Kurs:Algorithmen und Datenstrukturen/Vorlesung/Begriffserklärung Algorithmus

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Vorlesung

1.Einleitung

2. Theoretische Grundlagen

2.1 Programmierparadigmen

2.2. Laufzeitanalysen

2.3. Entwurfsmuster

3. Suchen

3.1 Suchen in sortierten Folgen

3.2 Suchen in Texten

4. Sortieren

4.1 Algorithmen für vergleichsbasiertes Sortieren

4.2 Weitere Sortierprobleme

5. Dynamische Datenstrukturen

5.1 Binäre Suchbäume

5.2 AVL Bäume

5.3 2-3-4-Bäume und Rot-Schwarz Bäume

5.4 Heaps

5.5 Hashtabellen

6. Graphen

6.1 Einführung

6.2 Breitensuche

6.3 Tiefensuche

6.4 Topologisches Sortieren

6.5 Berechnung kürzester Wege

6.6 Berechnung maximaler Flüsse

6.7 Spannbäume

7. Optimierung

7.1 Grundlagen

7.2 Kombinatorische Optimierung

7.4 Lineare Optimierung

7.5 Simplex Verfahren

Algorithmen im Alltag

• Bedienungsanleitungen
• Gebrauchsanleitungen
• Bauanleitungen
• Kochrezepte
• Berechnungsvorschriften (z.B. Berechnung der Fakultät)

Intuitive Begriffserklärung Algorithmus

„Ein Algorithmus ist eine präzise (d.h. In einer festgelegten Sprache formulierten), endliche Beschreibung eines allgemeinen Verfahrens unter Verwendung ausführbarer elementarer Verarbeitungsschritte.“

Definitionen

Algorithmus

• „systematische Verarbeitung“
• Eine eindeutige Beschreibung eines in mehreren Schritten durchgeführten Bearbeitungsvorgangs
• Ein Algorithmus ist ein allgemeines Verfahren zur Lösung eines Problems ohne Bezug auf einen konkreten Prozessor.

Programm

• Ein Programm ist eine konkrete Formulierung eines Algorithmus für eine konkrete Klasse von Prozessoren.

Prozessor

• Ein Prozessor ist etwas, das die Fähigkeit hat, Programme auszuführen.

Datenstrukturen

• „Ordnungsschema“
• Eine Struktur zur Verwaltung von Daten
• Darstellung von Informationen in maschinenverarbeitbarer Form
• Charakterisieren Daten und mögliche Operationen auf Daten

Transformationelle Probleme

Ein Algorithmus definiert eine Transformation auf dem gesamten, durch die Eingaben definierten Zustand, aus dem als Bedeutung dann die Werte der Ausgabevariablen ausgelesen werden. Das heißt, ein Algorithmus benutzt kein weiteres Wissen neben der Eingabe und hat keine Seiteneffekte!

Literatur

Da die Vorlesungsinhalte auf dem Buch Algorithmen und Datenstrukturen: Eine Einführung mit Java von Gunter Saake und Kai-Uwe Sattler aufbauen, empfiehlt sich dieses Buch um das hier vorgestellte Wissen zu vertiefen. Die auf dieser Seite behandelten Inhalte sind in Kapitel 2.1 zu finden.