für	1,08 min	Innere-Punkte-Verfahren
exponentiell	für d > 1	357.020 yrs	Simplex-Verfahren
faktoriell		4.918.572.438.905.056 yrs	Brute-Force-Methode
unentscheidbar			Fleißiger-Biber-Funktion

Formale Sprachen ₄

Chomsky-Hierarchie

Menge aller Grammatiken/ Sprachen

Grammatik	Produktion	Produktionstyp	Metasprache	Beispiel	Automaten	Entscheid- barkeit	Abge- schlossenheit
Typ 0		rekursiv aufzählbar		pattern matching Sprachen			KSV*
Typ 1		kontextsensitiv	Van Wijngaarden	simple Programmiersprachen			CKSV*
Typ 2		kontextfrei	Backus-Naur Form	die meisten Programmiersprachen			KV*
Typ 3	und	regulär	Reguläre Ausdrücke	natürliche Sprachen			CKSV*

Regular Expressions

metacharacter	name	matches
.	dot	any one character
[...]	character class	any character listed
[^...]	negated character class	any character not listed
^	caret	the position at the start of the line
$	dollar	the position at the end of the line
\<	backslash less-than	the position at the start of a word
\>	backslash grater-than	the position at the end of a word
\|	or, bar	matches either expression it separates
(...)	parentheses	used to limit scope of \|

Aussagenlogik

Einige Schlussregeln

(PP)	Modus Ponendo Ponens (der durch Setzen setzende Modus)

	A → B	Wenn ich den Apfel, den ich halte, loslasse, so fällt er runter
	A	Ich lasse den Apfel los
	B	Also fällt der Apfel runter (es sei denn, ich befinde mich in Schwerelosigkeit)

(TT)	Modus Tollendo Tollens (der durch Aufheben aufhebende Modus)

	A → B	Wenn es regnet, wird die Straße nass
	¬B	Die Straße ist nicht nass
	¬A	Also hat es nicht geregnet (es sei denn, die Straße ist wärmer als 100°C)

(TP)	Modus Tollendo Ponens (Disjunktiver Syllogimus)

	A v B	Der Computer ist entweder an oder er ist aus
	¬A	Der Computer ist nicht an
	B	Also ist der Computer aus (es sei denn, er befindet sich in sleep mode)

(PT)	Modus Ponendo Tollens (dritter (stoischer) unbeweisbarer Schlussmodus)

	¬ (A B)	Sokrates ist nicht gleichzeitig auf dem Isthmus und in Athen
	A	Sokrates ist in Athen
	¬ B	Sokrates ist nicht auf dem Isthmus

(HS)	Hypothetischer Syllogismus (Modus Barbara)

	A → B	Sokrates is aus Athen
	B → C	Athen ist aus Stein
	A → C	Sokrates ist aus Stein (equivocation, Ambiguiät)

(DE)	Disjunction elimination

	A → C	Wenn es Pizza gibt, trinke ich Mineralwasser
	B → C	Wenn es Fisch gibt, trinke ich Mineralwasser
	A v B	Es gibt Pizza oder Fisch
	C	Also trinke ich Minearlwasser (es sei denn, es ist keins mehr im Haus)

Wahrheitstafel

	P	Q	P P	P Q	P Q	P Q	P \| Q	P Q
	T	T	T	T	T	T	F	T
	T	F	T	T	T	F	T	F
	F	T	T	T	F	T	T	F
	F	F	T	F	T	T	T	T

	¬P	¬Q	P ¬P	P Q	P ¬Q	¬P Q	P ↓ Q	P Q
	F	F	F	T	F	F	F	F
	F	T	F	F	T	F	F	T
	T	F	F	F	F	T	F	T
	T	T	F	F	F	F	T	F


Junktoren der Grundverknüpfungen

¬ - Negation		¬P	nicht				kehrt die Werte um
- Konjunktion		P Q	und (sowohl ... als auch ...)				w beide Werte w sind
- Disjunktion		P Q	... oder auch ...				w minderstens ein Wert w ist
- Implikation		P Q	wenn ... dann ...				f der VS w ist und der NS f ist
- Replikation		P Q					f der VS f ist und der NS w ist
- Äquivalenz		P Q	genau dann ... wenn ...				w beide Werte w oder beide f sind
- Definition
- Kontravalenz		¬(P Q)	entweder ... oder ...				w ein Wert w und der andere f ist
\| - Sheffer Funktor		¬(P Q)	nicht gleichzeitig				f wenn beide Werte w sind
↓ - Nicod Funktor		¬(P Q)	weder noch
- Postsektion		P ¬Q	das eine ohne das andere
- Präsektion		¬P Q	das andere ohne das eine
Kontradiktion		P ¬P
		¬P Q	es sei denn, dass

Mathematische Grundlagen

Disziplin	Anwendung in der Informatik
Algebra	Effizienz von Algorithmen, Komplexitätstheorie
Numerik	Optimierung, Approximation
Zahlentheorie	Kryptographie
Graphentheorie	Komplexitätstheorie, Netzwerktheorie
Typentheorie	type checking Algorithmen, Semantik Natürlicher Sprachen
Kategorientheorie	Funktionale Programmierung, Domaintheorie, Graphgrammatiken
Spieltheorie	Entscheidbarkeit

Informationstheorie

Übertragungsmodell nach Shannon

Erweitertes Kommunikationsmodell

Leitungskodierung	stellt sicher	Anpassung an den Kanal	durch	Modulation der Zeichen in ein Signal
Kanalkodierung	stellt sicher	Schutz vor Übertragungsfehlern	durch	Hinzufügen von Redundanz zum Signal
Chiffrierung/ Dechiffrierung	stellt sicher	Ver-/Entschlüsselung	durch	Kryptographie /-analyse
Quellenkodierung	stellt sicher	Datenkompression	durch	Entfernen von Redundanz im Signal

Informationsgehalt ₅

bit = die Datenmenge, die mit der Antwort auf eine Elementarentscheidung (Ja-Nein-Frage) übertragen wird

		bit
	Speicherkapazität des Gehirns	10¹²
	Informationen, die ein Mensch in 60 Jahre aufnimmt	3 * 10¹⁰
	Erbinformation	10¹⁰
mittlerer Informationsgehalt
	russisch	4,36
	deutsch	4,11
	englisch	4,04
	französisch	3,97
	Buchstabe e	0,147004
	Buchstabe x	0,000129
Informationsfluss
		bit/s
	Seheindruck aus der Umwelt	10⁹
	Höreindruck aus der Umwelt (max)	10⁷
	Nervenleitung	800
	Sprechen	300
	Nachdenken in Worten	100
	Lesen (25 Buchstaben/sec)	50
	Übernahme ins Kurzzeitgedächtnis	10

Heuristik ₆

Basisheuristik

Kann ich in der Liste der Heuristiken eine finden, die mir weiterhilft?

Analogie

Habe ich ein ähnliches Problem schon einmal bearbeitet?

Kenne ich ein verwandtes Problem?

Verallgemeinerung

Hilft mir der Übergang von einem Objekt zu einer Klasse von Objekten weiter?

Spezialisierung

Bringt es mich weiter, wenn ich zunächst einen leicht zugänglichen Spezialfall löse?

Variation

Komme ich durch eine Veränderung der Problemstrellung der Lösung näher?

Kann ich die Problemstellung anders ausdrücken?

Rückwärtssuche

Ich betrachte das gewünschte Ergebnis. welche Operationen können mich zu

diesem Ergebnis führen?

Teile und herrsche

Läßt sich das Problem in leichter lösbare Teilprobleme zerlegen?

Vollständige Enumeration

Ich lasse einen Teil der Bedingungen weg. Kann ich mir Lösungen verschaffen,

die wenigstens einen Teil der Zielbedingungen erfüllen?

Kann ich mir alle Lösungen verschaffen, die diese Bedingungen erfüllen?

Algorithmik

Klassifikation von Algorithmen nach Zweck

Klassifikation nach Umsetzung

Recursive	-	Iterative
Logical	-	Procedural
Bottom up	-	Top down
Serial	-	Parallel
Deterministic	-	Non-Deterministic
Exact	-	Approximate

Klassifikation nach Paradigma

Divide-and-conquer	divides the problem into smaller subproblems of the same type, and solve these subproblems recursively
Dynamic programming	remembers past results and uses them to find new results
Greedy	always takes the best immediate, or local, solution while finding an answer
Linear programming	expresses a problem as a set of linear inequalities and then attempts to maximize or minimize the inputs
Reduction	transforms the problem
Graph exploration	models problems on graphs
Randomized	uses a random number at least once during the computation to make a decision
Heuristic	uses rules of thumb
Genetic	numerical optimization procedure that is based on evolutionary principles such as mutation, deletion and selection

Praktische Informatik

Programmierkonzepte

Programmierkomponenten	Programmstrukturen	Kontrollstrukturen	Datenstrukturen	Datentypen

Plattform	Architektur	Anweisung	Array	Konstante
Assembler	Algorithmus	Sequenz	Verbund/ Struktur	Variable
Parser	Prozedur	Alternation	Liste	Zeiger
Compiler	Ausdruck	Selektion	Stapelspeicher	ADT
Interpreter	Regulärer Ausdruck	Iteration	Warteschlange	Literal
Präprozessor	Befehl	Sprunganweisung	Deque	subtype
Linker	Kommentar		Graph	Port
Lader	Bezeichner	Assertion	Heap
Laufzeit		Vorbedingung	Baum	Char
Debugger	Konstrukte	Nachbedingung	Binärebaum	String
Assembly	Zuweisung	Invariante	Hashtabelle	Integer
Prozess	Deklaration		Menge	Long
API	Definition	Ausnahme	Multimenge	Float
Framework	Inkrement	Fortsetzung	Collection	Boolean
IDE	Typumwandlung		Enumeration
Editor	Dreieckstausch		Stream
Programmbibliothek	Typisierung		Container	Modifizierer
Namensraum	Constraints		Vektor	Zugriffsrecht
Schlüsselwort	Dynamische Bindung		Abbildung	Gültigkeitsbereich
Programmausdruck	Aliasing			Initialwert
	Operator		Semaphor	Aufzählungstyp
Datei	Laufvariable
	Flag	Programmierparadigmen	Referenz
	Dummy
Steuerelemente		Imperative Programmierung	Datenbank
Form		Deklarative Programmierung	Daten
	Funktionen	Objektorientierung	Datenfeld
Interface	Parameter	Objekt	Datensatz
event	Argument	Klasse	Spalte
	Rekursion	Methode	Operation
	Delimiter	Attribut	Transaktion
	Überladen	Encapsulation	Isolation
	Rückruffunktion	Nachrichten	Kardinalität
	Generator	Vererbung	Abfrage
	Currying	Aggregation
Transformationssysteme	Funktionsabschluss	Assoziation
		Komposition
Refactoring	Thread	Konstruktor
	Mutex	Destruktor
	Event handler	Polymorphie
	Stub	Reflexion
	Lambda-Kalkül	Signatur
	Pipe	Layer
Entwicklungsmethoden	Koroutine	Package
	Modul	Kopplung
agile	Makro	Kohäsion
extreme		Template
ad hoc	Nebenläufigkeit	Speicherbereinigung
scrum	Monitor	Marshalling
	Arbiter	Serialisierung
		Delegation
	Entwurfsmuster	Instanzierung
		Identität
	Adapter	Persistenz

Sprachelemente & Fehlerarten

		Element	Fehler	werden gefunden von	Beispiel, Erklärung
Grundelemente der Sprache	-	Lexik
Form der erlaubten Zeichenfolgen	-	Syntax	syntaktische	dem Compiler	Tippfehler
Bedeutung der erlaubten Zeichenfolgen	-	Sematik	semantische	der Laufzeitumgebung	Feldgrenzverletzungen
zweckmäßige Anwendung der Sprachelemente	-	Pragmatik	logische	dem Benutzer	das Programm tut nicht das, was es sollte

Kompilierprozesse

1. in der interpretierten Sprache Lisp

2. in der kompilierten Sprache C++

3. in der hybriden Sprache Java (Bytecode)

Phase 1

program is created in the

editor and stored on disk

program is created in the

editor and stored on disk

Phase 2

preprocessor program

processes the code

compiler creates bytecodes

and stores them on disk

Phase 3.1

Compiler creates objects

code and stores it on disk

class loader puts bytecodes

in memory

Phase 3.2

Linker links the object code

with the libraries, creates

a.out and stores it in disk

Phase 4

Loader puts program in

memory

Bytecode verifier confirms

that all bytecodes are valid

and do not violate Java's

security restrictions

Phase 5

CPU takes each insstruction

and executes it, possibly

storing new data values as

the program executes

Interpreter reads bytecode

and translates them into a

language that the computer

can understand possibly

storing data values as the

program executes

Maschinensprachen/ Assembler ₇

Transportbefehle

LOAD, STORE

Arithmetische und logische Befehle

ADD, SUB, AND, OR, CMP

Schiebebefehle

SH, ROT

Sprungbefehle

JMP, JGT

Sonderbefehle

Darstellung in Maschinensprache

0100 LOAD 0118
0102 STORE 0116
0104 LOAD 0114
0106 JUMPZERO 011a
0108 SUB 0118
010a STORE 0114
010c LOAD 0116
010e ADD 0116
0110 STORE 0116
0112 JUMP 0104
0114 #2
0116 #0
0118 #1
011a STOP

Darstellung in Hochsprache

y = 1;

while (x !=0){

x = x - 1;

y = y + y;

}

d.h. y = 2 ^x

Evolution

6th generation	future	neural networks
5th generation	1990	constraint-based and logic programming languages
4th generation	1970-1990	non-procedural, high-level specification languages
3rd generation	1962-1970	procedural languages
2nd generation	1959-1961	assembly languages
1st generation	1954-1958	machine-level programming languages

Typisierung

Wie streng unterscheidet die Sprache die Datentypen?
	strong	weak
Wann werden die Datentypen festgelegt, zur Lauf- oder zur Übersetzungszeit?
	dynamic	static
Werden die Datentypen explizit genannt oder per Typableitung ermittelt?
	explicit	implicit

Vergleich

index	language	year	written in	mighti- ness	pop- ularity	appli- cation	type	interpr., comp.?	OO	Visual IDE	read-/ learnability

01	VB.net	2001	C++	02	01		pro	inter	yes	yes
02	Java	1996	C	03	01		str	both	yes	yes
03	C	1972	Assembly	01	02	systems	pro	comp	no	yes	02
04	Visual Basic	1991	C++	02	03		pro	inter	no	yes
05	PHP	1995	C	04	04	web	pro	inter		yes
06	C++	1985	C	01	05	systems	pro	comp	yes	yes
07	Python	1991	C		06		pro	both
08	Perl	1987	C		07		pro	both
09	C#	2001	C		08		pro	inter	yes	yes
10	Ruby	1995	C		09		mp	inter	yes
11	JavaScript	1995	C++		10	web	str	inter
12	Delphi	1995	C		11		pro		yes	yes
13	D	1999	C		12		pro
14	PL/SQL	1986			13		dec
15	SAS	1966	C		14	statistics	imp
16	COBOL	1959	Assembly		15	finance	pro
17	ABAP	1980			16	finance
18	Lisp/Scheme	1958		01	17		fun	inter
19	Pascal	1970	Assembly		18		pro			no	01
20	Eiffel	1985			19		pro		yes	yes
21	F#	2005			20		fun
22	Prolog	1970	Algol		21		logic
23	Smalltalk	1971							yes
24	APL	1964					arr
25	Erlang	1991	Prolog				fun
26	Oberon	1986					pro
27	Mathematica	1988					fun
28	Ada	1983					pro
29	REXX	1979					scr
30	Fortran	1957					pro
31	Algol	1958
32	Assembly l.	1950	mach. code

Lexik

Standardbibliotheken

Standardbibliotheken (C)
assert.h	Fehlerdiagnose
ctype.h	Test- und Umwandlungsfunktionen für zeichen (Charakterbehandlung)
erno.h	Funktionen zur Fehlerbehandlung
float.h	Grenzwerte der Fließkommadarstellung
limits.h	Grenzwerte für Ganzzahltypen
likale.h	Funktionen für lokale Besonderheiten
math.h	Mathematische Funktionen (double)
setjmp.h	Nichtlokale Sprünge über Funktionen
signal.h	Signalbehandlung
stdarg.h	Funktionen mit variablen Listen
stddef.h	Allgemeine Typendefinitionen und Makros
stdio.h	Ein-/Ausgabe- und Dateioperationen
stdlib.h	Hilfefunktion
string.h	Zeichenfolge
time.h	Zeitbestimmungsfunktionen

Mathematische Funktionen (C)
sin(x)	Sinus (in Bogenmaß)
cos(x)	Cosinus
tan(x)	Tangens
asin(x)	arcsin(x) im Definitionsbereich []
acos(x)	arcsin(x) im Definitionsbereich []
atan(x)	arcsin(x) im Definitionsbereich []
atan2(x,y)	arcsin(x) im Definitionsbereich []
sinh(x)	Sinus Hyperbolicus von x
cosh(x)	Cosinus Hyperbolicus von x
tanh(x)	Tangens Hyperbolicus von x
exp(x)	Exponentialfunktion (ex) von x
log(x)	Logarithmus naturalis
log(10)	Logarithmus zur Basis
pow(x,y)	x hoch y
sqrt(x)	2te Wurzel von x
ldep(x, int n)	x mal 2 hoch n
fabs(x)	absoluter Betrag von x
floor(x)	rundet positive Zahlen ab
cell(x)	rundet positive Zahlen auf

.net Namespaces
Windows Presentation Foundation
Windows Forms
Communications
Data
Workflow
Web

Syntax & Semantik

Einrückungsstil

Original K&R

for(i=0; i < 10; i++){

/* Anweisungen */

}

Allman

for(i=0; i < 10; i++)

{

/* Anweisungen */

}

K&R Variant

for(i=0; i < 10; i++){

/* Anweisungen */

}

Whitesmiths

for(i=0; i < 10; i++)

{

/* Anweisungen */

}

Horstmann

for(i=0; i < 10; i++)

{ /* Anweisungen */

}

Programmstrukturen

Ausdrücke	werden ausgewertet	und liefern einen Wert	(ggf. mit Seiteneffekten)
Anweisungen	werden ausgeführt	und haben eine Wirkung	(ggf. mit Wert)

	einfache Anweisungen
Deklaration	Festlegung von Dimension, Bezeichner, Datentyp und weiteren Aspekten einer Variablen oder eines Unterprogramms
Definition	einer Variablen wird ein bestimmter Speicherbereich zugerodnet (meistens durch Deklaration)
Initialisierung	eine Variable wird auf einen initialen Anfangswert gesetzt (Deklaration und Zuweisung in einem, bzw. die erste Zuweisung an eine Variable)
Zuweisung	eine Varibale wird auf einen neuen Wert gesetzt: (Bezeichner = Literal) oder (Bezeichner = Bezeichner)
Funktionsaufruf	ruft eine Funktion auf
Rückgabeanweisung	spezifiziert den Rückgabewert einer Funktion
Instanzerzeugung	erzeugt ein neues Objekt einer Klasse
Zusicherung	Aussage über den Programmzustand (d.h. die Belegung der Variablen) wenn der Kontrollfluss eine bestimmte Stelle erreicht hat
Kommentar	Anmerkung/ Hinweis vom Programmierer, der vom Compiler nicht ausgeführt wird

	zusammengesetzte Anweisungen
Dreieckstausch	ein Verfahren zum Austausch der Werte zweier Variablen
Ein-/ Ausgaben	Daten IO, Datei IO, Datenbank IO, Netzwerk IO, Hardware Control

Kontrollstrukturen

if ... then

Überprüfung einer Zahl auf "kleiner als 50"

VB6

C++

If iZahl < 50 Then

Label.Caption = "Die Zahl ist kleiner als 50."

End If

if(zahl < 50) {

cout<<"Die Zahl "<<zahl;

cout<<" ist kleiner als 50."<<endl;

}

VB.net

if ... then ... else

Überprüfung einer Zahl auf "gerade oder ungerade"

VB6

C++

If iZahl Mod 2 = 0 Then

Label.Caption = "Die Zahl ist gerade."

Else

Label.Caption = "Die Zahl ist ungerade."

End If

if(zahl % 2 == 0) {

cout<<"Die Zahl "<<zahl<<" ist gerade."<<endl;

}

else {

cout<<"Die Zahl "<<zahl<<" ist ungerade."<<endl;

}

VB.net

Mehrfach-Verzweigung 1

Überprüfung einer Zahl auf "kleiner, größer oder gleich 50"

VB6

C++

If iZahl < 50 Then

Label.Caption = "Die Zahl ist kleiner als 50."

ElseIf iZahl = 50 Then

Label.Caption = "Die Zahl ist gleich 50."

Else

Label.Caption = "Die Zahl ist größer als 50."

End If

if(zahl < 50) {

cout<<"Die Zahl "<<zahl;

cout<<" ist kleiner als 50."<<endl;

}

else if(zahl == 50) {

cout<<"Die Zahl "<<zahl<<" ist gleich 50."<<endl;

}

else {

cout<<"Die Zahl "<<zahl;

cout<<" ist groesser als 50."<<endl;

}

VB.net

Mehrfach-Verzweigung 2

Überprüfung einer Zahl auf die Bereiche 1000-2000, 0-1000, bzw. <0 & >2000

VB6

C++

If iMesswert > 0 And iMesswert < 2000 Then

If iMesswert > 1000 Then

Lbl.Caption = "Hochdruck"

Else

Lbl.Caption = "Normal oder Tiefdruck"

End If 'iMesswert > 1000

Else

Lbl.Caption = "Der Messwert ist ungültig."

End If 'iMesswert > 0 And iMesswert < 2000

if (messwert > 0 && messwert < 2000) {

if (messwert > 1000)

cout << "Hochdruck"

else

cout << "Normal oder Tiefdruck"

}

else

cout << "Der Messwert ist ungueltig";

VB.net

Select Case

Anwendung der vier Grundrechenarten auf zwei natürliche Zahlen

VB6

C++

Select Case cmb_rechenarten.ListIndex

Case "0"

lbl.Caption = zahl1 + zahl2

Case "1"

lbl.Caption = zahl1 - zahl2

Case "2"

lbl.Caption = zahl1 * zahl2

Case "3"

lbl.Caption = zahl1 / zahl2

'Case Else

'lbl.Caption "Auswahl nötig"

End Select

switch(operation) {

case 1:

cout<<zahl1+zahl2<<endl;

break;

case 2:

cout<<zahl1-zahl2<<endl;

break;

case 3:

cout<<zahl1*zahl2<<endl;

break;

case 4:

cout<<zahl1/zahl2<<endl;

break;

}

VB.net

While Schleife

Ausgabe der Zahlen 1-10

VB6

C++

Dim iZaehler As Integer

iZaehler = 1

While iZaehler <= 10

Text1.Text = Text1.Text & iZaehler & vbNewLine

iZaehler = iZaehler + 1

Wend

int i=1;

while (i<=10) {

cout << i << "\n" ;

i++;

}

VB.net

Do ... Loop

Ausgabe der Zahlen 10-1

VB6

C++

Dim iZaehler As Integer

iZaehler = 10

Text1.Text = Text1.Text & iZaehler & vbNewLine

iZaehler = iZaehler - 1

Loop Until iZaehler = 0

int i=10;

do {

cout << i << "\n" ;

i--;

} while (i>0);

VB.net

For ... Next

Ausgabe eines Textes rückwärts

VB6

C++

sText = tbx_Eingabe.Text

iLaenge = Len(tbx_Eingabe)

For i = iLaenge To 1 Step -1

sInverText = sInverText & Mid(sText, i, 1)

lbl_Ausgabe.Caption = sInverText

cin>>name;

const int max = strlen(name);

int i=max;

for(i=max-1; i>=0; i--) {

cout<<name[i];

}

VB.net

Try ... Catch...Finally

Pseudocode

VB.net

try {

gefaehrlicheFunktion();

}

catch (OutOfMemory) {

Console.WriteLine("catch");

}

catch (FileNotFound) {

Console.WriteLine("catch");

}

finally {

Console.WriteLine("finally");

}

try {

gefaehrlicheFunktion();

}

catch (OutOfMemory) {

Console.WriteLine("catch");

}

catch (FileNotFound) {

Console.WriteLine("catch");

}

finally {

Console.WriteLine("finally");

}

VB.net

Continue

Vermeidung der Division durch 0

VB.net

For i = -10 To 10

If i = 0 Then

Continue For

End If

TextBox1.Text = TextBox1.Text & i & vbNewLine

Next i

for(i=-10; i<=10; i++) {

if(i==0)

continue;

document.write(1/i);

}

VB.net

Operatoren

logische Operatoren
Symbol	bezeichnet	Beispiel (x=50, y= 100)	Rückgabewert

!	nicht
&&	und	(x == 50 && y == 100)	true
\|\|	oder	(x == 10 \|\| y == 100)	true
^	bitweises exkl. oder
&	bitweises und
\|	bitweises inkl. oder
Vergleichsoperatoren
==	gleich	x == y;	false
!=	ungleich	x != y;	true
<	kleiner	y < x;	false
>	größer	y > x;	true
<=	kleiner gleich	x <= 50;	true
>=	größer gleich	y >= 50;	true

arithmetische Operatoren in C/C++

Normal	Zusammengefasst	Postfix

counter = counter + 1;	counter += 1;	counter ++;
counter = counter - 1;	counter -= 1;	counter --;
counter = counter * 1;	counter *= 1;
counter = counter / 1;	counter /= 1;
counter = counter & 1;	counter %= 1;

Präfix und Postfix

x = counter ++; //x = 0, counter = 1	Übertrage den Wert zuerst und inkrementiere ihn dann
x = ++ counter; //x = 1, counter = 1	Inkrementiere den Wert zuerst und übertrage ihn dann

Datentypen & -strukturen

x	=	50;
l-Wert		r-Wert
Bezeichner/		Literal/
Speicherzelle		Speicherinhalt

einfache Variablen
lokale Varaiblen	dienen zum Speichern wechselnder Werte innerhalb einer Funktion
globale Varaiblen	dienen zum Speichern wechselnder Werte innerhalb eines ganzen Programms
Konstanten	werden definiert um konkrete, konstante Werte zu repräsentieren
statische Variablen	behalten nach Beendigung der Funktion ihren Wert
Hilfsvariablen
Flag (Dummy)	eine binäre Variable, welche als Hilfsmittel zur Kennzeichnung bestimmter Zustände benutzt werden kann
Laufvariable	wird in einer Zählschleife als Zähler benutzt

Datentypen

Prg	Bezeichner	Typ	Größe (32 bit	Wertebereich
Sprache	Präfix		Architektur)
gänige Datentypen				signed			unsigned
				Ganze Zahlen
		short int	2 byte	-32.768	->	32.767	0 -> 65.535
	i	int	4 byte	-2.147.483.648	->	2.147.483.647	0 -> 4.294.967.295
	lg	long int	4 byte	-2.147.483.648	->	2.147.483.647

				Gleitkommazahlen
		float	4 byte	- 3,4 * 10^-38	->	3,4 * 10³⁸	6-Nachkommastellen
	d	double	8 byte	- 1,7 * 10^-308	->	1,7 * 10³⁰⁸	15-Nachkommastellen
		long double	12 byte	- 1,2 * 10^-4932	->	1,2 * 10⁴⁹³²	18-Nachkommastellen
		long
			Alphanumerische Zeichen
		char	1 byte	128	->	127	256 Ascii Zeichen
	s	string
			Andere
		bool		Wahrheitswerte true or false
		void
programmiersprachenspezifische Datentypen
VB6	v	variant
VB6