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E/A-effiziente Algorithmen, auch bekannt als Algorithmen 蹿眉谤 externen Speicher oder cache-oblivious Algorithmen, sind eine Klasse von Algorithmen, die 蹿眉谤 die effiziente Verarbeitung von Daten entwickelt wurden, die zu gro脽 sind, um vollst盲ndig in den Hauptspeicher (RAM) eines Computers zu passen. Diese Algorithmen sind besonders n眉tzlich, wenn es um gro脽e Datenmengen geht, wie sie bei der Verarbeitung gro脽er Datenmengen, der Verwaltung von Datenbanken und Dateisystemen vorkommen. Operationen auf Daten werden teurer, wenn sich das Datenelement weiter oben in der Speicherhierarchie befindet. Eine Operation an Daten in CPU-Registern ist etwa eine Million Mal schneller als eine Operation an einem Datenelement, das sich in einem externen Speicher befindet, der erst abgerufen werden muss. Diese Datenabrufe werden auch als E/A-Operationen bezeichnet und m眉ssen beim Entwurf eines Algorithmus ber眉cksichtigt werden. Ziel dieses Kurses ist es, sich mit wichtigen algorithmischen Konzepten und Techniken vertraut zu machen, die 蹿眉谤 den effektiven Umgang mit solchen Problemen erforderlich sind. Wir werden mit einer vereinfachten Speicherhierarchie arbeiten, aber die Begriffe lassen sich nat眉rlich auf realistischere Modelle 眉bertragen.

Voraussetzungen: Um an diesem Kurs erfolgreich teilnehmen zu k枚nnen, sollten Sie bereits 眉ber Grundkenntnisse in Algorithmen und Mathematik verf眉gen. Hier eine kurze Liste dessen, was Sie wissen sollten: - O-Notation, 惟-Notation, 螛-Notation; wie man Algorithmen analysiert - Grundrechenarten: Manipulation von Summen, L枚sen von Rekursen, Arbeiten mit Logarithmen usw. - Grundlegende Wahrscheinlichkeitstheorie: Ereignisse, Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Zufallsvariablen, Erwartungswerte usw. - Grundlegende Datenstrukturen: verkn眉pfte Listen, Stapel, Warteschlangen, Heaps - (Ausgewogene) bin盲re Suchb盲ume - Grundlegende Sortieralgorithmen, z.B. MergeSort, InsertionSort, QuickSort - Graphenterminologie, Darstellungen von Graphen (Adjazenzlisten und Adjazenzmatrix), grundlegende Graphenalgorithmen (BFS, DFS, topologische Sortierung, k眉rzeste Pfade) Das Material 蹿眉谤 diesen Kurs basiert auf den Kursnotizen, die Sie unter der Registerkarte Ressourcen finden. Wir werden nicht alles aus den Kursnotizen abdecken. Die Kursnotizen sind sowohl 蹿眉谤 Studenten gedacht, die die Vorlesungen nicht vollst盲ndig verstanden haben, als auch 蹿眉谤 Studenten, die tiefer in die Themen eintauchen m枚chten. Die Videovorlesungen enthalten ein paar sehr kleine Fehler. Eine Liste dieser Fehler finden Sie unter Ressourcen. Wenn Sie glauben, einen Fehler gefunden zu haben, melden Sie das Problem, indem Sie auf die quadratische Flagge unten in der Vorlesung oder im Quiz klicken, in der Sie den Fehler gefunden haben.