Vorkurs Informatik für Dummies

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Beschreibung

Details

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

02.12.2020

Verlag

Wiley-VCH

Seitenzahl

352

Maße (L/B/H)

23,8/17,9/2,2 cm

Gewicht

618 g

Auflage

1. Auflage

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-527-71727-9

Beschreibung

Details

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

02.12.2020

Verlag

Wiley-VCH

Seitenzahl

352

Maße (L/B/H)

23,8/17,9/2,2 cm

Gewicht

618 g

Auflage

1. Auflage

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-527-71727-9

Herstelleradresse

Wiley-VCH GmbH
Boschstraße 12
69469 Weinheim
DE

Email: wiley.buha@zeitfracht.de

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  • Vorkurs Informatik für Dummies
  • Einleitung 19

    Über dieses Buch 19

    Konventionen in diesem Buch 19

    Was Sie nicht lesen müssen 20

    Törichte Annahmen über den Leser 20

    Wie dieses Buch aufgebaut ist 21

    Teil I: Programmieren 21

    Teil II: Algorithmen 21

    Teil III: Mathematik 21

    Teil IV: Codierung 22

    Teil V: Praktische Informatik 22

    Teil VI: Theoretische Informatik 22

    Teil VII: Top-Ten-Teil 23

    Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 23

    Wie es weitergeht 24

    Bitte und Danke sagen 24

    Teil I: Programmieren 25

    Kapitel 1 Programmieren in Java 27

    Wertzuweisung 27

    Variablen deklarieren 28

    Wozu Datentypen? 28

    Einen Wert zuweisen 29

    Einen Wert überschreiben 30

    Numerische Datentypen und Operationen 31

    Typumwandlung bei numerischen Datentypen 32

    Bedingte Anweisung 33

    If-Anweisung 33

    If-Else-Anweisung 34

    Flussdiagramme zeichnen 35

    Datentyp boolean 36

    Boolesche Operationen 38

    Kommentare 39

    Zum Üben 39

    Kapitel 2 Programmschleifen, Datenfolgen und Zeichenketten 41

    While-Schleife 41

    Fakultäten berechnen 43

    Programmschleifen entwerfen 44

    Iterationsschema aufstellen 44

    Iterationsgleichungen ableiten 44

    Regeln für das Aufstellen der Iterationsgleichungen 45

    Iterationsgleichungen in eine While-Schleife umsetzen 45

    For-Schleife 46

    Arrays 47

    Array erzeugen 47

    Array durchlaufen 48

    Strings 49

    Strings verketten 50

    String-Methoden anwenden 50

    Zum Üben 52

    Iterationsschema aufstellen und in While-Schleife umsetzen 52

    Primzahlen mit dem Sieb des Eratosthenes 52

    Kapitel 3 Funktionen 55

    Funktionen definieren und aufrufen 55

    Funktionsdefinition 56

    Funktionsaufruf 57

    So funktioniert ein Stack 58

    Lokale Variablen benutzen 59

    Funktionen mit mehreren Parametern 60

    Funktionen ohne Parameter 61

    Funktionen ohne Rückgabewert 61

    Rekursive Funktionen 63

    Ausführung einer rekursiven Funktion 63

    Zum Üben 66

    Ziehung der Lottozahlen 66

    Kapitel 4 Objektorientiert programmieren 69

    Klasse und Objekt 69

    Attribute und Methoden 69

    Kommentare und Benennungen 70

    Bruchrechnung 70

    Methoden 71

    Rechenoperationen mit Brüchen 73

    Bruch normalisieren 74

    Bruch kürzen 75

    Objektorientierung in Java 76

    Zum Üben 76

    Teil II: Algorithmen 77

    Kapitel 5 Algorithmus 79

    Typische Anweisungsformen 79

    Algorithmisch denken 80

    Kapitel 6 Binäre Suche 81

    Suchstrategie 81

    Logarithmus 82

    Algorithmus binäre Suche 83

    Zum Üben 84

    Kapitel 7 Einfaches Sortieren 85

    Minimum einer Datenfolge bestimmen 85

    Selectionsort 86

    Array sortieren 87

    Programm 87

    Zeitkomplexität 88

    Analyse von Selectionsort 89

    Kapitel 8 Zeitkomplexität von Algorithmen 91

    Zeitkomplexität 92

    Untere und obere Schranken 92

    Schlechtester Fall 93

    Asymptotische Analyse 93

    O-Notation 94

    Zum Üben 95

    Kapitel 9 Mergesort 97

    Divide-and-Conquer-Strategie 97

    Ablauf von Mergesort 98

    Verschmelzen zweier sortierter Hälften eines Arrays 98

    Implementierung 99

    Zeitkomplexität 101

    Untere Schranke für das Sortieren 101

    Zum Üben 102

    Kapitel 10 Kürzeste Wege in einem Graphen 103

    Idee des Verfahrens 103

    Greedy-Strategie 105

    Umsetzung in einen Algorithmus 105

    Kapitel 11 Kürzeste Rundreise 107

    Problem des Handlungsreisenden 108

    Die Mengen P und NP 108

    Nichtdeterministischer Algorithmus 109

    Polynomielle Zeitkomplexität 110

    NP-vollständige Probleme 111

    Erfüllbarkeitsproblem (SAT) 112

    Reduktion von SAT auf CLIQUE 112

    Teil III: Mathematik 115

    Kapitel 12 Logik 117

    Logische Aussagen 117

    Logische Verknüpfungen 118

    Formale Logik 120

    Allgemeingültige Aussagen 121

    Gesetze der Logik 121

    Logik im Alltag 123

    Entweder Oder oder Entweder-Oder 123

    Wenn-dann in der Umgangssprache 123

    Die Tücken der logischen Folgerung 124

    Prädikate 125

    Quantoren 125

    Zum Üben 127

    Kapitel 13 Menge 129

    Mengen bilden 129

    Teilmenge 131

    Die leere Menge 132

    Potenzmenge 134

    Mengen verknüpfen 134

    Komplement 135

    Gesetze der Mengenlehre 136

    Duale Gesetze 136

    Zum Üben 137

    Kapitel 14 Relation 139

    Kartesisches Produkt 139

    Relation als Teilmenge eines kartesischen Produkts 140

    Schreibweise von Relationen 141

    Relationen anschaulich darstellen 141

    Eigenschaften von Relationen 143

    Beispiele dieser Eigenschaften 143

    Ordnungsrelation und Äquivalenzrelation 144

    Operationen auf Relationen 145

    n-stellige Relationen 146

    Wozu brauchen wir das? 146

    Zum Üben 147

    Kapitel 15 Abbildung 149

    Abbildung als spezielle Relation 149

    Schreibweise für Abbildungen 151

    Wertetabelle einer Abbildung 151

    Funktion 152

    Verknüpfungen 153

    Wertetabelle einer Verknüpfung 153

    Verknüpfungstafel 154

    Eigenschaften von Abbildungen 154

    Injektive Abbildung 154

    Surjektive Abbildung 155

    Wertetabellen von injektiven und surjektiven Abbildungen 156

    Bijektive Abbildung 157

    Mächtigkeit von Mengen 157

    Folgen 158

    Endliche Folgen 158

    Zum Üben 159

    Kapitel 16 Graph 161

    Knoten und Kanten 161

    Pfad 162

    Baum 163

    Ungerichteter Graph 164

    Markierte Graphen 165

    Zum Üben 166

    Kapitel 17 Teilbarkeit und Modulo-Rechnung 167

    Teilbarkeit 167

    Ist null durch null teilbar? 168

    Teiler einer Zahl 169

    Größter gemeinsamer Teiler 169

    Primzahlen 170

    Modulo-Rechnung 171

    Modulo n rechnen 173

    Zum Üben 174

    Kapitel 18 Gruppen, Ringe und Körper 175

    Die Gruppenaxiome 175

    Elemente verknüpfen 176

    Halbgruppe 177

    Gruppe 178

    Die Gruppe ¿¿n 179

    Ring 180

    Körper 181

    Zum Üben 181

    Kapitel 19 Beweistechniken 183

    Direkter Beweis 183

    Äquivalente Umformung 183

    Direkte Umformung 184

    Kontraposition 184

    Beweis durch Widerspruch 185

    Es gibt unendlich viele Primzahlen 185

    Varianten des Widerspruchsbeweises 186

    ¿2 ist irrational 186

    Gaußsche Summenformel 187

    Beweis durch Induktion 187

    Dominoeffekt 188

    Zum Üben 190

    Teil IV: Codierung 191

    Kapitel 20 Boolesche Funktionen 193

    Boolesche Funktionen darstellen 194

    Boolesche Funktionen minimieren 195

    Algebraische Umformung 195

    KV-Diagramm 196

    Blöcke mit Einsen zusammenfassen 197

    Drei und vier Argumentvariablen 197

    Anwendung 199

    Realisierung mit Nand-Verknüpfungen 200

    Zum Üben 201

    Kapitel 21 Zahlendarstellung 203

    Zahlensysteme zur Basis b 203

    Zwischen Zahl und Darstellung hin und her rechnen 204

    Programme 206

    Zahlensysteme zu anderer Basis 207

    Ganze Zahlen im Binärsystem 207

    Betrag-Vorzeichen-Darstellung 208

    Exzess-Darstellung 208

    Einerkomplement-Darstellung 209

    Zweierkomplement-Darstellung 209

    Kommazahlen im Binärsystem 210

    Rechnen mit Kommazahlen 211

    Genauigkeit von Gleitkommazahlen 211

    Zum Üben 212

    Kapitel 22 Einfache Codes 213

    Blockcodes 214

    Hamming-Abstand 216

    Fehlererkennung 216

    Binärcode mit Paritätsbit 217

    Kapitel 23 Daten komprimieren 219

    Konstruktion des Huffman-Baums 219

    Konstruktion des Huffman-Codes 221

    Eigenschaften des Huffman-Codes 221

    Informationsgehalt eines Textes 222

    Zum Üben 222

    Kapitel 24 Fehler erkennen mit CRC 223

    Idee des Verfahrens 223

    Polynom 224

    Polynomdivision 225

    Der CRC-Algorithmus 225

    Erkennung von Fehlern 226

    Zum Üben 227

    Teil V: Praktische Informatik 229

    Kapitel 25 Datenbanken 231

    Datenbankrelationen 232

    Attribut 233

    Schlüssel 234

    Datenbankentwurf 235

    Entitäten und Beziehungen 235

    Schlüssel und Fremdschlüssel 236

    Entity-Relationship-Diagramm 237

    Datenbankanfragen 238

    Index 240

    Datenbankmanagementsystem 242

    Zum Üben 242

    Kapitel 26 Computernetze 243

    Adressen 243

    Protokoll 244

    Protokolle im täglichen Leben 244

    Protokollstapel 245

    Schnittstellen 246

    Protokolle in der Informatik 246

    Kapitel 27 Verschlüsseln mit öffentlichem Schlüssel 249

    Diffie-Hellman-Schlüsselvereinbarung 250

    Ablauf des Verfahrens 251

    Problem des diskreten Logarithmus 251

    Public-Key-Verschlüsselung 252

    RSA-Verfahren 253

    Schlüssel erzeugen 254

    Sicherheit 254

    Berechnungsverfahren 254

    Primzahltest 254

    Schnelle Exponentiation 255

    Größter gemeinsamer Teiler 257

    Zum Üben 257

    Teil VI: Theoretische Informatik 259

    Kapitel 28 Berechenbarkeit 261

    Das Halteproblem 262

    Praktisch nicht berechenbar 263

    Kapitel 29 Reguläre Sprachen 265

    Regulärer Ausdruck 266

    Reguläre Operationen 266

    Endlicher Automat 268

    Arbeitsweise des Automaten 269

    Formale Definition 270

    Deterministisch und nichtdeterministisch 271

    Simulation eines nichtdeterministischen endlichen Automaten 273

    Teilmengenkonstruktion 275

    Endliche Automaten und reguläre Sprachen 276

    Sprachen, die nicht regulär sind 277

    Zum Üben 278

    Kapitel 30 Kontextfreie Grammatik und Stackautomat 279

    Kontextfreie Grammatik 279

    Wörter ableiten 280

    Eine Sprache erzeugen 281

    Wörter reduzieren 281

    Rechtslineare Grammatik 282

    Noch ein Beispiel 283

    Stackautomat 283

    Erkennung von Wörtern 285

    Zum Üben 286

    Kapitel 31 Sprachklassen und Turingmaschinen 289

    Hierarchie der Sprachklassen 289

    Die Sprachklassen L0 und L1 290

    Grammatiken für L0 290

    Grammatiken für L1 290

    Turingmaschine 292

    Formale Definition 293

    Arbeitsweise der Turingmaschine 293

    Turingtabelle 294

    Mit Turingmaschinen erkennbare Sprachen 295

    Entscheidbare Sprachen 295

    Nichtdeterministische und deterministische

    Turingmaschinen 296

    Kapitel 32 Parser und Compiler 299

    Grammatik als Ausgangspunkt 299

    Parser für arithmetische Ausdrücke 300

    Compiler für arithmetische Ausdrücke 303

    Basisfunktionen für Parser und Compiler 304

    Zum Üben 307

    Teil VII: Top-10-Teil 309

    Kapitel 33 Vier mal sieben 311

    Die 7 elementarsten Begriffe 311

    Die 7 verrücktesten Dinge 312

    Die 7 cleversten Algorithmen 313

    Die 7 bedeutendsten Informatik-Pioniere 315

    Teil VIII: Anhang 317

    Anhang A: Lösungen zu den Übungsaufgaben 319

    Teil I: Programmieren 319

    Teil II: Algorithmen 323

    Teil III: Mathematik 325

    Teil IV: Codierung 329

    Teil V: Praktische Informatik 331

    Teil VI: Theoretische Informatik 333

    Anhang B: Zum Weiterlesen 337

    Literaturverzeichnis 341

    Stichwortverzeichnis 345