Theoretische Informatik I at Duale Hochschule Baden-Württemberg | Flashcards & Summaries

Theoretische Informatik I at Duale Hochschule Baden-Württemberg

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Wie geht man bei der Top Down-Vorgehensweise vor, um einen Algorithmus zu entwerfen?

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Was ist Rekursivität?

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Wie geht man beim Testen eines Algorithmus vor?

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Was ist Wissen?

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Welche Arten von Algorithmen gibt es?

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Was ist das Merkmal eines determinierten Algorithmus?

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Was ist ein Algorithmus?
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Was sind die Merkmale eines deterministischen Algorithmus?

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Was sind die Merkmale eines nicht-deterministischen Algorithmus?

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Was sind die Merkmale eines probabilistischen Algorithmus?

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Was sind die Merkmale eines heuristischen Algorithmus?
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Was ist das Merkmal eines nicht-determinierten Algorithmus?

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Theoretische Informatik I

Wie geht man bei der Top Down-Vorgehensweise vor, um einen Algorithmus zu entwerfen?
• Ausgangspunkt: Problemstellung
• Dann schrittweise Verfeinerung, d.h. Zerlegung des Problems in logische Blöcke 
• Verfeinert werden müssen: Operationen, Datenstrukturen, Kontrollflüsse
• z.B. Backrezept

Theoretische Informatik I

Was ist Rekursivität?
Ein Algorithmus wird als rekursiv bezeichnet, wenn er sich selbst aufruft.

Bei jedem Aufruf wird das Problem einfacher (der Ergebnisraum kleiner). Der innerste Rekursionsschritt ist der triviale Fall (Rekursionsanker).

Theoretische Informatik I

Wie geht man beim Testen eines Algorithmus vor?

Vorbereitung:

  • Definition von Testsituationen (Fälle, Sonderfälle)
  • Definition von Testdaten
  • Definition von Sollergebnissen

Theoretische Informatik I

Was ist Wissen?
Informationen, deren Inhalt verstanden wurde und die dadurch in einen größeren Kontext eingeordnet werden können.

Theoretische Informatik I

Welche Arten von Algorithmen gibt es?
• determiniert
• nicht-determiniert

• deterministisch
• nicht-deterministisch

• probabilistisch
• heuristisch

Theoretische Informatik I

Was ist das Merkmal eines determinierten Algorithmus?
Ein Algorithmus liefert bei wiederholter Eingabe der gleichen Startwerte das gleiche Ergebnis.

Theoretische Informatik I

Was ist ein Algorithmus?
Verfahren mit einer präzisen, in einer genau festgelegten Sprache abgefassten Beschreibung unter Verwendung von effektiven (d.h. tatsächlich ausführbaren) Verarbeitungsschritten
———
Beschreibung zum Vorgehen zur Lösung eines Problems

Theoretische Informatik I

Was sind die Merkmale eines deterministischen Algorithmus?
• Ein Algorithmus kennt zu jedem Zustand nur einen definierten Folgezustand
• Deterministische Algorithmen sind immer determiniert
• Großteil der Algorithmen

Theoretische Informatik I

Was sind die Merkmale eines nicht-deterministischen Algorithmus?
• Ein Algorithmus kennt zu jedem Zustand mehrere mögliche Folgezustände
• Ein Folgezustand wird z.B. durch Raten/Zufall ausgewählt (Benutzereingaben, Suche über einen kompletten Baum)
• Kann determiniert sein

Theoretische Informatik I

Was sind die Merkmale eines probabilistischen Algorithmus?
• In einem Algorithmus kommt zumindest eine Anweisung vor, bei der der Folgezustand von einer zufälligen Größe anhängt
• i.d.R. Algorithmen, die einen Zufallsgenerator benutzen, um Entscheidungen zu treffen
• probabilistische Algorithmen sind nicht-determiniert
• z.B. Monte-Carlo Simulationen, Spieltheorie

Theoretische Informatik I

Was sind die Merkmale eines heuristischen Algorithmus?
• heuristikein (gr.) = finden, entdecken
• Algorithmen, die eine Heuristik benutzen
• Heuristiken: Strategien bzw. Lösungsverfahren
• Lösungsverfahren bzw. Strategie ist bekannt, aber nicht beweisbar
• z.B. Faustregeln, Erfahrungswerte, Nachbilden menschl. Denk- und Handlungsweisen
• wichtig ist die Güte der Heuristik (und die kann nicht bewiesen, nur getestet werden)
• z.B. Genetische Algorithmen, Neuronale Netze, Case-based Reasoning, Deep Learning

Theoretische Informatik I

Was ist das Merkmal eines nicht-determinierten Algorithmus?
Ein Algorithmus liefert bei wiederholter Eingabe gleicher Startwerte unterschiedliche Ergebnisse.

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