Algorithmen und Datenstrukturen 1 / Praktische Informatik 1

339.110	Algorithmen und Datenstrukturen 1 (Informatik)	2VO	Blaschek	Di 10:15-11:45	Raum: HS 2	Beginn: 6.3.2012
339.910	Algorithmen und Datenstrukturen 1 (Informationselektronik)	2VO	Blaschek	Mi 10:15-11:45	Raum: HS 16	Beginn: 7.3.2012
339.630	Praktische Informatik 1 (Mechatronik)	2VO	Blaschek	Mi 10:15-11:45	Raum: HS 16	Beginn: 7.3.2012

Organisatorisches

Studienrichtungen

Die drei Lehrveranstaltungen 339.110, 339.910 und 339.630 werden an zwei Terminen für drei Studienrichtungen abgehalten (siehe Tabelle). Die Lehrveranstaltungen sind inhaltlich gleich.

Übungen

Die Übungen zu den Vorlesungen werden aus organisatorischen Gründen vom Institut für Pervasive Computing angeboten.

Ziele

Algorithmen sind das formale Grundgerüst für die Software-Entwicklung. Sie sind ein Bindeglied zwischen der Theoretischen Informatik und der eigentlichen Programmierung.

In dieser Lehrveranstaltung werden die wesentlichen Eigenschaften von Algorithmen untersucht und wichtige Klassen von Algorithmen in Bezug auf ihre praktische Anwendung vorgestellt.

Die Behandlung der Algorithmen erfolgt großteils in "Jana", einer abstrakten Schreibweise, die an Java angelehnt ist. Diese Notation erlaubt die Betrachtung von Algorithmen losgelöst von einer konkreten Programmiersprache.

Manche Lehrinhalte (z.B. Rekursion, Zufallszahlen und Sortieren) werden durch Vorführungen veranschaulicht.

Inhalt

Der Algorithmusbegriff
Definition, Abgrenzung zwischen Algorithmen und Programmen, Darstellungsarten, Abstraktionsschichten und Bestandteile von Algorithmen
Spezifikation
Zweck, Schnittstellenbeschreibung, Aufgabenbeschreibung, Darstellungsarten
Algorithmen mit Gedächtnis
Begriff, Implementierungsvarianten
Komplexität
Begriff, Laufzeitanalyse, Laufzeitmessung, Asymptotische Komplexität, Minimale Komplexität von Problemen
Rekursion
Begriff, Klassifizierung, Terminierung, Anwendungen, Umwandlung rekursiver Algorithmen in iterative und umgekehrt
Zufallszahlen
Aufbau von Zufallszahlengeneratoren, Periodenlänge, Varianten von Zufallszahlengeneratoren, Zufälligkeitstests
Sortieren
Auswahlverfahren, Einfügeverfahren, Shellsort, Quicksort, internes und externes Mischsortieren, Komplexität von Sortierverfahren
Exhaustion
Das n-Damen-Problem, Schema zum Suchen einer Lösung, Exhautionsvariante, Optimierungsvariante, Darstellung von Lösungsvektoren, Näherungsverfahren, Nichtdeterministische Algorithmen
Klassifikation von Algorithmen

Leistungsnachweis:

VO: Vorlesungsklausur am Ende des Semesters.

UE: Beurteilung ausgearbeiteter Übungsaufgaben.

Unterlagen

Die Vorlesung wird foliengestützt abgehalten. Die Folien und ergänzende Unterlagen stehen im KUSSS zum Download zur Verfügung; eine Beschreibung der in der Vorlesung und in den Übungen verwendeten Algorithmenbeschreibungsprache Jana finden Sie zusätzlich hier.
Hinweise auf weiterführende Literatur sind im Skript enthalten. Ergänzendes Begleitmaterial zur Übung wird zum Download im PDF-Format bereitgestellt.

Movies der Vorführungen

Im Verlauf der Vorlesung werden Abläufe von Algorithmen "live" gezeigt. Diese Vorführungen werden nach den Vorführungen als Kurzfilme zur Verfügung gestellt.