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Datenstrukturen, Algorithmen

und Programmierung 2

Sommersemester 2020

Prof. (apl) Dr. Beate Bollig


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Termine

Wann? Wo?
Vorlesung Di 12:15 - 14:00 SRG1/H.001
Vorlesung Do 14:15 - 16:00 SRG1/H.001

Aufgrund der aktuellen Situation beginnen die Lehrveranstaltungen nicht mit Präsenzlehre. Bitte für weitere Informationen in den Moodle-Kurs einschreiben.


Hinweise

Allgemeine Informationen zu Teilnahmevoraussetzungen und Studienleistungen finden sich in den entsprechenden Modulbeschreibungen der jeweiligen Studiengänge.

Für Studierende der Fächer ETIT und IKT wird von ihrer Fakultät ein eigenes Praktikum angeboten.

Schülerstudierende melden sich bitte vorab elektronisch bei Amer Krivošija (LS 2).

Studierende mit besonderen Bedürfnissen (Nachteilsausgleich) melden sich bitte rechtzeitig bei Amer Krivošija (LS 2).


Inhalt und Lernziele

Damit ein Algorithmus eine Aufgabenstellung sinnvoll löst, muss er zum einen korrekt arbeiten und zum anderen eine Lösung des betrachteten Problems in akzeptabler Zeit berechnen. Um die Qualität von Algorithmen zu bewerten, muss man daher ihre Korrektheit und ihren Ressourcenverbrauch beurteilen können. Neben der Bewertung vorgegebener Algorithmen ist ein wichtiges Arbeitsfeld eines Informatikers und einer Informatikerin der Entwurf neuer algorithmischer Lösungen. Die Kenntnis grundlegender Methoden zum Entwurf von Algorithmen und des Zusammenspiels von Algorithmen und Datenstrukturen ist dabei ein wichtiges Werkzeug. Daher gehören zu den Lernzielen der Veranstaltung Datenstrukturen, Algorithmen und Programmierung 2 die folgenden Punkte.

  • Die Studierenden können Kriterien für die Effizienz algorithmischer Lösungen benennen und die Qualität von Algorithmen einschätzen.
  • Sie können mathematische Methoden für den Korrektheitsbeweis und die Effizienzanalyse von Algorithmen anwenden.
  • Die Studierenden können verschiedene Algorithmen für eine gegebene Problemstellung miteinander vergleichen und nach ihrer Effizienz anordnen.
  • Sie können komplexere Datenstrukturen mit ihren Eigenschaften sowie Vor- und Nachteilen beschreiben und erweitern.
  • Sie können die Wechselwirkung zwischen Algorithmen und eingesetzten Datenstrukturen erläutern und geeignete Datenstrukturen für algorithmische Lösungen auswählen.
  • Die Studierenden können grundlegende Entwurfsmethoden für Algorithmen wie Dynamische Programmierung, Greedy-Strategien oder Teile-und-Herrsche beschreiben und sie selbstständig für die Entwicklung algorithmischer Lösungen nutzen.
  • Sie können algorithmische Lösungen in lauffähige Programme übertragen.
Die in der Lehrveranstaltung untersuchten Probleme sind grundlegend für den Algorithmenentwurf und dienen insbesondere auch dazu, Entwurfs- und Analysemethoden zu illustrieren.

Für die präzise Formulierung von Aussagen sind formale Schreibweisen erforderlich. Insbesondere die Bearbeitung der Übungsaufgaben hilft, im Umgang mit formalen Schreibweisen Routine zu bekommen. Darüberhinaus schulen die Übungen die Problemlösungskompetenz und stärken die Kommunikationskompetenz, die notwendig ist, um Ideen und Lösungsvorschläge schriftlich und mündlich überzeugend präsentieren zu können.


Literatur

In dem Bereich Algorithmen und Datenstrukturen existieren eine Vielzahl von guten Lehrbüchern.
Die Veranstaltung richtet sich im Wesentlichen nach dem folgenden Buch.

  • Cormen, T.H., Leiserson, C.E., Rivest, R., Stein, C.
    Introduction to Algorithms
    (Verschiedene Auflagen)
    MIT Press

    Das Buch ist in der Universitätsbibliothek der TU Dortmund verfügbar.

Das folgende Buch ist die deutsche Ausgabe.

  • Cormen, T.H., Leiserson, C.E., Rivest, R., Stein, C.
    Algorithmen - Eine Einführung
    4. Auflage (2017)
    De Gruyter Oldenbourg MIT Press

    Das Buch ist in der Universitätsbibliothek der TU Dortmund als ebook verfügbar.

Das folgende Buch ergänzt den Vorlesungsinhalt.

  • Kleinberg, J., Tardos, E.
    Algorithm design
    (Verschiedene Auflagen)
    Person Education

    Das Buch ist in der Universitätsbibliothek der TU Dortmund verfügbar.

Das folgende Buch eignet sich gut als ergänzende Literatur für Studienanfänger und -anfängerinnen und berücksichtigt u.a. auch Implementierungsaspekte.

  • Dietzfelbinger, M., Mehlhorn, K., Sanders, P.
    Algorithmen und Datenstrukturen (2014)
    Springer Vieweg

    Das Buch ist in der Universitätsbibliothek der TU Dortmund als ebook verfügbar.


Praktikum

Ansprechpartner für organisatorische Fragen zum Praktikum DAP2 der Fakultät für Informatik ist Eric Thordsen (LS 8).

Weitere Informationen zu diesem Praktikum finden sich im Moodle-Arbeitsraum.

Für Studierende der Studiengänge Bachelor IKT (Pflicht) und ETIT (Wahlpflicht) wird ein eigenes Praktikum in der Programmiersprache C/C++ vom Lehrstuhl für Kommunikationstechnik angeboten. Eine Teilnahme am Praktikum der Fakultät für Informatik ist nicht möglich. Die Anmeldung erfolgt über das LSF.

Ansprechpartner ist Wolfang Endemann (LS Kommunikationstechnik, Fakultät 8).


Prüfungen

Prüfungsgrundlage ist der Inhalt der DAP2-Veranstaltung des Sommersemesters 2020
Wann? Wo?
Klausur I: 30.07.20, 15:00 - 18:00 Audimax, EF50/HS1, EF50/HS2, EF50/EF3, SRG1/H.001
Klausur II: 28.09.20, 14:00 - 17:00 Audimax, M/E29, SRG1/H.001

Als erlaubtes Hilfsmittel ist in der Klausur ein selbst erstelltes beidseitig handschriftlich verfasstes DIN-A4-Blatt zugelassen. Auf der Vorder- und Rückseite ist ein oberer Rand von 2cm zu lassen und links oben ist der Name und die Matrikelnummer des Bearbeitenden einzutragen.


Übungen

Für die Anmeldung zu den Übungen wird das System AsSESS benutzt.

Ansprechpartner für organisatorische Fragen zu den Übungen DAP2 ist Gaetano Geck (LS 1).

Der Übungsbetrieb beginnt in der zweiten Vorlesungswoche. Das jeweils aktuelle Übungsblatt wird in der Regel montags im Moodle-Arbeitsraum bereitgestellt, die Abgabe der Bearbeitung erfolgt in der Regel bis zum darauffolgenden Montag 12:00 Uhr.

Weitere Informationen zu den Übungen finden sich im Moodle-Arbeitsraum.


Veranstaltungsmaterialien

Die aktuellen Veranstaltungsmaterialien finden sich im Moodle-Arbeitsraum.


Vorlesungsplan

Datum Inhalt Folienzeiger


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Letzte Änderung: 07.04.2020 von B. Bollig