Skriptum Informatik

Drei Ziele haben Stoffauswahl und Darstellung dieses Buches geprägt: Studierende erlernen die Codierung von Algorithmen mit MODULA-2, also mit einer modernen imperativen Programmiersprache, die so einfach und sauber ist, dass die Grundbegriffe der Programmierung klar und systematisch eingeführt werden können, die sich aber andererseits auch in der Praxis bewährt hat. Wichtig ist auch die Möglichkeit, in MODULA-2 den Objektbegriff vorzubereiten. Theorethische Aspekte, z.B. Berechenbarkeit, Grammatiken, Semantik und Programmierverifikation, werden ganz überwiegend im Zusammenhang mit konkreten Problemen der Programmierung behandelt, so dass der praktische Nutzen jederzeit erkennbar bleibt. Für eine spätere gründliche Behandlung in einer Grundvorlesung Theorethische Informatik entstehen die Motivation und der begriffliche Rahmen. Wo immer die Gelegenheit besteht, werden die Methoden und Sprachkonzepte aus der Sicht des Software Engineering diskutiert, so dass die Codierung nicht als die Programmierung schlechthin erscheint, sondern - ihrer tatsächlichen Rolle entsprechend - als eine von mehreren Aktivitäten, die dazu beiträgt, reale Probleme mit Hilfe von Rechnern zu lösen. "Konventionell" bedeutet hier also praxisnah, auf der Grundlage einer imperativen Sprache, nicht pragmatisch oder theoriefrei. Das mit vielen vollständigen Programmbeispielen aufgelockerte Skript eignet sich daher für Studiengänge der Hauptfach-, Nebenfach- oder sogenannten Bindestrich-Informatik, in denen Konzepte und Praxis der Programmierung nicht separat, sondern gegenseitig stützend entwickelt werden sollen. Ein inhaltlich und strukturell auf dieses Skriptum abgestimmter Übungsband von Spiegel/Ludewig/Appelrath enthält viele Aufgaben mit Tips und Lösungen, die die "Einführung in die Informatik" unterstützen und wesentlich erleichtern.

Prof. Dr. Hans-Jürgen Appelrath, Universität Oldenburg
Prof. Dr. Jochen Ludewig, Universität Stuttgart

1. Grundlagen.- 1.1 Algorithmus und Berechenbarkeit.- 1.2 Sprache und Grammatik.- 1.3 Rechner.- 1.4 Informatik als Wissenschaft.- 2. Imperative Programmierung - die Sprache Modula-2.- 2.1 Syntaxdarstellungen.- 2.2 Elementare funktionale Modula-2-Programme.- 2.3 Iterative Programme.- 2.4 Komplexe Datentypen.- 3. Abstraktion.- 3.1 Abstraktionskonzepte in Programmiersprachen.- 3.2 Abstraktion in Modula-2.- 4. Semantik, Verifikation und Test.- 4.1 Konzepte für eine Semantikdefinition.- 4.2 Spezifikation und Verifikation von Programmen.- 4.3 Test.- 5. Programmierparadigmen und -sprachen.- 5.1 Programmierparadigmen.- 5.2 Übersicht über Programmiersprachen.- 6. Datenstrukturen und Algorithmen.- 6.1 Komplexität und Effizienz.- 6.2 Graphen und Bäume.- 6.3 Suchen in gegebenen Datenstrukturen.- 6.4 Datenorganisationen für effizientes Suchen.- 6.5 Sortieren.- 6.6 Speicherverwaltung.- Anhang A: Mathematische Grundbegriffe und Formeln.- Anhang B: Syntaxdiagramme für Modula-2.- Literatur.- Abkürzungsverzeichnis.- Modula-2-Index.