Algorithmische Konzepte Der Informatik
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Algorithmische Konzepte der Informatik
Dieses Buch ist eine einfache Einführung in algorithmische Grundkonzepte der Theoretischen Informatik. Die Theoretische Informatik ist weltweit ein fester Bestandteil des Informatikstudiums. Im Unterschied zu den ingenieursmäßig geprägten Gebieten der Praktischen und der Technischen Informatik hebt die Theoretische Informatik mehr die naturwissenschaftlichen und mathemati schen Aspekte der Informatik hervor. Gerade die mathematische Prägung ist oft ein Grund dafür, dass die Theoretische Informatik für zu schwer gehal ten wird und dadurch ein nicht gerade beliebter Teil der Ausbildung ist. Der Schwierigkeitsgrad der Theoretischen Informatik ist aber meiner Meinung nach nicht der einzige Grund ihrer Unbeliebtheit, insbesondere wenn die Studieren den in ihrer Beurteilung ausserdem noch das Prädikat "schwach motiviert" oder sogar "langweilig" verwenden. Das könnte auch damit zusammenhängen, dass sich die Einführung in die Theoretische Informatik im Grundstudium an vielen deutschen Hochschulen auf den klassischen Stoff der Berechenbarkeit, der Theorie der formalen Sprachen und der abstrakten Komplexitätstheorie be man dabei überwiegend nur die Konzepte und Ansichten, die schränkt. Dass vor dem Jahr 1970 entstanden sind, vermittelt, dürfte alleine nicht schlimm sein. Es führt aber oft dazu, daß man mit einer einzigen Motivation zu viele Vorlesungen der Art Definition - Satz - Beweis absolvieren muß und so hal biert sich die Wichtigkeit dieser Motivation in den Augen der Studierenden mit jeder weiteren Vorlesung, die anknüpft, ohne eine eigene Motivation zu bringen. Um Abhilfe von diesem Zustand zu schaffen, muß man sich die Entwicklung der Theoretischen Informatik in den letzten 30 Jahren ansehen.
Datenstrukturen und Algorithmen
Author: Ralf Hartmut Güting
language: de
Publisher: Springer-Verlag
Release Date: 2013-03-13
Algorithmen und Datenstrukturen sind Thema dieses Buches. Algorithmen arbeiten auf Datenstrukturen und Datenstrukturen enthalten Algorithmen als Komponenten; insofern sind heide untrennbar miteinander verknüpft. In der Einleitung wollen wir diese Begriffe etwas beleuchten und sie einordnen in eine "Umgebung" eng damit zusammenhängender Konzepte wie Funktion, Prozedur, Abstrakter Datentyp, Datentyp, Algebra, Typ (in einer Programmiersprache), Klasse und Modul. Wie für viele fundamentale Begriffe der Informatik gibt es auch für diese beiden, also für Algorithmen und Datenstrukturen, nicht eine einzige, scharfe, allgemein akzeptierte Definition. Vielmehr werden sie in der Praxis in allerlei Bedeutungsschattierungen ver wendet; wenn man Lehrbücher ansieht, findet man durchaus unterschiedliche "Definitio nen". Das Diagramm in Abbildung 1. 1 und spätere Bemerkungen dazu geben also die persönliche Sicht der Autoren wieder. ADT (Abstrakter Datentyp) Mathematik Funktion Algebra (Datentyp ) Implementierung . --_--'---________ -'-___ ---, Thema des Algorithmik I Algorithmus ~ Datenstruktur Buches speikation Implementierung Programmierung Prozedur, Funktion, Typ, Modul, Klasse Methode Abbildung 1. 1: Abstraktionsebenen von Algorithmen und Datenstrukturen Das Diagramm läßt sich zunächst zerlegen in einen linken und einen rechten Teil; der linke Teil hat mit Algorithmen, der rechte mit Datenstrukturen zu tun. Weiterhin gibt es drei Abstraktionsebenen. Die abstrakteste Ebene ist die der Mathematik bzw. der forma len Spezifikation von Algorithmen oder Datenstrukturen. Ein Algorithmus realisiert eine Funktion, die entsprechend eine Spezifikation eines Algorithmus darstellt. Ein Algorith- 2 KAPITEL 1 EINFÜHRUNG mus stellt seinerseits eine Spezifikation einer zurealisierenden Prozedur (oder Funktion oder Methode im Sinne einer Programmiersprache) dar.
Algorithmen und Datenstrukturen
Algorithmen und Datenstrukturen von Grund auf verstehen Fundierte Einführung mit klarem didaktischen Aufbau Mit konkreten Anwendungsbeispielen Eine reichhaltige Fundgrube für Lehre und Selbststudium Kenntnisse von Algorithmen und Datenstrukturen sind ein Grundbaustein des Studiums der Informatik und verwandter Fachrichtungen. Das Buch behandelt diese Thematik in Verbindung mit der Programmiersprache Java und schlägt so eine Brücke zwischen den klassischen Lehrbüchern zur Theorie von Algorithmen und Datenstrukturen und den praktischen Einführungen in eine konkrete Programmiersprache. Die konkreten Algorithmen und deren Realisierung in Java werdenumfassend dargestellt. Daneben werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die in Programmiersprachen-Kursen oft zu kurz kommen: abstrakte Maschinenmodelle, Berechenbarkeit, Algorithmenparadigmen sowie parallele und verteilte Abläufe. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Datenstrukturen wie Listen, Bäume, Graphen und Hashtabellen sowie deren objektorientierte Implementierung mit modernen Methoden der Softwareentwicklung. Die 6. Auflage führt einige neue Algorithmen ein und berücksichtigt die Neuerungen der aktuellen Java-Versionen, u.a. zu Themen wie Parallelisierung.