Informatik

Eine einführende Übersicht Erster Teil

F. L. Bauer, Gerhard Goos (Autoren)

Buch | Softcover

XVIII, 320 Seiten

1982 | 3., völlig neubearb. u. erw. Aufl.
Springer Berlin (Verlag)
978-3-540-11722-3 (ISBN)

Infos

L'INFORMATIQUE: Science de traitement rationnel, notamment par machines automatiques, de /'information conside ree comme Ie support des connaissances humaines et des communications, dans les domaines techni ques, economiques et socials (Academie Franfaise) Knapp 50 Jahre sind vergangen, seit die Entwicldung der modernen com puter begann -in Deutschland durch KONRAD ZUSE im Jahre 1934. Die Fort schritte der Technik seit den fOnfziger Jahren, als die ersten kommerziell ge fertigten Rechenanlagen verfugbar wurden, sind eindrucksvoll: Einer stlindi gen Steigerung der Geschwindigkeit und des Speicherumfangs steht ein Riickgang der Anschaffungs- und Betriebskosten gegeniiber. Glaubte man 1956, von der damals groBten (amerikanischen) Anlage konnte aus finanziel len Grunden in der Bundesrepublik Deutschland fUr wissenschaftliche Zwecke hochstens ein Exemplar angeschafft und betrieben werden - wozu ein ganzes Rechenzentrum eingerichtet werden sollte, so erfordert heute die gleiche Leistung einige Zehntausend Mark, das Gedit hat auf einem Tisch im Arbeitszimmer Platz. Den Durchbruch brachte die Mikrominiaturisierung, die nach Amortisa tion der hohen Investitionskosten das einzelne Schaltpllittchen (,Chip') fUr den Preis einer besseren Gliihlampe herzustellen gestattet. Dies liegt natiir lich an den hohen absetzbaren Stuckzahlen, die ihrerseits von den niedrigen Stuckpreisen noch gfinstig beeinfluBt werden. Anders als Gluhlampen, konnen, ja mussen computer programmiert wer den. Das schafft Arbeitspllitze. Ein ungeheurer, politisch und okonomisch noch nicht einmal ganz ubersehbarer Wandel in unserer Welt greift Platz: In Industrienationen leben schon heute mehr als 1% der Bevolkerung di rekt oder indirekt yom computer. computer sind Statussymbole geworden; die Offentliche Meinung verbin det mit ihnen die Vorstellungen ,modern', ,fortschrittlich', ,unabdingbar'.

Inhalt

Vorbemerkung.- 1. Information und Nachricht.- 1.1 Nachricht und Information.- 1.1.1 Sprachliche Nachrichten.- 1.1.2 Schrift.- 1.2 Sinnesorgane.- 1.2.1 Arbeitsweise der Sinnesorgane, Reizleitung.- 1.2.2 Reizverarbeitung im Gehirn.- 1.2.3 Tragweite informationistischer Vorstellungen.- 1.3 Nachrichtengeräte.- 1.3.1 Arten von Nachrichtengeräten.- 1.3.2 Signale und Signalparameter.- 1.4 Digitale Nachrichten.- 1.4.1 Zeichen, Zeichenvorräte, Alphabete.- 1.4.2 Codes und Codierungen.- 1.4.3 Serien- und Parallelübertragung.- 1.4.4 Symbole.- 1.5 Nachrichtenverarbeitung und Informationsverarbeitung.- 1.5.1 Nachrichtenverarbeitung als Codierung.- 1.5.2 Die Interpretation einer Nachrichtenverarbeitung.- 1.6 Algorithmen.- 1.6.1 Charakteristische Eigenschaften von Algorithmen.- 1.6.2 Beispiele von Algorithmen.- 1.6.3 Rekursion und Iteration.- 1.6.4 Besondere Beschreibungsformen von Algorithmen.- 1.6.4.1 Beispiel: Markov-Algorithmen.- 1.6.4.2 Rekursive Algorithmen nach McCarthy.- 2. Begriffliche Grundlagen der Programmierung.- 2.1 Grundlegende Rechenstrukturen.- 2.1.1 Objekte.- 2.1.1.1 Sorten von Objekten.- 2.1.1.2 Standardbezeichnungen für Objekte.- 2.1.2 Operationen.- 2.1.3 Rechenstrukturen.- 2.1.3.1 Die Rechenstruktur ? der ganzen Zahlen.- 2.1.3.2 Die Rechenstruktur ? der natürlichen Zahlen.- 2.1.3.3 Rechenstrukturen für rationale, numerisch-reelle und numerisch-komplexe Rechnung.- 2.1.3.4 Rechenstrukturen für nicht-numerisches Rechnen: Zeichenfolgen.- 2.1.3.5 Rechenstrukturen für nicht-numerisches Rechnen: Binäre (Zeichen-)Listen.- 2.1.3.6 Die Rechenstruktur B2 der Wahrheitswerte.- 2.1.3.7 Übergänge zwischen Sorten.- 2.1.3.8 Zusammengesetzte Objekte.- 2.2 Formeln.- 2.2.1 Parameterbezeichnungen.- 2.2.2 Formeln und Formulare.- 2.2.2.1 Aufbau von Formeln.- 2.2.2.2 Formulare.- 2.2.2.3 Striktheit der Operationen.- 2.2.2.4 Umformungen von Formeln.- 2.2.3 Bedingte Formeln.- 2.2.3.1 Alternative und sequentielle Fallunterscheidung.- 2.2.3.2 Bewachte Fallunterscheidung.- 2.2.3.3 Durchführung der Berechnung auf Formularen mit Fallunterscheidungen.- 2.2.3.4 Der nicht-strikte Charakter der Fallunterscheidung...- 2.3 Rechenvorschriften.- 2.3.1 Vereinbarung von Rechenvorschriften.- 2.3.1.1 Schreibweisen.- 2.3.1.2 Systeme von Rechenvorschriften.- 2.3.1.3 Zusicherungen.- 2.3.1.4 Gebundene Bezeichnungen.- 2.3.2 Rekursion.- 2.3.3 Die (rekursive) Formularmaschine.- 2.4 Zur Technik der rekursiven Programmierung.- 2.4.1 Wie kommt man zu rekursiven Rechenvorschriften?.- 2.4.1.1 Inhärent rekursive Definitionen.- 2.4.1.2 Ableitung einer Rekursion aus der Aufgabenstellung.- 2.4.1.3 Einbettung.- 2.4.1.4 Verwandte Aufgaben.- 2.4.1.5 Das Arbeiten mit charakterisierenden Eigenschaften.- 2.4.1.6 Umkehrung.- 2.4.2 Wie beweist man Eigenschaften von Algorithmen?.- 2.4.3 Bemerkungen über Terminierung und die Bedeutung von Zusicherungen und Wächtern.- 2.5 Unterordnung von Rechenvorschriften.- 2.5.1 Untergeordnete Rechenvorschriften.- 2.5.2 Unterdrückte Parameter.- 2.5.2.1 Globale und nichtlokale Parameter.- 2.5.2.2 Verschattung.- 2.5.2.3 Konstant besetzte Parameter.- 2.5.3 Parameterfreie Rechenvorschriften.- 2.6 Rechenvorschriften als Parameter und als Ergebnisse.- 2.6.1 Rechenvorschriften als Parameter.- 2.6.2 Verzögerte Auswertung durch Verwendung parameterfreier Rechenvorschriften als Parameter.- 2.6.3 Rechenvorschriften als Ergebnisse.- 3. Maschinenorientierte algorithmische Sprachen.- 3.1 Allgemeine Abschnitte.- 3.1.1 Zwischenergebnis-Vereinbarungen.- 3.1.1.1 Eine vereinfachte Notation.- 3.1.1.2 Zwischenergebnisbezeichnungen in rekursiven Rechenvorschriften.- 3.1.1.3 Sequentialisierung des Berechnungsganges.- 3.1.1.4 Anmerkung betreffend PASCAL.- 3.1.2 Kollektive Zwischenergebnisvereinbarungen.- 3.2 Programmierung mit Variablen.- 3.2.1 Wiederverwendbare Zwischenergebnisbezeichnungen.- 3.2.2 Vereinbarungen und Zuweisungen.- 3.2.3 Konstant gehaltene Variable.- 3.2.4 Anweisungen.- 3.2.5 Beispiele.- 3.2.6 Kollektive Variablenvereinbarungen und kollektive Zuweisungen.- 3.3 Iterative Programmierung.- 3.3.1 Iterative Auffassung repetitiver Rechenvorschriften.- 3.3.2 Wiederholung.- 3.3.2.1 Iterative Programme.- 3.3.2.2 Gestaffelte repetitive Systeme und geschachtelte Wiederholung.- 3.3.2.3 Nassi-Shneidermann-Diagramme.- 3.3.3 Problemlösung in iterativer Form.- 3.3.4 Sequentialisierung.- 3.3.5 Bedingte Anweisungen.- 3.3.5.1 Alternative Anweisungen.- 3.3.5.2 Sequentielle bedingte Anweisungen.- 3.3.5.3 Bewachte Anweisungen.- 3.3.6 Die leere Anweisung.- 3.4 Sprünge.- 3.4.1 Schlichte Aufrufe und Sprünge.- 3.4.2 Wiederholungen mittels Sprüngen.- 3.4.3 Programmablaufpläne.- 3.5 Prozeduren.- 3.5.1 Variable als Parameter.- 3.5.2 Prozedurvereinbarungen.- 3.5.3 Aufrufe von Prozeduren.- 3.5.4 Transiente Parameter und Resultatparameter.- 3.5.5 Eingangsparameter.- 3.5.6 Unterdrückte Variablenparameter.- 3.5.7 Prozeduren als Strukturierungsmittel.- 3.5.8 Rekursive Definition der Wiederholung.- 3.5.8.1 Sprung als schlichter parameterfreier Prozeduraufruf.- 3.5.8.2 Rekursive Definition der bedingten Wiederholung.- 3.5.8.3 Rekursive Definition der gezählten Wiederholung.- 3.6 Felder.- 3.6.1 Indizierte Variable.- 3.6.2 Mehrstufige Felder.- 3.6.3 Zurückführung mehrstufiger Felder auf einstufige.- 3.6.4 Statische Speicherverteilung.- 3.7 Aufbrechen von Formeln.- 3.7.1 Aufbrechen nach dem Kellerprinzip.- 3.7.2 Verwendung eines Zwischenergebniskellers.- 3.7.3 Überführung in Drei-Adreß-Form.- 3.7.4 Überführung in Ein-Adreß-Form.- 3.7.5 Grenzen des Kellerprinzips.- 3.7.6 Behandlung von Fallunterscheidungen.- 3.7.7 Elimination Boolescher Operationen.- 4. Binäre Schaltnetze und Schaltwerke.- 4.1 Boolesche Algebra.- 4.1.1 Abstrakte Definition einer Booleschen Algebra.- 4.1.2 Das Boolesche Normalform-Theorem.- 4.1.3 Ordnungsrelation einer Booleschen Algebra, Implikation.- 4.1.3.1 Die Stärker-Relation.- 4.1.3.2 Stärker-Relation auf Booleschen Funktionen.- 4.1.3.3 Ordnungsrelation zwischen Booleschen Ausdrücken.- 4.1.3.4 Anwendungen auf Aussagen und Prädikate.- 4.1.4 Entscheidungstabellen.- 4.1.4.1 Kollaterale Entscheidungstabellen.- 4.1.4.2 Sequentielle Entscheidungstabellen.- 4.1.5 Schaltfunktionen.- 4.1.5.1 Sinnbilder für Schaltfunktionen.- 4.1.5.2 Zusammensetzung von Sinnbildern.- 4.1.5.3 Beispiel: Halbaddierer, Volladdierer.- 4.1.5.4 Beispiel: Codeumsetzer.- 4.1.6 Technische Verwirklichung von Schaltnetzen.- 4.2 Binärcodierung.- 4.2.1 Binärer Vergleich.- 4.2.2 Binäre Arithmetik.- 4.2.2.1 Binärzähler.- 4.2.2.2 Addition und Subtraktion.- 4.2.2.3 Multiplikation.- 4.2.2.4 Operationen mit binär dargestellten Zeichenfolgen und beblätterten Bäumen.- 4.2.3 Arithmetik mit beschränkter Stellenzahl.- 4.3 Schaltwerke.- 4.3.1 Speichervariable für Binärworte.- 4.3.1.1 Beispiel: Addition.- 4.3.1.2 Binäre Register und Merkglieder.- 4.3.1.3 Zusammenschaltung von Merkgliedern und Verknüpfungsgliedern.- 4.3.2 Aufbau von Schaltwerken.- 4.3.2.1 Serienaddierer und Paralleladdierer.- 4.3.2.2 Verschiebe-Schaltwerke.- 4.3.3 Flipflops.- 4.3.4 Flipflopschaltwerke.- 4.3.4.1 Flipflopschaltwerke für die Arithmetik.- 4.3.4.2 Flipflopschaltwerke für nicht-arithmetische Operationen.- 4.3.5 Technische Verwirklichung von Schaltwerken.- 4.4 Leistungen und Grenzen der Technologie.- Anhang A: Zahlsysteme.- A.1 Stellenwertcodes und Konvertierung ganzer Zahlen.- A.2 Darstellung negativer Zahlen.- A.3 Die vier Grundrechenarten.- A.4 Gleitpunktzahlen.- Anhang B: Shannonsche Informationstheorie.- B.1 Diskretisierung.- B.1.1 Rasterung.- B.1.2 Quantelung.- B.2 Probabilistische Theorie der Information.- B.2.1 Shannonsche Nachrichten.- B.2.2 Die Entscheidungsinformation.- B.2.3 Kanalkapazität.- B.2.4 Codesicherung.- Ergänzende Literatur.- Namen- und Sachverzeichnis.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.10.1982
• Reihe/Serie: Heidelberger Taschenbücher ; 80
• Zusatzinfo: XVIII, 320 S.
• Verlagsort: Berlin
• Sprache: deutsch
• Maße: 133 x 203 mm
• Gewicht: 390 g
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik ► Programmiersprachen / -werkzeuge
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik ► Theorie / Studium
• Themenwelt: Informatik ► Weitere Themen ► Hardware
• Schlagworte: Ableitung • Algorithmen • Algorithmus • Alphabet • Boolesche Algebra • Computer • Funktionen • Grundlagen der Informatik • Informatik • Informationstheorie • PASCAL • Programmierung • Rekursion • Theoretische Informatik • Variable
• ISBN-10: 3-540-11722-9 / 3540117229
• ISBN-13: 978-3-540-11722-3 / 9783540117223
• Zustand: Neuware