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Einleitung
Das Ziel dieses Buches ist es, eine Grundbildung in Informatik zu vermitteln, die den Einstieg in das Studium der Informatik und benachbarter Fächer erleichtern soll. Es wendet sich vor allem an Leserinnen und Leser, die keinen durchgängigen Informatikunterricht an der Schule haben oder hatten. Aber auch für diejenigen, die schon gute Kenntnisse der Informatik haben, sind Kapitel enthalten, die fortgeschrittenere Themen aufgreifen.

Im Folgenden wird zunächst eine übersicht über die Inhalte und Lernziele gegeben. Es folgen Hinweise zur Verwendung des Buches. Diese gehen von zwei wesentlichen Einsatzmöglichkeiten aus: dem begleitenden Lehrbuch für einen Vorkurs Informatik und der Grundlage zum selbstständigen Studium.

Inhalt und Lernziele

Das Buch gliedert sich in drei Teile:
  1. Programmierung
  2. Algorithmen und Datenstrukturen
  3. Vom Programm zum Rechner
Die Teile sind so angelegt, dass Teil 2 und Teil 3 unabhängig voneinander sind, d.h. Teil 2 muss nicht gelesen werden, um Teil 3 zu verstehen.

Lernziele des Teils über Programmierung sind Zur Programmierung wird die weit verbreitete Programmiersprache Java eingesetzt. Dabei geschieht eine Konzentration auf das Wesentliche dadurch, dass eine reduzierte und vereinfachte Darstellung der elementaren Sprachkonstrukte von Java gegeben wird. Dies erlaubt, funktionsfähige Programme zu schreiben, nutzt jedoch bei Weitem nicht alle Möglichkeiten aus, die für Anfänger eher ablenkend als nutzbringend sind. Bei vertieftem Interesse an der Programmiersprache Java und der vielfältigen Java-Klassenbibliotheken sollte auf eines der zahlreichen Java-Bücher zurückgegriffen werden. Dieses Buch schafft eine gute Grundlage, um in diese Richtung weiter zu gehen.

Lernziele des Teils über Algorithmen und Datenstrukturen sind Im Teil "Vom Programm zum Rechner" sollen vermittelt werden. Außerdem soll geweckt werden.

Dabei ist zu beachten, dass die Darstellung teilweise sehr vereinfacht ist, aber die zugrundeliegenden Konzepte so wiedergegeben sind, dass eine korrekte Vervollständigung ohne Hürden zu leisten sein müsste.

Im Unterschied zu typischen Lehrbüchern der Informatik, die Grundlage von Vorlesungen entsprechenden Inhalts sind, stellt dieses Buch die Inhalte stark beispielorientiert vor. Auf Grundlage der mit diesem Buch erworbenen Kenntnisse sollte es möglich sein, mit dem notwendigerweise kompakteren Stil universitärer Lehrbücher zurecht zu kommen. Das Buch ersetzt diese Lehrbücher und entsprechende Vorlesungen nicht, da sie erheblich weiter gehen, auch wenn möglicherweise der Eindruck entsteht, dass sich manches wiederholt.

Verwendung zum selbstständigen Studium

Bei Verwendung des Buches zum selbstständigen Studium sollten die Abschnitte durchgängig gelesen und die jeweils aufgeführten Übungsaufgaben bearbeitet werden. Die Übungsaufgaben geben Anregungen zur aktiven Befassung mit dem Stoff. Sie sind meist eng an die Darstellung des entsprechenden Abschnitts angelehnt, sodass, sofern nicht unmittelbar eine Lösung gefunden wird, das nochmalige Lesen des Abschnitts mit Blick auf die gestellten Fragen helfen sollte.

Es gibt zwei Typen von Übungsaufgaben: konzeptionelle Aufgaben und Programmieraufgaben. Die Übungsaufgaben sind durch Icons am Rand hervorgehoben, wobei die beiden Typen mit unterschiedlichen Icons markiert sind. Die konzeptionellen Aufgaben sollten schriftlich auf Papier gelöst werden. Gegenstand der Programmieraufgaben ist die Erstellung von Programmen mit dem Ziel der Ausführung auf einem Computer, um so praktische Fertigkeit in der Programmierung zu gewinnen. Voraussetzung zur praktischen Durchführung ist ein Personal Computer (PC) mit Java-Programmierumgebung. Auf der Internet-Seite zum Vorkurs-Buch (http://www.vorkurs-informatik.de/buch) finden Sie alle Hinweise zur jeweils aktuellen Java-Programmierumgebung, die, wenn notwendig, selbst installiert werden kann. Hinweise zur Installation und Verwendung werden in Kapitel 4 und den Anhängen gegeben. Auf der Internet-Seite stehen zudem Lösungen für ausgewählte Aufgaben bereit zu stellen. Dabei ist zu beachten, dass bei manchen Aufgaben, insbesondere bei Programmieraufgaben, auch andere Lösungen möglich sind. Zusätzlich können von der Internet-Seite eventuelle Ergänzungen und Korrekturen heruntergeladen werden.

Nach Durcharbeiten von Kapitel 3 bis 7 sollte es möglich sein, selbstständig Programme für einfache algorithmische Problemstellungen schreiben zu können. Kapitel 8 bis 11 vermitteln Kenntnisse zum objekt- und systemorientierten Programmieren, die insbesondere die Verwendung von Programmbibliotheken einschließen. Durch Bearbeiten von Kapitel 12 bis 14 werden Kenntnisse erworben, die Grundlage des Entwurfs und der Analyse von Algorithmen sind. Das Studium von Kapitel 15 und 16 gibt Einblicke in den Aufbau von Computern und Mechanismen, die stattfinden, wenn ein Programm in einer höheren Programmiersprache auf einem Computer zur Ausführung kommt.

Der Text ist grundsätzlich zum sequentiellen Lesen angelegt. Um einen schnellen Überblick über die besprochenen Themen zu bekommen, gibt es zusätzlich zahlreiche Zusammenfassungen in separaten Textblöcken. Ferner können Begriffe über einen umfangreichen Index aufgefunden werden.

Verwendung als vorlesungsbegleitendes Lehrbuch

Das Buch kann als vorlesungsbegleitendes Lehrbuch eines etwa dreiwöchigen Vorkurses eingesetzt werden, der täglich zwei Vorlesungsstunden, also insgesamt 15 Doppelstunden, nach folgender Aufteilung umfassen kann: Parallel zur Vorlesung können Übungen angeboten werden, die ausgewählte Aufgaben aus dem Buch zum Gegenstand haben. Insbesondere durch Bearbeitung ausgewählter Programmieraufgaben in einem Rechner-Pool mit Betreuung durch Tutoren können die Teilnehmerinnen und Teilnehmer an die Nutzung von Rechnern zur Programmierung herangeführt werden.

Alternativ zur Abdeckung aller drei Teile des Buches kann auch eine stärkere Fokussierung auf die Programmierung gelegt werden, indem der Teil "Algorithmen und Datenstrukturen", der Teil "Vom Programm zum Rechner" oder beide weggelassen werden. Das wird dadurch möglich, dass die beiden letztgenannten Teile unabhängig voneinander sind. Bei einer Schwerpunktsetzung auf "Programmierung" können dann Kapitel 9 und 10 mitbehandelt werden, die beim zuvor geschilderten Modell ausgenommen wurden.

Ihre Verbesserungsvorschläge, Fragen, Wünsche und kritischen Hinweise, die wir gerne annehmen, können uns via folgender E-Mail gesandt werden: buch@vorkurs-informatik.de