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Roadmap und Checkliste für Informatik und Ingenieurwesen

Dies ist der vollständige Lehrplan der Computer Science and Engineering UG .

Informatik ist in 4 Teile gegliedert

Informatik 1: Teil Hardware und Technik.
Informatik 2: Alles, was zum Schreiben von Programmen erforderlich ist.
Informatik 3: Tägliche Informatik.
Informatik 4: Reale Anwendungen von CS.

Zum Verständnis von Diagrammen ist ^{das PDF} „Diskrete Mathematik“ erforderlich.

Den Mathematik-Lehrplan finden Sie hier

Inhaltsverzeichnis

Informatik 1

Digitale Elektronik
Computerorganisation und Architektur
Berechnungstheorie und Automaten

Informatik 2

Compiler-Design
Programmierung
Datenstrukturen
Algorithmen
Künstliche Intelligenz

Informatik 3

Design und Analyse von Algorithmen ^{wird in neuem Tab geöffnet}
Betriebssysteme
Computernetzwerke
DBMS und SQL
Software-Engineering

Informatik 4

Kryptographie
Maschinelles Lernen
Computergrafik
Web-Entwickler

Informatik - 1

Digitale Elektronik

Boolesche Algebra
- Zahlensystem
- Addition, Subtraktion
- Multiplikation, Division
- 1er, 2er Komplimente
- k-maps
Hardware
- Logische Tore
- Flip-Flops und Riegel
- Addierer – Subtrahierer
- Encoder – Decoder
- Multiplexer – Demultiplexer
- Integrierte Schaltkreise
- Leiterplatten

Computerorganisation und Architektur

Computerorganisation
- Adressbus, Datenbus
- ROM, EPROM, RAM
- Speicherhierarchie, Cache-Speicher, virtueller Speicher
- Sekundärspeicher
- Programmierbare Logikgeräte und Steuerungen
- Eingabe- und Ausgabegeräte
Computerarchitektur
- Stapel
- Registriert
- Endianness (groß, klein)
- Gleitkommazahlen
- Adressierungsmodi
- Pipelining
- Unterbricht
- RISC - CISC
- aarch64, Intel_x86 / AMD64, MIPS / RISC-V (lernen Sie die Unterschiede)
- Assemblersprache (grundlegende Anweisungen)

Berechnungstheorie und Automaten

Automaten und Sprachen
- NFA - DFA
- Reguläre Ausdrücke
- Kontextfreie Sprachen und Grammatik
- Pushdown-Automaten
- Turingmaschinen
- Entscheidbarkeit von Sprachen
- Reduzierbarkeit von Sprachen ^{Ignorieren, wenn zu komplex}
- Komplexitätstheorie: P vs. NP

Informatik - 2

Compiler-Design

Compiler-Design
- Lexikalische Analyse
- Syntaxanalyse
- Typprüfung
- Zwischencodegenerierung
- Maschinencode-Generierung
- Zusammenbau und Verlinkung
- Analyse und Optimierung
- Speicherverwaltung
- Dolmetscher
- Golang-Referenzspezifikationen ^{Wenn Sie eine einfache Spezifikation lesen möchten}

Programmierung

Lernen Sie C
Die Sprache kennt fast jeder Computer
- Zeichenkonstanten, Escape-Sequenzen, String-Konstanten
- Datentypen und Typkonvertierung
- Vorrang und Assoziativität von Operatoren
- Funktionen
- Speicherklasse und Variablenbereich
- if, for, while, switch_case
- Pause, weiter, gehe zu
- Arrays, Strings, Zeiger
- Strukturen, Union, Enum, Typedef
- Header-Dateien, #MACROS
- malloc, calloc, realloc | 2, neu, argc argv
- Eingabe/Ausgabe, Datei-IO, Streams
- <Math.h>
C++ (Sie können Python für dieselben Themen ausprobieren)
Wird in fast allem verwendet, von Spielen über Browser bis hin zu maschinellem Lernen und darüber hinaus
- Alles, was in C erwähnt wird
- Namensräume
- Klassen und Objekte
- Zugangskontrollen: Öffentlich, privat, geschützt
- Mitgliederfunktionen und Freundesfunktionen
- Funktionsüberladung
- Konstruktor und Destruktoren
- Vererbung, Polymorphismus
- Vorlagen

Datenstrukturen

Arrays
Verknüpfte Listen
Überspringlisten ^PDF
- Skip-Listen richtig gemacht ^{Empfohlene Lektüre}
Hash-Tabellen, 2
stapeln und in die Warteschlange stellen und festlegen
Bäume und Versuche
- Selbstbalancierende Bäume (BST, AVL, Splay)
- n-äre Bäume
- Segmentbäume
Diagramme, etwas Code
- Adjazenzmatrix vs. Adjazenzliste

Algorithmen

Design und Analyse von Algorithmen ^{Öffnet in neuem Tab}

Künstliche Intelligenz

Wissensrepräsentation und Argumentation
Logik erster Ordnung
- Prädikatenlogik
- Vorwärtsverkettung und Rückwärtsverkettung
Zustandsraum
- Staatsraumsuche
Suchen
- Simuliertes Glühen
- Bergsteigen ^{Muss man wissen}
- A* ^{Muss man wissen}
- MinMax
Wahrscheinlichkeitssatz von Bayes
Neuronale Netze
- Gewichte und Schichten (Neuronale Netze)
- Gefälleabstieg
- Faltungs-Neuronale Netze (https://towardsdatascience.com/convolutional-neural-networks-from-the-ground-up-c67bb41454e1)
Backpropagation
Grundlagen der Spielentwicklung

Informatik - 3

DBMS und SQL

FCC-Schnellbefehle | Grafische Ansicht

Betriebssysteme

Computernetzwerke

Schichten von TCP und OSI
- Anwendung.
- Präsentation.
- Sitzung.
- Transport.
- Netzwerk.
- Daten.
- Körperlich.
Fluss- und Staukontrolle
- Flusskontrolle
- Staukontrolle
- Fehlerkontrolle
Router und Routing-Algorithmen
- DHCP und statisches Routing
- DHCP | ICMP
- Bellman Ford
- Round Robin und andere
UDP und Sockets
IPv4 | IPv6
Autonome Systeme
- Border Gateway-Protokoll
- OSPF
Protokolle der Anwendungsschicht
- HTTP | FTP
- DNS | SMTP
- E-Mail-MIME-Typen | POP | IMAP

Software-Engineering

Softwareentwicklungsmodelle
- Wasserfall
- Spiral
- Iterativ
- Agil
Schätzung der Softwarekosten
COCOMO-Modell
Risikomanagement
Softwareanforderung
- Spezifikationen für Softwareanforderungen
- Datenflussdiagramme
Softwarequalität
- ISO-Standards 9001, 14001
- SEICMM
- Six Sigma
Softwaredesign
- Prinzipien des Softwaredesigns
- Kopplung und Kohäsion
- Objektorientiertes Design
- Benutzeroberflächendesign
Testen

Informatik - 4

Sie benötigen diese, wenn Sie Projekte erstellen

Kryptographie und Netzwerksicherheit

Verschlüsselungsalgorithmen
- DES, AES, Blowfish, Whirlpool, One Time Pad
- Lawineneffekt, Entropie
Hashing-Algorithmen
- SHA-Familie, MD5
Schlüsselverteilung
- RSA, Kerberos
Digitale Signaturen
- Nachrichtenzusammenfassung
Kompression
- Geschichte.
Firewalls
Steganographie
Netzwerksicherheit
- Honeypots
- Der Mann in der Mitte greift an
- DDOS-Prävention
- SSL und TLS

Datenwissenschaft und maschinelles Lernen

Webentwicklung

Sie können Webentwicklung auf der Website des Mozilla Developer Network studieren.

MDN-Erste-Schritte-Leitfaden
Frontend
- HTML5
- CSS3
- JavaScript
- Webformulare
- Browser-APIs
- Zugänglichkeit
- Werkzeuge und Tests
- DNS und Domänennamen
- JSON und andere Formate sowie YAML
BackEnd ^{Wählen Sie eine beliebige Sprache}
- Golang ODER Todd Mcleods Udemy-Kurs
- Python-Flasche
- Git-Interna
- Nachrichtenwarteschlangen

Computergrafik

Nicht verpflichtend, verschaffen Sie sich einfach einen Überblick

Konzepte und Prinzipien
- OpenGL-Grundlagen: Linien, Ebenen, Scheitelpunkte und Kanten
- Pixel
- Rendern
- Schattierung
- Texturierung
- Raytracing
- Raycasting

Wenn Sie mit all dem fertig sind und Projekte erstellen möchten, schauen Sie sich Projekte an, die Sie erstellen können