Saarland Abitur Information Systems flashcards

33 cards. Read the term and the definition here. The deck at the top of this page is optional.

Deterministischer endlicher Automat

Modell mit endlichen Zuständen, Eingabealphabet, totaler Übergangsfunktion, Startzustand und Endzuständen. Er liest das Wort zeichenweise und akzeptiert, wenn nach dem letzten Zeichen ein Endzustand erreicht ist.

Reguläre Sprache

Sprache, die von einem endlichen Automaten akzeptiert oder durch einen regulären Ausdruck beschrieben wird. Sie ist Typ 3 der Chomsky-Hierarchie; nichtreguläre Sprachen wie aⁿbⁿ werden mit dem Pumping-Lemma nachgewiesen.

Pumping-Lemma

Beweismittel für Nichtregularität: Jedes hinreichend lange Wort einer regulären Sprache enthält einen wiederholbaren Abschnitt y, sodass xyⁱz für alle i ≥ 0 wieder in der Sprache liegt.

Kellerautomat

Endlicher Automat mit zusätzlichem Kellerspeicher nach dem LIFO-Prinzip. Nichtdeterministische Kellerautomaten erkennen genau die kontextfreien Sprachen, also Typ 2 der Chomsky-Hierarchie, etwa Klammerausdrücke.

Turingmaschine

Formales Berechnungsmodell mit unendlichem Band, Lese-Schreib-Kopf und endlicher Übergangsfunktion. Sie formalisiert den Begriff der Berechenbarkeit und dient als Grundlage für Entscheidbarkeit und Komplexitätsklassen.

Halteproblem

Problem, ob eine Turingmaschine bei gegebener Eingabe jemals hält. Es ist rekursiv aufzählbar, aber nach Turing nicht entscheidbar; der Beweis erfolgt durch Diagonalisierung über eine hypothetische Entscheidungsmaschine.

NP-vollständig

Ein Problem heißt NP-vollständig, wenn es in NP liegt und jedes andere NP-Problem in Polynomialzeit darauf reduzierbar ist. Beispiele sind SAT und das Handlungsreisendenproblem als Entscheidungsvariante.

Primärschlüssel

Attribut oder Attributkombination, das jedes Tupel einer Relation eindeutig identifiziert. Er ist implizit NOT NULL und UNIQUE; mehrere Kandidatenschlüssel sind möglich, genau einer wird zum Primärschlüssel gewählt.

Fremdschlüssel

Attribut einer Relation, das auf den Primärschlüssel einer anderen Relation verweist und so die referenzielle Integrität sichert. Verweise auf nicht existierende Tupel werden abgewiesen; Löschregeln legen das Verhalten abhängiger Datensätze fest.

Dritte Normalform

Eine Relation ist in 3NF, wenn sie in 2NF ist und keine transitiven Abhängigkeiten zwischen Nichtschlüsselattributen bestehen. Jedes Nichtschlüsselattribut hängt dann direkt vom Primärschlüssel ab, nicht über ein anderes Attribut.

SQL GROUP BY und HAVING

GROUP BY fasst Tupel mit gleichen Werten zu Gruppen zusammen, auf die Aggregate wie COUNT oder SUM angewendet werden. HAVING filtert diese Gruppen nach der Aggregation, während WHERE einzelne Tupel vorher filtert.

SQL LEFT OUTER JOIN

Verbindet zwei Tabellen und behält alle Tupel der linken Tabelle, auch wenn rechts kein passender Partner existiert. Fehlende rechte Attributwerte werden mit NULL aufgefüllt; der INNER JOIN verwirft solche Tupel.

ACID-Eigenschaften

Anforderungen an Transaktionen: Atomarität (ganz oder gar nicht), Konsistenz (gültiger Zustand vor und nach), Isolation (keine Störung paralleler Transaktionen) und Dauerhaftigkeit (nach COMMIT dauerhaft gespeichert).

ER-Modell

Grafisches Datenmodell mit Entitätstypen als Rechtecken, Attributen als Ellipsen und Beziehungstypen als Rauten, versehen mit Kardinalitäten. n:m-Beziehungen werden bei der Überführung in Tabellen zu eigenen Zwischentabellen.

Datenbankanomalien

Fehlerhafte Zustände durch redundante Speicherung, etwa Einfüge-, Lösch- und Änderungsanomalien. Normalisierung beseitigt Redundanz, indem jedes Faktum möglichst nur an einer Stelle gespeichert wird.

TCP-Drei-Wege-Handshake

Verbindungsaufbau mit SYN vom Client, SYN-ACK vom Server und ACK vom Client. Erst danach gilt die TCP-Verbindung als aufgebaut; TCP garantiert Reihenfolge, Vollständigkeit und Wiederübertragung verlorener Segmente.

UDP

Verbindungsloses Transportprotokoll ohne Bestätigungen, Reihenfolgegarantie oder Wiederübertragung. Es hat geringen Overhead und wird für DNS-Anfragen, Streaming und Online-Spiele genutzt, wo Tempo wichtiger ist als Verlässlichkeit.

DNS

Hierarchisches Namenssystem, das Domainnamen in IP-Adressen auflöst. Resolver fragen rekursiv, Root-, TLD- und autoritative Nameserver antworten iterativ; Record-Typen sind unter anderem A, AAAA, MX und CNAME.

Portnummer

Numerische Kennung eines Dienstes auf einem Rechner, 0 bis 65535. Zusammen mit der IP-Adresse bildet sie die Socket-Adresse; Standardports sind 80 für HTTP, 443 für HTTPS, 53 für DNS und 25 für SMTP.

HTTP-Statuscodes

Dreistellige Antwortcodes: 2xx bedeutet Erfolg, 3xx Umleitung, 4xx Fehler des Clients wie 404, 5xx Fehler des Servers. Sie sind Teil des zustandslosen HTTP-Protokolls und werden vor dem Body übertragen.

Client-Server-Architektur

Verteilungsmodell, in dem ein Server Dienste bereitstellt und passiv auf Anfragen wartet, während Clients aktiv Verbindungen initiieren. Zustandslose Dienste wie HTTP speichern Sitzungen über Cookies oder Server-Sessions.

Symmetrische Verschlüsselung

Verfahren, bei dem Sender und Empfänger denselben geheimen Schlüssel verwenden, etwa AES. Es ist rechnerisch schnell, erfordert aber einen sicheren Schlüsselaustausch, der häufig asymmetrisch abgesichert wird.

Subnetzmaske

Bitmaske, die in einer IPv4-Adresse den Netzanteil vom Hostanteil trennt. Bei 255.255.255.0 gehören die ersten 24 Bit zum Netz; die Netzwerkadresse hat alle Hostbits auf null.

Rekursion

Eine Funktion ruft sich selbst mit kleinerem Teilproblem auf. Sie benötigt einen Basisfall als Abbruchbedingung und einen Rekursionsschritt, der das Problem verkleinert; der Aufrufstapel begrenzt die Rekursionstiefe.

Binäre Suche

Suchverfahren auf einer sortierten Folge, das den Suchbereich durch Vergleich mit dem mittleren Element halbiert. Laufzeit O(log n); bei unsortierten Daten ist vorheriges Sortieren oder lineare Suche nötig.

Bubble Sort

Einfaches Sortierverfahren, das benachbarte Elemente vergleicht und vertauscht, bis keine Vertauschung mehr nötig ist. Laufzeit O(n²), stabil, aber für große Datenmengen ungeeignet.

Mergesort

Teile-und-herrsche-Sortierverfahren: Folge halbieren, Hälften rekursiv sortieren, dann zusammenfügen. Laufzeit O(n log n) in allen Fällen, stabil, benötigt aber O(n) zusätzlichen Speicher.

Stack und Queue

Stack arbeitet nach LIFO: push und pop greifen auf das zuletzt eingefügte Element zu, etwa beim Aufrufstapel. Queue arbeitet nach FIFO: enqueue hinten, dequeue vorne, etwa bei Druckaufträgen.

UML-Klassendiagramm

Statisches Strukturdiagramm mit Klassen als Rechtecken aus Name, Attributen und Operationen. Sichtbarkeiten sind + public, - private, # protected; Assoziationen tragen Multiplizitäten, Vererbung zeigt ein hohles Dreieck.

Schwarzer-Kasten-Test

Testverfahren ohne Kenntnis des Quellcodes, das nur Ein- und Ausgaben prüft. Typische Techniken sind Äquivalenzklassenbildung und Grenzwertanalyse; es kann nicht garantieren, dass alle Codepfade durchlaufen werden.

DSGVO-Grundsätze

Art. 5 DSGVO verlangt Rechtmäßigkeit, Transparenz, Zweckbindung, Datenminimierung, Richtigkeit, Speicherbegrenzung sowie Integrität und Vertraulichkeit. Der Verantwortliche muss die Einhaltung nachweisen können.

Betroffenenrechte

Rechte der Person, deren Daten verarbeitet werden: Auskunft, Berichtigung, Löschung, Einschränkung der Verarbeitung, Datenübertragbarkeit und Widerspruch. Sie werden gegenüber dem Verantwortlichen geltend gemacht.

Anonymisierung

Verfahren, nach dem Personen nicht mehr identifizierbar sind, auch nicht durch Zusammenführung mit anderen Daten. Anonyme Daten fallen aus dem Anwendungsbereich der DSGVO; Pseudonymisierung ersetzt nur Kennungen und genügt dafür nicht.