Algorithmen und Datenstrukturen

11B0008

Bachelor

Deutsch

5.0

Winter- und Sommersemester

1 Semester

Für nahezu alle Teilgebiete und alle Anwendungsbereiche der Informatik ist eine gründliche Kenntnis gängiger Algorithmen und Datenstrukturen und deren Zusammenspiel sowie  der Fähigkeit des Umgangs mit denselben von großer Wichtigkeit.

1. Einführung & Algorithmusbegriff

2. Algorithmenanalyse: Effizienz und Komplexität

3. Suchen und Sortieren

4. Elementare Datenstrukturen (u.a. Listen, Mengen, Bäume, Hashing)

5. Methoden des Algorithmenentwurfs  

6. Ausgewählte Algorithmen auf Graphen 

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur oder
• Antwort-Wahl-Verfahren-Klausur oder
• Klausur und Antwort-Wahl-Verfahren-Klausur

• experimentelle Arbeit oder
• Arbeitsprobe (praktisch)

Benotete Prüfungsleistung:

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
• Antwort-Wahl-Verfahren-Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
• Klausur und Antwort-Wahl-Verfahren-Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Unbenotete Prüfungsleistung:

• experimentelle Arbeit: Experiment: insgesamt ca. 3 Versuche
• Arbeitsprobe (praktisch): ca. 3 Arbeiten 

Studierende sollten grundlegende Programmierkenntnisse aus dem ersten Semester sicher beherrschen, insbesondere Variablen, Kontrollstrukturen, Funktionen und einfache Datenstrukturen wie Arrays. Ebenso wichtig ist ein Basisverständnis für mathematische Konzepte wie Mengen, einfache Logik, Summen und Wachstumsraten, da diese für die Analyse von Algorithmen benötigt werden. Hilfreich sind außerdem erste Erfahrungen mit dem systematischen Lösen von Problemen und dem strukturierten Entwickeln kleiner Programme. Eine gewisse Vertrautheit mit dem Umgang von Entwicklungsumgebungen sowie die Bereitschaft, abstrakt und analytisch zu denken, unterstützen den erfolgreichen Einstieg in das Modul.

Studierende erhalten einen umfassenden Überblick über die Grundlagen von Algorithmen und Datenstrukturen. Dies umfasst das Verständnis des Algorithmusbegriffs selbst, die Bedeutung von Effizienz und Komplexität in der Algorithmenanalyse, einen Überblick über elementare Datenstrukturen wie Listen, Mengen, Bäume und Hash-Tabellen. Studierende kennen wichtige Algorithmen und Datenstrukturen sowie Techniken zur Analyse ihrer Komplexität. Sie können Algorithmen hinsichtlich ihrer Qualität unterscheiden und sie können geeignete Algorithmen und Datenstrukturen zur Lösung von einfachen Anwendungsfällen auswählen, erklären und im Anwendungskontext implementieren.

In diesem Bereich fokussieren sich die Studierenden auf das tiefe Verständnis der Eigenschaften, der Analyse und der Anwendung von Algorithmen und Datenstrukturen sowie wie deren Zusammenwirken. Sie lernen, wie Algorithmen für das Suchen und Sortieren funktionieren, und setzen sich mit den Methoden des Algorithmenentwurfs sowie mit ausgewählten Algorithmen auf Graphen auseinander.

Studierende reflektieren und bewerten situationsbezogen die erkenntnistheoretische Validität fachlicher Aussagen im Bereich der Algorithmen und Datenstrukturen. Sie sind in der Lage, diese Kenntnisse im Kontext realer und komplexer Problemstellungen anzuwenden, kritisch zu hinterfragen und gegeneinander abzuwägen. Durch dieses tiefgreifende Verständnis können sie innovative Lösungsansätze entwickeln, die auf plausiblen fachlichen Überlegungen beruhen und somit zur Lösung praktischer und theoretischer Probleme in der Informatik und angrenzenden Disziplinen beitragen.

Die praktische Anwendung des erworbenen Wissens steht im Vordergrund. Studierende sollen in der Lage sein, Algorithmen und Datenstrukturen zur Lösung realer Probleme einzusetzen. Dies beinhaltet die Fähigkeit, geeignete Datenstrukturen für spezifische Anwendungen auszuwählen und Algorithmen entsprechend zu entwerfen und zu implementieren.

Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung von Kommunikations- und Kooperationsfähigkeiten. Die Studierenden lernen, ihre Ideen und Lösungsansätze effektiv innerhalb des Teams zu kommunizieren. Sie arbeiten zusammen, um komplexe Probleme zu lösen und voneinander zu lernen.

Die Studierenden erlangen ein Bewusstsein für die ethischen und gesellschaftlichen Auswirkungen der Informatik. Sie reflektieren über die Verantwortung, die mit der Entwicklung und Anwendung von Algorithmen verbunden ist, insbesondere in Bezug auf Datenschutz, Fairness und Transparenz.

• Morisse, Karsten

• Morisse, Karsten
• Thiesing, Frank
• Timmer, Gerald
• Eikerling, Heinz-Josef