Informatik Fachbegriffe

Hier werden die wesentlichen Fachbegriffe zusammengestellt, die für das Informatik-Abitur relevant sind.

Kursiv sind "interne" Begriffe, die anschaulich sind, aber keine echten Fachbegriffe.

Datenbanken

Entity-Relationship-Modellierung

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• Kardinalität
• 1:n
• n:m
• Primärschlüssel
• Attribut
• Entitätsmenge
• Entität (=ein Objekt einer Entitätsmenge)
• Relation (=Beziehung)

relationales Datenmodell

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• Tabelle
• Relationenschema (damit meint das Zentralabitur eine Tabelle)
• Datenbankschema (damit meint das Zentralabitur das ganze relationale Datenmodell)
• Attribut
• Primärschlüssel: unterstrichen
• Fremdschlüssel: ↑
  ...bezieht sich auf den Primärschlüssel der Tabelle ...
• kombinierter Primärschlüssel

Normalisierung

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• atomar
• nicht eindeutiger Primärschlüssel
• funktional abhängig von einem Teil des Primärschlüssel (Verstoß gegen 2. NF)
• funktional abhängig von einem Nicht-Schlüssel-Attribut (Verstoß gegen 3. NF)
• Anomalien
  • Einfüge-Anomalie
  • Änderungs-Anomalie
  • Lösch-Anomalie
  • die können nach Normalisierung nicht mehr auftreten!

SQL

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• Kartesisches Produkt: "jede(r) mit jedem"
• Abgleich zwischen Tabellen
• Verknüpfen (Join) von zwei Tabellen, wobei ... mit ... abgeglichen wird.
• "Drückeberger": ... LEFT JOIN ... WHERE ... IS NULL
• Differenz: NOT IN
• Vereinigung: UNION
• selbstdefinierte Tabelle
• Alias: AS
• zusammenfassen von Zeilen: GROUP BY
• sortieren nach: ORDER BY

mit Java auf Datenbanken zugreifen

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• DatabaseConnector
• Query (=Abfrage)
• Variablen (z.B. Parameter) im SQL-Statement
• Zeilenzahl: int zeilenZahl = queryResult.getRowCount();
• Array (2-dim): String[][] data = queryResult.getData();
  • durchlaufen:
    for(int i=0; i<data.length; i++){
   String name = data[i][0];
   String vorname = data[i][1];
• In Zahl konvertieren: int zahl = Integer.parseInt(data[i][0]);

Objektorientierte Modellierung und Programmierung

zum Nachlesen:

• Klassen- und Implementationsdiagramm
• Klasse
• Vererbung
• Polymorphie
• Abstrakte Klasse
• Interface
• Java Basis Sprachelemente, u.a. Bedingung, Schleife etc.
• Arrays

Fachbegriffe:

• Vererbung
  • erbt von
  • ist ein (gleichbedeutend mit "erbt von"!)
  • Super-Klasse
  • Sub-Klasse
• Polymorphie
  • polymorphe Methode
• Abstrakte Klasse (=Klasse mit mind. einer abstrakten Methode)
• abstrakte Methode
• Interface
• Klassen- und Implementationsdiagramm
• hat-Beziehung
• Assoziation (=kennt-Beziehung)
• Multiplizität
• Klasse
  • Objekt (Von einer Klasse kann man mehrere Objekte erzeugen.)
  • Attribut
    • public / private
  • Konstruktor
• Methode
  • Parameter
  • lokale Variable
  • Rückgabetyp
  • public / private
• ContentType (z.B. für Listen kann man den ContentType angeben.)
• Schnittstelle (interface, vgl. ComparableContent)
• Struktogramm
• Anweisung
• Methodenaufruf
• Bedingung
• Schleife
  • Zählschleife (for)
  • bedingte Schleife (while)
  • mit Schleife ein Array durchlaufen: for(int i=0; i<array.length; i++)
• Arrays
  • Index
  • Wert
  • zweidimensionales Array, z.B.: private int[][] einmalEinsTabelle;

Java-Programmierung mit linearen Datenstrukturen

• statische Datenstruktur (Array):
  Man muss vorher angeben, wie viele Einträge das Array hat.
• dynamische Datenstrukturen: Stack, List, Queue (und auch BinaryTree, BinarySearchTree, Graph)
  Dynamische Datenstrukturen können während der Laufzeit "wachsen" und "schrumpfen".
• Queue: Schlange (vorne - hinten)
  • vorderstes Element: pQueue.front()
  • anhängen: pQueue.enqueue(...)
  • vorderstes Element entfernen: pQueue.dequeue()
  • ist leer: pQueue.isEmpty()
  • Hilfs-Queue: z.B. um einen Queue zu durchlaufen, ohne ihn zu zustören
• Stack: Stapel (oben)
  • oberstes Element: pStack.top()
  • oben drauflegen: pStack.push(...)
  • oberstes Element entfernen: pStack.pop()
  • ist leer: pStack.isEmpty()
  • Hilfs-Stack: z.B. um einen Stack zu durchlaufen, ohne ihn zu zustören
• List: Liste.
  Listen kann man einfach durchlaufen und irgendwo einfügen.
  • anhängen: pList.append(...)
  • einfügen vor dem aktuellen Element: pList.insert(...);
• Array:
  statische Datenstruktur - man muss die Anzahl der Elemente vorher festlegen.
• durchlaufen (Liste, Array)
  • ein Array durchlaufen: for(int i=0; i<array.length; i++)
  • eine Liste durchlaufen: for(pList.toFirst(); pList.hasAccess(); pList.next())
• aktuelles Element:
  • Array: array[i];
  • Liste: pList.getContent();
• erzeugen
  • erzeugen eines Objektes: Person p = new Person("Mustermann", "Max");
  • erzeugen einer Liste: List<Person> ergebnisListe = new List<>();
  • erzeugen eines Arrays:
    z.B. Person[] einwohner = new int[1000];
    Vorsicht! In jedem der 1000 Werte steht null!
  • erzeugen eines zweidimensionalen Arrays: int[][] einmalEinsTabelle = new int[10][10];
• Schleife
  • Schleife verlassen: break;
  • Schleife beim nächsten Element fortsetzen: continue;
• Methode verlassen return;
• zurückgeben: return ergebnis;
• ausgeben: System.out.println("Hallo");

Binärbäume und binäre Suchbäume

• Rahmenmethode
• rekursive Methode
• Abbruchbedingung
• Wurzelbehandlung
• Sachlogik
• rekursive Aufrufe
• Traversierung
• Preorder
• Inorder (=im Suchbaum: Sortierte Ausgabe!)
• Levelorder (nur LK)
• Baumliste für Levelorder (nur LK)
• ComparableContent
• implementiert die Schnittstelle (ComparableContent)
• Dummy: zum Suchen in Suchbäumen.

Automaten und Grammatiken

endliche Automaten

• Deterministischer endlicher Automat (DEA)
  • A, Z, d, Q₀, E: allen Zuhörern doofen Quatsch erzählen
• Der DEA erkennt eine reguläre Sprache
• Der DEA überprüft ein Wort, ob es zur Sprache gehört.
• Nicht-deterministischer endlicher Automat (NEA)
  • "es gibt einen Weg"
• Zustand
  • Anfangszustand
  • Endzustände
• Übergang
• Epsilon (ε):
  damit kann man den Endzustand erreichen. (Nur bei Keller-Automaten im LK.)
• Alphabet
• Zustands-Übergangs-Graph
• Zustands-Übergangs-Tabelle
• Zustandsfolge
  • für einen NEA ggf. mit geschweifter Klammer mehrere Zustände zusammenfassen.
• Senke (=ein Zustand, aus dem es keinen Ausweg mehr gibt)
• Potenzmengenkonstruktion
• Potenzmenge (=eine Menge von Zuständen)

reguläre Grammatik

• G = {N, T, S, P} Nerds testen Sonys Playstation
• linkslineare Grammatik: Nicht-Terminal links
• rechtslineare Grammatik: Nicht-Terminal rechts
  • linkslineare und rechtslineare Regeln nicht mischen!!!
    z.B.: S → aS | Sb
    ist nicht regulär!!!
• Terminal-Symbol
• Nicht-Terminal-Symbol
  • Startsymbol
• Produktionsregeln
• Produktion eines Wortes
• die RG erzeugt eine (reguläre) Sprache

Kellerautomaten (nur LK)

• Keller-Alphabet
• Keller-Zeichen

kontextfreie Grammatik (nur LK)

• lässt sich durch Kellerautomaten prüfen

Parser

• für DEA
  • mit switch-case:
    switch(zustand){
   case 1: ...
  • mit if-else if:
    if(zustand == 1){
   ...
}
else if(zustand == 2){
   ...
}
else{
   ...
}
• für Kellerautomaten (nur LK)
  • Keller (=Stack)

Graph (nur LK!)

• Knoten
• Kante
• markieren (Knoten oder Kante)
• Markierung aufheben
• Gewicht
• Traversierung
• Breitendurchlauf
• Tiefendurchlauf
• rekursiv (für Tiefendurchlauf)
• Knotenliste (für Breitendurchlauf)
• rote Liste (für Dijkstra-Algo)
• gelbe Liste (für Dijkstra-Algo)

Datenschutz

• Erlaubnisvorbehalt
• Erforderlichkeit

Backtracking (nur LK!)

• Stufe
• Teillösungsschritt
• Abbruchbedingung
  • Lösung erreicht
  • Lösung nicht mehr erreichbar
  • maximale Stufenzahl überschritten
• rückgängig machen