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  Vorlesung Algorithmen und Datenstrukturen

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  Umfang:	10 ECTS, 4+2 SWS
  Vorlesung:	Erste Vorlesung am 18.10. im Zuse-HS.
  	Di, 10:00–11:30 und Do, 08:25–10:00
  Übung:	Abgesehen von Ü3 finden in der ersten Woche bereits alle Übungen in den angegebenen Räumen statt; suchen Sie sich einen Termin Ihrer Wahl aus. Ab der zweiten Woche gehen Sie bitte in die Übung, in die Sie auf WueStudy eingeteilt wurden. Ü1: Di 12–14 (ÜR I) Samuel Ü2: Di 12–14 (SE 8) Antonio Ü3: Di 14–16 (SE I) Martin Ü4: Di 14–16 (ÜR II) Jan Ü5: Di 16–18 (ÜR II) Niklas Ü6: Mi 12–14 (SE II) Felix Ü7: Mi 14–16 (SE I) Mai Ü8: Mi 16–18 (SE II) Linus
  Klausuren:	Erstklausur am Mi, 15.02.2023, 12–14 Uhr in Turing, Zuse und Z6.00.004 (ehem. AOK-Saal) Zweitklausur am Fr, 14.04.2023, 10–12 Uhr im Z6.00.004 (ehem. AOK-Saal)
  Voraussetzung:	nach Möglichkeit Teilnahme am Programmiervorkurs (vor Semesterbeginn) empfohlen: Teilnahme an der Vorlesung Grundlagen der Programmierung
  Zielgruppe:	Bachelor Informatik, Bachelor Luft- und Raumfahrtinformatik, Bachelor Games Engineering, Bachelor Mathematik
  Dozent:	Alexander Wolff
  Übung:	Felix Klesen
  TutorInnen:	Samuel Wolf, Antonio Lauerbach, Martin Hesse, Jan Ruppert, Niklas Orf, Felix Hauser, Mai Pham und Linus Pleyer
  Repetitorium:	wird später bekannt gegeben

  
  

  Atividades: 0
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  Kursbeschreibung

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  Inhalt

  Die Vorlesung Algorithmen & Datenstrukturen beschäftigt sich mit Techniken für Entwurf und Analyse von Algorithmen, Sortierverfahren, grundlegenden Datenstrukturen, systematischem Probieren und einfachen Graphalgorithmen.

  Lernziele

  In dieser Veranstaltung lernen Sie

  • die Effizienz von Algorithmen zu messen und miteinander zu vergleichen,
  • grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen in Java zu implementieren,
  • selbst Algorithmen und Datenstrukturen zu entwerfen sowie
  • deren Korrektheit und Effizienz zu beweisen.
    

  
  Literatur

  • Algorithmen — eine Einführung.
    Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald Rivest und Clifford Stein,
    Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 4. Auflage, 2013.
    (Das Buch ist bei der Unibib im Uninetz online verfügbar; bis zu 400 Seiten können als pdf heruntergeladen werden.)
    [In Würzburg kann man sich ein gedrucktes Exemplar u.a. hier besorgen: Akad. Buchhandlung Knodt Würzburg, Buchhandlung 13 ½ Würzburg]
    
  • An Introduction to Algorithms.
    MIT Press, 3. Auflage, 2009 — die englische Originalausgabe.
    Bei MIT Press kann man sich zum Selbststudium Lösungen von einigen Übungsaufgaben herunterladen.
  • Data Structures and Algorithms in Java.
    Michael T. Goodrich und Roberto Tamassia,
    Wiley, 5. Auflage, 2010.
  • Algorithms and Data Structures: The Basic Toolbox.
    Kurt Mehlhorn und Peter Sanders,
    Springer, 2008.

  
  

  Atividades: 0
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  Allgemeine Informationen

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  Allgemeine Informationen zu Vorlesungsbetrieb, Übungen, Zwischentests, Bonusfähigkeit und ähnlichem finden Sie im folgenden Dokument.
  

  Atividades: 3
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  Vorlesungsfolien

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  • Um sich in diesen Kurs einzuschreiben, klicken Sie auf das Zahnrad oben links auf dieser Seite und wählen Sie die Option "Mich in diesen Kurs einschreiben".
  • Für die meisten Vorlesungen wird es Videos geben, die man sich spätestens zum jeweiligen Vorlesungstermin anschauen kann.
    
  • Dem Chat zur Vorlesung können Sie unter https://chat.uni-wuerzburg.de/invite/TZFubc beitreten.
  • In der Tabelle unten liefert ein Klick aufs jeweilige Datum die Kurz-/Druckversion der Folien; ein Klick aufs Thema die Langversion.

  Datum	Thema	Videos (alt!)	Literatur
  18.10.2022	Organisation und Einführung
  18.10.2022	Sortieren I (InsertionSort)	Inkrementeller Algorithmus (24') – Fakultät (11')
  20.10.2022	Sortieren II (MergeSort)	Pseudocode + Beispiel (18') – Korrektheit (16')
  25.10.2022	Laufzeitanalyse, Groß-Oh-Notation	Vergleich InsertionSort und MergeSort (18') – Klassifikationsschema für Funktionen (12')
  27.10.2022	Laufzeitanalyse am Beispiel	Kubischer Algorithmus für MaxSum (15') – Schnellere Algorithmen für MaxSum (22')
  03.11.2022	Rekursionsgleichungen lösen	Substitutionsmethode (10') – Rekursionsbaummethode (10') – Meistermethode (10')
  08.11.2022	Prioritätsschlangen, Heaps, HeapSort	Prioritätsschlange, MaxHeapify, BuildMaxHeap (23') – HeapSort (12')
  10.11.2022	Zufallsexperimente	Gedankenexperiment (17') – Avagege-Case-Analyse von InsertionSort (11') – Geburtstagsparadoxon & Bonustrack (7')
  15.11.2022	QuickSort und RandomizedQuickSort	(Deterministisches) QuickSort (16') – Erwartete Laufzeit von Randomized QuickSort (19')
  22.11.2022	Sortieren in Linearzeit	Untere Schranke (13') – CountingSort (10') – RadixSort (7') – BucketSort (14')
  24.11.2022	Das Auswahlproblem	Randomisiertes Select (23') – Deterministisches Select (15')
  29.11.2022	Elementare Datenstrukturen	Abstrakter Datentyp: Dynamische Menge (8') – Stapel, Schlange, Liste (10') – Von Pseudocode zu Javacode (8')
  01.12.2022	Hashing	direkte Adressierung und Hashing mit Verkettung (22') – gute Hashfunktionen und Hashing mit offener Adressierung (23')
  06.12.2022	Binäre Suchbäume	Vorarbeiten und Traversierung (21') – Methoden (15')
  08.12.2022	entfällt!	–
  13.12.2022	Rot-Schwarz-Bäume [12.01.: Anmerkung zu RBTransplant]	Logarithmische Höhe (16') – Einfüge-Operation (16')
  20.12.2022	Datenstrukturen augmentieren	Augmentieren – komplett (28')
  22.12.2022	Nächstes Paar	Leider gibt's für diese Vorlesung kein Video :-(
  10.01.2023	Amortisierte Analyse	Aggregationsmethode (9') – Buchhaltermethode (6') – Potentialmethode (9')
  12.01.2023	Graphen: Repräsentation und Breitensuche	Beispiele und Repräsentation (16') – Breitensuche (23')
  17.01.2023	Kürzeste Wege und Dijkstras Algorithmus	Dijkstras Algorithmus (22') – Kürzeste Wege und T9 (7')
  24.01.2023	Tiefensuche und topologische Sortierung	Tiefensuche (Beispiel, Pseudocode, Eigenschaften) (22') – Topologische Sortierung (Anwendung, Korrektheit) (12')
  26.01.2023	Minimale Spannbäume	Generischer Algorithmus und Korrektheit (13') – Algorithmen von Jarník–Prim(–Dijkstra) und von Kruskal (18')
  31.01.2023	Dynamisches Programmieren	Stabzerlegung (22') – Längste Wege (8')
  02.02.2023	Greedy-Algorithmen	Ein einfaches Problem der Ablaufplanung (15') – Ein gewichtetes Problem der Ablaufplanung (14')
  07.02.2023	entfällt wegen GADS-Klausur!	–
  09.02.2023	Problem des Handlungsreisenden	Vorlesungsmitschnitt vom WS 2021, leider ohne die ersten 5' (59')

  Atividades: 53
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  Zwischentests

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  Atividades: 6
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  Übungen

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  • Sie können die Übungsaufgaben zu zweit oder zu dritt (notfalls auch alleine) bearbeiten. 
  • Geben Sie Ihre Bearbeitung nur einmal ab, aber schreiben Sie die Namen aller Mitglieder Ihres Teams oben auf jedes abgegebene Dokument.
  • Geben Sie auf Ihrer Bearbeitung auch die Nummer Ihrer Übungsgruppe an.
  • Plagiate werden mit 0 Punkten für das ganze Übungsblatt gewertet.
  • Das PABS-Passwort ist "SD8Qccl5THXP".
  • Latex-Anleitung: http://mirror.physik-pool.tu-berlin.de/pub/CTAN/info/lshort/german/l2kurz.pdf
    

  Atividades: 19
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  ADS-Repetitorium

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  Wir bieten ein ADS-Repetitorium an: Von Montag, dem 27.03.2023 bis zum Freitag, dem 31.03.2023 jeweils von 9:00 Uhr bis 15:00 Uhr mit einer Mittagspause von 12:00 bis 13:00 Uhr. Das Repetitorium dient zur Vorbereitung auf die Nachklausur am 14.04.2023.

  Das Repetitorium findet in Präsenz statt. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich – denkt aber an die Anmeldung zur zweiten Klausur in WueStudy, falls ihr mitschreiben möchtet.
  Hier werden wir pro Tag verschiedene Themengebiete der Vorlesung wiederholen und (neue) Übungsaufgaben besprechen. Am letzten Tag werden wir außerdem noch offene Fragen klären und je nach Nachfrage eine Probeklausur rechnen.
  
  Voraussichtlicher Tagesplan:
  

  • Tag 1: O-Notation, Pseudocode, inkrementelle Algorithmen, Korrektheit (Schleifeninvariante und Induktion), Sortieren
    
  • Tag 2: Rekursive Algorithmen (Laufzeit und Korrektheit), Sortieren in Linearzeit, elementare Datenstrukturen
    
  • Tag 3: Bäume, Graphen und Graph-Algorithmen, Amortisierte Analyse
    
  • Tag 4: Dynamische Programmierung, Zufallsvariablen und Erwartungswert
    
  • Tag 5: Greedy-Algorithmen, Probeklausur, Fragerunde, verbleibende Aufgaben rechnen
    

  
  

  Leitung: Felix Hauser & Samuel Wolf
  Raum: Hörsaal 4
  
  Im Folgenden werden im Laufe des Repetitoriums Materialien hochgeladen.

  
  

  Atividades: 1
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  Quizzes

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  Mit den folgenden Quizzes könnt ihr euer Verständnis für Teile des Vorlesungsstoffs überprüfen.
  Sie sind lediglich ein zusätzliches Angebot und werden nicht bewertet.
  

  Atividades: 26