BW Abitur Informatics key terms

Eine eindeutige, endliche Folge von Anweisungen, die aus einer Eingabe in endlich vielen Schritten eine Ausgabe erzeugt. Determiniertheit, Terminierung und Eindeutigkeit gelten als zentrale Eigenschaften.

Eine organisatorische Festlegung, wie Daten im Speicher angeordnet und über Operationen wie Einfügen, Suchen oder Löschen zugänglich gemacht werden. Die Wahl beeinflusst Speicherbedarf und Laufzeit der Algorithmen.

Die Angabe, wie die Anzahl der Rechenschritte eines Algorithmus mit der Eingabegröße wächst, meist in der O-Notation. Man unterscheidet Worst-Case, Best-Case und Average-Case.

Eine asymptotische Schranke, die das Wachstum einer Funktion nach oben abschätzt. f(n) = O(g(n)) bedeutet, dass f ab einer Stelle höchstens ein konstantes Vielfaches von g ist.

Ein Suchverfahren auf einem sortierten Feld, das die Suchhälfte in jedem Schritt halbiert und so logarithmische Laufzeit erreicht. Voraussetzung ist direkter Zugriff auf mittlere Elemente.

Algorithmen, die eine Folge von Elementen nach einer Ordnungsrelation anordnen, etwa Bubblesort, Mergesort oder Quicksort. Sie unterscheiden sich in Laufzeit, Stabilität und Speicherbedarf.

Ein Verfahren, bei dem eine Funktion sich selbst mit verkleinerter Eingabe aufruft, bis eine Abbruchbedingung greift. Jeder Aufruf benötigt einen eigenen Speicherrahmen auf dem Stack.

Eine lineare Datenstruktur nach dem LIFO-Prinzip, bei der nur das zuletzt eingefügte Element zuerst entnommen wird. Sie dient unter anderem zur Verwaltung von Funktionsaufrufen und Klammerprüfungen.

Eine lineare Datenstruktur nach dem FIFO-Prinzip, bei der Elemente am Ende eingefügt und am Anfang entnommen werden. Typische Anwendungen sind Warteschlangen und Breitensuche in Graphen.

Eine Datenstruktur aus Knoten, die jeweils einen Wert und einen Verweis auf den nächsten Knoten speichern. Einfügen und Löschen gelingen ohne Verschieben, Zugriff erfolgt jedoch nur sequenziell.

Eine hierarchische Datenstruktur aus Knoten mit genau einer Wurzel, bei der jeder Knoten außer der Wurzel genau einen Elternknoten besitzt. Bäume modellieren Verzeichnisse, Ausdrücke oder Entscheidungen.

Ein Baum, in dem jeder Knoten höchstens zwei Kinder hat, die als linkes und rechtes Kind unterschieden werden. Höhe und Ausgeglichenheit bestimmen die Effizienz der Suche.

Eine Struktur aus Knoten und Kanten, die Beziehungen zwischen Objekten darstellt, etwa Straßennetze oder soziale Netzwerke. Gerichtete, ungerichtete und gewichtete Graphen werden unterschieden.

Eine Datenstruktur, die Schlüssel über eine Hashfunktion auf Speicherplätze abbildet und dadurch im Mittel konstante Suchzeit erreicht. Kollisionen müssen durch Verkettung oder Sondieren aufgelöst werden.

Die Abbildung eines realen Problems auf ein formales Modell mit Objekten, Beziehungen und Regeln, das anschließend programmatisch umgesetzt wird. Ein gutes Modell vereinfacht gezielt, ohne relevante Aspekte zu verlieren.

Ein Paradigma, das Programme aus Objekten mit Zustand und Verhalten aufbaut. Kapselung, Vererbung und Polymorphie sind die tragenden Prinzipien.

Das Prinzip, Daten eines Objekts vor unkontrolliertem Zugriff zu schützen, indem Attribute privat sind und nur über definierte Methoden geändert werden. So bleibt die Konsistenz des inneren Zustands gewahrt.

Eine Beziehung, bei der eine Unterklasse Attribute und Methoden einer Oberklasse übernimmt und erweitern oder überschreiben kann. Sie fördert Wiederverwendung, kann aber zu starrer Kopplung führen.

Die Eigenschaft, dass derselbe Methodenaufruf je nach tatsächlichem Objekttyp unterschiedliches Verhalten zeigt. Dynamische Bindung entscheidet zur Laufzeit, welche überschriebene Methode ausgeführt wird.

Eine vereinbarte Menge von Operationen, die ein Baustein nach außen anbietet, ohne die Umsetzung offenzulegen. Sie entkoppelt Nutzung und Implementierung und ermöglicht den Austausch von Komponenten.

Eine UML-Darstellung von Klassen mit Attributen, Methoden und ihren Beziehungen wie Assoziation, Vererbung oder Komposition. Es dient als statischer Bauplan vor der Programmierung.

Ein UML-Diagramm, das Zustände eines Objekts und die Übergänge bei bestimmten Ereignissen beschreibt. Es eignet sich für Systeme mit klar abgrenzbaren Betriebszuständen, etwa Automaten.

Ein Modell mit endlicher Zustandsmenge, Eingabealphabet, Übergangsfunktion, Startzustand und Endzuständen. Deterministische und nichtdeterministische Varianten erkennen unterschiedliche Klassen formaler Sprachen.

Eine formale Notation zur Beschreibung von Zeichenmustern, die von endlichen Automaten erkannt werden können. Sie wird zum Suchen und Ersetzen in Texten sowie zur Eingabevalidierung genutzt.

Das systematische Auffinden und Beheben von Fehlern im Programm, etwa durch Haltepunkte, Einzelschrittausführung und Ausgabe von Zwischenwerten. Hypothesenbildung und gezielte Tests leiten dabei das Vorgehen.

Eine konkrete Eingabe mit erwarteter Ausgabe, mit der geprüft wird, ob ein Programm spezifikationsgemäß arbeitet. Gute Testfälle decken Randfälle und typische Fehlerquellen ab.

Eine Eigenschaft, die an einer bestimmten Stelle im Programmablauf stets gilt, etwa bei Schleifen vor und nach jedem Durchlauf. Sie dient dem Nachweis von Korrektheit.

Ein Rechnermodell mit gemeinsamen Speicher für Daten und Befehle, das diese nacheinander über einen Bus lädt und ausführt. Der gemeinsame Bus verursacht den sogenannten Von-Neumann-Flaschenhals.

Die Menge der Maschinenbefehle, die ein Prozessor versteht, samt Adressierungsarten und Registermodell. CISC und RISC unterscheiden sich in Umfang und Komplexität der Befehle.

Sehr schneller Speicher direkt im Prozessor, der Operanden und Zwischenergebnisse hält. Registerzugriffe sind deutlich kürzer als Speicherzugriffe und prägen die Leistung eines Programms.

Ein kleiner, schneller Zwischenspeicher zwischen Prozessor und Hauptspeicher, der häufig genutzte Datenblöcke hält. Trefferquote und Lokalität der Zugriffe bestimmen den Geschwindigkeitsgewinn.

Eine Protokollfamilie, die zuverlässige, verbindungsorientierte Datenströme über IP sowie Adressierung und Routing im Internet ermöglicht. TCP sichert Reihenfolge und Vollständigkeit, IP übernimmt die Wegewahl.

Eine numerische Kennung, die ein Gerät in einem IP-Netz eindeutig adressiert, in IPv4 32 Bit, in IPv6 128 Bit lang. Subnetzmasken trennen Netz- und Hostanteil.

Ein Übertragungsprinzip, bei dem Daten in kleine Pakete zerlegt werden, die unabhängig über Netzknoten zum Ziel wandern. Ressourcen werden nur bei Bedarf belegt, was Netze effizient teilt.

Ein Modell, das Daten in Tabellen mit Attributen und Zeilen organisiert und Beziehungen über Schlüssel herstellt. Grundlage sind Mengenlehre und Relationenkalkül.

Ein Attribut oder eine Attributkombination, die jede Zeile einer Tabelle eindeutig identifiziert und keine Nullwerte enthalten darf. Fremdschlüssel verweisen auf Primärschlüssel anderer Tabellen.

Eine Stufe der Schemaoptimierung, die Redundanz und Änderungsanomalien reduziert, etwa durch Entfernen partieller Abhängigkeiten. Höhere Normalformen wie 3NF streben verlustfreie Zerlegung an.

Eine deklarative Sprache für relationale Datenbanken, die Datenabfrage, Datenänderung und Schemadefinition in eigenen Teilsprachen vereint. Abfragen beschreiben das Ergebnis, nicht den Weg dorthin.

Der Schutz personenbezogener Daten vor unbefugter Verarbeitung, in Deutschland geregelt durch DSGVO und BDSG. Grundsätze sind Zweckbindung, Datenminimierung und Transparenz.

Maßnahmen, die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Daten gewährleisten, etwa Zugriffskontrolle, Backups und Verschlüsselung. Sie schützt Daten unabhängig davon, ob sie personenbezogen sind.

Ein Verfahren, das Klartext mit einem Schlüssel in unlesbaren Geheimtext umwandelt und umgekehrt. Symmetrische und asymmetrische Verfahren unterscheiden sich in der Schlüsselverteilung.