Manuela Fischer: Katalogdaten im Herbstsemester 2023 |
| Name | Frau Dr. Manuela Fischer |
| Adresse | Lehre D-INFK ETH Zürich, CAB H 33.1 Universitätstrasse 6 8092 Zürich SWITZERLAND |
| Telefon | +41 44 632 74 61 |
| manuela.fischer@inf.ethz.ch | |
| URL | http://people.inf.ethz.ch/fiscmanu/ |
| Departement | Informatik |
| Beziehung | Dozentin |
| Nummer | Titel | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||
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| 252-0002-AAL | Data Structures and Algorithms  Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben. Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen. | 8 KP | 15R | F. Friedrich Wicker, M. Fischer | |||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course is about fundamental algorithm design paradigms (such as induction, divide-and-conquer, backtracking, dynamic programming), classic algorithmic problems (such as sorting and searching), and data structures (such as lists, hashing, search trees). Moreover, an introduction to parallel programming is provided. The programming model of C++ will be discussed in some depth. | ||||||||||||||||||||
| Lernziel | An understanding of the design and analysis of fundamental algorithms and data structures. Knowledge regarding chances, problems and limits of parallel and concurrent programming. Deeper insight into a modern programming model by means of the programming language C++. | ||||||||||||||||||||
| Inhalt | Fundamental algorithms and data structures are presented and analyzed. Firstly, this comprises design paradigms for the development of algorithms such as induction, divide-and-conquer, backtracking and dynamic programming and classical algorithmic problems such as searching and sorting. Secondly, data structures for different purposes are presented, such as linked lists, hash tables, balanced search trees, heaps and union-find structures. The relationship and tight coupling between algorithms and data structures is illustrated with geometric problems and graph algorithms. In the part about parallel programming, parallel architectures are discussed conceptually (multicore, vectorization, pipelining). Parallel programming concepts are presented (Amdahl's and Gustavson's laws, task/data parallelism, scheduling). Problems of concurrency are analyzed (Data races, bad interleavings, memory reordering). Process synchronisation and communication in a shared memory system is explained (mutual exclusion, semaphores, monitors, condition variables). Progress conditions are analysed (freedom from deadlock, starvation, lock- and wait-freedom). The concepts are underpinned with examples of concurrent and parallel programs and with parallel algorithms. The programming model of C++ is discussed in some depth. The RAII (Resource Allocation is Initialization) principle will be explained. Exception handling, functors and lambda expression and generic prorgamming with templates are further examples of this part. The implementation of parallel and concurrent algorithm with C++ is also part of the exercises (e.g. threads, tasks, mutexes, condition variables, promises and futures). | ||||||||||||||||||||
| Literatur | Cormen, Leiserson, Rivest, and Stein: Introduction to Algorithms, 3rd ed., MIT Press, 2009. ISBN 978-0-262-03384-8 (recommended text) Maurice Herlihy, Nir Shavit, The Art of Multiprocessor Programming, Elsevier, 2012. B. Stroustrup, The C++ Programming Language (4th Edition) Addison-Wesley, 2013. B. Stroustrup, The C++ Programming Language (4th Edition) Addison-Wesley, 2013. | ||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Prerequisites: Lecture Series 252-0835-00L Informatik I or equivalent knowledge in programming with C++. Please note that this is a self study (virtual) course, which implies that (in the autumn semester) there are no physical lectures or exercise sessions offered. If you want to attend the real course, please go to 252-0002-00L in the spring semester. | ||||||||||||||||||||
| 252-0845-00L | Informatik I | 5 KP | 2V + 2U | M. Fischer | |||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung vermittelt eine Einführung in die Programmierung, mit Schwerpunkt auf den grundlegenden Programmierkonzepten. | ||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnis der grundlegenden Programmierkonzepte. Fähigkeit, einfache Programme schreiben und lesen zu können. Fähigkeit, andere (konzeptionell ähnliche) Programmiersprachen rasch erlernen zu können. In dem Fach "Informatik I" wird die Kompetenz Modellierung gelehrt und angewandt und die Kompetenz Programmieren gelehrt, angewandt und geprüft. | ||||||||||||||||||||
| Inhalt | Variablen, Typen, Kontrollanweisungen, Funktionen, Scoping, Rekursion, objektorientierte Programmierung. Als Lernsprache wird Python eingesetzt. | ||||||||||||||||||||
| Skript | Die Folien und ein Skript werden auf der Vorlesungswebseite zum Herunterladen bereitgestellt. | ||||||||||||||||||||
| Literatur | Learn to Code by Solving Problems A Python Programming Primer Daniel Zingaro Python Crash Course A Hands-On, Project-Based Introduction to Programming Eric Matthes | ||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 252-0846-AAL | Computer Science II Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben. Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen. | 4 KP | 9R | C. Cotrini Jimenez, M. Fischer | |||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Einführung in die Programmierung. Prozedurale Grundkonzepte und Ausblick in die objektorientierte Programmierung. Variablen, Typen, Zuweisungen, Kontrollstrukturen (Verzweigung, Schleife), Datenstrukturen, Algorithmen, Liniengrafik, Benutzeroberflächen. Kleine Programme erstellen. Umgang mit professioneller Programmierumgebung (Eclipse). | ||||||||||||||||||||
| Lernziel | In dem Fach "Informatik II" wird die Kompetenz Modellierung, Programmieren und Datenanalyse & Interpretation gelehrt, angewandt und geprüft. Die Studierenden sollen in der Lage sein, einfache Programme selbständig zu programmieren bzw. sich in bestehenden Programmen zurecht zu finden und diese sinnvoll zu erweitern. | ||||||||||||||||||||
| Inhalt | In der Vorlesung werden Themen behandelt wie Variablen, Zuweisung, Kontrollstrukturen (Verzweigung, Schleife), Algorithmen, Datenstrukturen, sowie ein erster Einblick in die Modularisierung in grösseren Programmen und die objektorientierten Techniken. Im praktischen Teil werden grundlegende Programmierfertigkeiten geübt anhand der Programmiersprache JAVA. Die Übungen können entweder auf dem eigenen PC oder in den betreuten Übungsstunden in den Computerräumen der ETH bearbeitet werden. Die verwendete Software läuft unter MS Windows, MacOS X und Linux. | ||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzung: 252-0845-00 Informatik I (D-BAUG) | ||||||||||||||||||||
| 252-0847-00L | Informatik | 5 KP | 2V + 2U | M. Fischer, F. Friedrich Wicker | |||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung bietet eine Einführung in das Programmieren mit einem Fokus auf systematischem algorithmischem Problemlösen. Lehrsprache ist C++. Es wird keine Programmiererfahrung vorausgesetzt. | ||||||||||||||||||||
| Lernziel | Primäres Lernziel der Vorlesung ist die Befähigung zum Programmieren mit C++. Studenten beherrschen nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung die Mechanismen zum Erstellen eines Programms, sie kennen die fundamentalen Kontrollstrukturen, Datenstrukturen und verstehen, wie man ein algorithmisches Problem in ein Programm abbildet. Sie haben eine Vorstellung davon, was "hinter den Kulissen" passiert, wenn ein Programm übersetzt und ausgeführt wird. Sekundäre Lernziele der Vorlesung sind das Computer-basierte, algorithmische Denken, Verständnis der Möglichkeiten und der Grenzen der Programmierung und die Vermittlung der Denkart eines Computerwissenschaftlers. | ||||||||||||||||||||
| Inhalt | Wir behandeln fundamentale Datentypen, Ausdrücke und Anweisungen, (Grenzen der) Computerarithmetik, Kontrollanweisungen, Funktionen, Felder, zusammengesetze Strukturen und Zeiger. Im Teil zur Objektorientierung werden Klassen, Vererbung und Polymorhpie behandelt, es werden exemplarisch einfache dynamische Datentypen eingeführt. Die Konzepte der Vorlesung werden jeweils durch Algorithmen und Anwendungen motiviert und illustriert. | ||||||||||||||||||||
| Skript | Vorlesungsfolien und weiteres Material wird auf der Vorlesungshomepage zum Herunterladen bereitgestellt. | ||||||||||||||||||||
| Literatur | Bjarne Stroustrup: Einführung in die Programmierung mit C++, Pearson Studium, 2010 Stephen Prata: C++ Primer Plus, Sixth Edition, Addison Wesley, 2012 Andrew Koenig and Barbara E. Moo: Accelerated C++, Addison-Wesley, 2000. | ||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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