Heinz Peter Gumm Livres

Dieses Buch bietet eine umfassende und anschauliche Diskussion fundamentaler Konzepte der Informatik. Es führt in Grundlagen, Methoden und Theorien der Programmierung ein, erklärt grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen der Informatik anhand von Java-Beispielprogrammen und stellt die Architektur eines modernen Rechners vom Chip bis hin zum RISC-Prozessor vor. Betriebssysteme werden ebenso erklärt wie Rechnernetze. Die Auszeichnungssprache XML hat sich als universelles Datenformat etabliert und wird im Kapitel über das Internet detailliert beschreiben. Weiterführende Themen der Informatik, darunter Compilerbau, Grafikprogrammierung, Datenbanksysteme und Software-Entwicklung werden exemplarisch vorgestellt und runden dieses Grundlagenwerk ab.

Die drei Teile der „Informatik - Einführung“ decken alle Inhalte des kompletten Informatik-Bachelorstudiums ab und sind auf die Semesterinhalte abgestimmt. Jeder Teil vermittelt unabhängig die Grundlagen der jeweiligen Themen und ist didaktisch mit Aufgaben gestaltet, um Bachelorstudierende optimal zu unterstützen. Anschauliche Darstellungen und praxisnahe Beispiele helfen Einsteigern, ihren Wissensstand zu erweitern. Der zweite Teil behandelt die Rechnerarchitektur, von boolscher Algebra und digitaler Logik bis hin zu Risc-Architekturen und der Architektur der Intel-PC-Mikroprozessorfamilie. Grundlegende Kenntnisse der Betriebssysteme werden anhand von Unix und Windows vertieft, während Rechnernetze durch verschiedene Technologien und Protokolle erläutert werden. Der erste Band erklärt grundlegende Konzepte wie Programmierung, Algorithmen und Datenstrukturen. Der dritte Band widmet sich der theoretischen Informatik. Das Buch richtet sich an Einsteiger, die sich ernsthaft mit Informatik beschäftigen möchten, sei es im Selbststudium oder zur Begleitung von Vorlesungen. Die folgenden Bände vertiefen Themen wie Rechnerarchitektur, Betriebssysteme, Rechnernetze, Internet, Compilerbau und theoretische Informatik. Die Autoren, Prof. Dr. Heinz-Peter Gumm und Prof. Dr. Manfred Sommer, bringen umfangreiche Erfahrungen aus ihrer akademischen Laufbahn und Forschung in die Inhalte ein.

Dieser dritte und letzte Band der Buchreihe Informatik widmet sich der Theoretischen Informatik. Nach einer allgemeinen Diskussion über formale Sprachen und deren Erkennbarkeit werden reguläre und kontextfreie Sprachen behandelt, die für die lexikalische Definition und die Syntax von Programmiersprachen entscheidend sind. Die klare Entsprechung zwischen Sprachbeschreibung und Spracherkennung wird durch endliche Automaten für reguläre und Stackmaschinen für kontextfreie Sprachen verdeutlicht. Weitere Stufen der Chomsky-Hierarchie werden nur kurz angesprochen, während ein eigenes Kapitel zum Compilerbau Techniken zur Erstellung eines Parsers aus einer Sprachbeschreibung behandelt. Der Begriff des „Algorithmus“ wird anhand verschiedener Maschinenmodelle erläutert, und die Churchsche These wird bestätigt, dass alle vernünftigen Definitionen von „Berechenbarkeit“ zur gleichen Klasse von Funktionen führen. Die Grenzen des algorithmisch Machbaren werden durch das Halteproblem und den Satz von Rice umrissen. Das abschließende Kapitel zur Komplexitätstheorie untersucht die Grenze zwischen Problemen, die mit vertretbarem Aufwand lösbar sind, und solchen, deren Lösungen nicht effizienter sind als systematisches Ausprobieren. Dieses Kapitel führt zu dem ungelösten Problem der Theoretischen Informatik: P = NP? Die Autoren sind erfahrene Professoren, die in verschiedenen Ländern gelehrt und geforscht haben.

Dieser erste Band der Informatik behandelt grundlegende Konzepte wie Programmierung, Algorithmen und Datenstrukturen. Nach einer Einführung in den Aufbau von Rechnersystemen und der Informationsdarstellung erfolgt ein Einstieg in die Programmierung mit Python. Hierbei werden wichtige Prinzipien von Programmiersprachen, wie Schleifen, Rekursion sowie imperative, funktionale und objektorientierte Programmierkonzepte, erläutert. Konkrete Projekte in Python umfassen Datenbeschaffung im Internet, Datenaufbereitung und den Umgang mit Sensoren sowie die Steuerung externer Geräte mit dem Raspberry-Pi. Ein eigenes Kapitel widmet sich dem objektorientierten Programmieren und der Programmiersprache Java, die die professionelle Entwicklung großer Projekte unterstützt. Neueste Java-Konzepte wie Lambdas, Ströme und Funktionale werden anschaulich erklärt. Das letzte Kapitel behandelt klassische Algorithmen und Datenstrukturen, darunter Such- und Sortieralgorithmen, Listen, Bäume, Graphen und Maps, die mit ihren Vor- und Nachteilen sowie anhand von Java-Programmen vorgestellt werden. Der zweite Band fokussiert technische Themen wie Rechnerarchitektur, Betriebssysteme und Rechnernetze, während der dritte Band der Theoretischen Informatik gewidmet ist. Das Buch richtet sich an Einsteiger, die sich ernsthaft mit Informatik beschäftigen möchten, sei es im Selbststudium oder zur Unterstützung von Vorlesungen.