Informatik-Grundlagen

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Welche Zahl verbirgt sich hinter der Maßeinheit Tera?	Grundlagen Mathematik: 1.000.000.000.000 10 hoch 12
Welche Aufgabe hat ein Compiler?	Software-Entwicklung: Wandelt eine lesbare Programmiersprache in maschinenlesbaren, binären Code
Worin unterstützt die FPU eine ALU?	Microprozessor CPU: Die ALU (arithmetic logic unit) ist vorwiegend ein Ganzzahl-Addierer, er wird bei Operationen mit Dezimalzahlen von der FPU (floating point unit) unterstützt
Wieviel elektrische Schwingungen pro Sekunde liefert eine moderne Clock einem Prozessor ungefähr?	Microprozessor CPU: Moderne CPU's haben eine Taktfrequenz von 2-4 GHz, das bedeutet 2-4 Milliarden Schwingungen pro Sekunde
Wie sieht die Zahl 58 als 1 Byte Binärzahl aus (von rechts nach links)?	0111010
Wie groß (in xx-Byte) kann der adressierbare Speicher in einem Computer maximal sein, wenn der Adressbus 48 Leitungen hat?	Microprozessor CPU: ca. 280TBit, das entspricht ca. 35 TByte, das sind 35.000.000.000.000 Byte
Skizzieren Sie den Aufbau einer „von Neumann Architektur“	Image: Von Neumann Architektur (binary/octet-stream)
Was bedeutet SoC (Separation of Concerns) im Zusammenhang mit Software-Entwicklung?	Software-Entwicklung: Software-Aufgaben sollten so weit unterteilt werden, dass eine Funktion/Klasse nur noch eine einzelne, spezialisierte Aufgabe hat
Nennen Sie Beispiele für I/O Ports!	Computer Hardware: USB, HDMI, Ethernetadapter, Card-Slot
Was bedeutet bei der Software-Entwicklung die Abkürzung UI?	Software-Entwicklung: User Interface oder Benutzerschnittstelle
Was ist die Aufgabe eines Cache-Speichers?	Microprozessor CPU: Vorladen von Daten aus einem langsameren Speicher in einen schnelleren Speicher
Was ist die Hauptaufgabe einer Clock innerhalb eines Computers?	Microprozessor CPU: Eine Clock ist eine elektronische Komponente mit einem Schwingquarz, der als Taktgeber für die CPU fungiert
Was bedeutet DRY (Don’t Repeat Yourself) im Zusammenhang mit Software-Entwicklung?	Software-Entwicklung: Es ist zu vermeiden, identischen Code mehrfach zu verwenden! Besser auslagern und von allen Stellen darauf referenzieren
Wie kann Automatisierung in der heutigen Zeit verstanden werden?	Übertragung von Funktionen von Produktionsprozessen insb. Prozesssteuerungs- Regelungsaufgaben vom Menschen auf künstliche Systeme. Automaten sind hierbei künstliche Systeme, die selbstständig ein Programm befolgen und dabei Entscheidungen zur Steuerung und Regelung von Prozessen treffen.
Was versteht man bei Software-Entwicklung unter einer Plausibilitätskontrolle?	Software-Entwicklung: Werte aus unkontrollierter Quelle werden programmatisch auf Richtigkeit überprüft.
Subtrahieren Sie binär die Zahl 26 von 44 schrittweise mit einem Zweierkomplement!	Grundlagen Mathematik: 0 1 0 1 1 0 0 - 44 0 0 1 1 0 1 0 - 26 1 1 0 0 1 0 1 – Einerkomplement von 26 + 0 0 0 0 0 0 1 ergibt: 1 1 0 0 1 1 0 - Zweierkomplement von 26 0 1 0 1 1 0 0 - 44 + 1 1 0 0 1 1 0 - Zwkompl. 26 = 0 0 1 0 0 1 0 - Ergebnis 18
Welcher physikalischer Effekt liegt einer Clock zugrunde?	Microprozessor CPU: Ein Schwingquarz ist ein elektronisches Bauelement, bei dem ein Quarzkristall elektrisch angeregt wird und mit Hilfe seiner Eigenfrequenz ein sogenannter Resonanzkreis mit sehr hoher Güte entsteht.
Wofür steht die Abkürzung IDPU in einer CPU und was ist ihre Aufgabe?	Microprozessor CPU: Instruction Decoder and Prefetch Unit sorgt für das Nachladen des nächsten Befehles und dessen Übersetzen in den CPU Befehlssatz
Was bezeichnet man als Superposition / Kohärenz?	Prozessor QPU: Eine Überlagerung gleicher physikalischer Größen, die sich dabei nicht gegenseitig behindern. Bei Kohärenz ist es die Überlagerung von Wellen.
Was bedeutet ALU und welche Rechenoperationen kann die ALU durchführen?	Microprozessor CPU: Die Arithmetic Logic Unit kann ausschließlich ganze Zahlen addieren oder Subtrahieren durch Addieren mit einem Komplement
Wieviel RAM Speicherstellen benötigt das Wort „Spezialeffekte“?	Microprozessor CPU: Eine RAM Speicherzelle kann entweder eine 0 oder 1 speichern. Befinden sich Zeichen im Bereich des ASCII-Codes so werden sie mit je 8Bit codiert, das bedeutet man benötigt 14x8=112 Speicherstellen.
Wozu dient das BIOS und wo wird es gespeichert?	Betriebssystem: Das Basic Input Output System ist ein minimales Softwaresystem zur Inbetriebnahme der Prozessorkomponenten und laden des Betriebssystems. Es befindet sich üblicherweise in einem ROM (read only memory), EPROM (erasable..) oder EEPROM (electrical erasable..)
Was bedeutet der Begriff "Information"?	Grundlagen Informatik: Information ist das Wissen, das ein Absender einem Empfänger über einen Informationskanal vermittelt. Die Information kann dabei die Form von Signalen oder Code annehmen.
Zwischen welchen Werten (kleinster, größter) kann eine MATLAB Zufallszahl (Rand) liegen?	Software-Entwicklung mit MATLAB: zwischen 0 und 1
Stellen Sie kilo, mega, giga, tera, peta, exa als absolute Zahl und als Zehnerpotenz dar!	Mathematik Grundlagen: k - kilo = 1.000 = 10hoch3 M - mega = 1.000.000 = 10hoch6 G - giga = 1.000.000.000 = 10hoch9 T - tera = 1.000.000.000.000 = 10hoch12 P-peta=1.000.000.000.000.000=10hoch15 E-exa=1.000.000.000.000.000.000 = 10hoch18
Was bedeutet 64-Bit Betriebssystem?	Microprozessor CPU: Anzahl der Informationen (Bits) die gleichzeitig durch den Datenbus der CPU verarbeitet werden können, beträgt 64.
Was versteht man bei Software-Entwicklung unter einem Steuerelement?	Software-Entwicklung: Grafisches Element eines GUI mit verschiedenen Eigenschaften, das über eine Benutzerinteraktion ein Ereignis innerhalb einer Programmierung auslösen kann.
Welche möglichen Ausprägungen kann ein logischer Wert annehmen?	Software-Entwicklung: true/false (wahr/falsch)
Wieviel Byte benötigt man für die Zahl 44?	Mathematik Grundlagen: 44 = 00101100 = 1Byte
Was bedeutet die Abkürzung KISS im Zusammenhang mit Software-Entwicklung?	Software-Entwicklung: Keep It Simple, Stupid = Programmierung so einfach wie möglich gestalten
Stellen Sie milli, micro, nano, pico, femto, atto als absolute Zahl und als Zehnerpotenz dar!	Mathematik Grundlagen: m - milli = 0,001 = 10hoch-3 µ - mikro = 0,000.001 = 10hoch-6 n - nano = 0,000.000.001 = 10hoch-9 p-pico=0,000.000.000.001=10hoch-12 f-femto=0,000.000.000.000.001=10hoch-15 a-atto=0,000.000.000.000.000.001=10hoch-18
Was ist das Wesen einer Klasse im Zusammenhang mit Software-Entwicklung?	Software-Entwicklung: Eine Klasse ist ein separierter Container für öffentliche und private Merkmale (Properties), Funktionen (methods, functions) und Ereignissen (events) zu einem gemeinsamen Thema oder Anliegen.
Was bedeutet der Begriff "Informatik"?	Grundlagen Informatik: Informatik ist die „Wissenschaft von der systematischen Darstellung, Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen
Addieren Sie binär die Zahl 12 und 17!	Grundlagen Mathematik: 01100 + 10001 = 11101
Was bedeutet Wissenschaft?	Grundlagen Informatik: Wissenschaft bezeichnet somit ein zusammenhängendes System von Aussagen, Theorien und Verfahrensweisen, das strengen Prüfungen der Geltung unterzogen wurde und mit dem Anspruch objektiver, überpersönlicher Gültigkeit verbunden ist.
Wieviel Transistoren pro Quadratmillimeter hat ein moderner Tigerlake Prozessor?	Microprozessor CPU: 100 M T/mm2 oder 100 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter
Wie entsteht die hohe Frequenz eines Quarzoszillators (Clock)?	Microprozessor CPU: An ein Quarzkristall wird ein Wechselstrom angelegt und justiert, bis der Quarz in eine milde Eigenresonanz gerät. Mit Hilfe eines Piezoelementes werden die Schwingungen in eine Spannung mit sehr hoher, konstanter Frequenz übertragen.
Was ist eine Variable innerhalb einer Programmiersprache?	Software-Entwicklung: Eine Speicheradresse, die mit einem symbolischen Namen verbunden ist (Identifier). Sie kann eine bestimmte Menge an Informationen enthalten, z.B. einen Wert: width = 10.5, eine Zeichenkette: text = „hello world“ oder einen Vektor: startXYZ = [50 50 0].
Was ist ein Qubit?	Microprozessor QPU (Quantum-Computing): Kleinste mögliche Speichereinheit einer Quanteninformation. Im Gegensatz zu einem bit (0 und 1) kann es in kohärenter "Superposition" beide Zustände gleichzeitig einnehmen.
Was ist der Unterschied zwischen Analog und Digital?	Grundlagen Informatik: Analoge Signale sind stufenlos und liefern theoretisch unendlich genaue Werte. Digitale Signale sind einzeln ausgewählte Werte und daher „verlustbehaftet“.
Was versteht man unter "Automatisierung"?	Grundlagen Informatik: Automatisierung kennzeichnet das innewohnende Bestreben von Systemen, durch selbsttätiges bzw. selbstständiges (autonomes) Handeln Ziele zu erreichen, veränderlichen Zielen zu folgen, Ziele zu bilden und aufrecht zu erhalten oder bei Zielerreichung Aktivitäten zur Stabilisierung des Systems trotz vorhandener Störungen zu entfalten
Wozu wird ein QUBIT benötigt?	Microprozessor QPU (Quantum-Computing): Qubits sind die Grundlage für Quantencomputing und Quantenkryptographie. In Verbindung mit Quantenverschränkung können mehrere Qubits große Rechenoperationen durchführen, indem sie einen wohldefinierten Zustand einnehmen, ohne das die Teilsysteme einen wohldefinierten Zustand einnehmen.

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