Die Studierenden kennen klassische Algorithmen und Datenstrukturen, können deren Komplexität in der O-Notation beurteilen und selbstständig anwenden. Es werden folgende Algorithmen und Datenstrukturen behandelt:

• Verschiedene Arten von Listen
• Verschiedene Sortierverfahren
• Verschiedene Suchverfahren
• Binärbäume, Suchbäume, balancierte Suchbäume
• Funktionale Datenstrukturen (Queues, Arrays)
• Hashing
• Graphen, inkl. topologische Sortierung und shortest-path Algorithmus

Ottmann, Thomas; Widmayer, Peter (2017): Algorithmen und Datenstrukturen, 6. Auflage, Spektrum, Berlin.

Cormen, Tomas H.; Leiserson, Charles E.; Rivest, Ronald L.; Stein, Clifford (2009): Introduction to Algorithms, 3. Auflage, MIT Press.

Im Praktikum werden alle Inhalte der Vorlesungen „Algorithmen & Datenstrukturen” praktisch mit Java umgesetzt. Die Studierenden kennen klassische Algorithmen und Datenstrukturen, können deren Komplexität in der O-Notation beurteilen und selbstständig anwenden. Es werden folgende Algorithmen und Datenstrukturen behandelt:

• Verschieden Arten von Listen
• Verschiedene Sortierverfahren
• Verschiedene Suchverfahren
• Binärbäume, Suchbäume, balancierte Suchbäume
• Funktionale Datenstrukturen (Queues, Arrays)
• Hashing Graphen, inkl. topologische Sortierung und shortest-path Algorithmus

Ottmann, Thomas; Widmayer, Peter (2017): Algorithmen und Datenstrukturen, 6. Auflage, Spektrum, Berlin.

Cormen, Tomas H.; Leiserson, Charles E.; Rivest, Ronald L.; Stein, Clifford (2009): Introduction to Algorithms, 3. Auflage, MIT Press

• Rechnerarchitektur
• Architektur von Betriebssystemen
• Prozesse, Prozessverwaltung (Prozesszustände, -übergänge)
• Threads, Threadbibliotheken
• Scheduling in Betriebssystemen
• Synchronisation von Prozessen und Threads
• Kommunikation und Kooperation
• Nebenläufigkeit, Verklemmungen
• Speicherverwaltung
• E/A-Verwaltung
• Dateiverwaltung
• Ausgewählte Betriebssysteme (LINUX, Windows)

Glatz, E., Betriebssysteme, Grundlagen, Konzepte, Systemprogrammierung, Heidelberg, dpunkt-Verlag, 2015
Mandl, P., Grundkurs Betriebssysteme : Architekturen, Betriebsmittelverwaltung, Synchronisation, Prozesskommunikation, Virtualisierung, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2014
Stallings, W., Betriebssysteme : Prinzipien und Umsetzung, 4., überarbeitete Auflage, München, Pearson Studium, 2005
Tanenbaum, A. S., Moderne Betriebssysteme, 4., aktualisierte Auflage, München, Pearson Studium, 2016

Windows

• Grundkenntnisse in Windows
• Umgang mit Windows Systemtools (winmsd, taskmgr, perfmon, devmgmt, ...)
• Typische Probleme auf Betriebssystemebene und ihre Diagnose
• Programmierübungen zu Threads (Threaderzeugung, -synchronisation, ...) unter Windows

Linux/UNIX

• Linux-Praktikum (Grundbefehle, Dateiverwaltung, Verzeichnisverwaltung, Ein-/Ausgabeumlenkung,
  Textverarbeitung, wichtige Tools, etc.)
• Beispiele zur Prozesserzeugung/-kommunikation/-synchronisation unter UNIX

Stallings, W., Betriebssysteme : Prinzipien und Umsetzung, 4., überarbeitete Auflage, München, Pearson Studium, 2005
Tanenbaum, A. S., Moderne Betriebssysteme, 4., aktualisierte Auflage, München, Pearson Studium, 2016
Glatz, E., Betriebssysteme, Grundlagen, Konzepte, Systemprogrammierung, Heidelberg, dpunkt-Verlag, 2015
Mandl, P., Grundkurs Betriebssysteme : Architekturen, Betriebsmittelverwaltung, Synchronisation, Prozesskommunikation, Virtualisierung, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2014

Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Kenntnissen über das World Wide Web (WWW), insbesondere von Markup- und Programmiersprachen zur Erstellung von webbasierten Benutzeroberflächen.

Im Einzelnen hat die Vorlesung folgende Inhalte:

• Die Geschichte des WWW (und Internets)
• Die Organisation des WWW (und Internets)
• Relevante Grundlagen: ISO/OSI-Modell, HTTP-Protokoll, URI, IPV6, Kommunikation BrowserWeb-Server u.v.m.
• Markup Languages im Allgemeinen
• HTML (Hypertext Markup Language): HTML5, Formulare, ...
• CSS (Cascading Stylesheet)/Design: CSS3, MedieQueries, Barrierefreiheit, ...
• Javascript: Syntax, Funktionen, diverse Frameworks, DOM, Debugging, ...

http://www.w3.org/standards/webdesign/
http://www.w3schools.com/

• Interaktion zwischen Mensch und Computer 
• Grundlagen grafischer Benutzerschnittstellen (und Historie) 
• Ergonomische Gestaltungsprinzipien (Menschliche Informationsverarbeitung, Normen, Gesetze, Usability Principles, Guidelines zur visuellen Gestaltung, UI Design Patterns)
• Praktisches UI Design und UI Prototyping (mit Microsoft .Net WPF, Expression Blend, Windows Phone, Anwendung von Styleguides)
• Methoden des Usability Engineering (User Centered Design) 

Herczeg, M., Software-Ergonomie: Theorien, Modelle und Kriterien für gebrauchstaugliche interaktive Computersysteme, 4. Auflage, München, Wien, De Gruyter Oldenbourg, 2018
Butz, A., Krüger, A., Mensch-Maschine-Interaktion, 2. Auflage, München, Wien, De Gruyter Oldenbourg, 2017
Eberhard-Yom M., Usability als Erfolgsfaktor: Grundregeln, User Centered Design, Umsetzung, Berlin, Cornelsen Scriptor, 2010
Richter M., Flückiger M., Usability und UX kompakt, Produkte für Menschen, 4. Auflage, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016 Tidwell, J., Designing Interfaces, Boston, O`Reilly, 2019 Shneiderman, B., Plaisant, C., Designing the user interface: strategies for effective human-computer interaction, 6. Auflage, Pearson, 2017
Jacobsen, J., Mayer, L., Praxisbuch Usability & UX: was jeder wissen sollte, der Websites und Apps entwickelt, 2. Auflage, Bonn, Rheinwerk Verlag, 2019
Goldstein, E.B., Wahrnehmungspsychologie: der Grundkurs, 9. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2015
Norman, D.A., The design of everyday things: Psychologie und Design der alltäglichen Dinge, 2. Auflage, München, Franz Vahlen, 2016

Das Praktikum wird synchron zur Vorlesung durchgeführt und vertieft die dortige Theorie durch entsprechende praktische Implementierungsaufgaben. Die Studierenden sollen dabei auch lernen, eine Aufgabenstellung korrekt umzusetzen. Deshalb wird bei den Lösungen besonders auf ein strukturiertes Vorgehen, die Benutzerfreundlichkeit, ein ansprechendes Design, Programmieralgorithmen und Wartbarkeit der Lösung geachtet. Hierzu werden die im WWW existierenden Kriterien für Standards mit Hilfe der W3C-Validatoren angesetzt.

Siehe Vorlesung "Web-Technologien"

- Grundlegende Begriffe (Ladung, Strom, Spannung, Widerstand)
- Strom- und Spannungsquellen
- Lineare und nichtlineare Bauelemente
- Temperaturabhängige Widerstände
- Leuchtdioden
- Einfache Netzwerke
- Berechnungen nach Kirchhoff
- Strom-/Spannungsquellen-Ersatzschaltungen
- Energie, Leistung
- Einführung Elektrische Felder
- Einführung Magnetische Felder
- Ideale Kondensatoren und Spulen
- Kennwerte von Wechselgrößen
- Mittelwert, Effektivwert, Gleichrichtwert, Formfaktor
- Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung
- Komplexe Darstellung elektrischer Größen
- Wechselstrom-Netzwerke
- Einfache Parallel-/Reihenschaltungen und Schwingkreise
- Transistor als Schalter und Operationsverstärker

Stiny, L., Grundwissen Elektrotechnik, 5. Auflage, Poing, Franzis Verlag, 2009

Stiny, L., Aufgaben mit Lösungen zur Elektrotechnik : 350 Übungsaufgaben zur Elektrotechnik mit ausführlichen Musterlösungen, 2. Auflage, Franzis Verlag, 2008

- Aufbau und Test von Widerstandsschaltungen

- Richtige Messung von Strom und Spannung mit Analog- und Digitalmultimeter

- Kennenlernen und Messen von Nichtlinearen Bauteilen wie NTC, PTC, LDR, VDR, Diode, Z-Diode, LED

- Umgang mit Wechselspannungsgrößen

- Verhalten von Kondensatoren und Spulen (Drosseln) bei Gleich- und Wechselspannung

- Verhalten von Schwingkreisen

- Simulation und Untersuchungen mit PSpice

Stiny, L., Grundwissen Elektrotechnik, 5. Auflage, Poing, Franzis Verlag, 2009

Stiny, L., Aufgaben mit Lösungen zur Elektrotechnik : 350 Übungsaufgaben zur Elektrotechnik mit ausführlichen Musterlösungen, 2. Auflage, Poing, Franzis Verlag, 2008

Grundlagen der Diskreten Mathematik und Lineare Algebra:

• Logik und Mengen
• Rechnen in den reellen und komplexen Zahlen inklusive Zahldarstellung im ComputerStellenwertsysteme, Polynome, Folgen
• Modulo-Rechnung, Gruppen und Körper
• Lineare Algebra (Vektor- und Matrizenrechnung, Analytische Geometrie)

Teschl, G. und Teschl, S., Mathematik für Informatiker : Band 1: Diskrete Mathematik und Lineare Algebra, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Spektrum, 2013.

Hartmann, P., Mathematik für Informatiker : Ein praxisbezogenes Lehrbuch, 6. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015.

Brill, M., Mathematik für Informatiker: Einführung an praktischen Beispielen aus der Welt der Computer, 2. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2005.

• Relationen, Funktionen, Folgen, Grenzwerte
• Differential- und Integralrechnung in einer und mehreren Variablen
• Reihen, Potenzreihen, Fourierreihen 
• Kombinatorik
• Passende Anwendungsbeispiele. 

Teschl, G. und Teschl, S., Mathematik für Informatiker : Band 1: Diskrete Mathematik und Lineare Algebra, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Spektrum, 2013.

Hartmann, P., Mathematik für Informatiker. Ein praxisbezogenes Lehrbuch, 6. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015.

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2014.

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015.

- Objektorientierte Konzepte
- UML-Klassendiagramme und -Sequenzdiagramme
Java:
- Klassen und Objekte
- Datentypen (Wert- und Referenztypen)
- Arrays
- Abstraktion, Kapselung, Vererbung und Polymorphismus
- Abstrakte Klassen und Methoden, Interfaces
- Exceptions
- Collections
- Threads
- Klassenbibliothek Swing
- Ein-/Ausgabe
C++:
- Klassen und Objekte
- Abstraktion, Kapselung, Vererbung und Polymorphismus
- Exceptions
- Operatorüberladung
- Kopierkonstruktoren
- Templates (Funktions- und Klassentemplates)
- Memory Management und RTTI
- Realisieriung der Entwurfsmuster Singleton, Observer, Decorator und Kompositum

Ullenboom, C., Java ist auch eine Insel : das umfassende Handbuch. Aktuell zu Java 7, 10. Auflage, Bonn, Galileo Press, 2012

Inden, M., Der Weg zum Java-Profi: Konzepte und Techniken für die professionelle Java-Entwicklung, Heidelberg, dpunkt-Verlag, 2012

Eilebrecht, K., Starke, G., Patterns kompakt : Entwurfsmuster für effektive Software-Entwicklung, 4. Auflage, Springer Vieweg, 2013

Wolf, J., C++ von A bis Z, 2. Auflage, Bonn, Galileo Press, 2009

Stroustrup, B., The C++ Programming Language, Hanser, 2015

Erstellung von Java-Programmen unter Verwendung von
- Klassen und Objekten
- Vererbung und Polymorphismus
- Exceptions
- Klassenbibliotheken
- Collections und Generics
- graphische Oberfläche (Swing)
- Threads

Erstellung von C++-Programmen mit
- Klassen und Objekten
- Vererbung und Polymorphismus
- Exceptions
- Kopierkonstruktoren (tiefe und flache Kopien)
- Überladen von Operatoren
- Templates
- Entwurfsmuster

Ullenboom, C., Java ist auch eine Insel : das umfassende Handbuch. Aktuell zu Java 7, 10. Auflage, Bonn, Galileo Press, 2012

Inden, M., Der Weg zum Java-Profi: Konzepte und Techniken für die professionelle Java-Entwicklung, Heidelberg, dpunkt-Verlag, 2012

Eilebrecht, K., Starke, G., Patterns kompakt : Entwurfsmuster für effektive Software-Entwicklung, 4. Auflage, Springer Vieweg, 2013

Wolf, J., C++ von A bis Z, 2. Auflage, Bonn, Galileo Press, 2009

Stroustrup, B., The C++ Programming Language, Hanser, 2015

- Vom Quellcode zum ausführbaren Programm (Präprozessor, Compiler, Linker, Debugger, IDE)
- Prozedurale Programmierung in C
- Aufbau eines C Programms (Dateien, Funktionen, Header, Variablen)
- Console Input/Output
- Operatoren und Konstanten
- Kontrollstrukturen (Sequenz, Schleife, Abfrage) und strukturierte Programmierung
- Structure Charts, Nassi-Shneiderman-Diagramme und Flußdiagramme
- Komplexe Datentypen (Arrays, Structs, Unions, Bitfields, Enumerations)
- Zeiger auf primitive und komplexe Datentypen
- Übergabeparameter (Call by Value und Call by Reference)
- File Input/Output und gängige Datenformate
- Dynamisches Memorymanagement
- Präprozessor
- Zeitfunktionen und deren Anwendung
- Grundlegende Algorithmen (Sortieren und Suchen)
- Rekursive Programmierung (Fakultät, n-Damen-Problem, Towers of Hanoi)
- Modularisierung mittels Dynamic Link Libaries (DLL)
- Dokumentation mit doxygen
- Testen (Black-Box)
- Zahlensysteme und Umrechnungen
- Einführung in 2D GDI anhand von Fraktalen

RZNN Hannover, Standard-C-Programmierung, 2. Auflage, 2011

Kirch, U., Prinz, P., C-Einführung und professionelle Anwendung, 2. Auflage, Heidelberg, Verlagsgruppe Hüthig-Jehle-Rehm, 2007

Erlenkötter, H., C-Programmieren von Anfang an, 19. Auflage, Rowohlt Taschenbuch Verlag, 2011

Gumm, H.-P., Sommer, M., Einführung in die Informatik, 9. Auflage, München, Oldenbourg Verlag, 2011

Teil 1: Implementierung exemplarischer Programme
- Operatoren und Konstanten
- Console Input/Output
- Kontrollstrukturen (Sequenz, Schleife, Abfrage) und strukturierte Programmierung
- Komplexe Datentypen
- Übergabeparameter (Call by Value und Call by Reference)
- File Input/Output mit Comma-Separated-Values Dateien (*.csv)
- Rekursive Algorithmen (Beispiele: Fakultätsberechnung, Towers of Hanoi)
- Sortieren mit Bubblesort
- Dynamisches Memorymanagement und Pointerarithmetik
Teil 2: Realisierung des n-Damen-Problems
- Problemanalyse
- Design (Structure Charts)
- Verwendung von Enumerationen, Strukturen, Arrays und Präprozessor Direktiven
- Erstellung des Userinterfaces
- Implementierung des rekursiven Algorithmus
- Implementierung der Programmlogik
- Speichern der Lösungen als csv-Datei mittels einer DLL
- Einbinden der DLL in die Anwendung
- Test des Systems und Durchführung von Laufzeituntersuchungen
- Dokumentation

RZNN Hannover, Standard-C-Programmierung, 2. Auflage, 2011

Kirch, U., Prinz, P., C-Einführung und professionelle Anwendung, 2. Auflage, Heidelberg, Verlagsgruppe Hüthig-Jehle-Rehm, 2007

Erlenkötter, H., C-Programmieren von Anfang an, 19. Auflage, Rowohlt Taschenbuch Verlag, 2011

Gumm, H.-P., Sommer, M., Einführung in die Informatik, 9. Auflage, München, Oldenbourg Verlag, 2011

(Englischsprachige) Manuals und Dokumentationen

Wissenschaftliche Texte und wissenschaftliches Arbeiten (korrektes Zitieren, Plagiate)

Digital Libraries von ACM und IEEE

Selbstorganisation und Zeitmanagement

Gewaltfreie Kommunikation

Individuell ausgewählte aktuelle Artikel und Texte (wird im Kurs und per Moodle bereit gestellt)

Technisches Englisch

Begriffe der Informatik und des Ingenieurwesens

Sprachpraxis durch Konversationsübungen

Erfolgreiche Korrespondenz

Interkulturelle Kommunikation für Ingenieure

Kurs-Skript (Reader), wird im Kurs bzw. per Moodle bereitgestellt

Die Gliederung der Vorlesung folgt einer strukturierten Betrachtung eines Computersystems. Dabei sind die wesentlichen Ebenen die Hauptkapitel des Vorlesungsstoffes, wobei die Reihenfolge Rücksicht auf das zugehörige Labor nimmt.

Maschinenbefehlsebene:

• Computergrundstruktur und funktionelle Ebenen,
• ZVE, Befehlsstruktur und -abarbeitung, Unterbrechungssystem, E/A-System.

Ebene der Bauelemente und Grundschaltungen:

• Elektrotechnische/elektronische Grundlagen (Ladung, Felder, Spannung, Strom, passive Bauelemente, Wechselstromlehre, Leistung und Energie),
• Physikalische Grundlagen der Mikroelektronik,
• Wirkprinzipien der Bipolar- und Feldeffekttransistoren,
• Transistoren als Schalter,
• Transistor-Grundschaltungen und spezielle Technologielinien (TTL, CMOS, ECL),
• Logische Pegel, Kenngrößen und Zeitverhalten bei Schaltvorgängen,
• Schaltalgebra, Boolesche Funktionen und Rechenregeln,
• Normalformen, Grundeigenschaften von Schaltnetzen und Schaltwerken,
• Minimierung von Schaltnetzen mit graphischen und rechnerischen Verfahren,
• Kombinatorische Netze, statische Logik,
• Kombinatorische Grundschaltungen (Tor, Knoten, Codewandler, Multiplexeinheiten),
• Arithmetische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer, Dividierer),
• Arithmetisch-logische Einheiten,
• Sequentielle Schaltungen (Flip-Flop, Register, Teiler, Zähler),
• Speicherschaltkreise, Speicherarchitekturen, komplexe Logikstrukturen,
• Dynamische Kenngrößen, Zeitverhalten, kritischer Pfad, Taktfrequenz, Stabilität, Hasards,
• Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf, Zustandsdiagramm,
• Medwedjew-Automat, Moore-Automat, Mealey-Automat.

Steuerungsebene:

• Steuer- und Verarbeitungswerke,
• Festverdrahtete Steuerung,
• Mikroprogrammsteuerung.

Programmierungsebene:

• Abstraktions- und Sprachebenen,
• Assemblerprogrammierung der i80X86 (Übersicht).

Elschner, H.; Möschwitzer, A.: Einführung in die Elektrotechnik-Elektronik; Verlag Technik Berlin 1985

Schildt, G.-H., Redlein, A., Kahn, D., Einführung in die Technische Informatik, Vienna, Springer Verlag, 2005

Kainka B., Bernstein H., Grundwissen Elektronik, Poing, Franzis Verlag, 2011

Schneider, U., Disterer G., Taschenbuch der Informatik, 7. Auflage, München, Fachbuchverlag Leipzig, 2012

Es sind drei Versuche in einer 2er-Gruppe durchzuführen:

1. Transistor als Schalter, zeitunkritische Schaltungen, Basisgatter, PC- Simulation von Gattern
2. Zeitabhängige Schaltungen, Zähler und arithmetische Operation
3. Wandler, Datenübertragung, Schieberegister

Hoffmann, D. W., Grundlagen der Technischen Informatik, 4. Auflage, Hanser, 2014

Heinemann, R., PSPICE : Einführung in die Elektroniksimulation, 7. Auflage, Hanser, 2011