Einführung in die Informatik

Das vorliegende Buch ist für Anfänger im universitären Studiengang Informatik ebenso gedacht wie für naturwissenschaftliche und technische Studiengänge, die Informatik als anspruchsvolles Nebenfach aufweisen. Es ist aus einem Skript zu den Vorlesungen „Programmierung“ und „Datenstrukturen“ an der Universität Oldenburg entstanden. Der Stoff gliedert sich in die Teile: Grundlagen, Algorithmen, Einfache Datenstrukturen, Allgemeine Graphen und Parallelität In den Grundlagen wird im Kapitel 1 mit einführenden Beispielen ein Einstieg in den Stoff gefunden. Das ausführliche 2. Kapitel erläutert anhand der Sprache C die Grundlagen der Programmierung. Die Kapitel 3 „Darstellung von Daten durch Bitmuster“ und 4 „Rechensysteme“ vermitteln so viel über reale Rechner, wie für eine Einführung nötig ist. Die übrigen Teile bilden den Kern des Kurses. Bei den Algorithmen werden in einem Kapitel „Naive und formale Algorithmen“, und in einem zweiten „Effizienz und Komplexität“ behandelt. Je ein Kapitel über „Listen“, „Suchbäume“, „Hashing“ sowie „Sortieren“ bilden den Teil Elementare Datenstrukturen. Aus der Fülle des Stoffes ist das jeweils Wesentliche herausgegriffen. Allgemeine Graphen sind gemischte Graphen und werden ausführlich dargestellt, zum Teil auch in Ergänzungen, die bei Zeitmangel übersprungen werden können. Auch auf Fragen kürzester Entfernungen und maximaler Flüsse wird eingegangen. Parallelität, ein wichiges Gebiet der Informatik, kommt in einführenden Kursen oft zu kurz. Einen ersten Einblick geben die zwei Kapitel des letzten Teils. Das Kapitel „Parallelität in Rechensystemen und Netzen“ beschreibt, wo und in welcher Form parallele Abläufe auftreten. Das Kapitel „Programmieren II: Parallele Programme“ behandelt am Beispiel von Leichtgewichtsprozessen in C einige einführende Fragen der Parallelität. Mathematikkenntnisse aus den ersten Semestern reichen für das Buch aus. Mathematischen Schwierigkeiten, die in diesem Rahmen auftreten, wird allerding nicht ausgewichen, auch Beweisen nicht. Der Tendenz, Schulung in formalem Denken zugunsten praktischer Fertigkeiten und Kenntnisse zu reduzieren, wird bewußt entgegengetreten. Zu den meisten Kapiteln gibt es Übungen, einige mit Lösungen. In den Anhängen zum Buch befinden sich eine Zusammenfassung mathematischer Hilfsmittel, einige Beispiel nichttrivialer Programme sowie Verzeichnisse.