Praktische Informatik 1 (PI 1)

(Prof. Dr. C. Vogt, Bereich Informatik, Institut Nachrichtentechnik, Fakultät 07, TH Köln)

Materialien zum Kurs in Ilias (Vogt > PI).

"Praktische Informatik (PI)" ist für den Bachelorstudiengang "Technische Informatik" eine Pflichtveranstaltung des 1. und 2. Semesters. Die Vorlesung des Moduls PI1 wird im Wintersemester von Prof. Vogt gehalten. Das Modul PI2 im Sommersemester hält voraussichtlich Prof. Yuan. Prof. Yuan führt zudem im Wintersemester das Programmierpraktikum (PP) durch. Die folgenden Informationen beziehen sich auf das Modul PI1 im Wintersemester.

Die Lehrveranstaltung PI1 besteht aus Vorlesung, Übung und Praktikum (Praktikum zum Modul PI1, nicht zu verwechseln mit dem gesonderten Programmierpraktikum PP). Die Veranstaltungen sollen mit grundlegenden Konzepten der praktischen Informatik vertraut machen und mit Hilfe der höheren Programmiersprache Java ermöglichen, Programmieraufgaben praktisch zu lösen.

Vorsorglicher Hinweis: Am Praktikum PI2 darf man nur teilnehmen, wenn man das Praktikum PI1 bestanden hat. An den Pflichtpraktika des 3./4. Semesters darf man nur teilnehmen, wenn man beide Module des PI-Praktikums bestanden hat.

Themenübersicht

• Einführung: Informatik und Computer
  
  Informatik: Daten und Algorithmen. Algorithmen: Eigenschaften und Darstellungsmöglichkeiten. Digitalrechner: Bits und Bytes, Hardwarearchitektur, Schichtenmodell mit Hardware, System- und Anwendungssoftware.
  
  
• Programmierung - eine allgemeine Einführung
  
  Motivation und Vorgehensweise der Software-Entwicklung. Höhere Programmiersprachen: Eigenschaften von C und Java. Programmausführung: Übersetzung versus Interpretation, Mischform daraus.
  
  
• Darstellung und Verarbeitung von Zahlen
  
  Zahlenverarbeitung in Java: Variablen, Typen, Konstanten, arithmetische Operatoren, Wertzuweisungen, Ein-/Ausgabe.
  
  
• Aussagenlogik
  
  Aussagenlogik in Java: Typ boolean mit Standardoperatoren.
  
  
• Darstellung und Verarbeitung von Textzeichen
  
  Standards zur Zeichencodierung: ASCII, Unicode. Zeichen und Zeichenketten in Java: Konstantendarstellung und Standardoperationen.
  
  
• Kontrollstrukturen zur Ablaufsteuerung
  
  Spezifikation: Struktogramme, Programmablaufpläne. Strukturierte Anweisungen in Java: Blöcke, bedingte Anweisungen, Mehrfachverzweigung, kopfgesteuerte Schleifen, fußgesteuerte Schleifen. Exkurs: Java-Programme im Vergleich mit C-Programmen.
  
  
• Methoden
  
  Motivation und grundlegende Prinzipien. Methoden in Java: Definition, Aufruf mit Parameterübergabe, Überladung, Speicherklassen.
  
  
• Arrays
  
  Grundlegende Eigenschaften: Speicherorganisation, Indizierung. Arrays in Java: Array-Deklaration und Benutzung, mehrdimensionale Arrays, Zusammenhang zu Zeichenketten.
  
  
• Objektorientierte Programmierung: Objekte und Klassen
  
  Objektorientierte Programmierung: Motivation, Grundbegriffe. Java-Konzepte: Objekte mit Attributen, Objekte mit Attributen und Methoden (auch Zugriffsschutz, Konstruktoren), klassenbezogene Attribute und Methoden (auch Hauptprogramm main).
  
  
• Objektorientierte Programmierung: Klassenstrukturen (teilweise, Fortsetzung in PI2)
  
  Klassenhierarchien: Vererbungs-Begriff, explizite und implizites Typ-Casting, Überladen und Überschreiben von Methoden, Zugriffsschutz. Abstrakte Klassen und Interfaces. Pakete.