Grundlagen der Informatik und Numerik (2V + 2U)
[10-GRMATH-1014]

Vorlesung mit Übung für polyvalenter Bachelor bzw. Staatsexamen Lehramt
Grundwissen Mathematik


Das Modul wurde zuletzt im Wintersemester 2013/2014 angeboten!



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Übersicht

Der Kurs (2 SWS Vorlesung, 2 SWS Übung) gibt eine Einführung in die Grundlagen der Informatik und Numerik: Umgang mit Standardsoftware, Rechnen in unterschiedlichen Zahlensystemen, Grundbegriffe der Informatik, objektorientiete Programmierung mit JAVA, numerische Verfahren und Fehlerbehandlung.

Vorkenntnisse

Grundkenntnisse im Umgang mit dem Computer und eines Betriebssytems. Empfohlen wird der Kurs Einführung in die Programmiersprache C im Rahmen des Propädeutikums bzw. der Java-Anfängerkurs, eine Blockveranstaltung im Zwischensemester. Entsprechende Informationen und die Anmeldung dazu finden Sie im Netz.

Scheinvergabe

Bedingung für die Anerkennung als Prüfungsleistung (5 Leistungspunkte) sind 50% der Übungsaufgabenpunkte als Klausurzulassung und Bestehen der Klausur am Ende des Semesters. Voraussetzung für das Bestehen der Klausur ist das selbstständige Lösen der Übungsaufgaben.

Vorlesung/Übung

Konzept des Kurses
Inhaltverzeichnis der Vorlesung
Download Vorlesung, Beispielprogramme, Übungen, Musterlösungen

Vorlesung
Kapitel / Thema
Programmbeispiele
aus der Vorlesung
Übung
Thema
Übungsaufgaben
Serie / Termin / Material
Musterlösungen
Serie / Programm
Grundlagen der Informatik
VorlesungGrundlagen.zip
Dokumentation zu OpenOffice
ONLINE-Handbücher
1 Vom Abakus zum Personal Computer Mechanische Rechenmaschinen
Annemarie Ehrlacher
WS 2005/2006
Konvertierung Serie 1 / 23.10.2013

Die Biene und der Bär

Musterlösung Serie 1

Geschichten 2001-2014

2 Zahlen und ihre Darstellung - Rechnen in Positionssystemen Serie 2 / 30.10.2013

Vorlage Märchenbuch
Test der Vorlage

Musterlösung Serie 2
3 Hard- und Software eines Rechners I
- Rechneraufbau
- Rechnen im Dualsystem Serie 3 / 06.11.2013

MaerchenI.zip
MaerchenII.zip

Musterlösung Serie 3

Bücher und Kalender 2001-2014

3 Hard- und Software eines Rechners II
- Daten und Programme
- Programme / Schaltungen Serie 4 / 13.11.2013

Lotfällen
Konstruktion - Klasse 3

Musterlösung Serie 4
Java
VorlesungJava.zip
Programmbeispiele
Syntax.zip, Spiele.zip
Hinweise zu Java und Tools
Installation von Java und Paket Tools
4 Einführung in die Programmiersprache Java I
- Ausdrücke

Dokumentation zur Klasse HalloWelt

HalloWelt.java
IntegerEingabe.java

Interne Zahlendarstellung Serie 5 / 20.11.2013

Planimetrie (Grobstruktur)

Musterlösung Serie 5

Prim.c
Primzahltest mittels Modellrechner

4 Einführung in die Programmiersprache Java II
- Anweisungen
Dokumentation zur Syntax

EinfacherAddierer.java
EinMalEins.java
LinGleichung.java
EinfacherRechner.java
EndlosSchleifen.java

Java-Einstieg

Übersicht Java Ausdruecke

Quadrate.java
SegmentZahl.java

Serie 6 / 27.11.2013

Raviolita.java (Grobstruktur)
QuadGleichung.java (Grobstruktur)

Schueler.txt
Klasse3a.pdf

Musterlösung Serie 6

Raviolita.java
QuadGleichung.java

4 Einführung in die Programmiersprache Java III
- Referenzdatentypen Felder

Vektor.java
TicTacToe.java

Java-Anweisungen

Übersicht Java Anweisungen

LottoFee.java

Serie 7 / 04.12.2013

Quer.java (Grobstruktur)
Summierer.java (Grobstruktur)

Klasse3b.pdf

Musterlösung Serie 7

Quer.java
Summierer.java

- Referenzdatentypen Klassen

Datum.java
DatumsEingabe.java

Java-Referenzen Serie 8 / 11.12.2013

Kreis.java (Grobstruktur)

Klasse3c.pdf
MatheKlasse3c.pdf

Musterlösung Serie 8

Kreis.java

4 Einführung in die Programmiersprache Java IV
- OOP
BspObjekte.pdf
BspKlassen.pdf

Dokumentation zur Klasse Wuerfel

Wuerfel.java
WuerfelTest.java
WuerfelFehler.java

Dokumentation zur Klasse Bandit

Bandit.java

Dokumentation zur Klasse DatumOOP

DatumOOP.java
DatumOOPTest.java

Java-OOP

Übersicht Methoden der Klasse
java.lang.Math

Übersicht Methoden der Klasse
java.lang.String

Person.java
WerBistDu.java

BanditTest.java

Serie 9 / 18.12.2013

Pi.java (Grobstruktur)

Vorlage.pdf
Serienbrief.pdf

Musterlösung Serie 9

Pi.java

Numerik
VorlesungNumerik.zip
Programmbeispiele
Numerik.zip
5 Numerische Methoden der praktischen Mathematik I
- Polynome
Dokumentation zu Funktionen

Funktionen - abstract

Funktion.java
StetigeFunktion.java
DifferenzierbareFunktion.java

rationale Funktionen

Gerade.java
GeradenBerechner.java
GeradenTabulator.java

Polynom.java
RationaleFunktion.java

Funktionshierarchie, Polynome Serie 10 / 08.01.2014

Raten.java (unvollständig)

Elternabend.pdf
Zoo.ppt

Musterlösung Serie 10

Raten.java
MuenzWurfTest.java

- Reihenentwicklung Reihenentwicklungen

Exp.java
ExpTest.java

Sinus.java
SinusTest.java

Cosinus.java
CosinusTest.java

Anwendungen

EuroDollar.java

Funktionshierarchie, Anwendungen

SchuettKegel.java
SchuettKegel.in
SchuettKegel.out

Serie 11 / 15.01.2014

Summe.java (unvollständig)

Musterlösung Serie 11

PolynomBerechner.java
RationaleFunktionenTabulator.java

Summe.java

5 Numerische Methoden der praktischen Mathematik II
- Integration durch Interpolation
Dokumentation zur Integration

Numerische Integration

Integral.java

TrapezIntegralTest.java
SimpsonIntegralTest.java

Bytecode verwendeter Funktionen

FunktionenClass1.zip

Trapezmethode / Simpsonregel, Anwendungen

DiskreterIntegrator.java

Serie 12 / 22.01.2014

Komplex.java (unvollständig)

BaumHoehe.in

Musterlösung Serie 12

Tangens.java
Cotangens.java
TanCotVergleich.java

BaumHoehe.java
BaumHoehe.out

Komplex.java

- Nullstellenberechnung Dokumentation zur Nullstellenbestimmung

Numerische Nullstellenbestimmung

Iteration.java

Anwendungen

PolynomNullstellen.java

Wurzel.java
WurzelTest.java

RationaleFunktionNullstellen.java

Bytecode verwendeter Funktionen

FunktionenClass1.zip
FunktionenClass2.zip

Newton / Regula falsi, Umkehrfunktionen

Ln.java
LnTest.java

LogB.java
LogBTest.java

Power.java
PowerTest.java

Serie 13 / 29.01.2014

Wald.jpg

Musterlösung Serie 13

PolynomIntegrator.java

Gelaende.java

5 Numerische Methoden der praktischen Mathematik III
- Zusammenfassung
Dokumentation zu Anwendungen

Anwendungen für Funktionen

FunktionsBerechner.java
FunktionsTabulator.java
FunktionsIntegrator.java
NullstellenBerechner.java

Bytecode aller verwendeten Funktionen

FunktionenClass1.zip
FunktionenClass2.zip

Wiederholung

Komplex.java

Klausur

Klausur 1, Lösung 1, Bruch.java
Klausur 2, Lösung 2

Serie 14 / 05.02.2014

Arctan.java (Grobstruktur)

Musterlösung Serie 14

WurzelBerechner.java
WurzelBerechner.out

PolynomNullstellen.java

Arctan.java
ArctanBerechner.java
ArctanBerechner.in
ArctanBerechner.out

SonnenStand.java
SonnenStand.in
SonnenStand.out


Projekte


Einige Links

Unicode-Konsortium Unicode
Float-Umrechner FloatApplet
D-Diagramme EDSGER W. DIJKSTRA, 1968, Go To Statement Considered Harmful
UML-Klassendiagramme Klassendiagramm (class diagramm)
DIA - Eine Anwendung zum Zeichnen von strukturierten Diagrammen Windows, Linux

Literatur


Hinweise zur Installation von JAVA und des Pakets Tools


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HTML-Umsetzung:Dr. Monika Meiler,Januar 2017