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Informatik

Hier werden lesenswerte Artikel des Fachbereichs Informatik vorgestellt.

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A*-Algorithmus
Ziel: Finden eines kürzesten Pfades von Frankfurt nach München

Der A*-Algorithmus dient in der Informatik der Berechnung eines kürzesten Pfades zwischen zwei Knoten in einem Graphen mit positiven Kantengewichten. Er wurde das erste mal 1968 von Peter Hart, Nils Nilson und Bertram Raphael beschrieben. Beim A*-Algorithmus handelt es sich um eine sogenannte informierte Suche, was heißt, dass der Algorithmus auf eine Heuristik zurückgreift, um zielgerichtet zu suchen, wodurch er – im Gegensatz zu uninformierten Suchalgorithmen – zuerst jene Knoten untersucht, welche am wahrscheinlichsten zum Ziel führen.

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Acorn
Der Acorn Atom

Acorn war eine britische Computerfirma, die in den 1980er und 1990er Jahren besonders in Großbritannien beliebte Computer und Set-Top-Boxen produzierte. Darunter befanden sich unter anderen der BBC Micro und der Acorn Archimedes.

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Ajax
Ajax Vergleich

Ajax ist ein Apronym für die Wortfolge „Asynchronous JavaScript and XML“. Es bezeichnet ein Konzept der asynchronen Datenübertragung zwischen einem Server und dem Browser, das es ermöglicht, innerhalb einer HTML-Seite eine HTTP-Anfrage durchzuführen, ohne die Seite komplett neu laden zu müssen. Das eigentliche Novum besteht in der Tatsache, dass nur gewisse Teile einer HTML-Seite oder auch reine Nutzdaten sukzessiv bei Bedarf nachgeladen werden, womit Ajax eine Schlüsseltechnik zur Realisierung des Web 2.0 darstellt.

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Alpha-Beta-Suche
Alpha-Beta-Suche

Die Alpha-Beta-Suche, auch Alpha-Beta-Cut oder Alpha-Beta-Pruning genannt, ist eine optimierte Variante des Minimax-Suchverfahrens, also eines Algorithmus zur Bestimmung eines optimalen Zuges bei Spielen mit zwei gegnerischen Parteien. Während der Suche werden zwei Werte Alpha und Beta aktualisiert, die angeben, welches Ergebnis die Spieler bei optimaler Spielweise erzielen können. Mit Hilfe dieser Werte kann entschieden werden, welche Teile des Suchbaumes nicht untersucht werden müssen, weil sie das Ergebnis der Problemlösung nicht beeinflussen können.

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Antialiasing
Eine Computergrafik, die oben ohne und unten mit Antialiasing berechnet wurde. Durch Antialiasing wird das harte Erscheinungsbild der Objektkanten geglättet und dünne Objekte fehlerfrei dargestellt.

Antialiasing, auch Anti-Aliasing, bezeichnet in der Computergrafik Techniken zur Verminderung von unerwünschten, durch das begrenzt aufgelöste Pixelraster verursachten Effekten wie dem Alias-Effekt oder dem Treppeneffekt, die bei der Erzeugung einer Computergrafik entstehen können. Beim Antialiasing werden die Bildinhalte nicht nur ausschließlich am Pixel, sondern auch an anderen Positionen ausgewertet und in die Berechnung der Pixelfarbe mit einbezogen. Wird Antialiasing vorrangig dazu eingesetzt, um das durch den Treppeneffekt verursachte kantige Erscheinungsbild abzumildern, so spricht man auch von Kantenglättung.

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Berkeley Software Distribution
BSD wordmark

Die Berkeley Software Distribution (BSD) ist eine Version des Betriebssystems Unix, die an der Universität von Kalifornien in Berkeley ab 1977 entstanden ist. BSD basiert auf AT&Ts Unix Sixth Edition (V6) und Seventh Edition (V7), die ab 1975 (V6) bzw. 1979 (V7) den Universitäten zum Preis der Datenträger zur Verfügung gestellt wurden, verbunden mit der Erlaubnis, den Quellcode einzusehen und zu modifizieren. Inzwischen ist der komplette Quellcode umgeschrieben, und es gibt keine einzige Zeile AT&T-Quellcode in aktuellen BSD-Distributionen.

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Binomial-Heap
Beispiel eines Binomial-Heaps mit 13 Elementen

Ein Binomial-Heap ist eine Datenstruktur, genauer ein Heap, der sich, ähnlich wie binäre Heaps, als Vorrangwarteschlange einsetzen lässt. Das heißt, dass in beliebiger Reihenfolge effizient Elemente mit festgelegter Priorität in den Heap hineingelegt werden können und stets das Element mit höchster Priorität entnommen werden kann.

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Continuous Query Language
Arten der Umwandlungen zwischen Strömen und Relationen in CQL

Die Continuous Query Language (CQL) ist eine deklarative Anfragesprache für Datenströme in Data Stream Management Systemen. Sie stellt eine Erweiterung der SQL dar. Die CQL wird im Rahmen des STREAM-Projekts an der Stanford University entwickelt. Als Teil eines Forschungsprojektes ist sie noch in der Entwicklung begriffen und nicht offiziell standardisiert. Ob sich CQL als einheitliche Anfragesprache für Datenströme durchsetzen wird, ist offen (siehe Bewertung).

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Dragon 32 und 64
Der Dragon 32

Dragon 32 und Dragon 64 sind auf dem 6809E-Mikroprozessor basierende Heimcomputer des englischen Herstellers Dragon Data Ltd. Die Unterschiede in der Namensgebung der beiden Modelle beziehen sich auf die Konfiguration des Arbeitsspeichers (RAM) im Auslieferungszustand, nämlich 32 oder 64 Kilobyte (KB).

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Freenet
Gateway von Freenet 0.5 (2005, Ausschnitt)

Freenet ist ein weltweites Netz aus Rechnern, dessen Ziel darin besteht, Zensur zu vereiteln und anonymen Austausch von Informationen zu ermöglichen. Dieses Ziel soll durch Dezentralisierung, Redundanz, Verschlüsselung und dynamisches Routing erreicht werden. Freenet wird als freie Software unter der GPL entwickelt. Es ist nach Einstufung der Entwickler eine Beta-Version und wird dies auch noch lange nach 2005 bleiben.

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Hamming-Code
Zuordnungen von Parity-Kontrollstellen pk und den Datenbits dN-k zu einem Codewort cN für die um folgenden dargestellte Bitanordnung

Der Hamming-Code ist ein von Richard Hamming entwickelter linearer fehlerkorrigierender Blockcode, der in der digitalen Signalverarbeitung und der Nachrichtentechnik zur gesicherten Datenübertragung oder Datenspeicherung verwendet wird. Bei dem Hamming-Code handelt es um eine Klasse von Blockcodes unterschiedlicher Länge, welche durch eine allgemeine Bildungsvorschrift gebildet werden. Die Besonderheit dieses Codes besteht in der Verwendung mehrerer Paritätsbits. Diese Bits ergänzen jeweils unterschiedlich gewählte Gruppen von den die Information tragenden Nutzdatenbits. Durch eine geschickte Wahl der Gruppierung, deren mathematische Grundlagen im folgenden beschrieben sind, ist nicht nur eine Fehlererkennung, sondern auch eine Fehlerkorrektur der übertragenden Datenbits möglich.

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Linux (Kernel)
Linus Torvalds 2004

Linux im eigentlichen Sinne ist „nur“ ein Betriebssystemkernel (engl. Kernel), der in verschiedenen Betriebssystemen zum Einsatz kommt. Dieser Artikel beschreibt eben diesen Linux-Kernel. Der Begriff Linux wird jedoch auch für mehr als nur den Betriebssystemkernel verwendet, siehe dazu Linux. Linux wurde ursprünglich 1991 vom Finnen Linus Torvalds, von dem die Entwicklung auch heute noch koordiniert wird, für die x86-Architektur geschrieben. Er steht unter der GNU General Public License. Inzwischen ist Linux auch eine auf ihn eingetragene notorisch bekannte Marke (Warenzeichen).

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Microsoft Windows NT 4.0
Logo der Perl Foundation

Windows NT 4.0, häufig abgekürzt als NT4, ist ein Betriebssystem von Microsoft und der Nachfolger von Windows NT 3.51. Es wurde am 29. Juli 1996 veröffentlicht und war zunächst in den Varianten Workstation und Server verfügbar. Es folgten die Enterprise Edition für große Netzwerke, die Terminal Server Edition für den Einsatz als Terminalserver und Embedded für spezielle Rechner. Windows NT 4.0 war das letzte Betriebssystem der Windows-NT-Reihe, welches für MIPS-, PowerPC- und Alpha AXP-Prozessoren erhältlich war. Die Bedienung von Windows NT 4.0 wurde durch die Verwendung der grafischen Benutzeroberfläche von Windows 95 und den Einsatz von Assistenten zur Konfiguration vereinfacht. Das Betriebssystem war auf die wachsende Bedeutung des Internets orientiert; die Workstation-Variante enthielt den Internet Explorer, der Server beinhaltete mit dem Internet Information Server erstmals einen Webserver direkt im Lieferumfang. Verbessert wurde zudem die Integration des Betriebssystems in Unix- und NetWare-Netzwerke.

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Perl
Logo der Perl Foundation

Perl /pɜːɹl/ ist eine freie, plattformunabhängige und interpretierte Programmiersprache. Der Linguist Larry Wall entwarf sie 1987 als Synthese aus C, den Unix-Befehlen und anderen Einflüssen. Ursprünglich als Werkzeug zur System- und Netzwerkadministration vorgesehen, hat Perl auch bei der Entwicklung von Webanwendungen und in der Bioinformatik weite Verbreitung gefunden. Hauptziele sind eine schnelle Problemlösung und größtmögliche Freiheit für Programmierer. Der Umgang mit Texten und viele frei verfügbare Module sind Stärken der Sprache.

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Personal Firewall
Firewall Prinzip

Eine Personal Firewall (PFW, auch Desktop Firewall) ist eine Software, die den ein- und ausgehenden Datenverkehr eines PCs auf dem Rechner selbst filtert. Dies soll dem Schutz des Computers dienen, ihre Wirkung ist allerdings umstritten. Während in der Newsgroup de.comp.security.firewall die Wirkung von Personal Firewalls bezweifelt wird, hat das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) die Personal Firewall als eine empfohlene Schutzmaßnahme für Nutzer des Internets aufgelistet. ↪ zum Artikel

Prolog
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Prolog ("Programming in Logic", auch frankophon "Prologue") ist eine Programmiersprache, die maßgeblich von Alain Colmerauer, einem französischen Informatiker, Anfang der 1970er Jahre entwickelt wurde und zur Familie der logischen Programmiersprachen zählt. Sie ist eine Vertreterin des Paradigmas der deklarativen Programmierung.

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Python
Python Logo

Python [ˈpaɪθn̩] ist eine objektorientierte Programmiersprache. Sie wurde Anfang der 1990er Jahre von Guido van Rossum am Centrum voor Wiskunde en Informatica in Amsterdam entwickelt, ursprünglich für das verteilte Betriebssystem Amoeba. Alle bisherigen Implementierungen der Sprache (siehe auch Jython) übersetzen den Text eines Python-Programmes transparent in einen Zwischencode, der dann von einem Interpreter ausgeführt wird.

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Robotron Z 1013
Der Robotron Z 1013

Der Z 1013 ist ein in der DDR vom VEB Robotron-Elektronik in Riesa hergestellter Einplatinencomputer, der hauptsächlich für den privaten Gebrauch und für Bildungseinrichtungen gedacht war. Die Geräte basieren auf dem U880-Mikroprozessor und waren in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten erhältlich. Der ab 1985 erhältliche Computer wurde ausschließlich als Einzelgruppenbausatz vertrieben. Dieser enthielt die bestückte und getestete Hauptplatine, eine Folienflachtastatur, diverse Kleinteile und ausführliche technische Dokumentationen. Zwischen Ende 1985 und Mitte 1990 wurden insgesamt etwa 25.000 Bausätze ausgeliefert.

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Robotron Z 9001, KC 85/1 und KC 87
Der Robotron KC 87

Z 9001, KC 85/1 und KC 87 sind in der DDR vom VEB Robotron-Meßelektronik in Dresden hergestellte, untereinander kompatible Heimcomputer. Die pultförmigen Kompaktgeräte mit integrierter Tastatur basieren auf dem Z80-kompatiblen U880-Mikroprozessor und verfügten ab Werk jeweils über 16 Kilobyte Arbeitsspeicher (RAM). Trotz ähnlich lautender Bezeichnung unterscheiden sich Z 9001, KC 85/1 und KC 87 hinsichtlich Funktionalität und Design deutlich von den Modellen HC 900, KC 85/2, KC 85/3 und KC 85/4, die etwa im selben Zeitraum vom VEB Mikroelektronik in Mühlhausen produziert wurden. Von Z 9001, KC 85/1 und KC 87 wurden zwischen Herbst 1984 und Frühjahr 1989 insgesamt etwa 30.000 Geräte ausgeliefert.

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Radiosity
Ein gerendertes Bild mit Verwendung von Radiosity

Radiosity ist neben Raytracing eines der beiden großen Verfahren zur Berechnung der Lichtverteilung in der 3D-Computergrafik. Es beruht auf dem Energieerhaltungssatz: alles Licht, das eine Fläche empfängt und nicht absorbiert, muss sie wieder reflektieren. Außerdem kann eine Fläche auch selbstleuchtend sein.

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Rot-Schwarz-Baum
Beispiel eines Rot-Schwarz-Baumes

Ein Rot-Schwarz-Baum ist in der Informatik eine vom binären Suchbaum abgeleitete Datenstruktur, welche sehr schnellen Zugriff auf die in ihr gespeicherten Werte garantiert. Rot-Schwarz Bäume wurden zuerst 1972 von Rudolf Bayer beschrieben, welcher sie symmetric binary B-trees nannte. Der heutige Name geht auf Leo J. Guibas und Robert Sedgewick zurück, welche 1978 die rot-schwarze Farbkonvention einführten. Die schnellen Zugriffzeiten auf die einzelnen im Rot-Schwarz-Baum gespeicherten Elemente werden durch fünf Eigenschaften erreicht, welche zusammen garantieren, dass ein Rot-Schwarz-Baum immer balanciert ist, wodurch die Höhe eines Rot-Schwarz-Baumes mit n Werten nie größer wird als O(log2 n). Somit können die wichtigsten Operationen in Suchbäumen – suchen, einfügen und löschen – garantiert in O(log2 n) ausgeführt werden.

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Schnitterkennung
Ein „harter Schnitt“.

Als Schnitterkennung bezeichnet man im Fachgebiet Multimediatechnik der Informatik das automatische Erkennen von Schnitten in einem digitalen Video. Schnitterkennung ist ein nützliches Hilfsmittel bei der Nachbearbeitung von Filmmaterial am Computer, denn sie erspart dem Anwender das zeitraubende Suchen nach Schnitten von Hand. Die Schnitterkennung bildet aber auch einen der Grundpfeiler der automatischen Archivierung von Videomaterial. Ziel dabei ist es, für große Videoarchive automatisch Indexe anzufertigen; die Schnitterkennung kann hier sowohl bei der Klassifizierung eines Videos als auch bei der Auswahl von Vorschaubildern helfen.

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Spracherkennung
Modell des Spracherkennungsprozesses

Die Spracherkennung oder auch automatische Spracherkennung ist ein Teilgebiet der angewandten Informatik. Sie beschäftigt sich mit der Untersuchung und Entwicklung von Verfahren, die es Automaten, insbesondere Computern erlauben, gesprochene Sprache zu erkennen (das heißt, in Zeichenfolgen umzuwandeln) und zu verarbeiten.

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Trägerfrequenzanlage
TFH-Ankopplung in einer 110-kV-Schaltanlage

Als Powerline (auch Powerline Communications oder PLC, in älteren Werken auch als TFA = Trägerfrequenzanlage) bezeichnet man die Möglichkeit zur Datenübertragung über das Stromnetz. Vorteilhaft ist, dass vorhandene Stromleitungen genutzt werden können, also keine neuen Kabel verlegt werden müssen. Nachteil können die Geschwindigkeit (übertragene Bit pro Sekunde) und die Abstrahlung störender Frequenzen sein.

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Vocaloid
Oberfläche von Vocaloid, die einer Notenrolle nachempfunden ist.

Vocaloid ist ein Software-Synthesizer, der es durch Sprachsynthese ermöglicht, künstlichen Gesang zu erzeugen, der dem einer menschlichen Stimme ähnelt. Dazu benötigt das Programm die Vorgabe des Liedtextes, der Melodie und die Angabe von Eigenheiten der Betonung. Die Software wurde von der Yamaha Corporation entwickelt und erstmals im Jahr 2003 vorgestellt. Seit Anfang 2004 erschienen verschiedene Stimmen, die auf dem Synthesizer und seinem Nachfolger Vocaloid2 aufbauen. Diese wurden von Drittanbietern auf Grundlage von Gesangsaufnahmen echter Sänger erstellt.

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