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<title>Mathematik-Softwaresysteme und algorithmische Anwendungen</title>
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<language>Deutsch</language>
<exam>Fallstudien/Projekt-Sammlung</exam>
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<branch>Kommunikationsinformatik</branch>
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<branch>Kommunikationsinformatik</branch>
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<cid>KIB-MSAA</cid>
<branch>Kommunikationsinformatik</branch>
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<branch>Praktische Informatik</branch>
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<branch>Praktische Informatik</branch>
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<branch>Praktische Informatik</branch>
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<branch>Technische Informatik</branch>
<semester>5</semester>
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Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtaufwand des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Stunden/ECTS Punkt). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
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<pfcid>KI160</pfcid>
<pftitle>Mathematik 1</pftitle>
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<pfcid>KI260</pfcid>
<pftitle>Mathematik 2</pftitle>
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<convenor>Prof. Dr. Barbara Grabowski</convenor>
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<lecturer>Prof. Dr. Barbara Grabowski</lecturer>
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<objectives>Die Studierenden kennen die typische Mathematik-Software,  können sie nach Art und Anwendungsgebieten klassifizieren, kennen ihre Vor- und Nachteile und sind in der Lage, für einfachere Problemstellungen Lösungs-Algorithmen zu entwickeln und in einer geeigneten Sprache umzusetzen. Sie kennen die Unterschiede zwischen Computer-Algebra-Systemen, Numerischen Systemen, Statistik-Software, Grafischen Systemen und  logischen Programmiersprachen.  Sie kennen die Problematik der Rundungsfehler und der Fehlerfortpflanzung und wissen, wie man derartige Fehler kontrollieren kann.
Weiterhin können Sie mit den typischen Daten- und Controllstrukturen von Computer-Algebra.Systemen (CAS) mathematische Terme manipulieren und analysieren und können Algorithmen für die symbolische Termumformungen implementieren.</objectives>
<content>1. Problematik der Rundungsfehler, Fehlerfortpflanzung

2. Klassifikation gängiger Mathe-Softwaresysteme
2.1. Numerische Pakete
(Klassifikation, Genauigkeit der Rechnungen, Rundungsprolematik,
Fehlerfortpflanzung, typische Vertreter)
2.2. Computeralgebra-Systeme
(Klassifikation, Exakte Rechnungen, Symbolisches Rechnen, Laufzeitprobleme, typische Vertreter)
2.3. Andere Software
(Grafische CAS, Statistik-Pakete, Software für TR, typische Vertreter)
2.4. Deklarative Sprachen
(Beschreibung des Problems und nicht des Lösungsalgorithmus, typische Vertreter) 

3. CAS
3.1.  Allgemeine elementare Konzepte der Computer-Algebra
3.2.  Rekursive Struktur mathematischer Ausdrücke
3.3.  Elementare mathematische Algorithmen,  Fallstudie.
3.4.  Rekursive mathematische Algorithmen, Fallstudie
3.5.  Polynome,  exponentielle und trigonometrische Transformationen, Fallstudie

4. Problemlösungen mit Mathematik-Software
4.1 SPSS
4.1.1 Einführung in SPSS
4.1.2 Fallstudien: Datamining-Verfahren: Clusteranalyse und explorative Datenanalyse mit SPSS
4.2 MAPLE
4.2.1. Einführung, Datenstrukturen, Kontrollstrukturen, Entwicklungsumgebung von MAPLE
4.2.2 Fallstudien: Sortier- und Suchverfahren, Lösen von
Gleichungssystemen,
 Routenplanung, Grafentheorie und Codierung.
4.3 MatLab
4.3.1. Einführung, Datenstrukturen, Kontrollstrukturen, Entwicklungs-Umgebung von MatLab
4.3.2 Fallstudien: Numerische Verfahren zur Interpolation und Approximation 

5. Einführung in PROLOG
5.1.  Aufbau: Clauseln, Fakten und Regeln 
5.2.  Der Backtracking-Algorithmus 
5.3.  Listen un Rekursion in PROLOG
5.4.  Erstellung eines eigenen CAS in PROLOG
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<media>Die Vorlesung findet zu 100% im Labor &quot;Angewandte Mathematik, Statistik, eLeraning&quot; statt.  Alle praktischen Übungen zur Vorlesung sowie das Lösen von Übungsaufgaben, Hausaufgaben und Fallstudien finden unter Verwendung des e-Learning-Systems MathCoach, CAS-Systemen, Statistik- und Mathematik-Software statt (AMSEL-Labor:  PC-Labor: &quot;Angewandte Mathematik, Statistik und eLearning&quot;).

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<literature>Joel S. Cohen,  Computer Algebra and Symbolic Computation, Bd1: elemtary algorithms,  A.K.Peters Ldt., 2002  

BRANDSTÄDT A., Graphen und Algorithmen, B.G.Teubner Stuttgart, 1994
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<semshort>WS 2016/17</semshort>
<semshort>WS 2015/16</semshort>
<semshort>WS 2014/15</semshort>
<semshort>WS 2012/13</semshort>
<semshort>WS 2011/12</semshort>
<semshort>WS 2010/11</semshort>
<semshort>WS 2009/10</semshort>
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