Einführung in die Praktische Informatik
Wintersemester 2023/24

Inhalt

Am Ende der Vorlesung Einführung in die Praktische Informatik sollen die Studenten in der Lage sein, Programme mit einfacher bis mittlerer Komplexität eigenständig zu entwickeln. Hierfür werden Kompetenzen aus den drei folgenden Bereichen vermittelt: Systematische Softwareentwicklung, die Programmiersprache C und die Funktionsweise eines Rechners. Aus dem Bereich der Systematischen Softwareentwicklung werden wir die wesentlichen Schritte des Software Life Cycles behandeln und Arbeitstechniken wie Struktogramme und die Methode der Schrittweisen Verfeinerung kennenlernen.

Der Hauptteil der Lehrveranstaltung besteht in der Vermittlung der Sprachkonzepte der Programmiersprache C. Dazu gehören die von C angebotenen Datentypen, Kontrollstrukturen, Funktionen, das getrennte Übersetzen sowie das Bilden dynamischer Datenstrukturen. Zu allen Sprachkonstrukten wird auch erklärt, wie diese von CPU und Arbeitsspeicher abgearbeitet werden.

Durchführung

Da das Programmieren eine inhärent praktische Tätigkeit ist, sind die Übungen integraler Bestandteil der gesamten Lehrveranstaltung und dienen der Vertiefung des behandelten Stoffs. Um dafür genügend Zeit zu haben, werden einige Vorlesungen durch betreute Übungen ersetzt. Der entsprechende Zeitplan ist am Ende dieser Webseite zu finden.

Der wesentliche Zweck der Übungen ist das selbstständige Einüben des Stoffs. Daher beinhalten die betreuten Übungen keinen Frontalunterricht sowie keine Wiederholungen des Vorlesungsstoffs. Vielmehr wird den Studenten die Gelegenheit gegeben, selbst zu programmieren und sich dabei die Voraussetzungen für spätere Aufgaben anzueignen. Während dieser betreuten Übungen haben die Studenten die Möglichkeit, die Assistenten um Rat zu fragen oder kleinere Hilfen zu erbitten. Die Übungen werden weder eingesammelt noch benotet. Während der Übungen besteht Gelegenheit, die eigenen Ergebnisse durch die Kommilitonen und Assistenten beurteilen und ggf. verbessern zu lassen.

Für eine möglichst effiziente Nutzung der betreuten Übungen, sollte jeder Student folgenden Ratschlag im eigenen Interesse befolgen: Die betreuten Übungszeiten sind einfach zu kurz, um alle Aufgaben in dieser Zeit zu lösen. Um mit dem Stoff schritthalten zu können, sollten sie daher soweit wie möglich zu Hause vorbereitet und gelöst werden. Dies beinhaltet insbesondere die Bearbeitung der Übungsteile Stoffwiederholung, Quiz und Fehlersuche. Ebenso sollten die in den Anwendungen selbst zu entwickelnden Programme möglichst weit vorbereitet werden, wozu die Auseinandersetzung mit der Aufgabenstellung und die Entwicklung der Struktogramme bzw. Schrittweisen Verfeinerungen gehört. Ferner sei jeder daran erinnert, dass das Abschreiben und/oder Kopieren von Lösungen anderer weder einen Lerneffekt noch eine Verbesserung der Note bringt.

Voraussetzungen

Abiturwissen, gesunder Menschenverstand und die Bereitschaft zum Lernen.

Ziele

Diese Lehrveranstaltung hat folgende Ziele:

1. Das Beherrschen der Systematischen Softwareentwicklung
2. Das Erlernen der wichtigsten Konstrukte der Programmiersprache C
3. Das selbstständige Lösen von Aufgaben mit kleinem und mittlerem Schwierigkeitsgrad
4. Eine relativ klare Vorstellung von der Art und Weise, wie ein Programm in einem Rechner abgearbeitet wird

Prüfung

Diese Lehrveranstaltung wird mit einer 60minütigen Klausur abgeschlossen. Der Termin wird vom Studienbüro bekanntgegeben.

Survival Guide

Erfolgreiche Überlebensstrategien älterer Semester.

Anleitungen

• Anleitung zum richtigen Gebrauch der Übungsaufgaben
• Das Spiel der Handsimulation
• Arbeiten in einer virtuellen Linux Box

Vorlesungen als Video

1. Vorstellung
2. Aufbau eines Rechners
3. Aufbau der CPU
4. Laden und Ausführen von Programmen
5. Der Software Life Cycle
6. Handsimulation eines C Programms
7. Syntaxdiagramme
8. Die Fallunterscheidung (if)
9. Schleifen (while, for, do)
10. Datentypen int, char und double
11. Felder (Arrays)
12. Wie wird eine C-Anweisung im Detail abgearbeitet
13. Typanpassung
14. Die Aufgaben und Arbeitsweise des Compilers
15. Ausdrücke in C
16. Funktionen in C
17. Rekursion
18. Zeiger in C
19. Zeiger, Arrays und Funktionen
20. Zeichenketten und die Funktion main()
21. Datentyp void
22. typedef: selbst definierte Datentypen
23. structs: gemischte Datentypen
24. Module: getrenntes Übersetzen
25. malloc()/free(): Beispiel Aneinanderhängen von Zeichenketten
26. Einfach verkettete Listen: Stack
27. Einfach verkettete, sortierte Listen
28. Binäre Bäume
29. Probeklausur