Juraj Hromkovič Bücher

Allgemeinverständlich und spannend zeigt Juraj Hromkovic seinen Lesern, was Informatik heute leisten kann, was morgen möglich sein könnte und welche Grenzen vermutlich nie überschritten werden. Dabei bleibt der Leser aber nicht auf die Rolle des passiven Rezipienten beschränkt. Er erhält Aufgaben, die mit den im Buch vermittelten Kenntnissen lösbar sind und ihm ermöglichen, die spannenden Wege der grundlegenden Entdeckungen noch einmal für sich durchzugehen und dadurch die Begeisterung ihrer Entdecker zu erleben. „[Das Buch] ist gleichsam die etwas andere Einführung in das, was dieses Fach ausmacht [...] Potenzielles Geschenk für unschlüssige Abiturienten“ ix - Magazin für professionelle Informationstechnik, 03/07 „Lebendig geschrieben, didaktisch sehr gut gestaltet.“ ekz-Informationsdienst, ID 50/06

Das Buch versteht sich als einfache Einführung in die grundlegenden algorithmischen Konzepte der Informatik. Die Konzepte werden in ihrer historischen Entwicklung und in größeren Zusammenhängen dargestellt, um so die eigentliche Faszination der Informatik, die viel kontraintuitive Überraschungen bereithält, zu wecken.

Dieses Lehrbuch ist der erste Schritt in unseren Bemühungen die große Lücke in den Unterrichtsmaterialien für Informatik an Gymnasien und für das Lehramtsstudium zu schließen. Somit ist dieses Buch das erste in einer geplanten Serie von Lehrbüchern. Unser Ziel ist nicht der Versuch, den Inhalt des Informatikunterrichts festzulegen, sondern ein viel größeres Angebot an Themen zu unterbreiten, als man tatsächlich aus Zeitgründen im Unterricht umsetzen kann. Dies entspricht auch der dynamischen Entwicklung der Informatik. Mit Ausnahme von unbestreitbaren fundamentalen Konzepten hat es keinen Sinn heute darüber zu streiten, welche Fachgebiete in Zukunft tragbarer als andere sein werden. Deswegen bieten wir den Lehrpersonen die Wahl, sich geeignete Themen und die Stufe ihrer Vertiefung abhängig von eigenen Kenntnissen, Interessen und Schw- punkten auszusuchen. Darum strukturieren wir unsere Unterrichtsunterlagen in Form von Modulen. Jedes Modul ist einem Thema gewidmet und entspricht im Umfang 16 bis 32 Unterrichtsstunden. Die Module bestehen jeweils aus mehreren Lektionen unterschied- cher Schwierigkeitsgrade, die die Wahl eines angestrebten Vertiefungsgrads oder einen differenzierten Unterricht ermöglichen. Die Module selbst sind so weit wie möglich von der Kenntnis anderer Module unabhängig. Dieses erste Lehrbuch beinhaltet die folgenden drei Module: "Vorkurs Programmieren in LOGO", "Geschichte und Begriffsbildung" und "Entwurf von endlichen Automaten". Das erste Modul bietet eine Einführung in das Programmieren. Mit seinen ersten sechs Lektionen ermöglicht es sogar einen Einstieg ab dem vierten Schuljahr und mit seinen letzten Lektionen ist es mit dem Mathematikunterricht in den letzten Gymnasialklassen verzahnt. Inhaltsverzeichnis Vorkurs Programmieren in LOGO.- Programme als Folge von Befehlen.- Einfache Schleifen mit dem Befehl repeat.- Programme benennen und aufrufen.- Zeichnen von Kreisen und regelmäßigen Vielecken.- Programme mit Parametern.- Übergabe von Parameterwerten an Unterprogramme.- Optimierung der Programmlänge und der Berechnungskomplexität.- Das Konzept von Variablen und der Befehl make.- Lokale und globale Variablen.- Verzweigung von Programmen und while-Schleifen.- Integrierter LOGO- und Mathematikunterricht: Geometrie und Gleichungen.- Rekursion.- Integrierter LOGO- und Mathematikunterricht: Trigonometrie.- Integrierter LOGO- und Mathematikunterricht: Vektorgeometrie.- Geschichte und Begriffsbildung.- Was ist Informatik und wie wurden Wissenschaftsdisziplinen aufgebaut?.- Korrekte Argumentation.- Geschichte der Informatik.- Algorithmisches Kuchenbacken.- Programmieren in der Sprache des Rechners.- Indirekte Adressierung.- Entwurf von endlichen Automaten.- Alphabete, Wörter und Sprachen.- Das Modell der endlichen Automaten.- Entwurf von endlichen Automaten.- Projekt Steuerungsautomaten .- Induktionsbeweise der Korrektheit.- Simulation und modularer Entwurf endlicher Automaten.- Größe endlicher Automaten und Nichtexistenzbeweise.- Zusammenfassung des Moduls.

Im Buch Vektorgeometrie werden alle wichtigen Konzepte rund um das Thema Vektoren theoretisch vermittelt und praktisch geübt. Eine Besonderheit des Buches ist, dass Schüler*innen anhand physikalischer Beispiele motiviert werden, Vektoren einzuführen und dieses mächtige Instrument weiterzuentwickeln. Operationen zwischen Vektoren ergeben sich aus konkreten Situationen. So werden Themen wie das Skalar und das Kreuzprodukt nicht einfach eingeführt und nachher auf ihre Nützlichkeit verwiesen. Ihr Nutzen zeigt sich gleich von Beginn weg. Eine besondere Neuerung ist das letzte Kapitel des Buches, in dem das Gelernte genutzt wird, um physikalische Probleme zu verstehen. Spiralförmig findet so die Anwendung zur Theorie und die wiederum zur vertieften Anwendung.

In «Einfach Informatik: Programmieren» arbeiten die Schülerinnen und Schüler stufengerecht mit einer Programmiersprache. Sie werden Schritt für Schritt begleitet und sehen die Ergebnisse ihrer Befehle direkt am Bildschirm. Was beinhaltet «Programmieren»? Erklärung zum Programmieren und zu Programmiersprachen Modular programmieren Abläufe automatisieren und mit Parametern arbeiten (Schleifen, Variablen, Verzweigungen und bedingte Schleifen) Listen als komplexe Variablen erstellen und nutzen Daten (Variablen) dauerhaft speichern und verwalten Die Schülerinnen und Schüler lernen Programmieren anhand der Programmiersprache Python. Die entsprechend verwendete Lernumgebung TigerJython kann kostenlos heruntergeladen werden unter http://jython. tobiaskohn. ch. Die drei Bände von «Einfach Informatik» decken sämtliche Kompetenzen des Lehrplans 21 im Bereich «Informatik» ab.

Die Bildung der grundlegenden Begriffe und Konzepte der Informatik und der Mathematik wie Programm, Algorithmus, Beweis und Argumentation, Unendlichkeit und die Grenzen der Automatisierbarkeit werden ohne Vorwissen des Lesers in der Informatik in kleinen Schritten vermittelt.

Dieses Lehrbuch schließt eine große Lücke in den Unterrichtsmaterialien für das Lehramtsstudium und für die Informatik an Gymnasien. Zum Buch steht kostenfrei eine Programmierumgebung zum Download zur Verfügung. Ziel des Buches ist es insbesondere, ein tieferes Verständnis für die fundamentalen Konzepte des systematischen Programmierens zu wecken. Besonderer Wert wird auf eine sehr detallierte und anschauliche Darstellung gelegt.

Zufall ist ein erfolgreiches Mittel für Entwurf und Entwicklung vieler Systeme in Informatik und Technik. Zufallsgesteuerte Algorithmen sind oft effizienter, einfacher, preiswerter und überraschenderweise auch zuverlässiger als die besten deterministischen Programme. Warum ist die Zufallssteuerung so erfolgreich und wie entwirft man randomisierte Systeme? Einfach, intuitiv und trotzdem formal präzise gibt dieses Buch dem Leser einen Einstieg in die wunderbare Welt zufallsgesteuerter Algorithmen.

Das Buch versteht sich als eine einfache Einführung in die grundlegenden algorithmischen Konzepte der Informatik. Die Konzepte werden in ihrer historischen Entwicklung und in größeren Zusammenhängen dargestellt, um so die eigentliche Faszination der Informatik, die viel kontraintuitive Überraschungen bereithält, zu wecken.

This volume constitutes the refereed post-workshop proceedings of a workshop on graph-theoretic concepts in computer science. The papers provide results for various classes of graphs, graph computations, graph algorithms and graph-theoretic applications in computer science.