Algorithmen und Programmierung 2 edit

Modulverantwortlich	Prof. Dr. Christian Kohls
Dozent:innen	Prof. Dr. Christian Kohls
Kürzel	AP2
Sprache	deutsch
Kreditpunkte	7
Voraussetzungen nach Prüfungsordnung	keine
Empfohlene Voraussetzungen	Algorithmen und Programmierung 1
Studienleistungen	Klausurarbeit, sowie erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Prüfungsvorleistung
Level	Grundlagen
Häufigkeit des Angebots	jedes Sommersemester
Verwendung des Moduls in weiteren Studiengängen	IT-Management, Informatik, Wirtschaftsinformatik
Besonderheiten	Die Veranstaltung ist als "Flex Classroom" konzipiert. Studierende können die Learning Outcomes durch Besuch der Vorlesung oder durch die Nutzung der bereitgestellten Screencasts erreichen. Die Praktika bestehen aus Beratung und Abnahme von Praktikumsaufgaben.
Präsenzzeit in Stunden	108
Selbststudium in Stunden	102
Lehrformen	Vorlesung 3 SWS, Praktikum 2 SWS, Übung 1 SWS
Lehrmethoden	Vorlesung mit interaktiven Phasen, Präsentationen und Live-Coding, Übung, Praktikum, Selbststudium mit bereitgestellten Screencasts, einem umfassenden Skript sowie Fachliteratur
Letzte Aktualisierung	16. Februar 2024

Learning Outcome

Die Studierende sollen

(WAS) die grundlegenden Prinzipien, Strukturen und Syntaxelemente der objekt-orientierten Programmierung verstehen und anwenden können, (WOMIT) indem sie die Programmiersprache Kotlin einsetzen, (WOZU) um eigene Algorithmen umsetzen zu können
(WAS) Standardalgorithmen (z.B. Suchen, Sortieren) verstehen und anwenden, (WOMIT) indem Sie Pseudocode in lauffähigen Code übersetzen, (WOZU) um deren Eigenschaften (z.B. Laufzeitverhalten) und Funktionsweise einordnen zu können
(WAS) eigene objektorientierte Datenstrukturen entwickeln und die Komposition komplexer Objektstrukturen beherrschen, (WOMIT) indem sie Geschäfts- und Anwendungsfelder der realen Welt als Software modellieren und verschiedene abstrakte Datentypen (z.B. Listen) und unterschiedliche konkrete Implementierungen (z.B. Verkettete Listen) umsetzen, (WOZU) um die Planung und den Entwurf einfacher Softwarearchitekturen durchzuführen und Systeme zu modellieren
(WAS) gut strukturierten, dokumentierten und wartbaren Code entwerfen können, (WOMIT) indem Prinzipien des Clean Coding, Entwurfsmuster und Teststrategien angewandt werden, (WOZU) um robuste und sichere Software zu entwickeln, eigene Software in einer objektorientierten Programmiersprache planen, entwickeln, umsetzen und testen können

Hierzu werden die Programmiersprache Kotlin, grundlegende Bibliotheken (Java, Android) und eine integrierte Entwicklungsumgebung eingesetzt.

Inhalte

Arbeiten mit integrierter Entwicklungsumgebung
Dynamische vs. Statische Typisierung
Objekte und Abstraktion
Einfache Klassen
Datenkapselung
Konstruktoren
Veränderbare und unveränderbare Listen
when-Anweisungen und Ausdrücke
Vererbung und Typen
Klassenhierarchien
Typkompatibilität, Upcast, Downcast und Smart Cast
Polymorphie und Dynamische Bindung
Objektkomposition und Objektaggregation
Parametrisierte Datentypen (Generics)
Begleit-Objekte für Klassen
Abstrakte Klassen und Schnittstellen
Nullfähige Typen
Abstrakte Datentypen in der Programmierung
Einfache und doppelt verkette Liste
Exceptions
Clean Code
Testfälle schreiben
Laufzeiteffizienz und O-Notation
Entwurfsmuster (Iterator, Observer, Singleton, Strategie u.a.)
Verschachtelte, innere, statische und lokale Klassen
Sortieralgorithmen, u.a. Quicksort
Listen-Funktionen und Lambda-Ausdrücke
Stacks
Warteschlange
Assoziative Speicher
Nicht-lineare Datenstrukturen
Binärbäume
Verarbeitung durch Funktionen höherer Ordnung
Vergleich mit anderen Programmierparadigmen

Literatur

Vorlesungsunterlagen: Foliensammlung, ausformuliertes Skript, Beispiellösungen, Screencasts
Kohls, C., Dobrynin, A., Leonard, F. (2020) Programmieren Lernen mit Kotlin. Mün- chen: Hanser Verlag.
Dmitry Jemerov & Svetlana Isakova (2017). Kotlin in Action. Manning Publications.  Dawn Griffiths, David Griffiths & Jørgen W. Lang (2019). Kotlin von Kopf bis Fuß: Eine Einführung in die Kotlin-Programmierung. O'Reilly.
Thomas Theis (2019). Einstieg in Kotlin: Apps entwickeln mit Android Studio. Keine Vorkenntnisse erforderlich, ideal für Kotlin-Einsteiger und Java-Umsteiger. Rhein-werk-Verlag
Karl Szwillus (2019). Kotlin: Einstieg und Praxis. mitp Professional.
Online-Referenz und Tutorials: https://kotlinlang.org/docs/reference/

Geförderter Kompetenzerwerb

Das Modul zahlt auf folgende Handlungsfelder und Kompetenzbereiche ein. Eine ausführliche Beschreibung der konkreten Komptenzen finden Sie weiter unten.

Designing for User Experiences

Konzepte
- Haben ein ausgeprägtes konzeptionelles Denkvermögen entwickelt, um komplexe Probleme zu analysieren, innovative Lösungsansätze zu konzipieren und diese in verständliche und erfahrbare Konzepte zu überführen.
- Können angemessene Informationsarchitekturen entwicklen, evaluieren, iterieren und optimieren.

Developing Interactive and Distributed Systems

Technologie
- Wissen was ein Computer ist und wie Software darauf ausgeführt wird.
Entwurf
- Verstehen formale Strukturen.
- Können abstrahieren, logisch denken und komplexe Zusammenhänge verstehen.
- Können Aspekte realweltlicher Probleme zu identifizieren, die für eine informatische Modellierung geeignet sind, algorithmische Lösungen für diese (Teil-)Probleme bewerten und selbst so zu entwickeln, dass diese Lösungen mit einem Computer operationalisiert werden können.
Implementierung
- Kennen Entwicklungsumgebungen, Tools und entwicklungsnahe Prozesse und diese praktisch nutzen (insb. IDE, Compiler, Linker, Libraries, Debugging, Unit-Testing, Repositories für eigenen Code / git, Build Tools, Paketmanager).

Driving Creation Process

Management
- Können erkennen, welche Kompetenzen zur Lösung eines Problems erforderlich sind.
Kommunikation
- Sind in der Lage Arbeits- und Forschungsergebnisse klar und verständlich in aussagekräftigen, zielgruppengerechten Berichten, Präsentationen o.Ä. zu kommunizieren.

Exploring Advanced Interactive Media

Exploration & Kreativität
- Können Ansätze, Denk- und Vorgehensweisen aus verschiedenen Fachrichtungen nutzen, kombinieren und einsetzen um neue Ideen und Lösungen zu erzeugen.
- Haben eine offene Fehlerkultur in der Fehler nicht als Endpunkt betrachtet, sondern als Teil des Lernprozesses verstanden und genutzt werden, um Prozesse zu verbessern, zukünftige Fehler zu vermeiden und exploratives Handeln zu fördern.
- Sind neugierig, offen und in der Lage Fragen zu stellen, Unbekanntes zu erkunden und verschiedene Perspektiven zu berücksichtigen.

Enhancing Interactions on Different Scales

Selbstlernen
- Können sich selbstständig neue Wissens- und Kompetenzbereiche zu Methoden, Technologien oder Domänen erschließen.

In der linken Spalte sehen Sie, welche Kompetenzen für das Modul vorausgesetzt werden (hellgrauer Balken). In der rechten Spalte sehen Sie, welche Kompetenzen Sie mit dem Modul erwerben können (farbiger Balken). Die Kompetenzen sind in Handlungsfelder und Bereiche gegliedert.

Wenn Sie auf den grauen oder farbigen Balken klicken, gelangen Sie zu einer Liste von Modulen, die auf diese Kompetenz einzahlen. Hier finden die eine Übersicht über alle Kompetenzen und die Module, die auf diese einzahlen.

Learning Outcome

Inhalte

Literatur

Geförderter Kompetenzerwerb

Designing for User Experiences

Developing Interactive and Distributed Systems

Exploring Advanced Interactive Media

Driving Creation Process

Enhancing Interactions on Different Scales

Designing for User Experiences

Konzepte

Developing Interactive and Distributed Systems

Technologie

Entwurf

Implementierung

Driving Creation Process

Management

Kommunikation

Exploring Advanced Interactive Media

Exploration & Kreativität

Enhancing Interactions on Different Scales

Selbstlernen

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