Einführung

Question 1

Was ist Informatik?

Answer 1

Die Wissenschaft der systematischen Verarbeitung von Informationen (insbesondere der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Digitalrechnern).

Question 2

Was ist der Unterschied zwischen Informatik und EDV-Kenntnissen?

Answer 2

EDV-Kenntnisse beschreiben das Anwenderwissen (Umgang mit Computer, Bedienung von Computerprogrammen, …);
Informatik beschreibt das Grundlagenwissen (Wie funktioniert ein Computer? Wie schreibt man ein Programm?)

Question 3

Was ist ein Algorithmus?

Answer 3

Handlungsanweisung zur schrittweisen Lösung eines Problems, dessen Ausführung keine Intelligenz sondern nur Genauigkeit erfordert.

Question 4

Welches sind die drei Abstraktionsstufen eines Algorithmus?

Answer 4

1.  Kernidee (abstrakt):
Die Essenz eines Algorithmus.
2. Pseudocode (semi-detailliert):
Für Menschen gemacht (Skizze)
3. Implementierung (sehr detailliert):
Für Mensch & Computer gemacht (les- & ausführbar)

Question 5

Wie werden Daten und Programme gespeichert?

Answer 5

Als Folge von Bits aus {0, 1}.

Question 6

Was ist ein Programmzustand?

Answer 6

Werte aller Bits.

Question 7

Wie und zu was werden Bits zusammengefasst?

Answer 7

8 Bits = 1 Byte

Question 8

Was bedeutet “Random Access”?

Answer 8

Die Zugriffszeit auf eine Speicherzelle ist (nahezu) unabhängig von ihrer Adresse.

Question 9

Was macht ein Prozessor?

Answer 9

Ein Prozessor (CPU):

• führt Befehle in Maschinensprache aus
• hat eigenen schnellen Speicher (Register)
• kann vom Hauptspeicher lesen und in ihm schreiben
• beherrscht eine Menge einfachster Operationen (z.B. Addieren)

Question 10

Wie ist ein Computerprogramm definiert?

Answer 10

Als Folge von Befehlen, die man dem Computer mittels einer Programmiersprache erteilt.

Question 11

Was für Einordnungen für Programmiersprachen gibt es?

Answer 11

• Kompilierte vs. interpertierte Sprachen
  (C++, C#, Java, etc. vs. Python, Javascript, Matlab)
• Höhere Programmiersprachen vs. Assembler
• Mehrzwecksprachen vs. zweckgebundene Sprachen.
• Prozedurale, objektorientierte, funktionsorientierte und logische Sprachen

Question 12

Nach welchen zwei Regeln müssen Programme geformt werden und was ist der zentrale Unterschied zwischen den beiden?

Answer 12

(1) Syntax: Zusammenfügungsregeln für elementare Zeichen.
(2) Semantik: Interpretationsregeln für zusammengefügte Zeichen, z.B. Mehrdeutigkeiten vermeiden.
Syntax kann im Gegensatz zur Semantik vom Computer überprüft werden, die Semantik braucht menschliches Verständnis.

Question 13

Welche vier Dinge braucht man zum Programmieren?

Answer 13

Editor, Compiler, Computer, Betriebssystem.

Question 14

Wozu braucht man Kommentare?

Answer 14

Kommentare braucht man, um zu dokumentieren, was das Programm wie macht und die Programmlogik zu widerspiegeln.

Question 15

Wozu braucht man folgenden Befehl?
#𝚒𝚗𝚌𝚕𝚞𝚍𝚎

Answer 15

Macht Ein-/Ausgabe verfügbar.

Question 16

Womit beginnt und endet ein C++-Programm? Wie würde das kürzeste C++-Programm aussehen?

Answer 16

Die Hauptfunktion 𝚖𝚊𝚒𝚗() ist der Startpunkt eines Computerprogramms. Die Funktion und somit das Programm terminiert bei der Rückgabeanweisung 𝚛𝚎𝚝𝚞𝚛𝚗 0. Man könnte das kürzeste Programm folgendermassen konstruieren:
𝚒𝚗𝚝 𝚖𝚊𝚒𝚗 () {𝚛𝚎𝚝𝚞𝚛𝚗 0;}

Question 17

Was sind Anweisungen?

Answer 17

Anweisungen sind die sequenziell ausgeführten Bausteine eines C++-Programms. Sie enden mit einem Semikolon und haben einen potenziellen Effekt.

Question 18

Was sind Ausdrucksanweisungen?

Answer 18

Haben die Form “expr”, wobei “expr” ein Ausdruck ist, z.B. 𝚋 = 𝚋 * 𝚋;. Der Wert von “expr” wird ignoriert.

Question 19

Was sind Rückgabeanweisungen?

Answer 19

Treten nur in Funktionen auf und sind von der Form 𝚛𝚎𝚝𝚞𝚛𝚗 “expr”, wobei “expr” ein Ausdruck ist. Sie spezifizieren den Rückgabewert einer Funktion, z.B. in der Hauptfunktion 𝚛𝚎𝚝𝚞𝚛𝚗 0.

Question 20

Was sind Deklarationsanweisungen?

Answer 20

Sie führen neue Namen im Programm ein und können Variablen initialisieren, z.B.: 𝚒𝚗𝚝 𝚋 = 𝚊 * 𝚊.

Question 21

Welche Fundamentaltypen existieren in C++ und wofür werden sie gebraucht?

Answer 21

• 𝚒𝚗𝚝 für ganze Zahlen
• 𝚞𝚗𝚜𝚒𝚐𝚗𝚎𝚍 𝚒𝚗𝚝 für natürliche Zahlen
• 𝚏𝚕𝚘𝚊𝚝 und 𝚍𝚘𝚞𝚋𝚕𝚎 für reelle Zahlen
• 𝚋𝚘𝚘𝚕 für Wahrheitswerte.

Question 22

Was sind Variablen?

Answer 22

Variablen sind im Programmtext sichtbare Platzhalter für (wechselnde) Werte und haben Name, Typ, Wert und Adresse.

Question 23

Was sind Ausdrücke und was für Ausdrücke existieren?

Answer 23

Ausdrücke repräsentieren Berechnungen und sind entweder primär (𝚋) oder zusammengesetzt aus anderen Ausdrücken mit Hilfe von Operatoren (𝚋 * 𝚋). Sie haben Typ, Wert und einen potentiellen Effekt.

Question 24

Was sind Literale?

Answer 24

Literale repräsentieren konstante Werte und haben einen festen Typ und Wert, z.B. hat 𝟷 den Typ 𝚒𝚗𝚝 und den Wert 𝟷.

Question 25

Was ist der Unterschied zwischen einem L-Wert und einem R-Wert?

Answer 25

Ein L-Wert ("links vom Zuweisungsoperator") ist ein Ausdruck mit Adresse und Wert. Der Wert ist der Inhalt an der Speicheradresse und entspricht dem Typ des Audrucks. L-Werte können ihre Werte ändern. Namen von Variablen sind z.B. L-Werte. Ein R-Wert ("rechts vom Zuweisungsoperator") hingegen ist jeder Ausdruck, der kein L-Wert ist. Er kann seinen Wert nicht ändern und besitzt keine Adresse, wie z.B. Literale. Jeder L-Wert kann als R-Wert benutzt werden, aber nicht umgekehrt.

Question 26

Was sind Operatoren?

Answer 26

Operatoren machen aus Ausdrücken (Operanden) neue zusammengesetzte Ausdrücke. Sie spezifizieren für die Operanden und das Ergebnis ihre Typen und ob sie L- oder R-Werte sein müssen.

Question 27

Was macht der Zuweisungsoperator? Welchem mathematischen Operator entspricht er?

Answer 27

Der Zuweisungsoperator = weist einem L-Wert auf der linken Seite einen R-Wert auf der rechten Seite zu, z.B.: 𝚊 = 𝚋. Er ist jedoch nicht zu verwechseln mit dem mathematischen Vergleichsoperator =, ist er viel eher der mathematische Operator :=.

Question 28

Was macht der Eingabeoperator?

Answer 28

Der Eingabeoperator >> weist dem rechten Operanden den nächsten Wert aus der Eingabe zu, entfernt ihn aus der Eingabe und gibt den Eingabestrom als L-Wert zurück. Sowohl der linke als auch der rechte Operand sind L-Werte, z.B.: 𝚜𝚝𝚍::𝚌𝚒𝚗 >> 𝚊

Question 29

Was macht der Ausgabeoperator?

Answer 29

Gibt den Wert des rechten Operanden (R-Wert) aus, fügt ihn dem Ausgabestrom hinzu und gibt den Strom als L-Wert zurück, z.B.: 𝚜𝚝𝚍::𝚌𝚘𝚞𝚝 << 𝚊