Fit fürs Studium – Informatik

Inhaltsverzeichnis



  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

Fit fürs Studium – Informatik

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Beschreibung

Details

Verkaufsrang

13536

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

30.09.2021

Verlag

Rheinwerk

Seitenzahl

439

Beschreibung

Rezension

»In 22 Kapiteln wird eine grundlegende Wissensbasis für ein Informatikstudium gelegt.« EKZ-Informationsdienst 202111

Details

Verkaufsrang

13536

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

30.09.2021

Verlag

Rheinwerk

Seitenzahl

439

Maße (L/B/H)

22,9/17,3/2,6 cm

Gewicht

804 g

Auflage

2. aktualisierte und erweiterte Auflage

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-8362-8599-5

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  •   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