Einführung Informatik (HS),

Markus Degen, markus.degen@fhnw.ch

Die Studierenden….

• sind in der Lage, mit eigenen Worten zu erklären, wie Computer-systeme, Betriebssysteme und das Internet aufgebaut sind und funktionieren. Sie können auch über die jeweiligen Schwachstellen und Angriffspunkte, bzw. Schutzmöglichkeiten Auskunft ge-ben (2 verstehen).
• können ohne Hilfsmittel Zahlen verschiedener Zahlensysteme ineinander konvertieren und erklären, wie Werte in Computersystemen repräsentiert werden (3 anwenden).
• können ohne Hilfsmittel digitale Schaltungen auf dem Papier erstellen, analysieren und Wahrheitstabellen bzw. Schaltfunktionen aufstellen (3 anwenden).

Geschichte der Informationsverarbeitung

• Entwicklung der Computer (mechanisch, elektrotechnisch, elektronisch)
• Aufteilung in Hardware und Software
• Meilensteine

Computer-Hardware

• Die Turing-Maschine als Rechnermodell
• Aufbau von Computer-Systemen (Inkl. Von Neumann Modell)
• Typische Schnittstellen und Leistungsdaten aktueller Computersysteme
• Speicherkapazitäten (Cache, RAM, SSD)
• Ansteuerung der Hardware, BIOS
• Analyse der Leistungsdaten des eigenen Notebooks

Zahlensysteme & Datenrepräsentation

• Konvertierung zwischen verschiedenen Zahlensystemen (Beliebige Zahlensysteme, Fokus auf Binär und Hexadezimal)
• Verschiedene Datentypen und deren Repräsentation (Negative Zahlen im Zweierkomplement, Floatingpoint Zahlen, ASCII)

Digitaltechnik

• Grundschaltungen (AND, OR, NOT, XOR), Notationen
• Einfache Schaltungsanalyse
• Wahrheitstabellen
• Kombinierte Schaltungen (z.B. Addierer, MUX/DEMUX, FF)

Mikroprozessoren

• Aufbau (ALU, Steuerwerk, Hauptspeicher, Register, Busse) und Zusammenspiel der einzelnen Komponenten
• Einordnung: Microcode, Assemblercode und Hochsprachen

Betriebssysteme

• Arten und Aufgaben von Betriebssystemen
• Aufbau (Prozesse, Memory, I/O)
• Scheduling-Algorithmen
• Memory-Bewirtschaftung (z.B. Paging)

Internet

• Aufbau des Internets als Verbund von Netzwerken
• Kommunikationsprotokolle im Allgemeinen
• IP-Adressen und -Vergabe (DHCP), IPV4 vs IPV6
• TCP/IP DNS
• Routing

Aufbau von Webseiten

• Seitenbeschreibung mit HTML, Styling mit CSS, Dynamik mit Javascript
• HTTP und HTTPS

Sicherheit

• Entwicklung der Computerkriminalität
• Bedrohungsszenarien
• Typen von Malware
• Privacy im Internet (Tracking)
• Verschlüsselung (Symmetrische vs. Asymmetrische Verschlüsselung, E-Mail, Zertifikate)

Aktuelle Themen

• Je nach Aktualität, z.B. Blockchain, Online-Tools, aktuelle Schwachstellen in Computersystemen

Eintrittsmodul

Verwendete Bücher stehen als eBooks zur Verfügung und werden in der Vorlesung vorgestellt

Assessment Modul in Studienrichtung Chemie- und Bioprozesstechnik, Medizininformatik, Medizintechnik, Pharmatechnologie

• Vorlesung
• Übungen mit Besprechungen
• Selbststudium anhand von Lernaufgaben

gemäss Modulvrzeichnis in der aktuellen StuPO

• Data Science I
• Hardwarenahe Softwareentwicklung
• Methoden der künstlichen Intelligenz
• Netzwerke und Kommunikation
• Praktikum Medizintechnik
• Praktikum Programmieren
• Programmieren II
• Software Engineering
• Visualisierung und Computergrafik
• Web-Applikationen

2 x 2 Lektionen / Woche KW 8 bis 18 (10 Wochen im Frühjahr-Semester) 2 x 2 Lektionen / Woche KW 38 bis 47 (10 Wochen im Herbst-Semester)