Moduldetails

Programmieren, Datenstrukturen und Algorithmen DIS 1.1

	Workload	Credits	Studiensemester	Frequenz	Dauer
	180 h	6	1. Sem.	jährlich	1 Sem.
1	Lehrveranstaltungen	Kontaktzeit	Selbststudium	Sprache	Gruppengröße
		∑ 4 SWS / 60 h	∑ 120 h
	DIS1.1 Programmieren, Datenstrukturen und Algorithmen (Vorlesung (2 SWS) und Übung (2 SWS))	DIS1.1 4 SWS / 60 h	DIS1.1 120 h	DIS1.1 Deutsch	DIS1.1 70
2	Lernergebnisse (learning outcomes / Kompetenzen):
	Grundverständnis der Programmierung Ein Verständnis grundlegender Programmierkonzepte einschließlich Kontrollstrukturen und Funktionen wird erarbeitet, um gezielt vorgegebene Aufgaben zu analysieren, diese in sinnvolle Teilaufgaben zu zerlegen und im Anschluss zu codieren. Geübt wird dies durch die konkrete Programmierung einfacher Algorithmen, Anwendung passender Anweisungen und Nutzung verfügbarer Funktionalitäten in einer Programmierumgebung. Ziel ist die Entwicklung der Fähigkeit zum Schreiben einfacher Programme, zur Analyse einfacher Algorithmen und zur Erweiterung vorhandener Programme sowie die Schaffung einer Basis für weiterführende Programmierkenntnisse.
3	Inhalte:
	DIS1.1 Dieses Modul bietet eine Einführung in die Grundlagen der Programmierung und erläutert einfaches algorithmisches Denken. Das Modul deckt die wesentlichen Konzepte der imperativen Programmierung ab. Zu den behandelten Grundbegriffen der Programmierung gehören: Anweisungen: Die grundlegenden Bausteine eines Programms, die dem Computer sagen, welche Aktionen auszuführen sind. Variablen: Speicherorte, die Werte aufnehmen und zur weiteren Verarbeitung bereitstellen können. Sie sind fundamental für die Datenmanipulation. Operatoren: Symbole und Zeichen, die Operationen auf Variablen und Werten durchführen, wie z.B. arithmetische Operatoren (+, -, *, /) und Vergleichsoperatoren (==, !=, >, <). Datentypen: Verschiedene Arten von Daten, wie Ganzzahlen, Gleitkommazahlen, Zeichenketten und Booleans, die in Programmen verwendet werden. Kommentare: Die Bedeutung und Verwendung von Kommentaren im Code zur Verbesserung der Lesbarkeit und Wartbarkeit. Ein- und Ausgabe: Umgang mit Benutzereingaben und die Ausgabe von Daten auf den Bildschirm. Kontrollstrukturen: Strukturen, die den Ablauf eines Programms steuern. Dazu gehören bedingte Anweisungen wie `if` und `else` sowie Schleifen wie `for` und `while`, die wiederholte Ausführungen von Code ermöglichen. Debugging: Grundlegende Techniken zum Auffinden und Beheben von Fehlern im Code. Strings und Zeichenfolgenmanipulation: Arbeiten mit Zeichenketten, einschließlich grundlegender Operationen wie Konkatenation, Substrings und Formatierung. Funktionen: Wiederverwendbare Codeblöcke, die eine spezifische Aufgabe erfüllen. Sie helfen dabei, Programme modular und übersichtlich zu gestalten, indem sie bestimmte Funktionalitäten kapseln. Umgang mit Fehlern und Ausnahmen: Techniken zur Fehlerbehandlung, die sicherstellen, dass Programme robust sind und unerwartete Situationen korrekt behandeln. Dazu gehört der Einsatz von `try`, `except`-Blöcken, um Ausnahmen abzufangen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Nutzung von Programmbibliotheken: Die Verwendung externer Bibliotheken, die vorgefertigte Funktionen und Klassen bereitstellen, um die Programmierarbeit zu erleichtern und zu beschleunigen. Dadurch können komplexe Aufgaben einfacher gelöst werden, ohne dass das Rad neu erfunden werden muss. Komplexere Datenstrukturen: Listen und Dictionaries
4	Lehrformen:
	Vorlesung (2 SWS) und Übung (2 SWS) (DIS1.1)
5	Teilnahmevoraussetzungen:
	Keine
6	Art der Prüfung:
	Klausurarbeit
7	Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
	-
8	Art: Pflicht- oder Wahlmodul
	Pflichtmodul
9	Bewertungsmethoden benotet/unbenotet
	benotet
10	Stellenwert der Note für die Endnote:
	3 %
11	Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende
	Modulbeauftragte/r: Prof. Dr. Matthias Groß Hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Matthias Groß
12	Sonstige Informationen:
	-
13	Literatur / Quellen
	Blum, Norbert (2013): Algorithmen und Datenstrukturen. München: Oldenbourg Wissenschaftsverlag (E-Book: https://doi.org/10.1524/9783486719666) Häberlein, Tobias (2012): Praktische Algorithmik mit Python. München: Oldenbourg Wissenschaftsverlag (E-Book: https://doi.org/10.1524/9783486714449) Sweigart, Al (2020): Automate the boring stuff with Python. San Francisco: No Starch Press, Inc. (E-Book: https://automatetheboringstuff.com/)

Dieses Modul bietet eine Einführung in die Grundlagen der Programmierung und erläutert einfaches algorithmisches Denken.

Das Modul deckt die wesentlichen Konzepte der imperativen Programmierung ab.

Zu den behandelten Grundbegriffen der Programmierung gehören:

Anweisungen: Die grundlegenden Bausteine eines Programms, die dem Computer sagen, welche Aktionen auszuführen sind.
Variablen: Speicherorte, die Werte aufnehmen und zur weiteren Verarbeitung bereitstellen können. Sie sind fundamental für die Datenmanipulation.
Operatoren: Symbole und Zeichen, die Operationen auf Variablen und Werten durchführen, wie z.B. arithmetische Operatoren (+, -, *, /) und Vergleichsoperatoren (==, !=, >, <).
Datentypen: Verschiedene Arten von Daten, wie Ganzzahlen, Gleitkommazahlen, Zeichenketten und Booleans, die in Programmen verwendet werden.
Kommentare: Die Bedeutung und Verwendung von Kommentaren im Code zur Verbesserung der Lesbarkeit und Wartbarkeit.
Ein- und Ausgabe: Umgang mit Benutzereingaben und die Ausgabe von Daten auf den Bildschirm.
Kontrollstrukturen: Strukturen, die den Ablauf eines Programms steuern. Dazu gehören bedingte Anweisungen wie `if` und `else` sowie Schleifen wie `for` und `while`, die wiederholte Ausführungen von Code ermöglichen.
Debugging: Grundlegende Techniken zum Auffinden und Beheben von Fehlern im Code.
Strings und Zeichenfolgenmanipulation: Arbeiten mit Zeichenketten, einschließlich grundlegender Operationen wie Konkatenation, Substrings und Formatierung.
Funktionen: Wiederverwendbare Codeblöcke, die eine spezifische Aufgabe erfüllen. Sie helfen dabei, Programme modular und übersichtlich zu gestalten, indem sie bestimmte Funktionalitäten kapseln.
Umgang mit Fehlern und Ausnahmen: Techniken zur Fehlerbehandlung, die sicherstellen, dass Programme robust sind und unerwartete Situationen korrekt behandeln. Dazu gehört der Einsatz von `try`, `except`-Blöcken, um Ausnahmen abzufangen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.
Nutzung von Programmbibliotheken: Die Verwendung externer Bibliotheken, die vorgefertigte Funktionen und Klassen bereitstellen, um die Programmierarbeit zu erleichtern und zu beschleunigen. Dadurch können komplexe Aufgaben einfacher gelöst werden, ohne dass das Rad neu erfunden werden muss.
Komplexere Datenstrukturen: Listen und Dictionaries