Grundlagen der Informatik:
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Pearson
2012
|
| Ausgabe: | 2., aktualisierte Aufl. |
| Schriftenreihe: | it-Informatik
Always learning |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 800 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783868941111 3868941118 |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT 17
KAPITEL 1 EINLEITUNG 19
1.1 IDEE DIESES BUCHES 20
1.2 BEISPIELE, UEBUNGEN U N D RAETSEL 21
1.3 BEGLEITMATERIAL ZU DIESEM BUCH 22
1.4 DANKSAGUNG 23
1.5 HINWEIS I N EIGENER SACHE 23
TEIL I EINFUEHRUNG IN D I E INFORMATIK 2 5
KAPITEL 2 DIE HISTORIE UND DIE TEILGEBIETE DER INFORMATIK 27
2.1 STREICHHOLZPROBLEME 28
2.2 DER BEGRIFF INFORMATIK 28
2.3 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER INFORMATIK 28
2.3.1 DER ABAKUS 28
2.3.2 DER BEGRIFF ALGORITHMUS U N D IBN MUSA AL-CHWARISMI 31
2.3.3 WICHTIGE STATIONEN VON 1500 BIS 1930 32
2.3.4 KONRAD ZUSE U N D DER ERSTE FUNKTIONSTUECHTIGE COMPUTER 34
2.3.5 HOWARD H. AIKEN U N D DIE MARK 1 36
2.3.6 JOHN VON NEUMANN 36
2.3.7 GENERATIONEN DER ELEKTRONISCHEN DATENVERARBEITUNG 37
2.4 EINORDNUNG U N D EINTEILUNG DER INFORMATIK 4 1
2.4.1 VERSCHIEDENE EINSATZGEBIETE VON COMPUTERN (INFORMATIK) 4 1
2.4.2 DIE TEILGEBIETE DER INFORMATIK 42
2.4.3 DIE INFORMATIK U N D UNSERE ABHAENGIGKEIT VON IHR 45
KAPITEL 3 SPEICHERUNG UND INTERPRETATION V O N INFORMATION 47
3.1 UMFUELLPROBLEME 48
3.2 UNTERSCHIEDLICHE ZAHLENSYSTEME 48
3.2.1 DAS ROEMISCHE ZAHLENSYSTEM 48
3.2.2 POSITIONSSYSTEME 49
3.2.3 POSITIONSSYSTEME BEI NATUERLICHEN ZAHLEN 50
3.2.4 POSITIONSSYSTEME BEI GEBROCHENEN ZAHLEN 55
3.3 DUAL-, OKTAL- U N D HEXADEZIMALSYSTEM 56
3.3.1 DAS DUALSYSTEM U N D DAS BIT I M RECHNER 56
3.3.2 KONVERTIEREN ZWISCHEN DUAL- U N D OKTALSYSTEM 57
3.3.3 KONVERTIEREN ZWISCHEN DUAL- U N D HEXADEZIMALSYSTEM 57
3.4 KONVERTIERUNGSALGORITHMEN 59
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IMAGE 2
3.4.1 KONVERTIEREN VON ANDEREN SYSTEMEN I N DAS DEZIMALSYSTEM 59
3.4.2 KONVERTIEREN VOM DEZIMALSYSTEM I N ANDERE POSITIONSSYSTEME . . .
59 3.4.3 KONVERTIEREN ECHT GEBROCHENER ZAHLEN 60
3.4.4 KONVERTIEREN UNECHT GEBROCHENER ZAHLEN 62
3.5 RECHENOPERATIONEN I M DUALSYSTEM 62
3.5.1 ADDITION 62
3.5.2 SUBTRAKTION U N D DARSTELLUNG NEGATIVER ZAHLEN 63
3.5.3 MULTIPLIKATION U N D DIVISION 67
3.5.4 KONVERTIEREN DURCH SUKZESSIVE MULTIPLIKATION U N D ADDITION 67 3.6
REELLE ZAHLEN 68
3.6.1 FESTPUNKTZAHLEN 68
3.6.2 GLEITPUNKTZAHLEN U N D DAS IEEE-FORMAT 68
3.7 CODES ZUR DARSTELLUNG VON ZEICHEN 71
3.7.1 ASCII-CODE.'. 71
3.7.2 UNICODE 74
3.8 WEITERE CODES FUER ZAHLEN U N D ZEICHEN 75
3.8.1 BCD-CODE FUER ZAHLEN 75
3.8.2 GRAY-CODE 76
3.8.3 BARCODE 77
3.9 DUALE GROESSENANGABEN 77
3.10 DIE GRUNDDATENTYPEN I N DER PROGRAMMIERSPRACHE C/C++ 78
KAPITEL 4 B O O L E S C H E ALGEBRA 81
4.1 ANALYTISCHE RAETSEL (1) 82
4.2 GEORGE BOOLE U N D SEINE ALGEBRA MIT N U R ZWEI WERTEN 82
4.3 OPERATOREN 83
4.4 BOOLESCHE SCHALTUNGEN 85
4.5 BOOLE'SCHE RECHENREGELN 85
4.6 FUNKTIONEN 87
KAPITEL 5 HARDWARE-KOMPONENTEN EINES COMPUTERS 91
5.1 ANALYTISCHE RAETSEL (2) 92
5.2 AUFBAU V O N COMPUTERSYSTEMEN 92
5.2.1 ZENTRALEINHEIT U N D PERIPHERIEGERAETE 92
5.2.2 EVA U N D DAS VON-NEUMANN'SCHE-RECHNERMODELL 93
5.3 DIE HEUTIGEN PERSONAL COMPUTER (PCS) 95
5.4 DIE ZENTRALEINHEIT 95
5.4.1 DER PROZESSOR 97
5.4.2 DER ARBEITSSPEICHER 107
5.4.3 ROMS ZUR SPEICHERUNG VON PROGRAMMEN U N D KONSTANTEN DATEN . 109
5.4.4 DAS BIOS 111
5.4.5 BUSSE U N D SCHNITTSTELLEN (ANSCHLUESSE) 111
5.5 DIE PERIPHERIE 118
5.5.1 MASSENSPEICHER 118
IMAGE 3
5.5.2 EINGABEGERAETE 123
5.5.3 AUSGABEGERAETE 125
5.6 MODELL EINES EINFACHEN PROZESSORSYSTEMS 128
5.7 ALTERNATIVE RECHNERARCHITEKTUREN (NEURONALE NETZE) 133
KAPITEL 6 VOM PROGRAMM ZUM MASCHINENPROGRAMM 135
6.1 C B ) ANALYTISCHE RAETSEL (3) 136
6.2 ENTWICKLUNG EINES PROGRAMMS 136
6.3 PROGRAMMIERWERKZEUGE 137
6.3.1 UNTERSCHIEDLICHE ARTEN DER UEBERSETZUNG 137
6.3.2 DER COMPILER 138
6.3.3 DER LINKER 139
6.3.4 DER LADER (UND LOCATOR) 141
6.3.5 DER DEBUGGER 142
TEIL II PRAKTISCHE INFORMATIK 1 4 5
KAPITEL 7 PROGRAMMIERSPRACHEN 147
7.1 ANALYTISCHE RAETSEL (4) 148
7.2 HOEHERE PROGRAMMIERSPRACHEN 148
7.3 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG 151
7.3.1 SPEZIFIKATION EINER AUFGABENSTELLUNG 151
7.3.2 DER BEGRIFF ALGORITHMUS 152
7.3.3 FORMULIERUNG U N D DARSTELLUNG EINES ALGORITHMUS 152
7.3.4 PROGRAMM = DATEN + ALGORITHMUS 154
7.4 DATENTYPEN U N D OPERATOREN I N C/C++ U N D JAVA 160
7.4.1 DATENTYPEN U N D KONSTANTEN 160
7.4.2 BEZEICHNER 162
7.4.3 GRUNDLEGENDE OPERATOREN 162
7.4.4 DIE LOGISCHEN OPERATOREN &&, || U N D ! 163
7.4.5 DIE SHIFT-OPERATOREN U N D 163
7.4.6 DIE POSTFIX- U N D PRAEFIXOPERATOREN + + U N D - 164
7.4.7 DIE BIT-OPERATOREN &, |, A U N D ~ 165
7.4.8 PRIORITAETEN U N D ASSOZIATIVITAETEN DER OPERATOREN 166
7.5 FORMULIERUNG V O N ALGORITHMEN I N C/C++ U N D JAVA 168
7.5.1 SEQUENZ 168
7.5.2 VERZWEIGUNGEN MIT IF 168
7.5.3 VERZWEIGUNGEN MIT SWITCH 174
7.5.4 FOR-SCHLEIFE (SCHLEIFE M I T DER ABFRAGE A M ANFANG) 175
7.5.5 WHILE-SCHLEIFE (SCHLEIFE MIT DER ABFRAGE A M ANFANG) 182
7.5.6 DO. WHILE-SCHLEIFE (SCHLEIFE MIT DER ABFRAGE A M ENDE) 185
7.5.7 ABBRUCH VON SCHLEIFEN MIT BREAK 186
7.5.8 ABBRUCH EINES EINZELNEN SCHLEIFENDURCHLAUFS MIT CONTINUE 188 7.5.9
ABBRUCH MEHRERER GESCHACHTELTER SCHLEIFEN M I T GOTO 188
IMAGE 4
7.5.10 PROGRAMMABBRUCH MIT EXIT 189
7.5.11 ALLGEMEINES ZU FUNKTIONEN BZW. METHODEN 189
7.5.12 REKURSIVE FUNKTIONEN BZW. REKURSIVE METHODEN 199
7.5.13 ARRAYS 208
7.5.14 STRINGS 213
7.5.15 ZUFALLSZAHLEN 216
7.5.16 ARGUMENTE AUF DER KOMMANDOZEILE 218
7.5.17 AUSNAHMEN (EXCEPTIONS) I N JAVA 219
7.5.18 DATEIEN 220
7.5.19 STRUKTUREN I N C/C++ 229
7.6 OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG MIT JAVA 231
7.6.1 MEILENSTEINE I N DER SOFTWAREENTWICKLUNG 231
7.6.2 EINFUEHRUNG I N DIE OBJEKTORIENTIERUNG 239
7.6.3 KLASSEN U N D OBJEKTE 246
7.6.4 KONSTRUKTOREN 252
7.6.5 VERERBUNG U N D POLYMORPHISMUS 253
7.6.6 GUI-PROGRAMMIERUNG I N JAVA 262
7.7 PORTABLE GUI-PROGRAMMIERUNG MIT QT 274
7.7.1 ALLGEMEINES ZU QT 274
7.7.2 GRUNDLEGENDE KONZEPTE U N D KONSTRUKTE VON QT : 276
7.7.3 DAS SIGNAL-SLOT-KONZEPT VON QT 279
7.8 PROGRAMMIERUNG PARALLELER ABLAEUFE (PARALLEL-PROGRAMMIERUNG) 287
7.8.1 KONZEPTE U N D HW-ARCHITEKTUREN FUER PARALLELE ABLAEUFE 288
7.8.2 SW-KONZEPTE U N D ERSTELLUNG PARALLELER PROGRAMME 290
7.8.3 PARALLELE PROGRAMMIERUNG MIT THREADS 293
7.8.4 PARALLELE PROGRAMMIERUNG M I T OPENMP 299
7.8.5 BESONDERE PROBLEME BEI PARALLELER BEARBEITUNG 309
7.8.6 AUSBLICK 317
7.9 FUNKTIONALE PROGRAMMIERUNG (SCALA, F#) 320
KAPITEL 8 DATENSTRUKTUREN UND ALGORITHMEN 323
8.1 ANALYTISCHE RAETSEL (5) 324
8.2 GRUNDLEGENDE DATENSTRUKTUREN 325
8.2.1 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN VON DATEN 325
8.2.2 BASIS-DATENTYPEN 325
8.2.3 DATENSTRUKTUR = DATEN + OPERATIONEN 325
8.2.4 VERKETTETE LISTEN 326
8.2.5 STACK (STAPEL) 339
8.2.6 QUEUE (WARTESCHLANGE) 347
8.3 BAEUME 352
8.3.1 GRUNDLEGENDES ZU BAEUMEN 352
8.3.2 BINAERE BAEUME 354
8.3.3 BAUMREKURSION BEI BAEUMEN M I T MEHR ALS ZWEI ZWEIGEN 369
8.4 KOMPLEXITAET VON ALGORITHMEN U N D O-NOTATION 380
8.4.1 ZEITAUFWAND 380
8.4.2 SPEICHERPLATZBEDARF 383
IMAGE 5
8.4.3 KLASSIFIKATION V O N ALGORITHMEN 384
8.4.4 DIE O-NOTATION 386
8.4.5 WAHL EINES ALGORITHMUS 391
8.4.6 EINFACHE OPTIMIERUNGEN BEI DER IMPLEMENTIERUNG 393
8.5 ELEMENTARE SORTIERALGORITHMEN 396
8.5.1 GRUNDSAETZLICHES ZU SORTIERALGORITHMEN 396
8.5.2 BUBBLE-SORT 397
8.5.3 INSERT-SORT 399
8.5.4 SELECT-SORT 400
8.5.5 ZEITMESSUNGEN FUER BUBBLE-, INSERT-UND SELECT-SORT 401
8.5.6 DISTRIBUTION COUNT-SORT (BUCKET-SORT) 402
8.6 SHELL-SORT 405
8.7 QUICKSORT 407
8.8 MERGESORT 409
8.8.1 REKURSIVER MERGESORT FUER ARRAYS 409
8.8.2 NICHT-REKURSIVER MERGESORT FUER ARRAYS 411
8.8.3 ANALYSE DES MERGESORT 412
8.8.4 MISCHEN VON ZWEI SORTIERTEN ARRAYS 412
8.9 BACKTRACKING 413
8.9.1 FINDEN I N EINEM LABYRINTH 413
8.9.2 DAS ACHTDAMEN-PROBLEM 415
8.9.3 REKURSIVES FUELLEN VON FIGUREN 417
8.9.4 SUDOKU 417
8.9.5 BRANCH-AND-BOUND-VERFAHREN 418
KAPITEL 9 BETRIEBSSYSTEME 419
9.1 UEBERQUERUNG EINER HAENGEBRUECKE 420
9.2 DER BEGRIFF BETRIEBSSYSTEM 420
9.3 DIE GESCHICHTE VON BETRIEBSSYSTEMEN 420
9.4 GRUNDAUFGABEN VON BETRIEBSSYSTEMEN 423
9.5 AUFBAU U N D DIENSTE VON BETRIEBSSYSTEMEN 424
9.5.1 SCHICHTENAUFBAU 425
9.5.2 PROZESSE, THREADS, SCHEDULING 426
9.5.3 SYNCHRONISATIONS-MECHANISMEN 429
9.5.4 ZEITDIENSTE (TIMER) 432
9.5.5 SPEICHERVERWALTUNG 434
9.5.6 DATEIVERWALTUNG U N D DATEISYSTEME 435
9.5.7 GERAETEVERWALTUNG U N D TREIBER 438
9.5.8 BENUTZERSCHNITTSTELLE (KOMMANDOZEILE BZW. GUI) 440
9.5.9 PROGRAMMIERSCHNITTSTELLE (API) 442
9.6 BESONDERHEITEN BEI EMBEDDED SYSTEMEN 445
KAPITEL 10 RECHNERNETZE UND DAS INTERNET 449
10.1 SYNTHETISCHE RAETSEL (1) 450
10.2 GRUNDLAGEN DER VERNETZUNG V O N RECHNERN 450
10.3 DAS ISO/OSI-MODELL U N D INTERNET-PROTOKOLLE 451
IMAGE 6
10.4 INTERNET-PROTOKOLLE I N RECHNERNETZEN 453
10.4.1 GRUNDBEGRIFFE ZU TCP/IP-NETZEN 453
10.4.2 TCP/IP-PROTOKOLLE 456
10.5 HUBS, SWITCHES, ROUTER U N D GATEWAYS 461
10.6 GRUNDLAGEN DER SOCKET-PROGRAMMIERUNG 461
10.7 VERTEILTE ANWENDUNGEN 461
10.8 DAS WORLD WIDE WEB (WWW) 463
10.8.1 WICHTIGE KOMPONENTEN U N D KONZEPTE DES WWW 463
10.8.2 KURZE EINFUEHRUNG I N HTML 465
10.8.3 CASCADING STYLE SHEETS (CSS) 478
10.8.4 EINE KURZE EINFUEHRUNG I N XML 480
10.8.5 XHTML - DAS NEUE, XML-BASIERTE HTML 483
10.8.6 WEB-PROGRAMMIERUNG 483
10.9 GEFAHREN DURCH SOFTWARE 490
10.9.1 ARTEN VON SCHADSOFTWARE 490
10.9.2 PUFFERUEBERLAEUFE (BUFFER OVERFLOWS) 493
KAPITEL 11 DATENBANKSYSTEME 501
11.1 SYNTHETISCHE RAETSEL (2) 502
11.2 GRUNDLEGENDES Z U DATENBANKSYSTEMEN 502
11.2.1 AUFGABEN EINER DATENBANK 502
11.2.2 VORTEILE VON DATENBANKEN 503
11.2.3 DATENUNABHAENGIGKEIT 504
11.3 DATENMODELLE 505
11.3.1 DAS ENTITY-RELATIONSHIP-MODELL 505
11.3.2 DAS RELATIONALE DATENMODELL 506
11.3.3 DIE RELATIONALE ALGEBRA 508
11.4 DIE DATENBANKSPRACHE SQL : 509
11.4.1 DATENDEFINITION 510
11.4.2 EINFUEGEN, AENDERN U N D LOESCHEN VON DATENSAETZEN 511
11.4.3 ANFRAGEN MIT SELECT 512
KAPITEL 12 SOFTWARE ENGINEERING 515
12.1 SYNTHETISCHE RAETSEL (3) . 516
12.2 DIE SOFTWARE-KRISE 516
12.3 EINE GEEIGNETE SOFTWARE-ARCHITEKTUR 518
12.4 UML-DIAGRAMME FUER DIE MODELLIERUNG 518
12.4.1 STATISCHE MODELLIERUNG I N UML 519
12.4.2 DYNAMISCHE MODELLIERUNG I N UML 521
12.5 MODELLIERUNGSMOEGLICHKEITEN FUER DIE SOFTWARE 523
12.6 NOTWENDIGKEIT V O N PROZESSEN 523
12.7 DER WICHTIGE PROZESS "REQUIREMENT ENGINEERING" 524
12.7.1 DAS UML-ANWENDUNGSFALLDIAGRAMM (USE CASE DIAGRAM) 525 12.7.2 DAS
UML-AKTIVITAETSDIAGRAMM 526
12.7.3 GENAUE KLAERUNG DER KUNDENANFORDERUNGEN 528
IMAGE 7
12.8 PROZESSMODELLE 529
12.8.1 SCHWER- U N D LEICHTGEWICHTIGE PROZESSMODELLE 529
12.8.2 DAS WASSERFALL-MODELL 529
12.8.3 DAS V-MODELL 531
12.8.4 INKREMENTELLE U N D ITERATIVE PROZESSMODELLE 532
12.8.5 AGILES VORGEHEN MIT EXTREME PROGRAMMING (XP) 534
12.9 QUALITAET EINES SOFTWARE-PRODUKTES AUS KUNDENSICHT 536
TEIL III TECHNISCHE INFORMATIK 5 3 9
KAPITEL 13 TRANSISTOREN, CHIPS UND LOGISCHE BAUSTEINE 541
13.1 SYNTHETISCHE RAETSEL (4) 542
13.2 TRANSISTOREN 542
13.2.1 FUNKTIONSWEISE U N D AUFBAU V O N TRANSISTOREN 542
13.2.2 REALISIERUNG BOOLESCHER FUNKTIONEN M I T TRANSISTOREN 544
13.3 CHIPS 545
13.3.1 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG 545
13.3.2 HERSTELLUNGSPROZESS 546
13.4 LOGISCHE BAUSTEINE 547
13.4.1 GATTER 547
13.4.2 DECODER 548
13.4.3 ENCODER 549
13.4.4 MULTIPLEXER (SELEKTOR) 549
13.4.5 DEMULTIPLEXER 552
KAPITEL 14 SCHALTNETZE 555
14.1 EIN DIALEKTISCHES RAETSEL 556
14.2 NORMALFORMEN VON SCHALTFUNKTIONEN 556
14.2.1 DISJUNKTIVE NORMALFORM (DNF) 556
14.2.2 KONJUNKTIVE NORMALFORM (KNF) 557
14.2.3 ALLGEMEINES VERFAHREN BEIM ERSTELLEN EINER SCHALTUNG 558
14.2.4 SCHALTKREISREALISIERUNG DURCH PLAS 559
14.3 ENTWURF V O N SCHALTNETZEN 562
14.4 MINIMIERUNG LOGISCHER AUSDRUECKE 563
14.4.1 KARNAUGH-VEITCH-DIAGRAMME (KV-DIAGRAMME) 563
14.4.2 DON'T CARE ARGUMENTE 567
14.4.3 QUINE-MCCLUSKEY-VERFAHREN 570
14.5 ADDIERNETZE 576
14.5.1 PARALLELADDIERER 576
14.5.2 PARALLELADDIERER UND-SUBTRAHIERER 578
14.5.3 CARRY-SELECT-ADDIERNETZE 579
14.5.4 CARRY-SAVE-ADDIERNETZE 581
14.5.5 MULTIPLIZIERER 582
14.6 PRINZIPIELLER AUFBAU EINER ALU 584
IMAGE 8
KAPITEL 15 SCHALTWERKE 587
15.1 WALDLAUF, SCHNAPSGLAESER U N D MEHR 588
15.2 SYNCHRONE U N D ASYNCHRONE SCHALTWERKE 589
15.3 SCHALTUNGEN MIT DELAYS 590
15.3.1 4-BIT-RINGZAEHLER ALS SYNCHRONES SCHALTWERK 590
15.3.2 DELAYS 591
15.3.3 REALISIERUNG V O N DELAYS MIT FLIPFLOPS 593
15.4 ZAEHLER U N D FREQUENZTEILER 601
15.4.1 SYNCHRONER 4-BIT-RINGZAEHLER MIT JK-FLIPFLOPS 601
15.4.2 ASYNCHRONER 4-BIT-RINGZAEHLER MIT T-FLIPFLOPS 603
15.4.3 SYNCHRONER BCD-ZAEHLER (MOD-10) MIT T-FLIPFLOPS 604
15.4.4 ASYNCHRONER BCD-ZAEHLER (MOD-10) MIT JK-FLIPFLOPS 604
15.5 SCHIEBEREGISTER 605
15.6 ENTWURF SYNCHRONER SCHALTWERKE MITTELS AUTOMATEN 607
15.6.1 KURZE EINFUEHRUNG I N DIE AUTOMATENTHEORIE 607
15.6.2 ENTWURF VON SCHALTWERKEN MIT MOORE- U N D MEALY-AUTOMATEN . . .
610
KAPITEL 16 PROZESSORARCHITEKTUREN, SPEICHER UND CACHES 621
16.1 SCHACHBRETT-QUADRATE, FLICKENMUSTER, KREUZFORMFIRMA 622
16.2 CISC U N D RISC 623
16.3 PIPELINING (FLIESSBANDVERARBEITUNG) 625
16.3.1 UNTERSCHIEDLICHE PHASEN BEIM PIPELINING 625
16.3.2 GESCHWINDIGKEITSGEWINN BEIM PIPELINING 627
16.3.3 HAZARDS BEIM PIPELINING 629
16.4 SPEICHER FUER PROZESSOREN 632
16.5 CACHES 635
16.5.1 DAS LOKALITAETSPRINZIP U N D DER CACHE-CONTROLLER 636
16.5.2 DER LESEZUGRIFF 637
16.5.3 VOLLASSOZIATIVE U N D DIREKTABGEBILDETE CACHES 639
16.5.4 DER SCHREIBZUGRIFF 642
16.6 VIRTUELLER SPEICHER 644
16.6.1 PAGING 645
16.6.2 SEGMENTIERUNG 647
TEIL IV THEORETISCHE INFORMATIK 6 4 9
KAPITEL 17 AUTOMATENTHEORIE UND FORMALE SPRACHEN 651
17.1 WEG DURCH EIN LABYRINTH U N D U M DIE ECKE GEDACHT 652
17.2 LEXIKALISCHE U N D SYNTAKTISCHE ANALYSE 652
17.3 REGULAERE SPRACHEN U N D ENDLICHE AUTOMATEN 654
17.3.1 ALPHABET, WORT U N D SPRACHE 654
17.3.2 REGULAERE AUSDRUECKE 655
17.3.3 ENDLICHE AUTOMATEN U N D REGULAERE SPRACHEN 657
IMAGE 9
17.3.4 REALISIERUNG ENDLICHER AUTOMATEN 659
17.3.5 LEX - EIN WERKZEUG FUER DIE LEXIKALISCHE ANALYSE 660
17.4 KONTEXTFREIE SPRACHEN U N D KELLERAUTOMATEN 664
17.4.1 KONTEXTFREIE GRAMMATIKEN 664
17.4.2 KELLERAUTOMATEN 667
17.4.3 YACC - EIN WERKZEUG FUER DIE SYNTAXANALYSE 670
17.4.4 LEX U N D YACC I M ZUSAMMENSPIEL 674
17.4.5 REKURSION BEI DER SYNTAXANALYSE 675
17.5 DIE UNTERSCHIEDLICHEN PHASEN EINES COMPILERS 675
KAPITEL 18 BERECHENBARKEITSTHEORIE 679
18.1 KNEIPEN, EI, STEHEN GEBLIEBENE UHR U N D ALTER 680
18.2 BERECHENBARE FUNKTIONEN 681
18.3 NICHT BERECHENBARE FUNKTIONEN 682
18.3.1 DAS DIAGONALVERFAHREN VON CANTOR 682
18.3.2 NICHT DURCH EINEN ALGORITHMUS BERECHENBARE FUNKTIONEN 683 18.3.3
DIE CHURCH'SCHE ALGORITHMUS-DEFINITION 683
18.4 BERECHENBARKEITSKONZEPTE 684
18.4.1 TURINGMASCHINEN 684
18.4.2 TURING-BERECHENBARE FUNKTIONEN 687
18.4.3 REGISTERMASCHINEN 687
18.4.4 GOTO- U N D WHILE-PROGRAMME 688
18.4.5 LOOP-PROGRAMME (FOR-PROGRAMME) 690
18.4.6 PRIMITIVE REKURSION 691
18.4.7 YI-REKURSION 694
18.4.8 DIE ACKERMANN-FUNKTION 695
18.4.9 DIE CHURCH'SCHE THESE U N D DIE CHOMSKY-HIERARCHIE 697
18.5 PRINZIPIELL UNLOESBARE PROBLEME 698
18.5.1 ENTSCHEIDBARE MENGEN 698
18.5.2 SEMI-ENTSCHEIDBARE MENGEN (GAME OF LIFE U N D HALTEPROBLEM) .
699 18.5.3 UNBERECHENBARKEIT (FLEISSIGER BIBER) 703
KAPITEL 19 KOMPLEXITAETSTHEORIE 707
19.1 FALSCHE UHRZEIT, KALENDERRECHNEN U N D MEHR 708
19.2 DIE KLASSE P FUER PRAKTISCH LOESBARE PROBLEME 708
19.3 NICHTDETERMINISMUS U N D DIE KLASSE NP 709
19.3.1 DAS SAT-PROBLEM ALS ERSTES NP-PROBLEM 709
19.3.2 REDUZIERUNG AUF JA/NEIN-PROBLEME MIT ZUGEHOERIGEN SPRACHEN . . .
710 19.3.3 NICHTDETERMINISMUS 710
19.3.4 DIE KLASSE NP 711
19.4 DER SATZ VON COOK U N D NP-VOLLSTAENDIGKEIT 713
19.4.1 DAS DREIFARBENPROBLEM ALS SPEZIALFALL DES SAT-PROBLEMS 713 19.4.2
NP-VOLLSTAENDIGKEIT 714
19.4.3 P = NP? 715
19.4.4 DAS 3SAT-PROBLEM 715
IMAGE 10
19.4.5 DAS CLIQUENPROBLEM 716
19.4.6 DAS RUCKSACK-UND TEILSUMMEN-PROBLEM 718
19.4.7 DAS HAMILTON-PROBLEM 723
19.4.8 DAS PROBLEM DES HANDLUNGSREISENDEN 723
19.4.9 HIERARCHIE DER NP-VOLLSTAENDIGEN PROBLEME 726
19.5 APPROXIMATIONSALGORITHMEN 726
TEIL V CODES, KOMPRESSION, KRYPTOGRAFIE 731
KAPITEL 20 FEHLERTOLERANTE CODES 733
20.1 A U F DER DEMO MIT BRUDER U N D SCHWESTER 734
20.2 MOTIVATION FUER FEHLERTOLERANTE CODES 734
20.3 "K AUS N"-CODES 734
20.4 DER HAMMINGABSTAND EINES CODES 735
20.5 EINDIMENSIONALE PARITY-PRUEFUNG 737
20.6 ZWEIDIMENSIONALE PARITY-PRUEFUNG 738
20.7 HAMMING-CODES 743
20.8 CRC-KODIERUNG 745
KAPITEL 21 DATENKOMPRESSION 749
21.1 TIERSEUCHE 750
21.2 VERLUSTBEHAFTETE U N D VERLUSTLOSE KOMPRESSION 750
21.3 CODES MIT VARIABEL LANGEN CODEWOERTERN 750
21.4 FANO-BEDINGUNG FUER DEKODIERBARKEIT EINES CODES 751
21.5 LAUFLAENGENKODIERUNG ("RUN-LENGTH ENCODING") 752
21.6 SHANNON-FANO-KODIERUNG 753
21.7 HUFFMAN-KODIERUNG 753
21.8 ARITHMETISCHE KODIERUNG 757
21.9 LEMPEL-ZIV-KODIERUNGEN 760
21.9.1 DER LZ77-ALGORITHMUS 762
21.9.2 DER LZSS-ALGORITHMUS 763
21.9.3 DER LZ78-ALGORITHMUS 764
21.9.4 DER LZW-ALGORITHMUS 765
21.9.5 VARIANTEN DER LEMPEL-ZIV-KODIERUNG 769
KAPITEL 22 KRYPTOGRAFIE 771
22.1 WEINFLASCHE U N D ERBEN VON WEINFAESSERN 772
22.2 ALLGEMEINES ZU KRYPTOSYSTEMEN 772
22.3 EINFACHE VERSCHLUESSELUNGSMETHODEN 772
22.3.1 CAESAR-CHIFFRE 772
22.3.2 CHIFFRE MIT EIGENER ZUORDNUNGSTABELLE 773
22.4 VIGENERE-VERSCHLUESSELUNGSMETHODEN 773
IMAGE 11
22.5 VERSCHLUESSELUNG MITTELS ZUFALLSFOLGEN 774
22.6 KRYPTOSYSTEME M I T OEFFENTLICHEN SCHLUESSELN 776
22.6.1 EIGENSCHAFTEN VON PUBLIC-KEY-SYSTEMEN 776
22.6.2 DER SATZ VON EULER 777
22.6.3 SCHLUESSELERZEUGUNG BEIM RSA-ALGORITHMUS 778
22.6.4 VER-UND ENTSCHLUESSELUNG MIT DEM RSA-ALGORITHMUS 780
WEITERFUEHRENDE LITERATUR 783
SACHREGISTER 789 |
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