Grundlagen der Informatik, Professor Froitzheim, Vorlesung 01, Teil II, 09.10.2012
TUBergakademie
https://www.youtube.com/watch?v=2-2GSbiTV60

Transkript (automatisch erstellt)

0:05 guten tag allerseits ich freue mich sie wieder begrüßen zu können bevor ich jetzt mit der vorlesung weiter erzählt habe ich nur noch eine
0:15 kleinigkeit die ich vorher erzählen möchte viele von ihnen wahrscheinlich alle haben schon mitgekriegt das ist also eine eine app der uni gibt diese
0:27 app ist tatsächlich von angefangen worden von studenten ist aus dieser vorlesung grundlagen der informatik rausgekommen vor zwei jahren habe ich
0:36 mir gedacht jetzt machen wir ios programmieren der vorlesung und zwei von den studenten sehr groß hause herum krisztián pars ich glaube die haben
0:50 beschlossen sie wollen mensa speiseplan anguckt haben wie haben sie dann aus dem beispiel absehbar in der vorlesung gemacht haben
0:59 sonst wäre übung gemacht haben heraus erzeugt und dann ist es gewachsen und gewachsen und diese uni in voll ist ist noch dazu gekommen und so weiter sie
1:08 sehen also zum beispiel hier kann man gucken was ist eine mensa gegeben hat oder heute abend gibt hier die uni in folie ist die karten gucken und unter
1:20 anderem kann man sich den stundenplan besorgen im web interface der uni gibt es eine seite für den stundenplan
1:28 und da kann man sich dann seinen stundenplan zusammenklicken oder auch einfach einen vorgefertigten nehmen ich habe hier meinen stundenplan geholt
1:36 sie sehen schon voller es um grundlagen der informatik am dienstag morgens und abends und tatsächlich ist es so dass man wenn
1:46 dann vorlesung ist und man ist mit seinem mobilen gerät ipad oder ipod touch oder auch dem android-gerät hier in der vorlesung dann kann man
2:01 tatsächlich auf diesem bildschirm hier mal schauen was geht hallo so auf der stopp taste sagen ach nicht verstehen ich bitte noch mal oder
2:19 bitte frage aller fragen und hier oben bei der geschwindigkeit kann man angeben ob ich schneller oder langsamer machen soll
2:26 das geht so schnell es geht so langsam na gut wenn ich das dann hier im querformat betrachte sie wieder rausgerutscht
2:36 hallo heute noch so wenn ich das denn hier im querformat betrachte da kann ich dann irgendwann mal sehen wie sich das entwickelt da kriegst einen kleinen
2:51 bildschirm das ist noch ein bisschen langsamer das kommt dann auch irgendwann kriegs und kleinen bildschirm da steht dann drauf
2:57 wer alles auf stop gedrückt halten bzw wie gesagt hat dass langsamer gehen soll nicht weitermachen ich möchte sie aber bitten
3:09 diejenigen die so ein gerät haben hier gibt's ja auch weil es weil das land dieses edu raum auf der seite vom rechenzentrum steht auch wie man sich in
3:19 dem forum ein locker zu machen weiß warum ist jetzt kein audio voll zu führen kann man also sich im eu-raum
3:51 einlagen und hier dann anonym vollständig anonym sagen ob es so langsam ist oder zu schnell ist auf diesem interface und ich kann auf meinem
4:06 kleinen ding hier sehen wo ich gerade stehe in der geschwindigkeit und mich dann entsprechend einrichten das stop taste drücken das kann man
4:30 glaube ich pro minute einmal das ähnlich wird alle zwei minuten ein mal nicht dass sie die ganze zeit da sitzen wir werden auf stop drücken
4:37 wir werden vielleicht genau was einbauen dass man auch anonym fragen stellen kann fragen ein tippen kann und dann gucken wir mal ob sich das bewährt ob das ob es
4:46 das bringt die vorlesung dadurch besser wird oder nicht ja ich habe heute vormittag erstmal ein bisschen über die informatik allgemein
4:59 gesprochen habe und die filmchen gehabt ich habe dann über die vorlesung zu organisation gesprochen da gab es ja dann auch diese folien insbesondere
5:11 diese hier jetzt möchte ich noch was über den begleitenden ablauf sagen also das video was wir heute machen das kommt auf dieses bildungsportal das
5:25 kommt auch auf dem youtube kanal ich habe mich eben noch mal erkundigt das dauert so ein zwei tage bis das ja da ist wir hoffen dass die ersten
5:34 ausgaben donnerstag dental da liegen weil morgen eine veranstaltung ist neben der vorlesung gibt es natürlich übungen hier steht das über
5:44 übungsaufgaben diese übungen die steht auf dem stundenplan drin da kommen assistenten der herr tur bisher kaum licht beziehungsweise heine und halten
5:59 übungen erzählen dass über den stoff der vorlesung erklären auch noch was sie sollten die gelegenheit auch wahrnehmen zu fragen vielleicht ich weiß dass mit
6:13 der vorlesung nachbereiten macht keiner gern zu hause sie können sich aber trotzdem überlegen ob sie sich doch mal zu hause noch mal
6:19 kurz durchgucken sich markieren was sie nicht verstanden haben dass da vielleicht auch mal in der übung fragen und übungsleiter soll es ihnen erklären
6:28 sie können auch mich fragen sie können unser e mails sonst verschickt ich möchte sie umfragen bitten liebsten wäre es mir auch wenn diese vorlesung hier
6:38 halbwegs interaktiv vonstatten gehen würde in diesen übungs übungen verpassen ihnen aber auch nach übungsaufgaben sie können
6:47 sie lösen müssen aber nicht wenn sie nicht lösen das auch gut kontrollieren das nicht mal sie lösen oder nicht sie können sie aber
6:58 einreichen und werden dadurch die assistenten korrigiert und sich seine punkte zugewiesen wie viele punkte sie denn so haben diese punkte die kann man
7:11 jetzt kommt die kommt die möhre die wir vor ihrer nase halten diese punkte mitnehmen die können sie als startkapital kriegen können sie das
7:21 startkapital die klausur mitnehmen wie funktioniert die klausur es gibt so sechs bis acht aufgaben für die kamera so ungefähr 100 punkte schließen manche
7:32 aufgaben 20 punkte manche nur zehn oder fünfzehn das ähnlich in diesen in diesen aufgaben damit einerseits doch manchmal war klassische
7:43 wissen abgefragt es gibt auch häufig seine söhne multichoice aufgabe oder oder so eine wahl ein aufgabe 20 aussagen sie müssen
7:53 an kreuzweise oder falschen ich habe dezember auch nochmals eine klausur die ich denn die aufschläge dies der vergangenheit mal gegeben hat die wir
8:03 kurz deutsch sprechenden ist ein gefühl dafür kriegen es gibt auch über suhl auf dem open-air bestanden hat man somit ungefähr 40 punkten
8:13 wenn wir es jetzt hier die übungsaufgaben haben da kann man punkte sammeln und wenn man alle punkte alle alle alle in den
8:25 übungsaufgaben aufgesammelt hat kann man 30 punkte mitnehmen sie können also wenn sie 30 mitgenommen haben und hier 100 punkte schreiben
8:33 130 punkte insgesamt haben ab 95 gibt es eine 1 also wenn sie sowieso 100 punkte machen nutzt ihn dass mir die übungsaufgaben gar nichts gemeinheit
8:45 aber jetzt machen wir die rechnung mal andersherum wenn sie in der klausur weil sie wenig ahnung haben nur zehn punkte machen und dann haben sie noch die 30
8:58 aus der aus den übungsaufgaben mitgenommen die kommen da oben drauf und dann haben sie noch ihren namen richtig geschrieben dafür gibt s bzw
9:06 auf jedem blatt ihre matrikelnummer richtig eingetragen gibt es auch noch einen punkt sonst macht es keiner und wir haben den stress hinterher die
9:16 blätter zusammen zu sortieren okay deshalb gibt es den punkt wir können also insgesamt 1 30 punkte machen denn sie hier nur zehn machen und die 30
9:26 haben und den einen haben wir 30 prozent plus eins mehr als 40 auch noch bestanden allerdings der kleine haken muss natürlich hier ein bisschen was
9:36 arbeiten und während man arbeitet übrigens kapiert man plötzlich was und wahrscheinlich hat man auch nicht nur
9:44 zehn punkten der klausur die gleich die interessanterweise man sagt auch immer glockenkurve also in der mitte der große bauch so von von 4 bis 2 oder so ähnlich
9:54 wenige durchgefallen weniger einsam das ist dann hinterher so ein bisschen anders da gibt es ganz viele gute dann gibt es die durchgefallen sind und gar
10:03 nicht müssen viel in der mitte denn wenn sie die übungen aller machen und dann noch in der klausur eine dann dann sind sie automatisch in der klausur ein
10:11 bisschen besser haben dann plötzlich auch eine sehr gute note das ist noch ein interessanter seiten effekt jetzt ihre frage wenn man 0 punkte hat dann
10:25 dann ist halt dieses blaue dieses blauen kästchen hier kleiner sozusagen und dann brauchen sie 40 echte punkt in der klausur der klassische ansatz ist
10:39 keine übungsaufgaben machen keine punkte mitnehmen so gut sein 96 punkte der klausur machen plus den einen punkt für die artikelnummer und schon hat man 10
10:50 gelb ja ja auf alle blätter genau auf 1 reicht nicht einen punkt ging zwar halle geschrieben weil ich ja gut manchmal stelle ich auch noch gibt es
11:11 auch eine andere einfache frage zb das 218 ist aber na gut das ist derart über die diktatur betreiben und ich hoffe ihnen anreiz zu bieten auch die
11:26 übungsaufgaben zu machen die kann man übrigens in der gruppe erledigen die sind übrigens aufgaben es hat natürlich auch historisch fälle gegeben
11:36 wo irgendwelche leute 30 übungs punkte auf gesammelt haben und dann nur zwei punkte in der klausur zusammen gebracht haben weil sie die 30 sich von jemand
11:45 anders haben schreiben lassen ich weiß dass das passieren kann dass das vielleicht eine kleine gerechtigkeitslücke da existiert aber
11:53 der kann jetzt nichts gegen machen eigentlich vornehmlich gruppenarbeit fördern und das bringt uns zum zu diesem ersten abschnitt hier
12:01 zu den tutoren und die tutorien die tutoren das sind studenten in einem höheren sinn funktioniert nicht das rating geht noch nicht weil die
12:27 koordinaten von dem von dem hörsaal hier die waren noch nicht in der datenbank von der uni und deshalb hat das gerät fasst das server das noch nicht zusammen
12:39 das muss man auch ändern na gut nächste woche geht es dann aber ja die tutorinnen die tutorien wir möchten dass sie sich im opal dieses
12:51 sächsische bildungsportal anmelden und auch bei den zu tun weil solche tutorien eintragen das sind kleingruppen und jedes von diesen kleinen gruppen 35
13:03 personen persönlich studentinnen und studenten werden betreut von einem studenten in höheren semestern die kriegen tatsächlich geld dafür dass sie
13:13 sie betreuen und die sollen ihnen helfen beim lösen von übungs auftragen beim programmieren die soll ihnen helfen
13:22 programme selbstständig zu schreiben die hilfe sollte aussehen dass die ihnen einfach das programm schreiben aber dass sie in diesen übungsgruppen eben dazu
13:32 bringen dass die fehler im programm zu finden und über irgendwelche klippen und hürden wo sie daran stehen darüber hinweg zu helfen
13:40 das ist ein angebot auch wieder freiwillig das muss man selber wahrnehmen da muss man sich eintragen da muss man hingehen das ist ja das ist
13:49 einerseits physische treffen im kleinen übungsraum das ist aber auch treffen vielleicht in der mensa oder
14:02 pasta oder sonst eine messenger dass sie sich da zusammenfinden mit dem unter betreut wir arbeiten wir hoffen dass man da auch so lerngruppen
14:13 entstehen sodass insgesamt dann das resultat und klausuren und punkte ist bislang besser ist und in der vergangenheit haben wir gesehen dass das
14:25 mit den tutorien wirklich etwas gebracht hat aber sie müssen auch ehrlich sein nicht nur den tutor die aufgaben machen lassen
14:31 und dann abliefern oder so simulieren als ob sie es einfach nicht könnten und den fleißig zum arbeiten bringen sondern sie müssen sich das selber einbringen
14:40 und engagieren da hilft dir ihnen und dann diese übungsaufgaben abliefern und dabei lernt man am ende wirklich was versuchen sie
14:47 es offen sind wie zunächst mal uncool wirkt das mit den übungsaufgaben als wir wollen diese gruppen bildung fördern so jetzt habe ich noch das kapitel
15:03 literatur über das ich ein paar sachen sagen will und dann bleibe ich jetzt hier besteht und hier darauf zu gucken ich habe eine
15:11 ganze menge literatur aufgeschrieben das heißt nicht dass sie die alle kaufen sollen dass sie die alle lesen sollen das heißt nur dass sie sich etwas
15:22 aussuchen können für spezielle kapitel dass sie danach schlagen können das ist auch eine liste von den sachen die ich verwendet habe zur vorbereitung
15:31 aus meinem kopf wenn sie mich fragen welches buch ist denn hier das deutschen der schönsten das wichtigste gibt es als dass ich mir kaufen kann und alles ist
15:44 gut wahrscheinlich nicht was hier drauf steht ist ein paar grundlagen und einführungs bücher zb hier dieses buch
15:53 von rembold für in die informatik habe ich da stehen oder diesen hier wäre ein übungsbuch informatik auch schon ein bisschen älter
16:02 hier oben ist auch noch sein sohn grundlagen buch ich gehe nach keinem von diesen büchern wirklich so wie sie sind vor
16:14 ich habe ja schon meine eigenen ideen was ich ihnen hier erzählen möchte diese natürlich irgendwie angepasst interest des studiums was sie sonst noch zu hören
16:23 und so weiter deshalb passen auch welche bücher von einer professorin nicht so schlecht die sich ja auch im wesentlichen aus der veranstaltung
16:31 entstanden vielleicht schaffe ich ja mal und schreibt doch noch ein drittes buch
16:38 daraus was der vorlesung somit volltext dazu aber da bin ich jetzt noch nicht vielleicht wird aber auch dass hier die die unterlagen und das audio was ich
16:49 hier die videos die wir machen einfach das buch für in zukunft ich habe noch ein paar andere bücher hier drin zum thema programmieren zum
16:59 thema programmiersprachen zum thema der an struktur natürlich nach hinweisen möchte einerseits gibt es hier dieses berühmte buch von dennis ritchie und
17:07 breit keiner hin über die programmiersprache c das erste buch von denen insbesondere der dennis ritchie der hat ja sc
17:14 entwickelt mit dem ken thompson zusammen und dann haben wir noch zum thema sauberes gutes programmieren hier unten den niklaus wird er hat seine eigenen
17:28 programmiersprachen erfunden oder entwickelt dass pascal des modulares oberon
17:35 wir machen hier in der vorlesung c und nicht pascale bruderer denn niklas wird wird das nicht gefallen
17:47 trotzdem möchte ich sein buch hier erwähnen algorithmen und datenstrukturen die gedankliche klarheit und die gedankliche präzision in diesem buch die
17:56 ist wirklich ganz erstaunlich jedes mal wenn ich den anschaue denke ich mir ja so muss man schreiben so nicht an dass es genau auf den punkt
18:07 sind super buch kann man nur empfehlen da gibt es auch neuere versionen also ich habe jetzt hier 83 hingeschrieben weil es das ist was ich benutzt habe
18:15 also seien ziemlich zeitloses buch ein weiteres interessantes buch ist jedes sedgwick buch dastehen so standard algorithmen zu listen verarbeiten zum
18:29 sortieren was man immer mal so brauchen kann das steht im schnitt drin das ist ein bekanntes buch dann haben wir hier noch
18:40 das buch zum thema theoretische informatik was ich benutze das heißt theoretisch informatik kurz gefasst ist für gute schöning
18:46 den kenne ich noch von der uni ulm an der ich ja mal relativ günstiges buch und darüber bin ich vorgegangen auch ein kapitel theoretischen informatik und das
19:02 mit dem kurz gefasst das es war wirklich auf 120 130 seiten steht der die theoretische informatik und dann weiß man dass was man als normal informatik
19:12 wie die theoretische informatik wissen muss was aber noch durch also den den dennis ritchie hier stehen dann habe ich hier oben noch dieses buch von dem eric
19:26 bana und anderen das genauer gesagt vier da geht es um design patterns wie man programmieren sollte so typische kochrezepte
19:35 das wird auch gerne das gang of four buch genannt kochbuch genannt zum thema patterns beim programmieren hier oben habe ich noch eins konter und
19:46 hilders zum ios programmieren das ist das buch was man sich greifen sollte wenn man mal programmieren von iphones lernen will
19:55 ios programmieren das machen wir hier in der vorlesung das haben wir auch ein paar mal in der bibliothek wir kaufen auch noch ein paar dazu das kann ich nur
20:03 empfehlen das ist ein gutes buch da steht auch manchmal drin man programmiert wenn man anständig programmiert programmiert mal so und
20:09 nicht auf diese andere art kann man auch ein bisschen programmieren ist ein gutes buch wirklich ein gutes buch bei denen mindestens einem von den
20:19 beiden herrscht klarheit im kopf das merkt man beim lesen ja und wenn sie sich mal amüsieren wollen dann nehmen sie sich dieses alte
20:28 papers kein buch hier real programme stores pascal und sich ein wenig zu amüsieren sein lustiges lustiges paper kommt der kommt damals den don't lose
20:43 den habe ich ja schon erwähnt hier die adolf computerprogramm das ist so literatur um die vorlesung herum wer dich verwendet hat jetzt noch kurz zu
20:54 inhaltsübersicht bei erstens habe ich nur ein paar pünktchen hin gemalt habe ich jetzt erledigt die einleitung die haben wir fast vergessen heute und
21:04 nächste woche möchte ich mich mit dem kapitel 2 engagieren na gut wenn wir eine automatik beschließt dass
21:20 wir dass wir keinen dass die sonne ruhig rein gelassen werden kann ja also wir wollen im kapitel 2 über information unter anderem auch über
21:33 quantifizieren von informationen sprechen und danach über die wir die information in einfachen datentypen darstellen als erstes diese
21:50 qualifizierung und anzahl darstellung insbesondere wenn berechnen wollen danach wären wir dann auch die zahlen so wie sie dargestellt sind gleich noch zum
22:01 rechnen benutzen sieht man hier auch die folien nicht mehr wenn es so weitergeht zum rechnen benutzen und danach im kapitel 24 wollen wir über datentypen
22:13 sprechen wie man also verschiedene daten fügen so was wie eine zahl und eine zeichenkette namen und so weiter und diese zusammen datentypen zusammensetzt
22:29 um irgendwelche komplexeren interessanteren sachen zu beschreiben interessantes als nur eine einzige zahl und da wären zum beispiel über vektoren
22:39 zu sprechen im kapitel 3 und das ist dann so gegen ende oktober wahrscheinlich wichtige ende oktober wenn wir darüber sprechen
22:48 das nenne ich vom problem zum programm und das ist etwas wort viele leute die die richtigen schwierigkeiten der informatik beginnen
23:01 wir möchten irgendwas lösen im programm für irgendwas schreiben aber wo packt man an wie zerlegt man diesen riesenhaften klotz der da vor einem
23:09 steht diesen diesen berg von problemen wie pflegt man dass ein teil der handliche teile die man auch mal in einem nachmittag oder dem stündchen
23:17 programmieren kann oder der informatiker maßnahmen zu programmieren kann dazu wollen wir erstmal irgendwie dass die idee bekommen wie man das problem an
23:31 packt das problem analysieren danach muss man die einzelnen schritte hintereinander aufschreiben ich nenne das hier und auch später sequenzielle
23:42 sierung wir menschen bei uns passiert das wesen wieso parallel und nebeneinander und gleichzeitig so ist auch unser gehirn strukturiert hoch
23:51 parallel aber die computer die hätten es gerne hintereinander aufgeschrieben zuerst wäre vielmehr rein in die schüssel und dann die milch wein gießen
24:04 oder was auch immer und das kochrezept abzukochen ja das ist ja sowas sequenzielles kochrezepte ist ein ganz gutes beispiel
24:13 ja also sequential easy rung und dann wollen wir über ganz konkret über programmiersprache sprechen das ist ein längeres kapiteln das wird
24:22 uns schon so zwei wochen lang amüsieren da wollen wir systematisch uns auf die fehlersuche machen das kann ich mir nur ein paar beispiele
24:32 und ein paar grundideen ihnen erzählen fehlersuche es eben schon so detektivarbeit und als solche auch das sehr kreatives dann möchte ich noch hier
24:47 in diesem kapitel reaktives programmieren am ende ein anderes programmiermodell anschauen sowieso unsere webapplikationen web 2.0 und so
24:56 vorkommt im kapitel 4 wollen wir jetzt nachdem ein bisschen programmieren können so ein
25:08 paar klassische standardverfahren standard kochrezepte diskutieren wie man zum beispiel sortiert oder die listen verarbeitung
25:17 ich habe hier auch noch dieses bild hier von journalisten daran geklebt das sagt ihnen vielleicht jetzt noch nicht viel aber geduld ich werde ihnen das war noch
25:26 erklären wir werden immer wissen über speicherverwaltung sprechen weil das stichwort alleine für viele von ihnen
25:33 auch noch bedeutungslos ist wir möchten da ich möchte dann über dieses kochrezept region sprechen was mir sehr am herzen liegt
25:44 weil es eine eine einfache und systematischer arbeit ist probleme auf einfachere probleme zu reduzieren ich müsse das hobby und die vorgehensweise
25:55 seiner lieber von von allen mathematikern informatikern schwieriges problem wir reduzieren das auf mehrere nicht so
26:02 schwierige probleme und lösen die dann einzeln in dem wir wieder jedes von diesen nicht zu schwierigen problemen auf mittel einfache probleme und die
26:12 dann auf einfach probleme reduzieren diese top down ansatz revision danach in vier kapitel 4.5 müssen wir uns noch mit objektorientierten programmierung
26:23 beschäftigen das gibt's dann später schon noch mal im studium aber hier machen was damit werden hier irgendwann kapitel 5 ne app
26:31 programmieren können programmieren zu können muss ich noch ein anderes konzept einführen muss man
26:38 über betriebssysteme sprechen betriebssysteme das ist das was in dem computer läuft was die vorgänge im computer ein wenig organisiert
26:52 sequenziell ii sieht auch was hilft dass die vielen programmen die gleichzeitig in so einem gerät oder ein sohn gerät oder
27:01 im laptops laufen zu koordinieren dass sie sich nicht gegenseitig stören dich kaputt machen und so weiter und da werden uns dann anschauen welche
27:10 elemente dieses betriebssystem ios zur verfügung stellt nichts wichtig im detail sondern wie seine vorlesung üblich nur so so exemplarisch denn im
27:20 detail das nützt nichts der bild ich hier wirst dann tagelang sachen vor die man eigentlich nachlesen möchte wenn es konkret braucht ja danach werden wir
27:32 eben noch eine kleine app programmieren und sie in den übungen sie können dann auch noch fleißig apps programme und dafür gibt es auch ziemlich übungs
27:48 punkte aber ich glaube dass app programmieren selber das macht auch richtig spaß wieder meine eigene app am laufen hat das ja es gibt schon
27:57 irgendwie ein glücksgefühl finde ich im kapitel 6 möchte ich ihnen deine idee geben wie computer funktionieren wie so ein computer rechnet wie er speichert
28:13 und wie man das zusammen fügt dass er programme ausführen kann wir werden ein wenig ganz kurz keine halbleiterphysik keine angst ganz kurz über transistoren
28:26 sprechen wie man die zu göttern gates zusammengeschaltet wie man diese games benutzt um zu rechnen zu speichern wie man aus diesen einfachen
28:35 schaltkreisen für rechnen für speichern was kompliziert das aufbaut um dann hier seinen computer zusammenzukriegen den computer den wir hier konzeptuell
28:44 entwickeln das ist eigentlich ein langsamer rechner aber ich will ihn ja auch nur zeigen wie es geht
28:52 dass man das ding dann irgendwann noch mal schnell kriegen muss das kann man eine anderen vorlesen noch mal diskutieren da habe ich auch noch eine
29:00 vorlesung technische informatik irgendwann mal noch eine weitere folgen parallel rechner der ich darüber sprechen wie man aus dieser laden
29:08 endlich hier was macht was schneller aber hier kann man schön das konzept erkennen dass hier dieser teil der folie
29:19 dient auch dazu die die magie aus der informatik rauszunehmen viele leute gucken computer denken irgendwie funktioniert das ding aber
29:28 dass es so kompliziert dann muss er wie zauberei oder stecken und ich will ihnen hier zeigen dass der keine zaubertricks gibt sondern dass das
29:37 auch wieder systematisches ingenieur mäßiges vorgehen ist am ende entspreche ich noch ein ganz kleines bisschen darüber wie der compiler aus so was was
29:49 ein programm was ich hier oben schreiben diese maschinen befehle diese ansteuerung für die transistoren macht so dass dann wirklich die ganzen weg von
30:00 vom transistor zum zur problemlösung zum algorithmus gegangen sind aber es ist nicht ganz vorbei dezember januar sprechen wir noch ein bisschen
30:19 über medien ich finde das gehört zu den grundlagen der informatik auch deshalb weil ich
30:28 früher viel multimedia gemacht hat weil es mir immer noch spaß macht sprechen wir über computergrafik über video war stand bildete audio über die natur von
30:40 diesen medien ein wenig damit wir besser verstehen womit wir heutzutage umgehen gestern ging man mit zahlen um mit buchstaben mit worten und sätzen als
30:55 informatiker heute geht man mit solchen mit medien und mit video mit audio und präsentiert darin und dass das kapitel was danach folgt die theoretische
31:08 informatik jetzt habe ich ihn ja auch schon schon heute vormittag ein bisschen angedroht da wollen wir über in diesem kapitel
31:18 automaten formale sprachen über abstrakte verarbeitung von ansprechen und ich möchte dabei berechenbarkeit und komplexität theorie
31:30 etwas darüber sagen das ist aber nur 22 positionen lange es ähnlich welche sorte von problemen den wahrscheinlich nicht lösen kann und von was man erwarten kann
31:44 dass man das lösen kann mit so einem computer und da wird sich etwas ganz interessantes rausstellen auch all das was berechenbar ist mit
31:56 computer lässt sich mit erstaunlich einfachen computer berechnen es dauert lange und all das was wir machen das die komplette computer so kompliziert macht
32:07 heutzutage das hat damit zu tun dass wir die ergebnisse schnell haben wollen dass wir nicht drei tage warten wollen bis die erste webseite aufgebaut ist youtube
32:18 maschine wie ich hier sie so mal konzeptuell aufgeschrieben hat die bräuchte lang um die webseite auf dem bildschirm zu rendern es hier dieses
32:27 kapitel 8 habe ich gemacht das ist jetzt noch nicht in den unterlagen drin wieder in pdf noch in dem album was apple hoffentlich bald frei schaltet das muss
32:38 ich noch erzeugen dieses kapitel das mache ich aber auch nach bedarfslage sicher nach hin kommt oder nicht ich will auf jeden fall versuchen die
32:49 datenbanken noch zu erzählen denn das ist was was sie im studium sicher brauchen denn und danach noch im berufsleben einer datenbank kommt nur
33:02 ganz schwer vorbei so das kapitel 2 was wollen wir dem kapitel 2 besprechen was ist das ziel dieses kapitels als erstes möchte ich ihnen nahebringen dass man
33:18 informationen dass wir bisher so diffus verstehen so wissen bekommen und so zeug das man das als mathematische grösse aufschreiben kann dann stets ein
33:29 bisschen anders dar als man das so landläufig meint aber mit diesem begriff informationen kann man vernünftig arbeiten
33:36 und er beschreibt das was wir haben mit dem wir um gehe auch gut ist die die richtige abstraktion danach möchte ich bezahlsysteme sprechen
33:48 zahl darstellung paar grundlegende datentypen besprechen und wir wollen auch noch versuchen versuchen klar zu machen zumindest
33:57 abstrakt erstmal die maschine rechnen wir fangen an mit dem informations begriff der auf klatsch einen zurückgeht klatschen naja im zweiten weltkrieg
34:15 haben die leute die kriegsführenden parteien fleißig gefunkt und natürlich damit er gegen das nicht hört wurde das verschlüsselt und in amerika und in
34:28 england in england von allen thüringen und in amerika insbesondere auch mit planen haben sie daran gearbeitet die codes
34:35 diese berühmte enigma die die da in deutschland verwendet wurde und befehle herum zu funken insbesondere auch zu den boden und das zu entschlüsseln so ab
34:51 mitte des krieges hat man seit 43 konnten die amerikaner tag frisch mit höheren die engländer auch bei dem was die deutschen und auch die japaner da
35:01 herum gefunkt haben verschlüsselt warum gefunkt haben und diese arbeiten zum code knacken die gehen ganz wesentlich auf klo
35:10 channel zurück der begriff der die information als mathematische grösse der vulkan von
35:21 scheinen ca 1948 veröffentlicht diese veröffentlichung 1948 die war ganz furchtbar schwer zu lesen es gibt noch eine zweite veröffentlichung die ein
35:33 helfer zusammen mit dem flotten gemacht hat das ist für mehr als ein paar hundert leute verständlich million vielleicht die sich ein bisschen mühe
35:46 geben dass immer noch kein einfaches paper wird information quantifiziert und darauf aufbauend werden ein paar wichtige sätze gezeigt die
35:57 quantifizierung die möchte ich ihnen jetzt nahebringen also scheinen wie alle heutzutage die informatiker informationen sprechen dann betrachten
36:07 wenn die informationsquelle und diese informationsquelle über die wird zunächst mal die schwarze kiste betrachten da kommen nachrichten heraus
36:18 und natürlich kann man sich stellen und mit zählen da kommt mal die nachricht und jede nachricht wir schreiben einfach auf welche nachrichten da rauskommen wie
36:29 häufig das ist übrigens wenn sie kurz überlegen genau das was man macht wenn man wenn man so nachrichten codierte informationen bekommt und die nicht
36:43 entschlüsseln kann da macht mir erst mal selber erst mal mitmacht so eine wahrscheinlichkeit betrachtung und überlegt sich was könnte denn der
36:51 wahrscheinlichste buchstabe sein denn der schickt was könnte die unwahrscheinlichste buchstabe sein dessen sprachliche es gibt einen ansatz
37:00 diesem code zu entschlüsseln dies um so was sind häufig xy ist selten also man beweist jetzt also den durch statistik nachrichten die
37:11 wahrscheinlichkeit und das interessante daran ist ist auch etwas was man eigentlich täglich wenn man nachrichten guckt auch feststellt der
37:20 informationsgehalt von den seltenen zeichen der ist höher als der von den zeichen die häufig gesendet
37:29 das ist auch intuitiv so wenn sie von nachrichten setzen und dann hören sie das meinem augenblick wieder der nächste rettungsschirm wird aufgespannt denkt
37:39 sich jeder weiß ich ja eh schon die information die da drin steckt ist ganz gering und dann gibt es irgendwelche
37:45 interessanten sachen die man interessant findet von ihm selber findet es viele informationen zu müssen dass meistens die überraschenden schon sie heute abend
37:56 mal verziehen an dabei man auf merkt wenn man meint man halt viel information jetzt bekommen das ist eine überraschende dinge und ich das was die
38:04 gäste vom vorwissen der vortrag ist er auch schon gesagt und das macht sich jetzt der claude shannon zunutze indem er den informationsgehalt von einem
38:13 symbol dass wir das selbst informationen genannt also vom symbol dessen informationsgehalt das ist die wahrscheinlichkeit von diesem symbol
38:23 davon bildete den negativen ingrid musst du alles logisch musst du alles logarithmisch zur zur basis 22 informatiker zahl die wahrscheinlichkeit
38:39 zwischen 0 und 1 das heisst der lohn wird musst du alles von von der zahl zwischen 1 der ist auf jeden fall negativ deshalb hier vorne noch das
38:52 negative das minuszeichen da dran damit es insgesamt eine positive zahl wird das definiert man als den informationsgehalt von diesem ein
39:01 zeichen die entropie also wenn man die jetzt über diese einzelnen über diesen rhythmus duales von 1 durch pv sie das entspricht übrigens den negativen
39:16 logarithmisch du alles nur dadurch dass wir das eins durch p von as i rechner wird das ja eine zahl die größer als 1 jetzt können wir hier vernünftig die
39:29 bewirbt muss wales bilden die summieren wir x die wahrscheinlichkeiten und erhalten die entropie von dieser nachrichtenquelle entropie
39:41 ist im begriff den hat der klub aus der physik entlehnt früher waren ja mathematiker in der regel auch physiker und umgekehrt
39:52 der beschreibt diese begriffe entropie beschreibt die die information oder qualifiziert die informationen die aus einer quelle herauskommt und
40:05 insbesondere diese einzelne selbst information ist was interessantes wenn wir jetzt mal sowie quelle betrachten den münzwurf für sie
40:17 sie werfen ihm zu hoch legen sie auf die hand da kommt dann kopf der zahlen oder adler oder zahl oder was auch immer
40:25 wenn die münze einigermaßen gut geprägt worden ist dann sind übrigens gleich verteilt dass die wahrscheinlichkeit dass kopf kommt ein halb und die
40:33 wahrscheinlichkeit dass zeitpunkt ein halb jetzt steckt mir dass man in diesen mechanismus hier ein die selbst informationen von kopf ist der negative
40:43 logik muss lagers von ein halbes grad 1 die einheit die wir dieser dem informationsgehalt zuweisen das ist ein
40:56 bit klein geschrieben sie sehen hier beim münzwurf passt das auch gut wie wir das dann kodieren würden und der münzwurf der kommt null oder eins raus
41:08 wenn wir jetzt als zahl für zahlen und für kopf und 1 nehmen dass die information stellt die kann man eben gerade in einem diskutieren oder bei
41:22 einem würfel da gibt es jetzt eine anständige würfel ist sind die wahrscheinlichkeiten vor genau ein sechstel dessen 12 kommt 6
41:29 kommt die wahrscheinlichkeit also die zu ihnen die information von der 3 die es also ungefähr 25 8
41:47 das ist alles noch ein bisschen als ein bisschen trivial jetzt wirds aber interessant verknüpfen wir mal diese wahrscheinlichkeiten
42:02 hängen wir die mal aneinander wir haben jetzt komplexere nachrichten die da rauskommen aus diese informationsquelle nämlich symbol folgen
42:15 s1 ist zwei bis sn symbole hintereinander und jetzt entwickeln werden eine art damit zu rechnen dass sagen die gesamt wahrscheinlichkeit von
42:29 seiner symbol folge von denen jedes einzelnen die wahrscheinlichkeit pi hat das ist die wahrscheinlichkeit dieses symbol folge ist mp von s1 s2 und so
42:40 weiter bis vier von es denn dann wäre es das englische wort nehmen jetzt brauchen wir noch eine statistik wie häufig denn in englischen text
42:52 vorkommenden haar vorkommt und iphone kommt dass ermittelt man dadurch dass man viele studenten hinsetzt und buchstaben in shakespeare und in der
43:01 bibel in englischer übersetzung und in noch ein paar anderen büchern zählen lässt na ja heutzutage nimmt man computer
43:09 früher hat man mal studenten genommen das ist kein scherz das wirklich so der als das erste mal diese wahrscheinlichkeiten entwickelt wurden
43:21 zum beispiel dass die wahrscheinlichkeit dass man gleich steht nimmt die augen zuhält und den englischen text rein eintippt das dann in t unter dem
43:29 bleistift steht diaz 0 076 das ist ein haar ist es 00 42 das ist eine ist es immerhin schon 0 1
43:41 dafür gibt es so eine art wörter nase wahrscheinlichkeit tabellen die nennt man einen korpus das ist ein der brown
43:49 university in amerika zum ersten mal ermittelt worden für die englische sprache deshalb aus den branchen korpus mittlerweile gibt es für alle sprachen
43:58 und die uni in freiburg im breisgau die ist heutzutage zudem zum hüter von diesen thesauri von diesem hobby geworden in denen solche
44:12 wahrscheinlichkeiten den stiefel ganz viele verschiedene sprachen wenn man jetzt also dieses der hier mal zusammenrechnen mit das ts so
44:21 wahrscheinlich das haar ist so wahrscheinlich ist so wahrscheinlich dann kam raus dass das wort mit der wahrscheinlichkeit von 3,2 x 10.4 im
44:30 englischen buchstabensalat auftaucht sagt absichtlich buchstaben sind denn unsere unsere lebenserfahrung sagt uns natürlich wenn man englisches buch
44:41 aufschlagen mit dem bleistift hindeuten die wahrscheinlichkeit dass dann unter bleistift erscheint ist nicht so in der
44:49 größenordnung von 0 03 das ist ziemlich viel häufiger das führt uns zudem nächste nächsten belegung dass die wahrscheinlichkeit von
45:02 sf unserem symbol in der zeichenkette in der sprache durchaus nicht so so unabhängig von den zeichen ist sie dumm rumstehen einzeichnen april von context
45:19 zum beispiel ist die wahrscheinlichkeit von dem haar englischen buchstabensalat 00 42 aber die wahrscheinlichkeit dass wenn t da war das s1 ist gleich t
45:36 das dann in h kommt ist 03 in der hälfte der fälle nachdem kommt nach dem tee in der englischen sprache bei 0 3 der fälle bei
45:47 drei zehntel der fälle kommt nach dem tee im englischen text noch ein haar so ist die sprache eben wenn man jedes einzeln betrachtet jedes buch jeden
46:00 buchstaben einzeln betrachtet ohne kontext denn wer der informationsgehalt von dem sehr 11,6 fit wenn wir die im kontext
46:08 betrachtet ist er nur noch 65 bitter aber es kann natürlich argumentieren wenn man in th findet dann ist es ziemlich wahrscheinlich dass danach auch
46:18 eine kommt und danach leerzeichen und die sind nicht unabhängig von den vorgängern und den sowas wie den branchen korpus da steht auch genauso
46:29 was drin die studentin musste nicht nur einzelne buchstaben c mussten auch so buchstaben triple und quadruple und sowas zählen
46:38 es hat ein paar jahre gedauert und das führt uns dann dazu dass die informations rate in englischen
46:48 buchstabensalat ungefähr 47 6 bit pro buchstaben ist dass die informations rat den englischen text 4 14 bit ist und wenn man englischen text wort weise
47:00 betrachtet das ist ungefähr 97 bit pro wort das heißt wir bräuchten pro buchstabe wir bekommen dann pro buchstaben
47:10 ungefähr 2 bit und dass diese überlegung diese betrachtung über die informationsgehalt von buchstaben für das natürlich auch sofort zu effizienter
47:22 codierung von buchstaben der cloud schäden hat es sogar bewiesen dass hier im satz von der ausfallen quell codierung dass wenn die entropie von
47:35 seiner nachrichtenquellen expat ist das ist einen code gibt der dessen code länger als die länger von den code wörter nähe hat diese six an wir es noch
47:48 ein kleines y dabei das ist ein existenz beweis der coach einen hut es ist ihm nicht gelungen solche codes zu konstruieren erwarten
48:01 den forschern ist es nachher in den 60er und 70er jahren durchaus gelungen solche codes zu entwickeln die da ganz nah an die entropie rand kommen und in anderen
48:14 vorlesung multimedia erzähle ich finde auch mehr drüber das stichwort heißt haften konnten das stichwort heißt insbesondere der
48:22 arithmetische kompression also die mittlere klänge kann die entropie annähern wir können fast optimale co zu
48:34 entwickeln für die information die wir darstellen wollen das wird es im täglichen leben nicht immer machen
48:41 das ist noch was anderes pro buchstabe in so einem englischen buchstabensalat haben wir 4,76 bit wir benutzen und seinen computern 7 oder 8
48:53 bit also noch ein bisschen verschwendung ich mache mir deshalb war es dann vielleicht effizienter oder einfacher hinkriegen naja das mit 4,76 bit geht
49:04 sowieso schlecht müssen wir auf runden auf 5 glaubt man zumindest zunächst der code für für informationen besteht also aus der nachricht bislang plus ein
49:20 wenig redundanz redundanz das hört sich jetzt an die überflüssig und schlecht das ist aber eventuell gar nicht so schlecht das merkt man bei main zeitung
49:30 liest oder ein buch liest wenn da ein druckfehler drin ist kann man es meistens trotzdem noch verstehen das kommt weil in unserer sprache in
49:37 derartiger sprache aufschreiben viel redundanz drinsteckt redundanz kann man auch zur fehlerkorrektur zur versicherung benutzen
49:58 ja wenn wir die information also die nachricht aus der informationsquelle
50:08 codiert haben mehr oder weniger optimal man kann sie auch sehr gut kodieren habe ihn gesehen da muss sie vielleicht noch
50:17 verschlüsselt werden dann wird sie gesendet von von gerät dazu muss sie noch codiert werden so dass man es in dem kanal vernünftige betragen kann
50:30 im kanal kommen störungen dazu und der empfänger bekommt ein verfälschtes signal das merken auch eine vorlesung es laut
50:39 ist dann verstehen sie mich nur manchmal aber nicht immer und so weiter stöhr signal zum beispiel dass du geboren aber auch wenn ihr nachbar die ihre
50:53 nachbarin in bonbonpapier raschelt oder sonst was dann stört es vielleicht schon danach wird entschlüsselt der quell decoder ziel der kommende sehr
51:07 übertragung der macht dann wieder eine nachricht raus in der originalform die soll im wesentlichen der hier oben entsprechen und dann kann es am ziel
51:17 konsumiert werden die übertragung die findet zwischen computern stadt die villen im computer statt die findet auch zum speicher statt
51:28 wenn wir können diesen kanal hier auch als speichermedium begreifen es würden war schon in der vorlesung nicht machen
51:38 auch in die technik informatik nicht machen aber speichern auf festplatte nur der ssds ist tatsächlich nicht so trivial wie man vermuten könnte nicht so
51:49 einfach wie man vermuten könnte sondern das ist durchaus eine kompliziertere geschichte
51:58 im letzten kapitel von dieser veröffentlichung von schäden und viva wird da noch die kommunikation ein wenig eingeteilt erstens sind kommunikation
52:11 eine allgemeine definition kommunikation ist ein lebewesen oder maschinen anderes lebewesen oder andere maschine beeinflusst und das muss man natürlich
52:21 aufteilen das technische problem dass hier gelöst wird hier auf der rechten seite eventuell auch noch auch noch wenn das zweites noch an das semantische
52:33 problem also symbole und ihre bedeutung und das ist ein wichtiges kapitel für die informatik die bedeutung von symbolen und als letztes das ist eher
52:46 was für kommunikationswissenschaftler das effektivitäts problem der einfluss der bedeutung
52:54 was ist das wenn man wenn meine frau mir sagt ich soll etwas erledigen ich verstehe das zwar aber ich mache dann irgendwie doch nicht
53:03 das ist das effektivitäts problem manchmal verstehe ich habe auch nicht was sie will dass das semantische problem
53:10 und weil ich eine menge schwerhörig wäre gibt es auch noch ein technisches problem dass ich manchmal das akustisch nicht verstehe also die die drei
53:20 schichten der kommunikationswissenschaften wir kümmern uns um das technische problem in der informatik um das
53:29 technische problem und in der semantischen problem die kommunikationswissenschaftler kümmern sich darum
53:37 aber da wird eben auch psychologie und so was dazu in diesem kapitel in diesem abschnitt 2 abschnitt zwei möchte ich überzahl darstellung sprechen
53:52 und das ist eigentlich was sie alle in der schule schon haben ich möchte also bitten geduldig zuzuhören
54:00 es kommt dann gleich auch noch was was sie vielleicht in der schule nicht hatten es gilt generell für die vorlesung
54:07 manche von ihnen haben vielleicht dinge die ich hier erzählte schon hören sie trotzdem weiter zu denken sie nicht erzählt dann den ganzen rest der
54:16 vorlesung klassischen hat das kritische beim beim schlafen wenn jemand etwas erzählt dass man schon kennt ist das rechtzeitig wieder aufwachen so dass man
54:27 das mitbekommt dass man vielleicht noch nicht kennt das kann ich ihnen versprechen dass manchmal vorlesen was dann kommt das noch nicht gehört haben
54:37 also gucken wir uns um zunächst bei der zahl darstellung um die ganzen zahlen also sowas wie die drei und vier und 17 und die 42 und - 3120 als erstes es gab
54:58 viele zahlen zahlsysteme historisch gesehen wer asterix und obelix ließ der weiß dass die römer auch ein interessantes zahlsystem hatten
55:09 das hat auch irgendwie ganz gut funktioniert das einzige problem ist man kann nicht ständig damit rechnen wenn man irgendwie so die römische neuen und
55:21 die 1990 1992 untereinander schreibt zusammenrechnet da kommt etwas ganz anderes was gar nicht so aussieht also dazu passt wenn es beim rechnen sehen
55:36 damit kann man schlecht rechnen und mit der keilschrift und solchen sachen kann man auch schlecht rechnen gut rechnen kann man sieht man auch am ab akkus mit
55:47 welchen stellenwert systemen und deshalb wollen wir natürlich hier auch verwenden das politische zahlsystem so eine zahl die stellen wir da als die summe von
56:01 irgendeinem von irgendeiner ziffer oder koeffizienten mal die basis hoch also das geht bei null los einmal was ist hoch 0
56:17 irgendeine zahl auf 0 gibt immer eins also dass die hinterste stelle und je nachdem wie das läuft von null bis eins von 0 bis 9
56:26 von null bis 15 und so weiter könnte auch für 0 bis 17 laufen wenn man es wirklich wollen da muss dann eben die basis dazu passen
56:36 wenn die iaa ist von null bis neun gehen dann muss die basis 10 seien sie noch 0 ist 1 das heißt wir haben die einer stellen und als nächstes haben wir zehn
56:49 noch eins das ist eins landen die zehn erstellen 1492 ist die summe von 2 x 1 10 uhr + 9 x 10.7 noch 1 plus 4 mal 10 hoch 2 plus 1 mal 10 hoch 3
57:10 wenn wir das ganze zur basis zwei schreiben dann benutzt verwenden wir nur die ziffern 0 und 1 als basis 2 dann sind also diese entweder 0 oder 1
57:23 hier steht ja nicht kleiner das heißt dass 1492 das schreiben war als ein mal 1024 + 0 x 512 oder 1024 512 15 36 ist schon größer als 1492 kann da
57:41 also nicht drin stecken 1492 plus 1 x 256 bis 128 plus 1 x 64 x 230 1 16 08 1 x 40 x 20 x 1 angeheizt jetzt da hier hingehe und alle die
58:02 ziffern aufsammeln hier ist die null die steht da hinten dann noch besteht auch hier dann die einst die steht da 10 jetzt hier 31
58:14 die 226 64 dann die 0 512 101 von 1024 jetzt haben wir eine zahl nicht in siena system aufgeschrieben sondern binär
58:27 aufgeschrieben das kann sich natürlich fragen wie sinnvoll ist dass man die haben ja immerhin zehn finger und das ist doch viel besser so
58:36 im dezimalsystem zu besitzen naja die und wir menschen können auch ein bisschen einfacher denkt mit den 0 anhängen und sowie sachen 2 system
58:48 können eben die computer besser rechnen weil die die beiden zustände leitend und nicht leiten von dem transistor weil es so praktisch ist zu hohen integration um
59:01 milliarden von transistoren auf einem chip integrieren zu können transistoren die nur unterscheiden zwischen leitend und nicht leidend 0 und
59:13 1 ich habe hier noch mal diese zahl 1492 in drei vierergruppen einige aufgeschrieben hier in diese kleinen kästen rein
59:24 sie sehen hier 0010 hierhin und dann die nächste vierergruppe 1 1 0 1 und die nächste vierergruppe 0 1 0 1 hiervon nur leider vor gedacht jetzt haben wir hier
59:38 in einer 12 bit jetzt gucken wir uns das mal an lippen zahlsystem zur basis 16 weil die 16er potenz von 2 ist zwar noch vier kriegen wir in jedes von diesen 16
59:54 zeichen 4 bit hinein wenn wir jetzt dieses zeichen hier angucken das ist ein vier die repräsentieren wir als vier dass der formel 0 x 8 1 x 40 x
1:00:10 2 1 x 1 gibt es fünf und hier haben wir einmal acht plus einmal 14 12 immer noch 12 + 1 gibt 13 13 sitzen dezimalsystem schon zwei ziffern escom
1:00:28 llc nicht brauchen deshalb zählen wir mal weiter 10 ist a11 ist b12 ist c 13 usd 14 und 15 ist f haben wir hier mal ne d 1
1:00:44 das haben wir die hintersten 4 auf die vier abgebildet dann die nächsten 4 auf sd- und dann 4 auf die fünf abgebildet und deshalb ist im hexadezimal system
1:00:55 das 1492 5d 44 mal nach dem kleinen dollar davor damit klar ist dass es sex gemeint wir könnten auch im haar hintendran mal
1:01:06 statt dem dollar vorne dran und dann wäre auch wieder klar dass das das hexadezimal system bezahlsystem zur basis 16 ist das ist deshalb für die
1:01:18 informatiker nützlich und schön und angenehm und gut weil man diese lang 10 ketten schlecht lesen kann sich der öfters mal irrt wenn man das anschaut
1:01:34 und außerdem ist es kompakte wie informatiker benutzen gerne wenn wir die zahlen anschauen die im computer wie stehen diese hacks codierung das ist
1:01:46 eigentlich eine ganz einfache sache und ich möchte hier auch nochmal erwähnen also hexadezimal zahlen darstellung oder stadt armenia darstellung oder neben der
1:02:21 binär darstellung ein blick noch
1:02:49 mal gucken so jetzt versuche ist wieder der zahl bereich und das hat durchaus relevant und wichtig für uns welche zahlen kümmert darstellen im
1:03:13 dezimalsystem können damit drei ziffern jeden fall nur bis neuen zahlen von null bis 199 darstellen im normalen leben denkt wenige wissen
1:03:27 zahlreiche darstellbare zahlreiche da wenn wir uns mal anschauen brechen papiere mit kästchen da gibt es einfach viele genug
1:03:36 nebeneinander damit wir die größte zahl die uns jemals in den sinn kommt auch so aufschreiben können sind das da habe ich mein telefon nicht ausgestellt
1:03:59 das muss man schnell ändern ok
1:04:14 ja die der zahl bereich von 0 bis 999 mit drei ziffern oder von 0 bis 9 1999 mitglied sie mal ziffern wenn man es mit witz angucken mit 10 bit können wir
1:04:33 zahlen zwischen null und 1023 darstellen ich habe hier so in anführungszeichen ein kilo - einst geschrieben mit kilos
1:04:45 hier gemeint zb beim kino backte das ähnlich 1000 bzw bis zu 1024 byte mit 20 bit darüber zahlen von null bis 1024 x 1024 -1
1:05:02 darstellen mit 32 bezahlen von 0 bis 4 4 milliarden 2 490 millionen 967 1295 das ist eben zwei hoch 32 - 1 das führt uns dann auch
1:05:18 gleich noch zum adressbereich von 32 bit rechner aber das sehen wir dann bei der rechner architektur nochmal ein also in 10 bit
1:05:28 können wir zahlen zwischen 0 1023 darstellen so bisher noch nicht können sind negative zahlen darstellen
1:05:46 negative zahlen die stellen wir im dezimalsystem arbeiten dadurch dass wir für unsere zahlen noch - machen bei positive zahlen machen wir
1:05:59 kein - positive zahl steht einfach nur nix davor wenn sie so wollen ein implizites plus eigentlich müssten wir ja nicht nur dass minister vorschreiben
1:06:11 sondern auch das plus der vorschein manche leute machen das sogar aber der regel macht man es nicht also wir codieren wenn wir zahlen die
1:06:20 ganze zahlen auf schreiben wollen also zahlen zwischen - endlich bis unendlich sozusagen ganze zahlen dann kodieren wir das minus mit einem minuszeichen und das
1:06:32 plus in dem wir den platz frei lassen so ähnlich könnte es auch mit binär zeichen machen wir nehmen hier hinten den absoluten
1:06:41 betrag zum beispiel 7 build für den absoluten betrag bekommen wir null bis 127 darstellen und dann schreiben wir hier vorne noch eine 14 minus 1 und 0
1:06:53 film + dann haben wir ein zahl bereich von mit 8 bit 256 werte könnten wir haben wir haben aber nur minus 127 bis +100 27 zwischendrin die null nur 255
1:07:12 werte die null taucht zweimal auf die null ist lauter nullen 8 stück und die nuss außerdem -0 hier vorne eins hinten hier hinten als betrag lauter nullen
1:07:26 bei dieser zahl darstellung gibt es die negative 0 das ist nicht wirklich schlimm aber naja es ist ein bisschen verschwendung das
1:07:37 unangenehm ist wenn man hier mit einfach mal so munter los rechnet muss man das ergebnis sorgfältig interpretieren die rechen regeln dafür
1:07:48 dies ist nicht einfach zumindest nicht so einfach wie wir es uns wünschen würden einfach genug um sie zu verstehen aber nicht so einfach dass wir sie
1:07:57 schnell mit ein paar transit bohren und so weiter aufbauen können auf dem weg zu was mit dem man gut im computer rechnen kann hat man ein
1:08:11 bisschen nachgedacht und so eine stellen kompliment darstellung entwickelt stellen kompliment darstellung
1:08:22 da nimmt man die biz für die zahl ohne vorzeichen also zum beispiel für 263 nummer 63 das wäre positiv diese zahl
1:08:35 und wenn wir sie negativ haben wollen dann drehen wir jedes bild einzeln aus einer einst würde nur aus 100 bis 1901 bis alles so dastehen
1:08:54 das wäre es dann die -63 einfach aus den einzeln nur machen aus einem 0 1 machen das kann man mit einem ganz einfachen schaltkreis hinkriegen unseren
1:09:08 schaltkreis so inverter den werde ich ihn auch noch im kapitel rechner steckt zeigen jetzt haben wir zahlen von minus 127 bis
1:09:22 0 dann noch 0 1 plus 127 denn die negative 0 also wir haben einerseits diese 0 hier und andererseits diese 0 die negative 0 die haben immer noch
1:09:33 eigentlich hätte ich hier vor diesen 0 auch noch ein kleines minus rein machen können damit kann man schon ordentlich rechnen
1:09:41 habe die rechen regeln sind nur noch etwas besonders man bemüht sich nochmal macht es noch ein bisschen besser ganz einfach sind
1:09:53 die rechen regel mit dem basis kompliment beim basis kompliment da macht man aus der zahl 63 die -63 gestellt man da in dem man
1:10:04 wieder jede stelle komplementiert und danach noch eins dazu addiert die -63 sieht also so aus der erfolg ist dass man nur noch eine
1:10:22 null hat nämlich diese da und dass das hier ist dann die -4 das ist die - 1 das ist die null dass die +3 die -63 wenn wir jetzt acht
1:10:42 bit schreibweise schreibt sieht so aus das angenehme ist das und das hier nehmen kann so wie es da steht und in so ein agiler reinstopfen kann über das
1:10:53 muss man aussprechen unsere reinstopfen kann und wir bekommen das richtige ergebnis können sie auch durchaus mal wenn sie lust haben bühne
1:11:04 agieren probieren wir werden beim nächsten mal auch noch über addieren binär addieren sprechen die umrechnung macht jetzt ein bisschen
1:11:13 arbeiten muss nicht schließen zu diesem in wersen da sind kompliment noch die einst dazu addieren aber das stellt sich als relativ
1:11:23 einfache aufgabe heraus dass können computer auch recht schnell als nächstes müssen operationale zahlen sprechen
1:11:40 brüche einhalb ein drittel und so weiter eine schreibweise und das ist auch die die wir menschen so im täglichen alltag benutzen ist den ganzseitigen anteil
1:11:57 hinschreiben und dann den gebrochenen anteil hinschreiben 05 ist sowas ein halb oder 12,6 25 da ist der ganz eilige anteil die 12 der gebrochene anteil ist
1:12:11 die 62 5 das machen wir wieder im stellenwert system decima für die beiden teile einzeln für 12 und für die 625 detail
1:12:21 nach dem komma und damit lässt sich auch eigentlich schon ganz gut leben wo es nicht mehr gut funktioniert dann auch noch ein bisschen drüber sprechen
1:12:37 das ist bei klitzekleinen zahlen und super großen zahlen klitzekleine zahl da gehen uns vielleicht irgendwann die stellen aus insbesondere wenn der
1:12:53 computer rechnet beschränkte stellenzahl hat dass es ineffizient das sind viele unterschiedliche kleine zahlen werden dann auf die allerkleinste
1:13:05 zahl die es gibt abgebildet mit 0,0 und so weiter es ist noch hässlich übrigens gibt es noch ein weiteres etwas störendes phänomen das ist dass manche
1:13:21 brüche hier sich in dieser dezimalstelle geschlossen darstellen lassen dass die unendlich viele nachkommastellen haben 16 drittel zwei drittel 4344 drittel
1:13:39 also diese darstellung als gesamter ganze zeit gebraucht hat die kammer natürlich die wurde auch mit zeitlang in den
1:13:48 computern für rationale zahlen benutzt hier vorne das vorzeichen natürlich für die gesamte zahl und dann den ganztägigen anteil und
1:13:59 hier den gebrochenen anteil kommt ein halb drinnen voran steht nur eins da kommt ein viertel drin vor und so weiter so kann man das durchaus betreiben
1:14:12 angelehnt an diese schreibweise dafür kann man auch rechenwerke bauen die sind auch gar nicht mal so kompliziert reale zahl also die die dann
1:14:28 noch übrig bleiben als sich zu unseren ganzen zahlen und zu den rationalen zahlen zu den brüchen für die haben wir natürlich immer nur einen ehrungs
1:14:42 darstelle auch für so was wie viel drittel oder so was haben wir eigentlich nur einen ehrungs darstellung für die auch nur für pi und wurzeln 2 und all
1:14:51 solche sachen ich habe hier hin geschrieben ist ungefähr gleich und hier auch wenn wir hinreichend viele stellen verwenden
1:15:05 dann stürzt nicht beim rechnen wenn sie sich überlegen wie viele tonnen kies wir brauchen für den kreis bundes loch dann können sie auch mit 314 benutzen und sie
1:15:19 haben immer noch genug kies und da rein zu schicken für solche berechnungen tut sogar gleich drei als näherungswert wenn sie sich
1:15:31 laster mit kies kommen lassen für schwimm em in polen zu spielen wollen manchmal reicht es aber auch nicht so manchmal reicht es aber auch
1:15:46 nicht und diese frage wann diese rundung fehler die wir hier machen weil wir abschneiden auf die stellenzahl
1:15:58 wann sich die katastrophal auswirken oder nicht das ist etwas mit dem sich die numerische mathematik beschäftigt da gibt es auch algorithmen in den
1:16:08 rumänischen mathematik von denen weiß man dass sich rund ums fehler in manchen fällen katastrophal auswirken die sollte man dann vermeiden und es
1:16:22 gibt andere algorithmen die sind gutmütiger gut konditioniert und die sollte man dann in der regel nehmen diese frage beantworten in amerika wir
1:16:31 informatiker wir versuchen mir vernünftige anzahl stellen zur verfügung zu stellen in unserem rechenwerk bzw
1:16:41 in der zahl darstellung und jetzt komme ich drauf wie man solche rational und reellen zahlen bzw die näherungswerte davon näherungswert von einem drittel
1:16:53 die näherungswert planungsrat von wurzel 2 beziehungsweise die gebrochene zahl vernünftig darstellt mit den sogenannten floating point zahl und dann machen wir
1:17:04 nächsten schritt das war aus diesem ganz eigenanteil und gebrochenen anteil dass wir das normalisieren normalisieren bedeutet dass wir dafür sorgen dass wir
1:17:23 diese zahl die man wisse derzeit darstellen können als er zwischen 0 und 1 die erste nachkommastelle soll um gleich null seien also die erste
1:17:39 nachkommastelle soll wenn man mit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 aber nicht nur also aus
1:17:49 alles machen wir 0 1 x es müssen wir uns merken wie viel verschoben haben 10.06 aus der da nur als allgemein gg die dggg die idee machen wir 0 gegen die
1:18:08 ddr drei das ziel noch drei diesen dreier darum den exponenten von der basis zu den märkten bei uns die muss man es auch separat irgendwo
1:18:22 aufschreiben den schreiben wir hier auf wenn man diese floating potenzial darstellen hierhin kommt jemand sehen also dass da immer eine gebrochene zahl
1:18:31 zwischen null und eins und den exponenten hier von 10 bzw so wie wir es dann wirklich machen den exponenten von der 2 wir tragen weiter
1:18:42 vorne ein und dann brauchen wir auch ein vorzeichen die beim binären zahl darstellung ist dass sie natürlich denn
1:18:51 das dazu basis 2 das hier exponent auch zur basis 2 und hier vorne ein bild das vorzeichen sie werden sie jetzt vielleicht fragen hier gibt es ja
1:19:03 auch mal - eine ganze zahl oder positive zahl in diesem exponenten ist er das vorzeichnung exponent auch noch codiert allerdings so dass sie automatisch auf
1:19:17 den exponenten zum beispiel 64 das was drauf als die jetzt wird je nachdem wie viele bis man hier verwendet so ein offset das habe ich hier unterschlagen
1:19:29 auf der folie aufzuschreiben wenn also die der exponent werte zwischen minus 64 im plus 63 haben kann sie im bid dann addiert man immer
1:19:41 automatisch eine 64 drauf das bedeutet dann dass 0 eigentlich 64 ist und 127 +63 entspricht 64 dann genau null entspricht mann
1:19:57 kann sogar noch eine stelle genauigkeit gewinnen mit diesem netten trick den hier unbedingt erwähnen muss wenn man normalisiert dann weiß man ja dass die
1:20:11 erste ziffer hinter dem komma keine null sein soll im dezimalsystem kann eine 12 bis zur neuen vorkommen im binärsystem kann er
1:20:22 11 vorkommen wenn man weiß dass da also immer der 1 steht kann man sie auch weglassen und gewinnt hinten ein bit genauigkeit weil wir die weglassen und
1:20:34 dann steht eventuell doch vorne null dran aber hier hinten noch eine ziffer mehr dieses eine zu vermeer ein bit mehr bringt nochmal ein bisschen genauigkeit
1:20:43 die genauigkeit die interessiert uns durchaus typische formate für solche floating point zahlen sind standardisiert in ansi beziehungsweise
1:20:56 alte prix an american nations andel's in star trek strich international electric electro mechanical engineers electronic engineers vereinigung wie in deutschland
1:21:15 tvd edel verbieten die haben in dieser standard 3 754 da hinten steht nur für die jahreszahl
1:21:27 standardisiert wie man solche floating point zahlen darstellt und die single precision floating point zahlen wir werden das nach beim programmieren
1:21:36 benutzen sie haben 23 bittmann sitze 8 mit exponent mit diesem diesem die astra bayers drauf gerechnet immer 128 dazu addiert und dann natürlich noch einen
1:21:49 vorzeichen damit war auf 32 kommen beziehungsweise und 52 bittmann cissé 11 mit exponent plus ein bit vorzeichen gibt 64 bit
1:22:02 das ist doppelt zahlen da gibt es noch eine extended mit 80 bis für viele aufgaben reicht ein single immer anständig genauigkeit
1:22:14 haben will kann man damals benutzten insbesondere weil man hier vielleicht noch mal ins all bereich nach oben und überschreitet die 32 bit lottozahlen gar
1:22:32 nicht so schwer mit floating point zahlen rechnen ist ein bisschen komplizierter als mit ganzen zahlen zu rechnen
1:22:41 deshalb gibt es in vielen computern auch eine ein spezielles stück hardware die floating point unit mit so etwas umgehen
1:22:59 jetzt möchte ich in den verbliebenen acht minuten noch ein wenig über rechnen sprechen rechnen mit diesen zahlen das addiert im cd system
1:23:13 ich habe es in der schule gelernt ich weiß nicht wann in der grundschule in der zweiten klasse oder so ähnlich was eigentlich mehr genau
1:23:25 addiert man und das ist das schöne an unseren stellenwert system da kann man stellenweise addieren wir schreiben also eine zahl hin 1513 plus
1:23:39 2112 und weil wir bei diesen zahlen wissen die hintersten sind die einer dann kommen die zähne da kommen die 100 werden kommen die tausender können wir
1:23:49 auch alle einsatz zusammenrechnen alle zähne zusammen rechnen alle 100 tagen alle tausende zusammenrechnen und wir wissen das einfach genug 3 plus
1:23:58 2 5 als +1 gibt 25 +1 gibt 61 bis 23 da geht es mir dass die lehrerin in der schule uns allen das erklärt bitter hat super klar verstehe ich in der letzten
1:24:19 stunde kam sie mit dem gemeinheit dass es nicht immer funktioniert ich kann mich noch heute daran ich war maßlos enttäuscht jetzt hatte ich etwas
1:24:27 verstanden und dann geht es gar nicht so ich habe mich richtig so ein bisschen betrogen gefühlt
1:24:34 es gibt ja diese kleine komplikationen ja drei +25 aber zwei plus 9 11 und wie schreibt man diesen diesen zehner dann dahin beziehungsweise hier in diesem
1:24:44 fall während jahrhunderten der muss ja ins nächste rein und da muss man irgendwie so ein pünktchen mal einen kleinen 1er hin oder wieso den daumen
1:24:51 sich merken oder etwas ähnliches um das hier auf die nächste stelle ist nämlich 5 + 16 aber weil wir hier noch den übertrag haben gibt es sieben ok gelernt
1:25:03 und dann beim nächsten mal kamen sie mit der gemeinheit an dass die sich dieser übertrag von rechts nach links ganz durchziehen kann
1:25:09 wenn es blöd läuft 999 +1 man muss hier brechen regeln auswendig lernen wir müssen auswendig lernen was eben 2 +3 ist und 12 jahren gut kam den fingern
1:25:29 machen geht aber nicht so schnell irgendwie muss man es auswendig lernen übung hilft auch oder 7 + 8 es gibt eben 15 in derselben stelle und
1:25:37 ein übertrag 1 niemann sich merken muss mitnehmen muss im binären fall wird übrigens einfacher da muss man zwar häufiger irgendwelche stellen zusammen
1:25:51 zählen weil die zahlen einfach mehr stellen haben aber was was man sich merken muss es ganz einfach 0 +0 ist nur +1 gibt 110
1:26:00 gibt auch eins und eins plus eins gibt nur mit übertrag 1 und schon geht's rechnen los hier nur bis 111 plus eins gibt nur übertrag 1 den märkten wollen
1:26:12 science + 0 gibt 1 müssen überall 1 nach und so weiter die rechen regeln dafür sind ganz einfach und sie werden dann sehen dass man das mit ein paar
1:26:26 transistoren implementieren kann man braucht gar nicht so viele transistoren das ist recht überschaubar und daher so und 8 beta dir werk wenn man wirklich
1:26:39 will kann man sich das auch noch in heimarbeit in einem sonntag oder so ähnlich zusammen löten muss man nicht wirklich wollen könnte man aber es ist
1:26:50 gar nicht so schwer auszumachen diese stellenweise addieren und jetzt kommt wieder der moment wo man
1:26:59 sich denkt ich hab's kapiert die gemeinheit es gibt da noch ein problemchen das problem ist die beschränkte
1:27:08 stellenzahl in der schule passiert einem das problem nicht gerade schreibe ich doch was wer ist denn somit wenn man agieren will
1:27:24 das zeug hier hin zu schreiben drei plus 5 gibt 819 gibt 0 übertrag 1 bei unserem computer haben wir leider genau dieses problem dass wir eine beschränkte
1:27:42 stellenzahl haben das ist der grösste darstellbare teil geben dass sie gar nicht so weit weg ist wenn wir binär darstellen und 32 bit
1:27:51 benutzen man kann es eben schon mal passieren dass man zwei zahlen addieren und dass das resultat nicht mehr in 32 bit
1:27:59 darstellbar ist hier am beispiel 8 bit wären 0 + 14 vorne es interessant 1+1 gibt nun übertrag 1 aber weil wir eben nur hier 8 bit haben fällt die irgendwie
1:28:14 so raus das ergebnis was hier raus kommt die zahl plus die zahl kann sicher nicht die zwar seien da haben fehler bei
1:28:27 beschränkter stellenzahl kann etwas passieren da fest überlauf beim 32 bit rechnen sie wahrscheinlich bei 16 mitrechnen 8 bit rechnen so was was hier
1:28:37 drin vorkommt was mit programmieren muss kann einem das durchaus passieren es gibt noch einen zweiten dummen fall wenn wir zwei positive zahlen hier addieren
1:28:49 gehen wir mal davon aus wir arbeiten stellen komplementsystem oder das komplementsystem ist egal wenn wir diese beiden zahlen hier die positiv sind nun
1:28:59 die vorderste stelle ist ja nicht 1 wenn die beiden zusammen addieren kommt diese zahl raus sieht eigentlich noch ganz gut aus aber an der tatsache dass die
1:29:10 vorderste zahl eine eins ist kann man ja das ist eine negative zahl ist so war das ja hier
1:29:23 negative zahlen da steht vorne in meiner 1 da das kommt auch durch die art und weise zustande wie die machen
1:29:31 komplementieren das heißt hier ist auch das falsche ergebnis herausgekommen da ist eigentlich auch in ober floor ausgekommen und die arithmetik die wie
1:29:43 man baut eine recheneinheit die muss damit umgehen können die muss das merken das ist aber gar nicht so schwer die schaltung dafür zu bauen wenn die
1:29:52 beiden vordersten zahlen 1 sind die summe hier nur gibt aber wohl ein fehler wenn die beiden zahlen positiv sind es kommt negative zahl raus haben wir auch
1:30:00 ein fehler dafür kann man relativ einfach eine schaltung bauen wenn sie mich jetzt fragen zu können sie also irgendwie
1:30:08 agieren hier in der schule habe ich dann auch subtrahieren gelernt dann bezahlen negativ hinschreiben können dann können wir auch so addieren a - b zu trainieren
1:30:21 ist ja in wirklichkeit oder anders hingeschrieben sagen wir mal lieber plusminus b ich mache aus der zahl b die ich von abziehen will negative zahlen
1:30:32 sie dazu das ist ein klassischer informatiker ansatz etwas was wir nicht können auf etwas reduzieren was wir schon können wir können addieren und wir
1:30:42 können kompliment nehmen also können wir auch subtrahiert und schon sind wir zufrieden es muss mal wieder das ergebnis
1:30:49 anschauen die hier oben gucken das ist ein paar kleine regeln die eine zahlen positive zahl negativer zahl was kann rauskommen einhalten und dann
1:31:03 ist es auch schon gut so damit eine minuten überzogen ich danke ihnen für ihre geduld wir sehen uns dann nächsten dienstag morgen
1:31:13 zu neuen hier wieder und wenn inzwischen durch nachfragen einfallen in der übung ab donnerstag stellen bzw in die vorlesung mitbringen oder auch
1:31:23 vielleicht per e mail ich wünsche einen schönen abend