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Praktische Informatik > Algorithmen und Datenstrukturen
  
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U-Material Bild "Greedy" und "Teile und Herrsche" (Leitprogramm)
In der Informatik können verschiedene Lösungsansätze oft auf einen gemeinsamen Nenner gebracht werden.

Erforderliches Vorwissen: Grundlegende Programmierkenntnisse. Die Lösungen für die Programmieraufgaben sind in Java geschrieben.

Autorin: Judith Gull
Dauer: ca. 8 Lektionen
Artikel Algorithmen & Datenstrukturen
Im Kurs Informatik 3 wird das Thema Algorithmen & Datenstrukturen behandelt. Es werden grundlaegende Algorithmen und Datenstrukturen vorgestellt und analysiert. Dazu gehören Datenstrukturen wie Listen, Warteschlangen, binäre ausgeglichene Suchbäume und Hashtabellen sowie klassische Algorithmen aus der Graphentheorie.
Fokus dieser Vorlesung ist jedoch Informatik (wie der Vorlesungstitel dies auch ausdrückt). Aus diesem Grund wird neben den Algorithmen auch weiterhin ein Schwergewicht auf die Programmierung gelegt, und auf Designaspekte im Zusammenhang mit Algorithmen und Datenstrukturen.

Artikel Bild Algorithmus der Woche
Algorithmen sind clevere Verfahren, die Probleme verschiedenster Art effizient lösen. Dabei geht es nicht nur um arithmetische Probleme wie etwa die effiziente Addition oder Multiplikation, sondern auch um ganz alltägliche Fragestellungen.
Artikel Bild Bubblesort (Leitprogrammartige Unterrichtsunterlagen)
Inhalt: Sortieren – also die Tätigkeit, Listen von Elementen in eine gewünschte Reihenfolge zu bringen – gehört zu den Aufgaben, die ein Rechner sehr häufig ausführen muss. In diesen Unterrichtsunterlagen lernen die Schülerinnen und Schüler einen Sortier-Algorithmus – er heisst Bubblesort – kennen.
Vorwissen: Die Schülerinnen und Schüler haben rudimentäre Kenntnisse, was ein Algorithmus ist.

Autor: Rainer Hauser
Dauer: 1 Lektion
Artikel Bild Bäume in der Informatik (Leitprogramm)
Inhalt und Ziele
Bäume gehören in der Informatik zu den wichtigsten Datenstrukturen. Der Baum wird sehr häufig für alle Arten von Problemen verwendet, wie zum Beispiel für die Verwaltung von Datenmengen oder für die Speicherung einer geometrischen Struktur. Dieses Leitprogramm verschafft einen Einblick in die Datenstruktur Baum und erläutert deren Vorteile.

Dauer: ca. 12 Lektionen

Vorwissen
allgemeine Graphen
grundlegende Datenstrukturen der Informatik (z.B Listen, Stack, Queue)
Prinzip der Rekursion
Java-Vorkenntnisse
die Infix- Präfix- und Postfix-Darstellungen von mathematischen
Ausdrücken kennen und wissen, wie sie interpretiert (ausgewertet) werden.

Autor: Matthias Niklaus
Links DIA
Dia is a gtk+ based diagram creation program released under the GPL license.

Dia is designed to be much like the commercial Windows program 'Visio'. It can be used to draw many different kinds of diagrams. It currently has special objects to help draw entity relationship diagrams, UML diagrams, flowcharts, network diagrams, and simple circuits. It is also possible to add support for new shapes by writing simple XML files, using a subset of SVG to draw the shape.

It can load and save diagrams to a custom XML format (gzipped by default, to save space), can export diagrams to EPS or SVG formats and can print diagrams (including ones that span multiple pages).

Links DIA2CODE
Dia2Code is a small utility used to generate code from a Dia diagram.

Dia is a program to make diagrams. If you didn't know it, you might consider checking its homepage first.

Dia2Code basically reads a Dia diagram file that contains an UML class diagram and creates files in the language of choice that contain the bare bones of the classes represented in the diagram.
Links Bild ENIGMA
Im zweiten Weltkrieg benutzte die deutsche Wehrmacht zur Verschlüsselung von Funksprüchen eine Maschine namens Enigma. Nachrichten, die mit der Enigma verschlüsselt waren, galten als "unknackbar". Dabei war die Bedienung relativ einfach.
Links FBA Kryptografie
Kryptographie ist die Lehre von der systematischen Verschlüsselung von Daten, und insbesondere vom Aufbau der Verschlüsselungsalghorithmen. Bei der Verschlüsselung von Daten wird der Klartext (Plaintext) in den Geheimtext (Ciphertext) umgewandelt. Die Wissenschaft, die versucht aus dem Ciphertext den Plaintext wiederzugewinnen, also die Verschlüsselung zu brechen, heißt Kryptoanalyse. Beide Wissenschaften können unter dem Begriff Kryptologie zusammengefasst werden
Links GATO
Gato - the Graph Animation Toolbox - is a software which visualizes algorithms on graphs. Graphs are mathematical objects consisting of vertices and edges connecting pairs of vertices: think of cities as vertices and interstates as edges connecting two cities. Algorithms might find a shortest path - the fastest route -- or a minimal spanning tree or solve one of other interesting problems on graphs: maximal-flow, weighted and non-weighted matching and min-cost flow. Visualisation means linking cause - the statements of an algorithm - immediately to an effect - changes to the graph the algorithm has as its input - by terms of blinking, changing colors and other visual effects.
Links HAPPYDOC
HappyDoc is a tool for extracting documentation from Python source code. It differs from other such applications by the fact that it uses the parse tree for a module to derive the information used in its output, rather that importing the module directly. This allows the user to generate documentation for modules which need special context to be imported.

Artikel Bild Huffman Komprimierung - Moodle Kurs - Lern mIT
Das Komprimieren von Daten ist ein grundlegendes Problem der Informatik. Auch wenn die Kapazität von Speichermedien stark gestiegen ist, hat das Thema durch die Verbreitung des Internet nicht an Aktualität verloren. In diesem Kurs geht es neben einer allgemeinen Einführung in die Problematik insbesondere um das Huffman-Verfahren, das bei der Komprimierung von Texten verwendet wird.
Artikel Bild Informatik - Treff
Der Informatik-Treff der Bezirksregierung Düsseldorf ist eingerichtet worden, um Lehrerinnen und Lehrer, Schülerinnen und Schüler sowie alle anderen, die sich für Informatik-Unterricht an den Schulen des Regierungsbezirks Düsseldorf interessieren, mit wichtigen Informationen zu versorgen und ein Forum für Diskussion und Rückmeldung zu eröffnen.
Links Bild Informatiktreff
Aufgaben, Materialien und Links für den Informatikunterricht.
Software Bild JFLAP
JFLAP is software for experimenting with formal languages topics including nondeterministic finite automata, nondeterministic pushdown automata, multi-tape Turing machines, several types of grammars, parsing, and L-systems. In addition to constructing and testing examples for these, JFLAP allows one to experiment with construction proofs from one form to another, such as converting an NFA to a DFA to a minimal state DFA to a regular expression or regular grammar.
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