Course: WS24: Algorithmen und Datenstrukturen

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Vorlesung Algorithmen und Datenstrukturen

Umfang:	10 ECTS, 4+2 SWS
Vorlesung:	Erste Vorlesung am 15.10. im Zuse-HS.
	Di, 10:15–11:45 und Do, 08:25–10:00
Übung:	In der ersten Woche finden bereits 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 12:30–14:00 (ÜR I) Mai Ü2: Di 16–18 (ÜR II) Anne Ü3: Mi 10–12 (ÜR I) Antonio Ü4: Mi 10–12 (SE II) Khang Ü5: Mi 12–14 (SE II) Linus Ü6: Mi 14–16 (SE I) Jana
Klausuren:	Erstklausur am Mi, 12.02.2025, 9:30–11:00 Uhr Zweitklausur am Mo, 14.04.2025, 9:30–11:00 Uhr
Voraussetzung:	nach Möglichkeit Teilnahme am Programmiervorkurs (vor Semesterbeginn) empfohlen: gleichzeitige Teilnahme an der Vorlesung Grundlagen der Programmierung
Zielgruppe:	Bachelor Informatik, Bachelor Luft- und Raumfahrtinformatik, Bachelor Games Engineering, Bachelor Mathematik
Dozent:	Alexander Wolff
Übung:	Samuel Wolf
TutorInnen:	Anne Schwarz, Duy-Khang Tran, Linus Pleyer, Mai Pham, Jana Bardorz, Antonio Lauerbach
Repetitorium:	voraussichtlich im April; wird später bekannt gegeben

Activities: 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, Buchhandlung 13 ½]

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.
Activities: 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.

Activities: 1

Vorlesungsfolien

Für die meisten (aber nicht alle!) Vorlesungen wird es Videos geben, die man sich spätestens zum jeweiligen Vorlesungstermin anschauen kann.
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!)
15.10.2024	Organisation und Einführung
15.10.2024	Inkrementell sortieren (InsertionSort)	Inkrementeller Algorithmus (24') – Fakultät (11')
17.10.2024	Teilen und herrschen (MergeSort)	Pseudocode + Beispiel (18') – Korrektheit (16')
22.10.2024	Laufzeitanalyse, Groß-Oh-Notation	Vergleich InsertionSort und MergeSort (18') – Klassifikationsschema für Funktionen (12')
24.10.2024	Laufzeitanalyse am Beispiel "Maximales Teilfeld"	Kubischer Algorithmus für MaxSum (15') – Schnellere Algorithmen für MaxSum (22')
29.10.2024	Rekursionsgleichungen lösen	Substitutionsmethode (10') – Rekursionsbaummethode (10') – Meistermethode (10')
31.10.2024	Prioritätsschlangen, Heaps, HeapSort	Prioritätsschlange, MaxHeapify, BuildMaxHeap (23') – HeapSort (12')
05.11.2024	Zufallsexperimente	Gedankenexperiment (17') – Average-Case-Analyse von InsertionSort (11') – Geburtstagsparadoxon & Bonustrack (7')
07.11.2024	QuickSort und RandomizedQuickSort	(Deterministisches) QuickSort (16') – Erwartete Laufzeit von Randomized QuickSort (19')
12.11.2024	Sortieren in Linearzeit	Untere Schranke (13') – CountingSort (10') – RadixSort (7') – BucketSort (14')
14.11.2024	1. Zwischentest

Activities: 50

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Zwischentests

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Activities: 2
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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.

Den PABS-Kurs erreicht ihr unter https://pabs.uni-wuerzburg.de/login (nur im Uninetz bzw. über VPN). Das Kurs-Passwort ist "WV3N4RrcxKMsFZyS".

Latex-Anleitung: http://mirror.physik-pool.tu-berlin.de/pub/CTAN/info/lshort/german/l2kurz.pdf
Activities: 8
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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.

Activities: 8