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Fit fürs Studium - Informatik: Rheinwerk Computing

Autor Arne Boockmeyer, Philipp Fischbeck, Stefan Neubert
de Limba Germană Paperback – iun 2017
So gelingt der Einstieg ins Informatikstudium! Schließen Sie Wissenslücken, die Ihnen im Studium das Leben schwer machen könnten. Dieser Vorkurs präsentiert Ihnen alles Wesentliche Schritt für Schritt, anschaulich und zum Mitmachen. Jedes Kapitel beginnt mit einer Knobelei, die Sie ohne Vorkenntnisse lösen können und die zu einem der Grundkonzepte der Informatik führt. Der Computer kann dabei meist ausgeschaltet bleiben - um einen Algorithmus zu entwerfen, in formale Sprachen einzusteigen oder die Grundlagen der Verschlüsselung zu verstehen, reichen Papier, Bleistift und dieses Buch.
Die Autoren kennen typische Verständnishürden und gehen auch die schwierigen Themen mit Schwung und didaktischem Feingefühl an. Diagramme, Beispiele und Aufgaben mit Lösungen helfen, alles zu verstehen. Mit Grundkenntnissen zu Rechnerarchitekturen, Algorithmen und ihrer Komplexität, formalen Sprachen, objektorientierter Programmierung u. v. m. gehen Sie gut vorbereitet an die Hochschule.
Aus dem Inhalt:
  • Algorithmen und ihre Komplexität
  • Formale Sprachen
  • Rechnerarchitektur
  • Datenstrukturen und Codierung
  • Wichtiges aus der Mathematik
  • Reguläre Ausdrücke
  • Verschlüsselung
  • Softwareentwicklung im Team
  • Künstliche Intelligenz
  • Betriebssysteme und Compiler
  • Praxiseinstieg in Programmierung mit Java
  • Wie werde ich Informatiker?

Die Fachpresse zur Vorauflage:

LINUX MAGAZIN: »Ein umfassender Rundumblick auf das breite und fesselnde Gebiet der Informatik. [Das Buch] macht mit den wichtigsten Themen bekannt und eignet sich besonders dazu, vor Beginn eines einschlägigen Studiums die Grundlagen noch einmal zu wiederholen und eventuell noch vorhandenen Lücken zu schließen.«

Controller Magazin: »Das vorliegende Buch ermöglicht, verlässliche Informatikkenntnisse im Selbststudium zu erarbeiten«

iX - Magazin für professionelle Informationstechnik: »In 21 Kapiteln erklären [die Autoren] anschaulich einige grundsätzliche Bereiches ihres Fachs.«


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Din seria Rheinwerk Computing

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Specificații

ISBN-13: 9783836244060
ISBN-10: 3836244063
Pagini: 411
Dimensiuni: 174 x 231 x 25 mm
Greutate: 0.77 kg
Editura: Rheinwerk Verlag GmbH
Seria Rheinwerk Computing


Cuprins




Geleitwort ... 17




Intro ... 19




1. Algorithmen ... 28



1.1 ... Wo ist der Ausgang des Labyrinths? ... 29


1.2 ... Was ist ein Algorithmus? ... 30


1.3 ... Wie wird ein Algorithmus notiert? ... 32


1.4 ... Schleifen ... 35


1.5 ... Verzweigungen ... 37


1.6 ... Logische Aussagen ... 39


1.7 ... Funktionen ... 43


1.8 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 44





2. Zahlen und Kodierungen ... 50



2.1 ... Gib mir 31! ... 51


2.2 ... Zahlensysteme und Einheiten ... 52


2.3 ... Kodierungen ... 56


2.4 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 62





3. Datenstrukturen ... 68



3.1 ... Speicherung gleicher Daten ... 69


3.2 ... Geordnete Daten ... 69


3.3 ... Ungeordnete Daten ... 75


3.4 ... Datenzuordnungen ... 77


3.5 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 78





4. Einfache Sortieralgorithmen ... 84



4.1 ... Bücher sortieren ... 85


4.2 ... Selection Sort ... 86


4.3 ... Insertion Sort ... 91


4.4 ... Bubble Sort ... 93


4.5 ... Ordnungen ... 96


4.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 97





5. Komplexität ... 104



5.1 ... Schokolade aufteilen ... 105


5.2 ... Verschiedene Wege führen zum Ziel ... 106


5.3 ... Eingabegröße ... 107


5.4 ... Messen der Laufzeit ... 108


5.5 ... Berechnen der Laufzeit ... 108


5.6 ... Die Landau-Notation ... 111


5.7 ... Typische Laufzeiten ... 114


5.8 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 116





6. Effizientere Sortieralgorithmen ... 122



6.1 ... Sortieren im Team ... 123


6.2 ... Merge Sort ... 123


6.3 ... Quick Sort ... 128


6.4 ... Rekursion und Divide and Conquer ... 131


6.5 ... Noch schneller sortieren ... 133


6.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 136





7. Suchen ... 144



7.1 ... Finden und Sortieren ... 145


7.2 ... Lineare Suche ... 145


7.3 ... Binäre Suche ... 148


7.4 ... Suchbäume ... 151


7.5 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 158





8. Backtracking und Dynamische Programmierung ... 164



8.1 ... Das Kistenproblem ... 165


8.2 ... Die perfekte Kiste ... 165


8.3 ... Branch and Bound ... 167


8.4 ... Dynamische Programmierung ... 168


8.5 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 170





9. Graphen ... 176



9.1 ... Morgendliches Anziehen ... 177


9.2 ... Verknüpfte Daten ... 178


9.3 ... Varianten von Graphen ... 179


9.4 ... Suchen und Bewegen in Graphen ... 182


9.5 ... Eigenschaften von Graphen ... 187


9.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 190





10. Formale Sprachen ... 196



10.1 ... Sätze erzeugen ... 197


10.2 ... Grammatiken ... 198


10.3 ... Automaten ... 202


10.4 ... Sprachen und Mengenoperationen ... 206


10.5 ... Reguläre Ausdrücke ... 208


10.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 210





11. Modellierung ... 216



11.1 ... Das Vereinsfest ... 217


11.2 ... Modellierung und Modelle ... 217


11.3 ... Problemmodellierung ... 219


11.4 ... Prozessmodellierung ... 220


11.5 ... Strukturmodellierung ... 223


11.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 226





12. Datenbanken ... 232



12.1 ... Max' Lieblingsfilme ... 233


12.2 ... Strukturierte Datenspeicherung ... 235


12.3 ... Operationen auf Datenbanken ... 239


12.4 ... Empfohlene Strukturierung von Daten ... 247


12.5 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 251





13. Künstliche Intelligenz ... 260



13.1 ... Mensch gegen Maschine ... 261


13.2 ... Was ist Intelligenz? ... 262


13.3 ... Nachgeahmte Intelligenz ... 265


13.4 ... Maschinelles Lernen ... 272


13.5 ... Anwendungsfelder ... 278


13.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 282





14. Computer ... 288



14.1 ... Addieren auf Hardware-Ebene ... 289


14.2 ... Logische Schaltungen ... 290


14.3 ... Hardware-Komponenten und ihr Zusammenspiel ... 293


14.4 ... Betriebssysteme ... 296


14.5 ... Betriebssystemunabhängigkeit ... 301


14.6 ... Virtuelle Computer ... 302


14.7 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 303





15. Netzwerke ... 308



15.1 ... Die Post des Kanzleramts ... 309


15.2 ... Eine mögliche Lösung für die Poststelle ... 309


15.3 ... Netzwerke ... 311


15.4 ... Internetstruktur ... 314


15.5 ... Einheitliche Kommunikation ... 318


15.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 321





16. Verschlüsselung ... 326



16.1 ... Fdhvdu ... 327


16.2 ... Warum verschlüsseln? ... 328


16.3 ... Symmetrische Verschlüsselung ... 328


16.4 ... Asymmetrische Verschlüsselung ... 329


16.5 ... Hybridverfahren ... 332


16.6 ... Verschlüsselungen knacken ... 332


16.7 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 334





17. Softwareentwicklung ... 338



17.1 ... Algorithmus vs. Software ... 339


17.2 ... Die Werkzeuge eines Softwareentwicklers ... 341


17.3 ... Große Probleme lösen ... 343


17.4 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 345





18. Teamarbeit ... 348



18.1 ... Konflikte ... 349


18.2 ... Warum Teams? ... 350


18.3 ... Softwareentwicklung im Team ... 350


18.4 ... Kommunikation in Teams ... 351


18.5 ... Aufgabenverwaltung und Kommunikationswerkzeuge ... 352


18.6 ... Versionsverwaltung ... 353


18.7 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 358





19. Fehler ... 362



19.1 ... Auf Fehlersuche ... 363


19.2 ... Warum ist Software fehlerhaft? ... 364


19.3 ... Bugs ... 365


19.4 ... Verschiedene Fehlerarten ... 365


19.5 ... Techniken zur Fehlervermeidung ... 371


19.6 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 374





20. Hands-on: Programmieren mit Python ... 378



20.1 ... Die Programmiersprache Python ... 379


20.2 ... Hallo Leser ... 380


20.3 ... Variablen ... 381


20.4 ... Klassen, Objekte und Methoden ... 382


20.5 ... Datentypen ... 386


20.6 ... Kontrollstrukturen ... 393


20.7 ... Fehlersuche ... 396


20.8 ... Eine kleine Werkzeugkiste ... 398





21. Ethik in der Informatik ... 404



21.1 ... Recht und Ordnung ... 405


21.2 ... Informatik in der Wirtschaft ... 407


21.3 ... Der Wert persönlicher Daten ... 409


21.4 ... Gemeingüter und Open Source ... 412


21.5 ... Vertrauen in Informationen ... 415


21.6 ... Verantwortung für Technologie ... 416


21.7 ... IT-Gerechtigkeit ... 419


21.8 ... Der technisierte Mensch ... 420


21.9 ... Zusammenfassung und Einordnung ... 422





22. Extro ... 424



22.1 ... Wie wird man Informatiker*in? ... 425


22.2 ... Ressourcen ... 430


22.3 ... Wie geht es weiter? ... 430





Index ... 433