Modul 39-Inf-PP Prinzipien der Programmierung

Ziel ist die Vermittlung der grundlegenden Prinzipien verschiedener Programmiersprachen (imperativ, objektorientiert, funktional) und ihr praktischer Einsatz in der Softwareentwicklung. Studierende erlernen die Fähigkeit zur selbständigen Lösung einfacher Algorithmenentwurfs- und Programmieraufgaben.
Insbesondere sollen die Studierenden in der Lage sein, Software aus vorhandenen Bibliotheken wiederzuverwenden und selbst entwickelte Software so zu strukturieren, dass diese einfach erweitert und wiederverwendet werden kann. Darüber hinaus verstehen die Studierenden am Beispiel von Java und Haskell, wie man neue Programmierkonzepte systematisch erlernt und fundiertes Sprachwissen effizient erwirbt und präzise kommuniziert.

Die Vorlesung "Grundlagen und Prinzipien der Programmierung " führt zunächst in grundlegende Konzepte der Informatik ein (Prinzipien der Programmierung). Sie behandelt Themen wie "Was ist Informatik?", Spezifikation und Algorithmus, Strategien für den Algorithmenentwurf und Maschinenmodelle. Grundlegende Algorithmen auf Listen und Bäumen sowie zur Verarbeitung von Zeichenreihen werden entwickelt.

Parallel zu diesem, mehr theoretisch orientierten, Vorlesungsteil eine Einführung in das Programmieren. Nach einer Einführung in die Kalküle und Terminologie zur systematischen Beschreibung von Programmiersprachen werden die imperative Programmierung und darauf aufbauend schrittweise die objektorientierten Sprachkonstrukte der Programmiersprache Java vorgestellt. Dabei stehen der problembezogene, sinnvolle Einsatz der Sprachkonstrukte und ihr Bezug zu ähnlichen Konzepten in anderen objektorientierten Programmiersprachen im Vordergrund. Lehrinhalte sind u.a. Typen, Werte und Variablen, Objekte und Klassen, Methoden, Kontrollstrukturen, Rekursion, Vererbung, Interfaces, Datenkapselung, Sichtbarkeit und Gültigkeitsbereiche, Generics und Exceptions.

Weiterhin wird die funktionale Programmierung am Beispiel Haskell behandelt. Neben dem Erlernen der jeweils wesentlichen Sprachelemente sind Konzepte wie Rekursion, Funktionen höherer Ordnung, parametrischer Typ-Polymorphismus, Typ-Klassen und die Lazy Evaluation wichtige Lehrinhalte.

In der Übung werden Aufgaben zur Vorlesung behandelt. Das Selbststudium zur Vorlesung wird durch Programmieraufgaben angeleitet, die parallel zum Übungsbetrieb zu bearbeiten sind.

Das „Programmierpraktikum“ führt in die grundlegende Anwendung der jeweiligen Compiler in UNIX-Umgebungen, Programmierumgebungen (IDEs) und Versionskontrollsystemen ein. Anhand einfacher Datenstrukturen mit den zugehörigen Operationen und der Umsetzung kleiner objektorientierter Modellierungsaufgaben wird belastbares Grundlagenwissen vermittelt, das anschließend im Anwendungskontext "Grafische Benutzungsoberflächen" realitätsnah vertieft wird.

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