Logik und Algebra (eBook) - Frank Staab

Frank Staab 

Logik und Algebra (eBook)

Eine praxisbezogene Einführung für Informatiker und Wirtschaftsinformatiker

eBook
 
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Logik und Algebra (eBook)

Ein Computer ist letztendlich nichts anderes als in Hardware umgesetzte Boolesche Algebra. Ohne Verständnis dieser algebraischen Struktur kann man die Funktionsweise eines Rechners nie begreifen, und dazu sollte jeder Informatik- oder Wirtschaftsinformatikstudent in der Lage sein, auch dann, wenn sein Aufgabengebiet später nicht der Entwurf digitaler Schaltungen sein wird. 

Ein Fehlen solcher Anwendungsbezüge ist auch deswegen schade, weil sie immer wieder auf der Hand liegen und damit zur Motivation für den sonst eher als "trocken" geltenden Stoff dienen könnten. Ein gutes Beispiel hierfür ist der auf der Mengenlehre aufbauende Begriff der Relation, welcher später grundlegend für das Verständnis relationaler Datenbanken ist. 

In diesem Buch werden - um bei diesem Beispiel zu bleiben - die Zusammenhänge zwischen Relationen, Funktionen und relationalen Datenbanken tiefer aufgezeigt, als dies üblicherweise in anderen, rein mathematisch orientierten Einführungswerken üblich ist. Das kompakte Lehrbuch richtet sich an Studierender der Bachelorstudiengänge der Wirtschaftsinformatik und angrenzenden Studiengängen.



Produktinformation

  • Deutsch
  • ISBN-13: 9783486583700
  • ISBN-10: 3486583700
  • Best.Nr.: 25755060

Leseprobe zu "Logik und Algebra (eBook)" von Frank Staab

"2 Logik (S. 3-4)

2.1 Logik als Formalisierung der natürlichen Sprache

Häufig werde ich von Personalverantwortlichen, die auf der Suche nach Angestellten für den IT-Bereich sind, gefragt: „Welche Eigenschaft zeichnen eine gute Informatikerin oder einen guten Informatiker im Wesentlichen aus?"" oder „Auf welche Fähigkeit müssen wir bei der Einstellung von Personal für den IT-Bereich besonders achten?"". Meine Antwort darauf ist in der Regel folgende: „Neben einem hohen Maß an Abstraktionsvermögen ist dies mit Sicherheit die Fähigkeit, logisch denken zu können"".

Worauf sich dann meist eine längere Diskussion darüber entspannt, wie man diese Eigenschaft testen, messen oder sonst nachweisen kann. Leider gibt es kein Schulfach mit dem Namen „Logik"" oder „Grundlagen des logischen Denkens"", so dass diese Fähigkeit nicht unmittelbar durch eine Zeugnisnote nachgewiesen werden kann. Am ehesten - so behaupte ich zugegebenerweise unbewiesen – spiegelt sich die Fähigkeit logisch denken zu können in der Mathematiknote des Schulzeugnisses des jeweiligen Bewerbers wider.

Andererseits ist die Fähigkeit, logisch einwandfrei begründete Schlussfolgerungen zu ziehen selbstverständlich auch in anderen Studiengängen von unmittelbarer Bedeutung und dies auch in solchen, die man nicht unbedingt mit „Mathematikkompetenz"" in Verbindung bringt. Logisch zu denken heißt schlichtweg, durch die logisch korrekte Verknüpfung von bisher gewonnenen Erkenntnissen für das jeweilige Wissensgebiet neue Erkenntnisse herzuleiten.

Schöne Beispiele hierfür liefert immer wieder die Kriminalistik. Hier lassen wir uns beim Anschauen von Kriminalfilmen gelegentlich durch die lückenlos stichhaltigen Schlussfolgerungsketten von Kriminalbeamten beeindrucken, welche am Ende zweifelsfrei die Schuld eines Beklagten darlegen, ohne dass dieser ein Geständnis abgelegt hat. Im Regelfall gesteht der Beschuldigte dann aufgrund der erdrückenden Beweislast. Als einführendes Beispiel in die Grundlagen der Logik soll daher folgender Kriminalfall dienen: Kommissarin Odenwald kommt mit ihrem Assistenten Harry frühmorgens zum Tatort.

Der Besitzer einer Luxusvilla in einem noblen Frankfurter Stadtteil, der Produzent der beliebten Fernsehserie „Verbotene Triebe"", Robert van Oyen, liegt erschossen mitten im Wohnzimmer. Die Haushälterin, welche einen Schlüssel zum Anwesen hat und morgens um 10.00 Uhr das Haus zur Reinigung betrat, hat die Leiche gefunden und die Polizei alarmiert. Sie berichtet, dass sie am Abend vorher noch ein Buffet für eine Einladung vorbereiten musste, zu der vier Gäste geladen waren. Das waren einmal die Schauspielerin Verena nebst ihrem Gatten Max. Angeblich hatte van Oyen seit zwei Monaten ein Verhältnis mit Verena. Max selbst gilt als extrem eifersüchtig.

Weiter waren die aufstrebenden Jungschauspieler Uwe und Kay eingeladen. Einer von beiden sollte die Hauptrolle in der Serie „Verbotene Triebe"" bekommen. Die Haushälterin selbst hat das Anwesen van Oyens nachweislich vor dem Eintreffen der Gäste verlassen und kommt als Täterin nicht in Frage, da sie für die Tatzeit ein Alibi hat. Andererseits, so erfährt die Kommissarin, war van Oyen so misstrauisch, dass er nie einem Fremden die Wohnung geöffnet hätte. Das gesamte Anwesen ist durch Kameras und Alarmanlage gut gesichert und es gibt keinerlei Einbruchsspuren. Einer der geladenen Gäste muss also der Täter gewesen sein. Odenwald fragt die Haushälterin „Können Sie uns etwas mehr über die geladenen Gäste erzählen, ist es sicher, dass auch wirklich alle kommen wollten? Wie standen die Gäste eigentlich zueinander?"" "

Inhaltsangabe

1;Vorwort;6 2;Inhalt;8 3;1 Einleitung;14 4;2 Logik;16 4.1;2.1 Logik als Formalisierung der natürlichen Sprache;16 4.2;2.2 Aussagenlogik;17 4.2.1;2.2.1 Grundlegende Verknüpfungen und Wahrheitstafeln;17 4.2.2;2.2.2 Implikation und Äquivalenz;20 4.2.3;2.2.3 Syntax und Semantik der Aussagenlogik;23 4.2.4;2.2.4 Tautologien und logische Gesetzmäßigkeiten;26 4.3;2.3 Normalformen;29 4.3.1;2.3.1 Disjunktive und konjunktive Normalformen;31 4.3.2;2.3.2 Kanonische disjunktive und kanonische konjunktive Normalformen;33 4.4;2.4 Logisches Schließen und Resolution;35 4.5;2.5 Aufgaben zu Kapitel 2;39 5;3 Mengen, Relationen und Abbildungen;42 5.1;3.1 Grundbegriffe;42 5.2;3.2 Mengenalgebra;45 5.2.1;3.2.1 Algebraische Strukturen;45 5.2.2;3.2.2 Mengenalgebraische Operationen;48 5.3;3.3 Relationen;51 5.3.1;3.3.1 Zweistellige Relationen;51 5.3.2;3.3.2 Äquivalenz- und Ordnungsrelationen;52 5.3.3;3.3.3 n-stellige Relationen;55 5.4;3.4 Abbildungen;56 5.5;3.5 Relationale Datenbanken;58 5.5.1;3.5.1 Relation in der Datenbanktheorie;58 5.5.2;3.5.2 Relationenalgebra;61 5.5.3;3.5.3 Funktionale Abhängigkeiten in Relationen;66 5.6;3.6 Aufgaben zu Kapitel 3;69 6;4 Boolesche Algebra und Schaltalgebra;72 6.1;4.1 Boolesche Algebren;72 6.1.1;4.1.1 Modelle der Booleschen Algebra;74 6.1.2;4.1.2 Schaltalgebra als Modell einer zweielementigen Booleschen Algebra;77 6.2;4.2 Disjunktive Minimalform, Quine-McCluskey Algorithmus;87 6.3;4.3 KV-Diagramme;92 6.3.1;4.3.1 Ableitung der disjunktiven Minimalform aus KVDiagrammen;92 6.3.2;4.3.2 KV-Diagramme bei nicht vollständig definierten Funktionen;97 6.4;4.4 Verknüpfungsbasen;100 6.5;4.5 Grundlegende Schaltungen;104 6.5.1;4.5.1 Schaltgatter;104 6.5.2;4.5.2 Schaltnetze;106 6.6;4.6 Aufgaben zu Kapitel 4;112 7;5 Prädikatenlogik und logisches Programmieren;115 7.1;5.1 Grundlagen der Prädikatenlogik;115 7.2;5.2 Logisches Programmieren;118 7.2.1;5.2.1 PROLOG;118 7.2.2;5.2.2 Erweiterung der Resolution auf die Prädikatenlogik;123 7.3;5.3 Aufgaben zu Kapitel 5;129 8;6 Lösungen zu den Aufgaben;131 8.1;6.1 Lösungen zu Kapitel 2;131 8.2;6.2 Lösungen zu Kapitel 3;136 8.3;6.3 Lösungen zu Kapitel 4;141 8.4;6.4 Lösungen zu Kapitel 5;148 9;Literaturverzeichnis;155 10;Index;157
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