Fit fürs Studium - Informatik
Gut vorbereitet an die Hochschule. Ideal zum Selbststudium oder ergänzend zur Vorlesung
1st Edition
Published on 28. May 2017
Book
Paperback/Softback
411 pages
978-3-8362-4406-0 (ISBN)
Description
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
Betriebssysteme und Compiler
Praxiseinstieg in Programmierung mit Java
Wie werde ich Informatiker?
Aus dem Inhalt:
Algorithmen und ihre Komplexität
Formale Sprachen
Rechnerarchitektur
Datenstrukturen und Codierung
Wichtiges aus der Mathematik
Reguläre Ausdrücke
Verschlüsselung
Softwareentwicklung im Team
Betriebssysteme und Compiler
Praxiseinstieg in Programmierung mit Java
Wie werde ich Informatiker?
Reviews / Votes
»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.«More details
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Arne Boockmeyer | Philipp Fischbeck | Stefan Neubert
Fit fürs Studium - Informatik
Gut vorbereitet an die Hochschule. Ideal zum Selbststudium oder ergänzend zur Vorlesung
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09/2025
3rd Edition
Rheinwerk
€24.90
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Author
Arne Boockmeyer ist Softwareentwickler und Master-Student am Hasso-Plattner-Institut in Potsdam. Er befasst sich mit der Didaktik des Faches Informatik, ist als Dozent zum Thema Programmierung mit Java tätig und als Tutor für Competitive Programming am Lehrstuhl für Algorithm Engineering aktiv. Er begeistert regelmäßig Schüler für die Informatik und freut sich immer, wenn er seine Faszination für das Fach weitergeben kann.
Philipp Fischbeck kennt typische Hürden beim Lernen aus seiner Arbeit mit Jugendlichen in der Schülerakademie des Hasso-Plattner-Instituts und mit Studierenden als Tutor. Die Interessenschwerpunkte des PhD-Studenten sind Algorithmik und Graphentheorie. Er ist immer wieder begeistert, wenn sich schwierige Themen und Techniken nach etwas Einarbeitungszeit meistern lassen. Wer sich vom Spaß am Problemlösen und Rätseln anstecken lassen möchte, ist bei ihm richtig.
Stefan Neubert hat zahlreiche Informatik-Workshops und -Camps für Schüler entwickelt und durchgeführt. Er unterstützt seit Jahren die Bachelor-Lehrveranstaltung "Theoretische Informatik" als Tutor und arbeitet mit Leidenschaft dafür, komplexe Themen verständlich zu machen. Der PhD-Student am Hasso-Plattner-Institut schätzt sein Fach auch dafür, dass es Kreativität und Teamfähigkeit erfordert, obwohl das vielleicht oft nicht vermutet wird. Schüler wie Leser schätzen seine verständliche Sprache und anschaulichen Beispiele - vor allem dann, wenn es anspruchsvoller wird.
Content
Geleitwort ... 15
Intro ... 17
1. Algorithmen ... 26
Knobelei zum Einstieg: Wo ist der Ausgang des Labyrinths? ... 27
Was ist ein Algorithmus? ... 28
Wie wird ein Algorithmus notiert? ... 30
Schleifen ... 33
Verzweigungen ... 34
Logische Aussagen ... 37
Funktionen ... 41
Zusammenfassung und Einordnung ... 42
Aufgaben ... 43
Lösungen ... 44
2. Zahlen und Kodierungen ... 48
Knobelei zum Einstieg: Gib mir 31! ... 49
Zahlensysteme und Einheiten ... 50
Kodierungen ... 54
Zusammenfassung und Einordnung ... 60
Aufgaben ... 61
Lösungen ... 62
3. Datenstrukturen ... 64
Knobelei zum Einstieg: Speicherung gleicher Daten ... 65
Geordnete Daten ... 65
Ungeordnete Daten ... 72
Datenzuordnungen ... 74
Zusammenfassung und Einordnung ... 75
Aufgaben ... 76
Lösungen ... 77
4. Einfache Sortieralgorithmen ... 80
Knobelei zum Einstieg: Bücher sortieren ... 81
Selection Sort ... 82
Insertion Sort ... 87
Bubble Sort ... 89
Ordnungen ... 92
Zusammenfassung und Einordnung ... 93
Aufgaben ... 95
Lösungen ... 96
5. Komplexität ... 100
Knobelei zum Einstieg: Schokolade aufteilen ... 101
Verschiedene Wege führen zum Ziel ... 102
Eingabegröße ... 103
Messen der Laufzeit ... 104
Berechnen der Laufzeit ... 104
Die Landau-Notation ... 107
Typische Laufzeiten ... 110
Zusammenfassung und Einordnung ... 112
Aufgaben ... 114
Lösungen ... 115
6. Effizientere Sortieralgorithmen ... 118
Knobelei zum Einstieg: Sortieren im Team ... 119
Merge Sort ... 119
Quick Sort ... 124
Rekursion und Divide and Conquer ... 127
Noch schneller sortieren ... 130
Zusammenfassung und Einordnung ... 132
Aufgaben ... 134
Lösungen ... 135
7. Suchen ... 140
Knobelei zum Einstieg: Finden und Sortieren ... 141
Lineare Suche ... 141
Binäre Suche ... 144
Suchbäume ... 147
Zusammenfassung und Einordnung ... 154
Aufgaben ... 155
Lösungen ... 156
8. Backtracking und Dynamische Programmierung ... 160
Knobelei zum Einstieg: Das Kistenproblem ... 161
Die perfekte Kiste ... 161
Branch and Bound ... 163
Dynamische Programmierung ... 164
Zusammenfassung und Einordnung ... 166
Aufgaben ... 167
Lösungen ... 168
9. Graphen ... 172
Knobelei zum Einstieg: Morgendliches Anziehen ... 173
Verknüpfte Daten ... 174
Varianten von Graphen ... 175
Suchen und Bewegen in Graphen ... 178
Eigenschaften von Graphen ... 183
Zusammenfassung und Einordnung ... 186
Aufgaben ... 187
Lösungen ... 189
10. Formale Sprachen ... 192
Knobelei zum Einstieg: Sätze erzeugen ... 193
Grammatiken ... 194
Automaten ... 198
Sprachen und Mengenoperationen ... 202
Reguläre Ausdrücke ... 205
Zusammenfassung und Einordnung ... 207
Aufgaben ... 208
Lösungen ... 209
11. Objektorientierung ... 214
Knobelei zum Einstieg: Das Vereinsfest ... 215
Objekte und Klassen ... 216
Objektorientierte Programmierung ... 217
Vererbung ... 218
Abstrakte Klassen ... 219
Sichtbarkeiten ... 221
Zusammenfassung und Einordnung ... 223
Aufgaben ... 224
Lösungen ... 225
12. Datenbanken ... 232
Knobelei zum Einstieg: Max' Lieblingsfilme ... 233
Strukturierte Datenspeicherung ... 235
Operationen auf Datenbanken ... 240
Empfohlene Strukturierung von Daten ... 247
Zusammenfassung und Einordnung ... 251
Aufgaben ... 253
Lösungen ... 255
13. Computer ... 260
Knobelei zum Einstieg: Addieren auf Hardware-Ebene ... 261
Logische Schaltungen ... 262
Hardware-Komponenten und ihr Zusammenspiel ... 265
Betriebssysteme ... 268
Betriebssystemunabhängigkeit ... 272
Virtuelle Computer ... 274
Zusammenfassung und Einordnung ... 275
Aufgaben ... 276
Lösungen ... 277
14. Netzwerke ... 280
Knobelei zum Einstieg: Die Post des Kanzleramts ... 281
Eine mögliche Lösung für die Poststelle ... 282
Netzwerke ... 283
Internetstruktur ... 286
Einheitliche Kommunikation ... 290
Zusammenfassung und Einordnung ... 293
Aufgaben ... 294
Lösungen ... 295
15. Verschlüsselung ... 298
Knobelei zum Einstieg: Fdhvdu ... 299
Warum verschlüsseln? ... 300
Symmetrische Verschlüsselung ... 300
Asymmetrische Verschlüsselung ... 302
Hybridverfahren ... 304
Verschlüsselungen knacken ... 304
Zusammenfassung und Einordnung ... 307
Aufgaben ... 308
Lösungen ... 309
16. Softwareentwicklung ... 310
Algorithmus vs. Software ... 311
Die Werkzeuge eines Softwareentwicklers ... 313
Große Probleme lösen ... 315
Zusammenfassung und Einordnung ... 318
17. Teamarbeit ... 320
Knobelei zum Einstieg: Konflikte ... 321
Warum Teams? ... 322
Softwareentwicklung im Team ... 322
Kommunikation in Teams ... 323
Aufgabenverwaltung und Kommunikationswerkzeuge ... 325
Versionsverwaltung ... 325
Zusammenfassung und Einordnung ... 330
Aufgaben ... 332
Lösungen ... 333
18. Fehler ... 334
Knobelei zum Einstieg: Auf Fehlersuche ... 335
Warum ist Software fehlerhaft? ... 336
Bugs ... 337
Verschiedene Fehlerarten ... 337
Techniken zur Fehlervermeidung ... 343
Zusammenfassung und Einordnung ... 346
Aufgaben ... 347
Lösungen ... 348
19. Hands-on: Programmieren mit Java ... 350
Die Programmiersprache Java ... 351
Hallo Leser ... 352
Variablen ... 354
Klassen, Objekte und Methoden ... 355
Datentypen ... 359
Kontrollstrukturen ... 366
Fehlersuche ... 369
Eine kleine Werkzeugkiste ... 371
Aufgaben ... 372
Lösungen ... 374
20. Ethik in der Informatik ... 378
Recht und Ordnung ... 379
Informatik in der Wirtschaft ... 381
Der Wert persönlicher Daten ... 384
Gemeingüter und Open Source ... 385
Verantwortung für Technologie ... 388
IT-Gerechtigkeit ... 392
Der technisierte Mensch ... 393
Zusammenfassung und Einordnung ... 394
21. Extro ... 396
Wie wird man Informatiker? ... 397
Ressourcen ... 402
Wie geht es weiter? ... 403
Index ... 405