Inhalte

Formale Sprachen

natürliche und formale Sprachen

Aufbau einer formalen Sprache

Notation formaler Sprachen

reguläre Sprachen und endliche Automaten

Implementierung eines erkennenden Automaten

Kommunikation und Synchronisation von Prozessen

Topologie von Rechnernetzen

Kommunikation zwischen Prozessen, Protokolle zur Beschreibung dieser Kommunikation; Schichtenmodell

Modellierung einfacher, nebenläufiger Prozesse, z. B. mithilfe eines Sequenzdiagramms; Möglichkeit der Verklemmung

Funktionsweise eines Rechners

Lehrplan

  • Aufbau eines Computersystems: Prozessor (Rechenwerk, Steuerwerk), Arbeitsspeicher, Ein- und Ausgabeeinheiten, Hintergrundspeicher; Datenbus, Adressbus und Steuerbus
  • Registermaschine als Modell eines Daten verarbeitenden Systems (Datenregister, Befehlsregister, Befehlszähler, Statusregister); Arbeitsspeicher für Programme und Daten (von-Neumann-Architektur), Adressierung der Speicherzellen
  • ausgewählte Transport-, Rechen- und Steuerbefehle einer modellhaften Registermaschine; grundsätzlicher Befehlszyklus
  • Zustandsübergänge der Registermaschine als Wirkung von Befehlen
  • Umsetzung von Wiederholungen und bedingten Anweisungen auf Maschinenebene

Grenzen der Berechenbarkeit

Lehrplan

  • experimentelle Abschätzung des Laufzeitaufwands typischer Algorithmen und die damit verbundenen Grenzen der praktischen Anwendbarkeit
  • hoher Laufzeitaufwand als Schutz vor Entschlüsselung durch systematisches Ausprobieren aller Möglichkeiten (Brute-Force-Verfahren)
  • prinzipielle Grenzen der Berechenbarkeit anhand von Plausibilitätsbetrachtungen zum Halteproblem

Software

  • EBNF-Visualizer, ein Programm zur Darstellung von Sprachen in EBNF als Syntaxdiagramme
  • yED, ein Programm zur Erstellung von UML-Diagrammen und Graphen
  • launch4j, ermöglicht es, aus Java-Klassen ein ausführbares Programm für Windows zu erstellen
  • Quick Sequence Diagram Editor, ein Programm zum Erstellen von Sequenzdiagrammen
  • UMLet, ein Programm zum schnellen Erstellen von UML-Diagrammen
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