inf030 Programmierung, Datenstrukturen und Algorithmen (Complete module description) - Campusmanagementsystem Stud.IP

inf030 Programmierung, Datenstrukturen und Algorithmen (Complete module description)

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Module label	Programmierung, Datenstrukturen und Algorithmen
Modulkürzel	inf030
Credit points	9.0 KP
Workload	270 h
Verwendbarkeit des Moduls	Erweiterungsfach Gymnasium Informatik > Informatik Erweiterungsfach Gymnasium Informatik > Module Fach-Bachelor Informatik > Basismodule Fach-Bachelor Mathematik > Nebenfachmodule Fach-Bachelor Nachhaltigkeitsökonomik > Wahlpflichtbereich Fach-Bachelor Wirtschaftsinformatik > Basiscurriculum Fach-Bachelor Wirtschaftswissenschaften > Studienrichtung Wirtschaftsinformatik Zwei-Fächer-Bachelor Informatik > Basismodule
Zuständige Personen	Schönberg, Christian (module responsibility) Lehrenden, Die im Modul (Prüfungsberechtigt)
Prerequisites	Keine fachspezifischen Vorkenntnisse erforderlich.
Skills to be acquired in this module	Das Programmieren ist eine der Basistätigkeiten von Informatikern (m/w/d) und Voraussetzung für viele andere Veranstaltungen des Informatikstudiums. Ziel des Moduls „Programmierung, Datenstrukturen und Algorithmen“ ist das Erlernen grundlegender Konzepte der imperativen, prozeduralen und objektorientierten Programmierung anhand der Programmiersprache Java sowie die Vorstellung bekannter, effizienter Algorithmen und Datenstrukturen für verschiedene, häufig vorkommende Problemstellungen. Die Studierenden sollen nach Abschluss des Moduls selbstständig imperative und einfache objektorientierte Programme auf der Grundlage von Java für die Lösung kleinerer Probleme entwickeln und die Effizienz ihrer Programme einschätzen können. Außerdem sollen sie wichtige Algorithmen anwenden und aufgrund ihrer Komplexität auswählen können. Fachkompetenzen Die Studierenden beschreiben grundlegende Konzepte der imperativen Programmierung mit Java erkennen die Terminologie der imperativen Programmierung und verwenden die entsprechenden Begriffe präzise bei Diskussionen erkennen grundlegende Terminologie der objektorientierten Programmierung beschreiben, was ihnen vorgelegte Programme tun entwickeln selbstständig Programme für die Lösung kleinerer Probleme untersuchen systematisch eigene und fremde Programme auf Fehler setzen moderne Programmentwicklungsumgebungen zum Entwickeln und Testen von Programmen ein erstellen Algorithmen mit allgemeinen Entwurfskonzepten (z.B. Greedy-Verfahren, Divide-and-Conquer- Verfahren) benennen Algorithmen und Datenstrukturen zur Lösung von häufig vorkommenden Problemen und bewerten diese in ihrer Anwendbarkeit benennen Probleme der Effizienz von algorithmischen Lösungen konkreter Fragestellungen und bewerten diese wählen fundiert einen Algorithmus und eine Datenstruktur zur Lösung eines konkreten Problems aus wenden die gelernten Algorithmen und Datenstrukturen sinnvoll auf gegebene und konkrete Probleme an Methodenkompetenzen Die Studierenden lösen gegebene Probleme unter den Gesichtspunkt der imperativen bzw. objektorientierten Programmierung übertragen praktische Erfahrungen in der Programmentwicklung auf neue Aufgaben Sozialkompetenzen Die Studierenden vermitteln die Struktur und Wirkungsweise selbst entwickelter Programme an andere präsentieren selbstständig entwickelte Lösungen zu kleinen Aufgaben vor Gruppen Selbstkompetenzen Die Studierenden organisieren sich beim Finden von algorithmischen Lösungen für kleine und mittelgroße Probleme der Informatik beziehen die Konzepte des allgemeinen Programmentwurfs in ihr Handeln ein
Module contents	Im ersten Teil werden allgemeine Grundbegriffe der Programmierung eingeführt: Algorithmus, Programmiersprachen, Computer Entwicklungswerkzeuge, Entwicklungsphasen Compiler Grammatiken Logik Der zweite Teil befasst sich mit grundlegenden Programmierkonzepten: Datentypen Variablen Ausdrücke, Anweisungen Kontrollstrukturen Methoden, Parameter Rekursion Referenzdatentypen, Arrays Klassen, Objekte Dokumentation Testen Der dritte Teil beinhaltet eine Einführung in Datenstrukturen und Algorithmen sowie die Diskussion ihrer Effizienz, d.h. des Berechnungsaufwands bzw. des Speicherbedarfs in Abhängigkeit vom Umfang der zu verarbeitenden Daten. Das Modul stellt für verschiedene, häufig vorkommende Problemstellungen bekannte, effiziente Algorithmen und Datenstrukturen vor. Dazu gehören insbesondere: Verfahren zum Suchen nach Schlüsseln, sowie Einfügen und Löschen in dynamischen Datenmengen, z.B. Listen, Bäume, AVL-Bäume oder Hash-Verfahren, Methoden zur Suche nach Textmustern, Verfahren zum Sortieren von Daten nach Schlüsselwerten, z.B. QuickSort und HeapSort, Graph-basierte Anwendungen, z.B. zur Ermittlung kürzester Wege in Graphen. Ergänzt wird der Vorlesungsteil um einen umfassenden Übungsteil, in dem insbesondere die vermittelten Programmierinhalte an praktischen Beispielen umgesetzt werden.
Literaturempfehlungen	Essenziell Skript (wird in elektronischer Form über das Stud.IP fortlaufend in der Vorlesung zur Verfügung gestellt) Empfohlene Sekundärliteratur Dietmar Ratz, Jens Scheffler, Detlev Seese, Jan Wiesenberger: Grundkurs Programmieren in Java, Carl Hanser Verlag. Joachim Goll, Cornelia Heinisch: Java als erste Programmiersprache, Springer Vieweg Verlag Ottmann, Widmayer: Algorithmen und Datenstrukturen. Spektrum Verlag, 5. Auflage, 2012 Segdewick, Wayne: Algorithms. Addison Wesley, 4th ed., 2011 Siege: Einführung in die Informatik. Shaker Verlag, 2013
Links
Language of instruction	German
Duration (semesters)	1 Semester
Module frequency	jedes Wintersemester
Module capacity	unrestricted
Lehr-/Lernform	V+Ü

Form of instruction	Comment	SWS	Frequency	Contact-time workload
Lecture		4	WiSe	56
Exercises		2	WiSe	28
Präsenzzeit Modul insgesamt				84 h

Examination	Prüfungszeiten	Type of examination
Final exam of module	Am Ende der Veranstaltungszeit	Klausur / Portfolio (schriftliche Kurzprüfungen) / mündliche Prüfung