Algorithmik II. SS 2003 Prof. Dr. H. Stoyan Lehrstuhl für Informatik 8 ( Künstliche Intelligenz) stoyan@informatik.uni-erlangen.

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1 Algorithmik II SS 2003 Prof. Dr. H. Stoyan Lehrstuhl für Informatik 8 ( Künstliche Intelligenz) stoyan@informatik.uni-erlangen.de

2 Homepage der Vorlesung Vorbemerkungen I /Lectures/SS03/algo2/ Folienkopien als PDF-Dateien Übungsblätter als PDF-Dateien Alte Klausuren, Nützliche Infos und Software Vorlesung Kein Java-Kurs oder Programmierkurs-Kurs, sondern Kurs in Algorithmik Die Programme und Algorithmen sind teilweise der Literatur entnommen, siehe Literaturhinweis Folie 2

3 Vorbemerkungen II Übungen In ihrer Wirkung von den Studenten bei weitem unterschätzter wichtiger Bestandteil der Veranstaltung. Vernachlässigen Sie die Übungen nicht, insbesondere die Rechnerübungen. Übungsbetrieb Raymond Bimazubute Harald Schmidt Folie 3

4 Gliederung I 1. Vorbemerkungen 2. Einleitung 3. Programmieren im Kleinen 1. Programmieren 2. Objektorientierte Programmierung 3. Formale Syntax 4. Objekte unterschiedlicher Referenzstufen 5. Container und Iteratoren 4. Programmstrukturen 1. Unterprogramme und Parametermechanismen Folie 4

5 Gliederung II 5. Compiler 1. Struktur eines Compilers 2. Syntaxanalyse durch Rekursiven Abstieg 3. Ausnahmebehandlung 4. Maschinencodeerzeugung 5. Gültigkeitsbereiche 6. Speicherverwaltung 6. Sortieren und Suchen Binäre Bäume B-Bäume und Tries Sortieren in Vektoren Streuspeicherung 7. Graphen Darstellung und Topologisches Sortieren Kürzeste Wege Fluß- und Zuordnungsprobleme Folie 5

6 Gliederung III 8. Programmiersprachliche Konzepte 1. Routine, Koroutine, Prozeß 2. Programmiersprachliche Synchronisationsmechanismen 3. Module 4. Packages 5. Typgebundenes Programmieren 6. Zeiger 9. Graphische Bedienoberflächen 1. Ereignisse 2. Swing 3. Multi-Media 4. Internet 10. Zusammenfassung Folie 6

7 Literaturverzeichnis [Balzert96] Balzert, Helmut. Lehrbuch der Software- Technik, Band Software-Entwicklung. Spektrum Verlag, ISBN Folie 7

8 Grundbegriffe Einleitung Aus welchen Bausteinen werden Algorithmen entwickelt? Wie werden Algorithmen dargestellt? Folie 8

9 Grundbegriffe I Def ([Balzert96] ): Ein Algorithmus ist eine eindeutige, endliche Beschreibung eines allgemeinen, endlichen Verfahrens zur schrittweisen Ermittlung gesuchter Größen aus gegebenen Größen. Die Beschreibung erfolgt in einem Formalismus. Ein Algorithmus muss ausführbar sein. Ähnliche Konzepte wie Algorithmen aus dem täglichen Leben: Bedienungsanleitungen Bauanleitungen Kochrezepte Folie 9

10 Grundbegriffe II Terminierung: Ein Algorithmus heißt terminierend, wenn er (bei jeder erlaubten Eingabe von Parametern) nach endlich vielen Schritten abbricht Determinismus: Ein Algorithmus hat einen deterministischen Ablauf, wenn er eine eindeutige Schrittfolge besitzt. Ein Algorithmus liefert ein determiniertes Ergebnis, wenn bei vorgegebener Eingabe (auch bei mehrfacher Durchführung) stets ein eindeutiges Ergebnis erreicht wird. Folie 10

11 Bausteine von Algorithmen elementare Operationen Sequenz (Kette von Operationen) Parallelsequenz (parallel abarbeitbare Sequenz) parallele Ausführung (durch mehrere Durchführungskomponente) Schleife Prozeduren (Wiederholte Sequenzen mit Parametern) Beschreibung von Algorithmen: Kombination von Bausteinen Bsp: elementare Operationen + Sequenz + Bedingung + Schleifen Folie 11

12 Klassische Darstellungsformen von Algorithmen Pseudocode-Darstellung Struktogramm (Nassi-Shneiderman-Diagramme Ablaufdiagramm Folie 12

13 Pseudocode-Darstellung Eingabe: N, L, R Zähler = 1 Summe = 0 solange Zähler <= N führe aus: Eingabe: Zahl falls L < Zahl < R dann Summe = Summe + Zahl; Zähler = Zähler + 1 Ausgabe: Summe Beispielende Folie 13

14 Struktogramm Folie 14

15 Ablaufdiagramm

16 Zusammenfassung Grundbegriffe Bausteine von Algorithmen Darstellungsformen Folie 16