Description
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Der erste Band der Informatik erklärt die grundlegenden Konzepte: Programmierung, Algorithmen und Datenstrukturen. Nach einer Einführung zum Aufbau von Rechnersystemen und zur Darstellung von Informationen folgt ein Einstieg in die Programmierung mit der Sprache Python. Dabei werden grundsätzliche Prinzipien von Programmiersprachen erläutert, darunter Schleifen, Rekursion, imperative, funktionale und objektorientierte Programmierkonzepte. Einige konkrete Projekte werden in Python realisiert, so etwa zur Datenbeschaffung im Internet und deren Aufbereitung oder zum Umgang mit diversen Sensoren und zur Steuerung externer Geräte mit dem Raspberry-Pi. Dem Objektorientierten Programmieren und insbesondere der Programmiersprache Java ist ein eigenes Kapitel gewidmet. Diese Sprache und ihre Infrastruktur unterstützen besonders die professionelle Entwicklung großer Projekte. Auch die neuesten Konzepte von Java (Lambdas, Ströme und Funktionale) werden anschaulich erläutert. Das letzte Kapitel behandelt klassische Algorithmen und Datenstrukturen: Such- und Sortieralgorithmen, Listen, Bäume, Graphen, Maps, und diverse andere Datentypen zum effi zienten Speichern, Wiederauffi nden und Transformieren von Daten. Diese werden mit ihren Vor- und Nachteilen und anhand von Java-Programmen dargestellt.
Der zweite Band ist technischen Themen gewidmet - insbesondere der Rechnerarchitektur, Betriebssystemen, Rechnernetzen und speziell dem Internet. Das Ziel des ersten Kapitels ist es, ein grundsätzliches Verständnis für den Aufbau eines Computers zu vermitteln, angefangen bei den Transistoren, den damit realisierten logischen Schaltkreisen, den Speichergliedern bis zur CPU, dem "Herz" des Computers, und den Maschinenprogrammen, die diese Technik zum Leben erwecken. Im folgenden Kapitel werden die grundsätzlichen Aufgaben von Betriebssystemen erläutert. Rechner sind heute fast immer mit einem Netzwerk verbunden. Das Konzept einer dezentralen Rechnerversorgung mit Servern, die die Rolle eines zentralen Datei-Verwalters übernehmen wird im dritten Kapitel behandelt. Ein nächster naheliegender Schritt besteht darin, verschiedene Netze untereinander zu verbinden. So entstand auch das Internet: dieses Thema wird im vierten und letzten Kapitel dieses Buches ausführlich behandelt. Grundlage der Kommunikation im Internet sind die TCP/IP Protokolle. Auf diesen baut das WorldWideWeb auf, das die Infrastruktur für das heutige Internet mit seinen vielfältigen Diensten wie z. B. EMail, ftp, Internet Telephonie, etc. bereitstellt. Die Grundlagen der Gestaltung und Programmierung von Web Dokumenten mit HTML5 und JavaScript sowie die universelle Datenaustauschsprache XML und deren Möglichkeiten sind ein wichtiger Teil dieses Kapitels, das mit einem kurzen Abriss sozialer Netzwerke endet.
Der dritte und letzte Band der Buchreihe Informatik ist der Theoretischen Informatik gewidmet. Nach einer allgemeinen Diskussion formaler Sprachen, deren Beschreibungen und Grenzfällen der Erkennbarkeit werden die regulären Sprachen behandelt, welche in der lexikalischen Defi nition von Programmiersprachen ihre wichtigste Anwendung finden sowie die kontextfreien Sprachen, mit denen man die Syntax von Programmiersprachen definiert. Aus theoretischer Sicht befriedigend ist die eindeutige Entsprechung zwischen Sprachbeschreibung und Spracherkennung - den regulären Sprachen entsprechen die endlichen Automaten und den kontextfreien Sprachen die Stackmaschinen. Weitere Stufen der Chomsky-Hierarchie werden nur kurz behandelt, da sie in der Praxis von geringerer Bedeutung sind. Stattdessen zeigt ein eigenes Kapitel zum Thema Compilerbau weitere Techniken auf, die aus einer Sprachbeschreibung einen Parser, also das komplette »front-end« eines Compilers, entstehen lassen. Der Begriff des »Algorithmus« wird anhand verschiedener Maschinenmodelle erklärt und bestätigt wird auch die Churchsche These, das
(Review)
"Das Standardlehrbuch (...) für das Grundstudium der Informatik."
Klaus Barckow in: ekz-Informationsdienst 2017, Nr. 9
"Das Buch ist thematisch sehr gut strukturiert, so werden im ersten Kapitel nur die Grundlagen der Informatik vermittelt, die für die weiteren Themen erforderlich sind. Danach werden die Programmierkonzepte kurz und prägnant dargestellt. Auch Programmieranfänger (...) können sich leicht in die Beispiele hineindenken und somit die vorgestellten Konzepte nachvollziehen. Die Themenauswahl und der Umfang (...) sind für eine Grundlagenvorlesung sehr gut geeignet."
Dipl.-Ing. Jens Schönbohm, Fachhochschule Bielefeld
