AuK

Aus ProgrammingWiki
Archivierte Version vom 2012-06-26T16:37:54+00:00. Aktuelle Version

Inhaltsverzeichnis

Algorithmen und Komplexität

Die Lehrveranstaltung "Algorithmen und Kompexität" (AuK) im SS 12 verlangt von Ihnen, Vorlesungen und zugehörige Computerübungen auszuarbeiten. Hierfür verwenden Sie das Programming Wiki, kurz: PW.

Wenn Sie noch nie mit einem Wiki gearbeitet haben lesen sie bitte zunächst die Wiki Anleitung, bevor Sie hier weitergehen.
Bevor Sie Bilder in Wiki-Seiten integrieren, beachten Sie bitte die zugehörigen Bildrechte im Internet.

Das PW ist in der Lage, eingebaute Programme (in Scheme, Java, ...) auszuführen, berechnete Ergebnisse auf der betrachteten PW-Seite anzuzeigen, Daten zu visualisieren (Gnuplot), Bilder, Audioclips etc. anzuzeigen usw. Auf der Startseite erfahren Sie, wie das gemacht wird.

Beachten Sie bitte auch die angebenen Interpreter: Racket steht hier nicht zur Verfügung, wohl aber SISC-Scheme.

Um sämtliche Möglichkeiten eines PW auszuschöpfen ist es notwendig, dass sich sowohl Wiki-Nutzer als auch Wiki-Autoren am System anmelden, um zu arbeiten. Während Wiki-Autoren mittels 'Bearbeiten' den Inhalt von PW-Seiten verändern können, sollen Wiki-Nutzer (meist Lernende) den Text einfach nur lesen und die vorgesehenen Interaktionsstellen aktiv verwenden. Ebenso wie das Starten eines Videos werden Evaluationen vorbereiteter Programmaufrufe per Knopfdruck ausgelöst.

Die Inhalte der Textfelder, die Aufrufe oder Programmtexte enthalten, können - ohne Zusatzmaßnahmen - modifiziert werden. Diese Veränderungen werden automatisch gespeichert, wenn Sie als Nutzer angemeldet sind. In der nächsten Sitzung stehen Ihre Einträge erneut zur Verfügung, sodass Sie dort weiterarbeiten können, wo Sie beim letzten Mal aufhören mussten.

Zusätzlich hat der Administrator die Möglichkeit, auf die individuellen Versionen zuzugreifen und diese mit Hinweisen oder Korrekturen zu versehen. Solche Anmerkungen des Administrators sieht der betreffende Nutzer beim nächsten (angemeldeten) Seitenbesuch und kann daraus lernen bzw. geeignet darauf reagieren.

Klickt man auf das kleine x, das sich nach solchen Veränderungen rot einfärbt, wird der ursprüngliche Inhalt wieder hergestellt. Das alles geschieht ohne 'Bearbeiten' auszuwählen; das ist - wie oben gesagt - den Wiki-Autoren vorbehalten.

Themen

Jedes Thema soll von genau zwei Studierenden bearbeitet werden. Die Themenauswahl entspricht dem Text "Data Structures and Algorithms: The Basic Toolbox" von Mehlhorn und Sanders. Lesen Sie den entsprechenden Abschnitt und schauen Sie sich parallel dazu die passenden Inhalte in "Algorithmen und Komplexität" von Wagenknecht an. Zu letzterem gibt es fertiges PW-Material, das Sie in der unten angegebenen Tabelle (linker Teil) finden und bei Bedarf in Ihrer PW-Seite verlinken (referenzieren) können. Leihen Sie weitere Bücher in der Bibliothek aus.

Bitte registrieren Sie sich beim PWiki. Es ist ein anderes Wiki, als das, welches Sie von Ihrer Prüfungseinschreibung kennen! Deshalb ist eine weitere Registrierung notwendig. Natürlich können Sie die Anmeldedaten wie beim anderen Wiki wählen, um Ihr Gedächtnis zu entlasten.

Tragen Sie sich bitte bis Do., 09.02.2012, in die folgende Tabelle ein, indem Sie die Fragezeichen (und nur diese!) ersetzen. Sollten Sie keinen Platz finden, senden Sie mir ein Email bis zum 09.02.2012.

Syntax: NACHNAME, VORNAME; NACHNAME, VORNAME
ThemaSS 09SS 10SS 11ThemaSS 12Bearbeiter
EinführungXXXXWagenknecht, ChristianMotivationXX{{{4}}}
Effizienz von AlgorithmenXXXXWagenknecht, ChristianEinführungXX{{{4}}}
Hilfsmittel Mathematik 1XXXXKloß, RobertFelder und ListenXX{{{4}}}
Hilfsmittel Mathematik 2XXXXRiemer, NicoHash Tables und Assoziative ListenXX{{{4}}}
Teile und Herrsche 1XXXXSchmidt, Harald; Kutsche, MichaelSortieren und SuchenXX{{{4}}}
Teile und Herrsche 2XXXXDöring, Marcus; Zoeke, RobertPrioritätswarteschlangenXX{{{4}}}
Systematische SucheXXXXLeuschner, Jens; Wollstein, RomanoSortierte FolgenXX{{{4}}}
Verzweigen und beschränkenXXXXFörster, Nico; Heidelberger, RonnyGraphrepräsentationenXX{{{4}}}
Dynamisches ProgrammierenXXXXRiedel, Robert; Sprenger, BettinaDurchläufe durch GraphenXX{{{4}}}
Greedy-AlgorithmenXXXXOliynyk, Yevgeniy; Kiese, MaximilianKürzeste WegeXX{{{4}}}
Probabilistische AlgorithmenXXXXVoigt, Christopher; Müssig, DanielMinimaler SpannbaumXX{{{4}}}
P-NP-ProblemXXXXTöpfer, Kevin; Schmidt, MaikAlgorithmische EntwurfsmusterXX{{{4}}}
Näherungsverfahren 1XXXXDvorak, Philipp // Fiedler, PaulNäherungsverfahren 1XX{{{4}}}
Näherungsverfahren 2XXXXNapierala, Gino // Fiedler, PaulNäherungsverfahren 2XX{{{4}}}
VertiefungsaufgabeXXXXalle Gruppen, je 10 Min.Präsentation zur VertiefungsaufgabeXX{{{4}}}

Referatesammlung

Ablauf

Von allen Studierenden wird erwartet, dass sie vor der betreffenden Veranstaltung (V+CÜ) den zum jeweiligen Thema gehörenden Lehrbuchtext gelesen haben.

Die beiden Themenverantwortlichen gestalten und präsentieren eine Vorlesung und eine zugehörige CÜ. Letztere soll Aufgaben steigenden Schwierigkeitsgrades enthalten und in direktem Bezug zur Vorlesung stehen. Konsultationsmöglichkeiten gibt es stets in der dieser Veranstaltung vorausgehenden Woche.

Alle Studis sind zur (aufgeforderten, rückfragenden bzw. korrigierenden) Wortmeldungen in der Vorlesungen, zur Aktivität bei der Bearbeitung der ÜA und zur Einschätzung der Vorträge und Materialien aufgerufen.

Bei der Erarbeitung der Materialien für die Veranstaltungen gehen die jeweils Verantwortlichen bitte folgendermaßen vor:

  1. Lesen Sie das entsprechende Kapitel im englischen Text.
  2. Greifen Sie die inhaltlichen Schwerpunkte heraus und sichten Sie passende Inhalte aus dem AuK-Buch (von CW) sowie ggf. weiterer Quellen.
  3. Entwerfen Sie die Gliederung Ihres PW-Beitrags und planen Sie die Programmbeispiele.
  4. Füllen Sie die entworfene Struktur mit Inhalten und ergänzen Sie Übungsaufgaben an den Stellen, wo sie gelöst werden sollten.
  5. Gehen Sie das erarbeitete PW noch einmal komplett durch.

Zur Vorlesung soll nur das PW verwendet werden, also keine Powerpoint-Folien usw. Gestalten Sie die Vorlesung interaktiv, indem die Zuhörer in Diskussionen und durch das Lösen von kleineren Übungsaufgaben einbezogen werden.

Vertiefungsaufgabe

Mit der erfolgreichen Bearbeitung der Vertiefungsaufgabe sollen Sie nachweisen, dass Sie in der Lage sind, passende algorithmische Lösungsverfahren anzuwenden, deren Effizienz zu bewerten und alternative Näherungslösungen zu suchen.

Die gestellte Aufgabe ist für alle gleich. Sie wird in den gleichen Zweiergruppen bearbeitet, wie die Vorträge (s. obige Liste), die Sie gehalten haben. Es wird erwartet, dass jede Gruppe individuell arbeitet. Im Beleg sind die Anteile der beiden Bearbeiter/innen auszuweisen.

Aufgabenstellung:

Eine PKW-Rundreise soll durch die folgenden Städte führen und dabei jeden dieser 16 Orte genau einmal besuchen: Dresden, Berlin, Spröda, Lüneburg, Löbau, Limbach-Oberfrohna, Blankenheim, Dohna, Eisenach, Dürrhennersdorf, Callenberg, Eisenhüttenstadt, Pirna, Riesa, Coswig und Seerhausen. Ausnahme: Die Stadt, in der die Rundreise beginnt und endet, ist die einzige zweimal besuchte Stadt.

Gesucht ist die kürzeste Rundreise.

Kleine Anleitung: Nachdem Sie die Orte gewählt haben, ermitteln Sie die zugehörige Entfernungsmatrix. Routenplaner, die Sie im Web finden, unterstützen Sie dabei. Gehen Sie von einem ungerichteten Graphen aus, d.h. die Länge des Weges von A nach B soll genauso lang sein, wie von B nach A. Dadurch haben Sie lediglich (16*16-16)/2=120 Entfernungen zu bestimmen (untere Dreiecksmatrix).

Am Ende der LV-Reihe präsentiert jede Gruppe ihre Ergebnisse in einem jeweils 10-min.-Vortrag.

Der Beleg soll genau 6 Seiten umfassen und folgendermaßen gegliedert sein:

  1. Seite (Titelseite): Thema, Name der Bearbeiter/innen; Aufgabenstellung
  2. Seite: Bild von den Rundreisepositionen und ggf. einer Rundreise, die von irgendeinem Programm ermittelt wurde; Entfernungsmatrix
  3. Seite: Intuitiver Lösungsversuch und dessen Bewertung
  4. Seite: Lösung mit einem algorithmischen Entwurfsmuster (Dynamisches Programmieren, ...), das Sie selbst für Ihren Vortrag (s. Liste) oben nicht ausgearbeitet haben; Empirische Effizienzbewertung
  5. Seite: Näherungslösung mit einem geeigneten Verfahren Ihrer Wahl; Effizienzbewertung
  6. Seite: Zusammenfassung und abschließende Bewertung, inkl. Literaturverzeichnis

Die einzelnen Seiten müssen nicht vollständig beschrieben sein: "Weniger" ist manchmal "Mehr"! Auch grafische Darstellungen, Tabellen, Berechnungen, ... sollten in den Text eingefügt werden.

Der Beleg, inkl. CD mit den entwickelten Programmen, ist unmittelbar nach dem Vortrag zur Bewertung abzugeben.


Evaluation der Lehrveranstaltung

Am Ende des Semesters bewerten Sie in gewohnter Weise die LV mit dem Ziel, gemeinsam an didaktischen Verbesserungen zu arbeiten, die den nachfolgenden Studierenden-Gruppen zugute kommen sollen. Vielen Dank! Evaluation-AuK Bisherige Evaluationen: Wagenkn_Evaluation-AuK-SS2012.pdf