Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Informatik

Grundlagen der I/O-Architektur

Es gibt zwei Techniken für die Ein-/Ausgabe (I/O): Memory-Mapped I/O und I/O-Mapped I/O.

Memory-Mapped I/O

Bei dieser Technik nutzen Mikroprozessoren den Speicheradressraum für I/O-Operationen. Mikroprozessoren wie der 6800, 6802, 6805, 6809 und 68000 verwenden dieses Verfahren. Der 8086/8088 nutzt diese Technik nicht, wodurch der gesamte Adressraum für den Systemspeicher zur Verfügung steht.

I/O-Mapped I/O

Hierbei besitzt das I/O-System einen eigenen Adressraum. Eine I/O-Operation lässt sich wie folgt definieren:

• INPUT: Der Mikroprozessor liest Daten von einer Quelle, die nicht der Systemspeicher ist.
• OUTPUT: Der Mikroprozessor schreibt Daten auf ein Ziel, das nicht der Systemspeicher ist.

Der Control-Bus definiert... Weiterlesen "Grundlagen der I/O-Architektur und Schnittstellen" »

Virtueller Arbeitsspeicher

1. Warum ist es notwendig, die Fragmente eines zusammenhängenden Hauptspeichers zur Ausführung zu finden?

A. Möglich wird dies durch die Kombination der dynamischen Adressübersetzung und der Verwendung von Seitentabellen oder Segmenten.

2. Was ist Thrashing?

A. Ein Fragment wird ausgeworfen, bevor es benutzt wird, um es fast unmittelbar wieder zu laden. Zu viele Wechsel führen zu Thrashing.

3. Warum ist das Prinzip der Lokalität im virtuellen Speicher wichtig?

A. Um Thrashing zu vermeiden, wird versucht, die benötigten Fragmente zu erraten.

4. Welche Rolle spielt das Modified-Bit sowohl beim Paging als auch bei der Segmentierung?

A. Es gibt an, ob die Seite verändert wurde.

5. Was ist der Vorteil der Verwendung eines

Statische und dynamische Prüfung

Die Inspektion von Software umfasst zwei grundlegende Ansätze:

• Statische Prüfung: Analyse der statischen Systemdarstellungen zur Fehlererkennung, ohne das Programm auszuführen. Dies kann durch dokumentenbasierte Werkzeuge und Code-Analysen ergänzt werden.
• Dynamische Prüfung (Testen): Überprüfung des Verhaltens durch Ausführung des Systems mit Testdaten, um die operative Leistung zu beobachten.

Test-Programm

Tests können das Vorhandensein von Mängeln aufzeigen, jedoch nicht deren Abwesenheit beweisen. Sie sind das wichtigste Verfahren zur Validierung nicht-funktionaler Anforderungen. Für eine vollständige Abdeckung der Verification & Validation (V&V) sollten statische und dynamische Prüfungen... Weiterlesen "Software-Qualitätssicherung: Statische & Dynamische Prüfung" »

Die Bedeutung des Software Engineering

Der Begriff Software Engineering wurde Ende der 1960er Jahre aufgrund der sogenannten Software-Krise eingeführt. Diese Krise war eine Folge der Einführung der dritten Hardware-Generation, bei der die Hardware aufhörte, ein Hindernis für die Entwicklung der Informationstechnologie darzustellen. Reduzierte Kosten und verbesserte Qualität der Hardware führten jedoch zu Problemen bei der erzeugten Software. Die Krise war gekennzeichnet durch:

• Unklare Projektplanung und Kostenschätzung.
• Schlechte Softwarequalität.
• Schwierigkeiten bei der Wartung von Programmen mit unstrukturiertem Design.

Es bestand die Notwendigkeit, wirksame und kostengünstige Software zu entwickeln und zu warten, die eine Reihe von Eigenschaften... Weiterlesen "Software Engineering: Grundlagen, Krise und Entwicklung" »

Fehler in der Kommentierung und Messung

Alle Kommentare können zwei Arten von Fehlern betreffen: den zufälligen Fehler, der immer existiert, und den systematischen Fehler, der je nach Zustand des Geräts, mangelnder Sorgfalt beim Instrument und der Beobachtung auftreten kann oder auch nicht. Zufällige Fehler werden durch zufällige Systeme verursacht, und ihr Wert wird unbekannt bleiben. Wir kennen nur den maximalen Wert in einer oder mehreren Messungen.

Systematische Fehler können aus einer schlechten Anpassung des Geräts resultieren. Sie folgen bekannten Gesetzen, sind daher messbar und nachweisbar. Sie sind die gefährlichsten für die Durchführung einer Beobachtung, da sie nicht zufällig sind.

Kontrolle des Winkelmessinstruments (Theodolit)

• 1. Generation (1945 bis 1955): Vakuumröhren, Maschinensprache, große Größe, hoher Energieverbrauch, sehr langsam, einfache mathematische Berechnungen.
• 2. Generation (1955 bis 1965): Transistoren, Batch-Verarbeitung, kleiner, weniger Stromverbrauch.
• 3. Generation (1965 bis 1980): Integrierte Schaltkreise, billiger, mehrere Prozessoren gleichzeitig.
• 4. Generation (1980 bis heute): PCs.

Speicher

Der Teil des Betriebssystems, der den Speicher verwaltet, ist der Speicher-Manager. Er ist verantwortlich für die Verfolgung, welche Speicherbereiche benutzt werden und welche nicht. Er verwaltet auch den Austausch von Daten zwischen Speicher und Festplatte.

Feste Partitionen

Der Speicher ist in mehrere Teile unterteilt. Jedes Stück wird als Partition bezeichnet.... Weiterlesen "Historische Betriebssysteme" »

Relationales Modell: Grundlagen und Konzepte

Das relationale Modell ermöglicht es Benutzern, Informationen aus der Datenbank ohne die Unterstützung von Datenbank-Management-Experten zu erhalten. Die Daten werden so gespeichert, dass sie für Anwender leichter verständlich sind. Im relationalen Modell werden Daten in Tabellen (Relationen) gespeichert, und die Beziehungen zwischen den Zeilen (Tupeln) und Tabellen sind explizit sichtbar.

Merkmale relationaler Modelle

• Es ist wichtig zu wissen, dass die Einträge in der Tabelle atomar sind.
• Alle Einträge in einer Spalte sind vom gleichen Typ. Die Spalten werden als Attribute bezeichnet.
• Keine zwei Zeilen (Tupel) in der Tabelle sind identisch, was die Eindeutigkeit der Datensätze gewährleistet.

Struktur

1. Begriffsbestimmungen: Betriebssystem (BS)

Ein Set von Algorithmen und Verfahren sowie Programmen mit folgenden Zielen:

• a) Zuweisen von Ressourcen: Jedes Element, das eine Leistung erbringen kann.
• Prozesse: Alle laufenden Programme oder Aufgaben.
• Effizienz (Efficacy): Maximiert die Nutzung der vorhandenen Ressourcen für jeden Prozess (z. B. UNIX).
• b) Benutzeroberfläche: Bietet dem Benutzer eine ansprechende Oberfläche und verbirgt die Einzelheiten der Hardware (HW).
• Komfort: (z. B. Windows).
• GUI (Graphic User Interface): Grafische Benutzeroberfläche.
• WIMP-Technologie: Verwendung von Windows (Fenster), Icons (Symbole), Maus und Pull-down-Menüs.

Ressource: Jeder Faktor, der eine Dienstleistung vorsieht. Beispiele: Grafikkarte, Datenbus etc.
Prozess:

Busse und Anschlüsse

Ein Bus dient der Kommunikation zwischen internen Komponenten und externen Geräten. Man unterscheidet drei Haupttypen:

• Datenbus: Überträgt die zu lesenden oder schreibenden Daten.
• Adressbus: Übermittelt die Speicheradressen für Lese- oder Schreibvorgänge.
• Steuerbus: Überträgt Synchronisationssignale und Befehle.

Eigenschaften der Datenübertragung

Busse können seriell oder parallel arbeiten. Die Busbreite definiert die Anzahl der Bits, die pro Taktzyklus übertragen werden können. Die Busfrequenz gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an, während die Bandbreite die gesamte Datenmenge pro Sekunde beschreibt.

Interne und externe Schnittstellen

• IDE/ATA: Klassische Schnittstelle für Laufwerke mit Master/Slave-Konfiguration.

Grundlagen des Computing und Computerkomponenten

Computer Components: Computing ist die automatische Verarbeitung von Informationen. Diese Informationen müssen in digitaler Form vorliegen. Zahlen jeder Basis werden dabei zur Basis 2 konvertiert. Bilder müssen als geordnete Pixel codiert werden, und auch Wellen zur Übertragung von Sounds sollten codiert werden, um mit ihnen arbeiten zu können. Ein Computer ist ein elektronisches Gerät, das digitale Daten entgegennimmt, verarbeitet und das Ergebnis ausgibt.

Die Entwicklung der Rechenmaschinen

Die frühe Entwicklung von Rechenmaschinen arbeitete mit festen Programmen. Ein solcher Rechner oder Computer war auf ein festes Programm eingestellt. Man konnte einfache Mathematik betreiben, aber er... Weiterlesen "Grundlagen der Computerarchitektur und Hardware-Komponenten" »