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Informatik-Ansicht

Praktische Informatik 2


Practical Computer Science 2
Modulnummer
BA-700.02
Bachelor
Pflicht/Wahl
Wahl Basis Ergänzung
Sonderfall
Zugeordnet zu Masterprofil
Sicherheit und Qualität
KI, Kognition, Robotik
Digitale Medien und Interaktion
Modulbereich : Praktische und Technische Informatik
Modulteilbereich : 700 Grundlagen der Praktischen und Technischen Informatik
Anzahl der SWS
V UE K S Prak. Proj.
2 2 0 0 0 0 4
Kreditpunkte : 6 Turnus

angeboten in jedem SoSe

Formale Voraussetzungen : -
Inhaltliche Voraussetzungen : -
Vorgesehenes Semester : 2. Semester
Sprache : Deutsch
Ziele :
  • Typische Datenstrukturen identifizieren und problemadäquat einsetzen können.
  • Datenstrukturen und Algorithmen in Java umsetzen können.
  • Wesentliche Algorithmen der Informatik erklären, anwenden und modifizieren können.
  • Algorithmische Alternativen bezüglich der Eignung für ein Problem beurteilen können.
  • Grundbegriffe der formalen Verifikation erläutern können.
  • Die Komplexität von einfachen Algorithmen analysieren können.
  • In Gruppen Probleme analysieren und gemeinsam Lösungsstrategien entwickeln und präsentieren können.

Die Vorlesungen Praktische Informatik 1 und 2 vermitteln essenzielles Grundwissen und Basisfähigkeiten, deren Beherrschung für nahezu jede vertiefte Beschäftigung mit Informatik – sowohl in der industriellen Anwendung, als auch in der Forschung – Voraussetzung ist.

Inhalte :
  1. Komplexität von Algorithmen – O(n)-Notation und asymptotische Analyse
  2. Suchen und Sortieren auf Arrays: Binäre Suche – Quicksort und weitere Sortieralgorithmen – Komplexitätsvergleiche
  3. Mengen – Bags – Multimengen – Relationen – Funktionen: Datenstrukturen und Algorithmen zur Realisierung kanonischer Operationen (z.B. Mengenalgebra)
  4. Listen – Stapel – Warteschlangen: Datenstrukturen zur Realisierung (Arrays versus Verkettung und dynamische Speicherallokation für Elemente), Algorithmen zur Realisierung kanonischer Operationen (Listentraversion, Anfügen, Einfügen, Löschen, Suchen, Stack-Operationen, FIFO-Warteschlangenoperationen)
  5. Bäume: Binäre Bäume, AVL-Bäume, Rot-Schwarz-Bäume, B-Bäume – Suchen, Einfügen, Löschen, Traversion
  6. Hashing: Hash-Array, Hashfunktion, Hash Buckets, offenes Hashing
  7. Graphen: ungerichtete, gerichtete, gewichtete Graphen – Repräsentation durch Knoten- und Kantenlisten, durch Adjazenzmatrizen, Adjazenzlisten – Algorithmen auf Graphen: Breitensuche, Tiefensuche, Topologische Sortierung, kürzeste Wege auf gewichteten Graphen: Dijkstras Algorithmus, Maximaler Durchfluss, Realisierung markierter Transitionssysteme mit Graphen
  8. Algorithmen zur Syntaxprüfung: Tokenizer und Parser – systematische ParserGenerierung aus EBNF-Grammatiken
  9. Textsuche: Knuth-Morris-Pratt – Boyer-Moore – Pattern Matching für reguläre Ausdrücke
  10. Spezifikation von Programmen: Vor- und Nachbedingungen – Invarianten
  11. Verifikation: Partielle und totale Korrektheit sequenzieller Programme – Formale Verifikation, z.B. Hoare Logik (Pre-/Postconditions) – Eigenschaftsbeweis durch Strukturelle Induktion
Unterlagen (Skripte, Literatur, Programme usw.) :
  • G. Saake und K.-U. Sattler: Algorithmen und Datenstrukturen. dpunkt.verlag, Heidelberg (2004)
  • R. Schiedermeier: Programmieren mit Java. Pearson, München (2005)

Weitere Informationen (Beispielprogramme, Musterlösungen, im WWW verfügbare Literatur) sind auf der Web-Seite der Veranstaltung zu finden.

Form der Prüfung : i.d.R. Bearbeitung von Übungsaufgaben und Klausur
Arbeitsaufwand
Präsenz 56
Übungsbetrieb/Prüfungsvorbereitung 124
Summe 180 h
Lehrende: Prof. Dr. J. Peleska, Dr. T. Röfer, Dr. K. Hölscher Verantwortlich Prof. Dr. J. Peleska
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