Topic outline
Topic 1
Begriff des Algorithmus
Ein Algorithmus ist eine Folge von Anweisungen zur Lösung eines Problems. Diese Folge muss einige Bedingungen erfüllen:- Das Verfahren muss in einem endlichen Text beschreibbar sein.
- Jeder Schritt des Verfahrens muss auch tatsächlich ausführbar sein.
- Der Ablauf des Verfahrens ist zu jedem Zeitpunkt eindeutig definiert.
- Das Verfahren muss in endlich vielen Schritten zum Ende gelangen.
- Bauanleitung für IKEA-Kleiderschrank
- Anleitung für Benutzung eines Fahrkartenautomats
- Spielregeln für Menschärgeredichnicht
- Bastelanleitung für Pappnasen
- Rechenablaufplan für das Addieren zweier Zahlen mit dem Taschenrechner
- Mathematische Regeln zur Durchführung einer Kurvendiskussion
Topic 2
Darstellungsformen für Algorithmen -Notationsformen-
Algorithmen kann man in unterschiedlichen Formen darstellen. Die Form ist davon abhängig, wer der Ausführende (der Prozessor) ist.
Folgende Notationsformen werden verwendet:- Umgangssprache: Die Darstellung ist für den Menschen brauchbar, jedoch für einen Computer ungeeignet.
- Verbal, formalisierte Form oder Pseudocode: Das ist eine knappe, präzise Darstellung, in der bestimmte, immer wiederkommende Schlüsselworte benutzt werden.
- Struktogramm: Diese Darstellung ist eine grafische Beschreibung eines Algorithmus.
- Programm oder Quellcode: Als Programm bezeichnet man eine Algorithmen-Darstellung, die in einer Programmiersprache zur Abarbeitung durch einen Computer niedergeschrieben wurde.
- Umgangssprache: Die Darstellung ist für den Menschen brauchbar, jedoch für einen Computer ungeeignet.
Topic 3
Algorithmenstrukturen
... sind Bausteine, aus denen sich jeder Algorithmus zusammensetzen lässt.
Man unterscheidet vier grundlegende Algorithmenstrukturen:
Folge (Sequenz)zwei oder mehrere Anweisungen werden hintereinander ausgeführt.
Auswahl (Verzweigung)in Abhängigkeit von einer Bedingung wird der Algorithmus
mit einer ausgewählten Anweisung oder Anweisungsfolge fortgesetzt.
Wiederholung (Schleife)in Abhängigkeit von einer Bedingung wird eine Anweisung oder
Anweisungsfolge wiederholt ausgeführt.
Prozeduraufruf (Unterprogrammaufruf)ein Teilalgorithmus wird mit seinem Namen im Hauptalgorithmus
aufgerufen und wie eine Anweisung ausgeführt.
Topic 4
Beispiel-1: Alltagsalgorithmus "Telefonieren"Im folgenden Beispiel ist der Alltagsalgorithmus "Telefonieren" dargestellt. Ältere Schüler wissen noch, dass damals die Festnetztelefone über einen Telefonhörer verfügten.
Topic 5
Das Struktogramm - eine grafische Notationsform
Ein Nassi-Shneiderman-Diagramm ist ein Diagrammtyp zur Darstellung von Algorithmen.
+ Ein Struktogramm wird von oben nach unten gelesen
+ Die Teilalgorithmen bzw. Anweisungen werden in Form von Rechtecken dargestellt
+ Jedes Struktogramm hat jeweils einen Eingang (obere Kante) und einen Ausgang (untere Kante)
+ Der Ausgang des einen Segments ist der Eingang des nachfolgenden
Topic 6
Pseudocode = verbal, formalisierte Form Schlüsselworte
Allgemeine Anweisungen
EINGABE ( daten )
AUSGABE ( daten )
Fallunterscheidung
WENN bedingung DANN anweisung(en)
SONST alternativ-anweisung(en)
Wiederholung von Anweisungen (Schleife)
Einrückung beachten
SOLANGE bedingung TUE
anweisung(en)
Benutze für daten aussagekräftige Variablen!!
Topic 7
Beispiel-2: "Umwandlung einer Dezimal- in eine Binärzahl"
Im folgenden Buch wird der Weg vom Problem zum Algorithmus beschrieben. Wir machen uns den Sachverhalt an einem Beispiel klar, formulieren den Algorithmus in verbal, formalisierter Form und führen einen Trockentest durch.