Voraussetzungen

keine

Ziele

Am Ende der Vorlesung sollen die Studenten in der Lage sein, verschiedene Rechnerarchitekturen und deren Aufbau und Funktionsweise zu beschreiben. Weiterhin sollen die Studenten Programmierparadigma verstehen und vergleichen können. In diesem Zusammenhang sollen passende Datenstrukturen ausgewählt werden. Darauf aufbauend können sie verschiedene Algorithmen und Programme anhand grundlegender Qualitätsmerkmale unterscheiden und bewerten, verschiedene Merkmale gegeneinander abwägen und bei der Erstellung eigener Programme berücksichtigen.

Inhalte

Diese Vorlesung stellt eine Einführung in wichtige theoretische Grundlagen der Informationstechnik dar, die für Studierende des 2. Semesters Elektrotechnik vorgesehen ist. Da nicht auf Grundkenntnisse aus der Informatik zurückgegriffen werden kann, stehen Grundlagen der Rechnerarchitektur, Softwareentwicklung, Datenstrukturen und Algorithmen im Vordergrund.  Darüber hinaus soll die Vorlesung auch Grundlagen vermitteln, die in anderen Vorlesungen gebraucht werden.

Zu Beginn geht die Vorlesung auf grundlegende Begriffe ein und zeigt die vielfältigen Einsatzgebiete der Informationstechnik zur Lösung von Problemstellungen. Danach werden die grundlegenden Rechnerarchitekturen und in deren Zusammenhang der Entwurf und die Ausführung von Programmen behandelt. Darauf aufbauend werden der Aufbau und die Verwendung von Programmiersprachen erläutert, sowie die grundlegenden Programmierparadigma vorgestellt.

Der Softwareentwicklungsprozess von der Analyse der Problemstellung über das Design und die Umsetzung bis zum Testen und der Qualitätsbewertung werden gezeigt. In diesem Zusammenhang werden entsprechende Werkzeuge, wie integrierte Entwicklungsumgebungen beschrieben und der Ablauf vom Quellcode bis zum autonom lauffähigen Programm vermittelt.

Zur Beschreibung von Programmabläufen werden verschiedene Darstellungsformen gegenübergestellt. Weiterhin werden die Prinzipen und Grundzüge der objektorientieren Programmierung gezeigt. In nächsten Schritt werden die verschiedenen Datenstrukturen und deren Merkmale vorgestellt.

Aufbauend auf den Prinzipen der Softwareentwicklung und den Datenstrukturen werden verschiedene Algorithmen und deren Aufbau und Anwendung erläutert. Der Schwerpunkt dabei liegt auf den grundlegenden Algorithmen zum Suchen, Sortieren und Optimieren. Dabei werden auch deren Laufzeit, Effektivität und Anwendbarkeit besprochen. Auch komplexere und optimierte Algorithmen werden angesprochen und deren Anwendung für aktuelle Problemstellungen aus der Technik gezeigt.

Literatur

• Kirch-Prinz, U.; Prinz, P.: C++ lernen und professionell anwenden, Vmi Buch Verlag, 4. Auflage (2007), ISBN: 978-3826617645

• Cormen T.H.; Leiserson C. E.; Riverest R.L.: Algorithmen - Eine Einführung Oldenburg, 2. Auflage (2007), ISBN: 978-3486582628, Englische Version: Introduction to Algorithms, B&T, 2th Edition (2001), ISBN: 978-0262032933

• Lippmann, S. B.; Lajoie, J.; Moo, B.E.: C++ Primer Addison-Wesley, 4. Auflage (2006), ISBN: 978-3827326126 Englische Version: C++ Primer, Addison-Wesley Longman, 4th Edition (2005), ISBN: 978-0201721485