Betriebliche Informationssysteme werden in der Regel objektorientiert geplant und programmiert. Daher werden in diesem Kurs grundlegende Kompetenzen der objektorientierten Programmierung vermittelt. Dabei werden die theoretischen Konzepte unmittelbar anhand der Programmiersprache Java gezeigt und geübt.

1. Einführung in die objektorientierte Systementwicklung
   1. Objektorientierung als Sichtweise auf komplexe Systeme
   2. Das Objekt als Grundkonzept der Objektorientierung
   3. Phasen im objektorientierten Entwicklungsprozess
   4. Grundprinzip der objektorientierten Systementwicklung
2. Einführung in die objektorientierte Modellierung
   1. Strukturieren von Problemen mit Klassen
   2. Identifizieren von Klassen
   3. Attribute als Eigenschaften von Klassen
   4. Methoden als Funktionen von Klassen
   5. Beziehungen zwischen Klassen
   6. Unified Modeling Language (UML)
3. Programmieren von Klassen in Java
   1. Einführung in die Programmiersprache Java
   2. Grundelemente einer Klasse in Java
   3. Attribute in Java
   4. Methoden in Java
   5. main-Methode: Startpunkt eines Java-Programms
4. Java Sprachkonstrukte
   1. Primitive Datentypen
   2. Variablen
   3. Operatoren und Ausdrücke
   4. Kontrollstrukturen
   5. Pakete und Sichtbarkeitsmodifikatoren
5. Vererbung
   1. Modellierung von Vererbung im Klassendiagramm
   2. Programmieren von Vererbung in Java
6. Wichtige objektorientierte Konzepte
   1. Abstrakte Klassen
   2. Polymorphie
   3. Statische Attribute und Methoden
7. Konstruktoren zur Erzeugung von Objekten
   1. Der Standard-Konstruktor
   2. Überladen von Konstruktoren
8. Ausnahmebehandlung mit Exceptions
   1. Typische Szenarien der Ausnahmebehandlung
   2. Standard-Exceptions in Java
   3. Definieren eigener Exceptions
9. Programmierschnittstellen mit Interfaces
   1. Typische Szenarien für Programmierschnittstellen
   2. Interfaces als Programmierschnittstellen in Java

In diesem Kurs werden die Kenntnisse der objektorientierten Programmierung vertieft. Dabei werden insbesondere Datenstrukturen, deren Anwendungsfälle und deren Umsetzung in der Sprache Java betrachtet. Darüber hinaus werden Strategien und Szenarien von Objektvergleichen, die Verwendung von Funktionen des Datentyps „String“, der Einsatz von Kalenderobjekten sowie der Einsatz von Streams vermittelt.

1. Programmierstil
   1. Code-Dokumentation
   2. Code-Annotationen
   3. Code-Konventionen
2. Arbeiten mit Objekten
   1. String-Darstellung von Objekten
   2. Vergleichen mit ==
   3. Vergleichen mit equals()
   4. Vergleichen per hashCode()
   5. compareTo()
   6. Klonen von Objekten
3. Externe Pakete und Bibliotheken
   1. Importieren von Paketen
   2. Die Java-Klassenbibliothek
4. Datenstrukturen
   1. Arrays
   2. Collections
   3. Mit Collections arbeiten
   4. Listen
   5. Mengen (Sets)
   6. Assoziativspeicher (Maps)
   7. Stacks (Keller)
   8. Queues (Schlangen)
5. Zeichenketten und Calendar
   1. Zeichenketten
   2. StringBuffer
   3. Aufteilen von Zeichenketten
   4. Datum und Uhrzeit
   5. Kalender
6. Dateisystem und Datenströme
   1. Arbeiten mit dem Dateisystem
   2. Arbeiten mit Dateien

Programmierung besteht im Wesentlichen daraus, für eine konkrete Aufgabenstellung geeignete Algorithmen und Datenstrukturen auszuwählen und diese in Programmcode umzusetzen. Dabei gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Programmiersprachen, die auf unterschiedlichen Vorgehensweisen beruhen und in denen Algorithmen und Datenstrukturen daher unterschiedlich umgesetzt werden. In diesem Modul werden diese bisher an konkreten Beispielen behandelten Konzepte systematisch aufbereitet und auf eine breitere Grundlage gestellt, um den Studierenden das notwendige Handwerkszeug für ein systematisches Vorgehen bei der Programmierung zu geben.

1. Grundbegriffe der Datenverarbeitung
   1. Algorithmen, Datenstrukturen und Programmiersprachen als Grundlagen der Programmierung
   2. Detaillierung und Abstrahierung
   3. Kontrollstrukturen
   4. Datentypen
   5. Grundlegenden Datenstrukturen (Listen, Ketten, Bäume)
2. Datenstrukturen
   1. Weiterführende Datenstrukturen: Warteschlange, Heap, Graf
   2. Abstrakte Datentypen, Objekten und Klassen
   3. Polymorphismus
3. Algorithmenentwurf
   1. Induktion, Iteration und Rekursion
   2. Methoden des Algorithmen-Entwurfs
   3. Korrektheit und Verifikation von Algorithmen
   4. Effizienz (Komplexität) von Algorithmen
4. Grundlegende Algorithmen
   1. Traversieren und Linearisieren von Bäumen
   2. Suchalgorithmen
   3. Sortieralgorithmen
   4. Suche in Zeichenketten
   5. Hash-Algorithmen
   6. Mustererkennung
5. Strukturierte Daten repräsentieren
   1. Aufbau von XML-Dokumenten
   2. Zugriff auf XML-Dokumente mit DOM und SAX
   3. Transformation von XML-Dokumenten mittels XSL
   4. Alternative Dokumentrepräsentationsformaten
6. Software messen
   1. Typinferenz und interaktive Unterstützung in IDEs
   2. Zyklomatische Komplexität
   3. Code-Dokumentation
   4. Kompiliereroptimierung
   5. Testabdeckung
   6. Unit- und Integrationstests
   7. Heapanalyse
7. Programmiersprachen
   1. Programmierparadigmen
   2. Ausführung von Programmen
   3. Typen von Programmiersprachen
   4. Syntax, Sematik und Pragmatics
   5. Variablen und Typsysteme
8. Wichtige Programmiersprachen
   1. Assembler und Webassembly
   2. C und C++
   3. Java und C#
   4. Haskell und Lisp
   5. JavaScript und seine Beziehungen
   6. Andere imperative Programmiersprachen

Aufbauend auf ihren Kenntnissen im Bereich der agilen Softwareentwicklung setzen die Studierenden in diesem Kurs selbstständig Projekte in diesem Themengebiet um und dokumentieren ihr Ergebnis in Form einer schriftlichen Ausarbeitung.

Speziell im dualen Fernstudium:

Im dualen Fernstudium ist der Theorie-Praxis-Transfer anhand eines realen Projekts, das im Praxisbetrieb umgesetzt werden soll, zu leisten. Im Rahmen des Praxisprojektes bearbeiten die Studierenden eine praxisrelevante Fragestellung ihres Praxisbetriebs unter Betreuung einer:s Lehrenden. Eine Betreuung seitens Praxispartner kann auf Wunsch erfolgen.

• Umsetzung und Dokumentation eines Projektes unter Einsatz agiler Techniken sowie Vertiefung der Kenntnisse im Bereich agiler Softwareentwicklung.

Am Beispiel der mobilen Plattform "Android" wird vermittelt, wie sich die Programmierung von mobilen Anwendungen (Apps) von der Entwicklung rein webbasierter Softwaresysteme unterscheidet, welche Technologien und Programmierkonzepte typischerweise zum Einsatz kommen und welche typischen Herausforderungen es bei der App-Entwicklung für professionelle Anwendungen gibt.

1. Grundlagen der mobilen Softwareentwicklung
   1. Besondere Eigenschaften von Mobilgeräten
   2. Besonderheiten der mobilen Softwareentwicklung
   3. Einteilung von mobilen Geräten
   4. Die Android-Plattform
2. Android-Systemarchitektur
   1. Das Android-System
   2. Sicherheit
   3. Kommunikation mit Netzwerken
3. Entwicklungsumgebung
   1. Android Studio
   2. Erste App und Emulatortest
   3. App-Deployment
4. Kernkomponenten einer Android-App
   1. Überblick über die Komponenten einer Android-App
   2. Activities, Layouts und Views
   3. Ressourcen
   4. Zusammenfassung in einer App
   5. Grafisches Design
5. Interaktion zwischen Anwendungskomponenten
   1. Intents
   2. Services
   3. Broadcast Receiver
6. Fortgeschrittene Techniken
   1. Threading
   2. Anwendungsspeicher

Unter Anwendung der erworbenen Kenntnisse, erstellen die Studierenden selbstständig eine mobile Anwendung und dokumentieren deren Konzeption und Umsetzung.

• Konzeption, Umsetzung und Dokumentation von kleinen, mobilen Anwendungen anhand einer konkreten Aufgabenstellung.

  Mögliche Themen sind z.B.:

  • Eine Radio-App zur Verbesserung des Austauschs zwischen Hörern und Sendern im Allgemeinen und vor allem zwischen Hörern und Radiomoderatoren im Speziellen.
  • Eine App, die es einer Gruppe von Brettspielfans ermöglicht, ihre regelmäßigen Spielabende besser zu organisieren.
  • Eine App, mit der die Betreuenden von Abschlussarbeiten an der IU ihre Betreuungsprozesse verbessern können.

Im Rahmen dieses Kurses werden Grundlagen und wichtige Konzepte der Gestaltung von User Interfaces für ein breites Spektrum unterschiedlicher Ein- und Ausgabetechnologien vermittelt. In einer kurzen Einführung werden wesentliche Begriffe und Herausforderungen des Themenbereiches Gestaltung und Ergonomie von UIs vorgestellt. Anschließend wird der nutzerzentrierte Ablauf von Gestaltungsprozessen für UIs behandelt und nachfolgend prägende Prinzipien gebrauchstauglicher Gestaltungslösungen vermittelt. Hiernach wird in das Konzept der Informationsarchitektur eingeführt, was ein wesentliches Modell zur inhaltlichen Strukturierung von UIs darstellt, bevor abschließend verschiedene Designelemente und die besonderen Charakteristika unterschiedlicher Arten von User Interfaces thematisiert werden.

1. Einführung Begriffe, Grundlagen
   1. Begriffserklärung: User Interface, Ergonomie, Gebrauchstauglichkeit, User Experience
   2. Herausforderungen bei der Gestaltung von User Interfaces
   3. Normen und Richtlinien
   4. Barrierefreiheit
2. Typen von User Interfaces
   1. Graphical User Interfaces
   2. Touch User Interfaces
   3. Voice User Interfaces
   4. Extended Realities
   5. Wearables
3. Menschzentrierter Gestaltungsprozess
   1. Menschzentrierter Gestaltungsprozess
   2. Kooperatives, iteratives Vorgehen
   3. Anforderungen und Zielgruppen
   4. Prototyping und Evaluationen
4. Gestaltungsprinzipien von User Interfaces
   1. Mentale Modelle und Metaphern
   2. Affordances
   3. Feedback
   4. Natural Mapping
5. Informationsarchitekturen
   1. Organisationsformen von Informationen
   2. Makro-Informationsarchitektur
   3. Mikro-Informationsarchitektur
   4. Navigations- und Suchsysteme
   5. Informationsarchitekturen entwickeln
6. Elemente von User Interfaces
   1. Interaktionsstile
   2. Multimodale User Interfaces
   3. User-Interface-Elemente
   4. Gestaltung von User Interfaces am Beispiel Responsive Webdesign

In diesem Kurs erlangen die Studierenden praktische Kompetenzen in der Konzeption, Gestaltung und Bewertung von User Interfaces. Hierzu erstellen sie in einer selbstständigen Projektarbeit zu einem gegebenen Thema sowie gegebenen Rahmenbedingungen und Vorgaben ein User Interface. Der Arbeitsprozess und die Ergebnisse werden in einem Projektbericht dokumentiert.

• Ein aktueller und in der Online-Plattform des Modules bereitgestellter Themenkatalog bietet die inhaltliche Basis des Moduls und kann vom Seminarleiter ergänzt bzw. aktualisiert werden.