Programmieren, Datenbanken, Rechnungswesen, Statistik. Brücke zwischen Code und Business.
Wie speichert ein Programm Werte? Wie unterscheiden sich int, double, String und boolean?
if, else, else if. Wie trifft ein Programm Entscheidungen, und welche Vergleichsoperatoren brauchst du?
for, while, Iteration. Wie wiederhole ich Code, ohne mich zu verzetteln?
Methoden, Parameter, Rückgabewerte. Code, der wiederverwendbar wird.
Funktionen, die sich selbst aufrufen. Mit Call-Stack-Visualisierung am Beispiel Fakultät.
Geordnete Sammlungen mit Index-Zugriff. Statisches Array (fixe Größe) vs dynamische Liste (ArrayList, list). Welche Operationen sind O(1), welche O(n)? Klausurwichtige Datenstruktur Nummer 1.
Der Bauplan-Trick: Datenstruktur und Verhalten zusammen. Klassen, Konstruktor, Felder, Methoden, this/self. Die Grundlage objektorientierter Programmierung.
Eine Klasse erbt von einer anderen: gemeinsamer Code wandert nach oben, Spezifisches bleibt unten. Override, super, dynamischer Dispatch, das Fundament für jede OOP-Architektur. Mit Tier-Hierarchie-Visualizer.
Sequenzen von Zeichen, indexiert, immutable, end ist exklusiv. substring, indexOf, replace, split, die 80%-Operationen jeder Programmieraufgabe. Mit String-Lab und animiertem indexOf.
try, catch, finally, wie reagiert dein Programm auf Fehler ohne abzustürzen? Exception-Hierarchie, Checked vs. Unchecked, eigene Exceptions, try-with-resources. Mit Try-Catch-Simulator und 4 Live-Snippets.
int, double, String, boolean, wie wandelst du sicher um? Auto-Widening, Truncation, parseInt, Integer-Division (5/2 = 2 vs. 2.5). Mit Cast-Lab und Java/Python parallel.
abs, sqrt, pow, max/min, round/floor/ceil, log, sin, random, die wichtigsten Funktionen der Standard-Mathematik. Mit Math-Lab und Java/Python parallel. Praktisch + klausurrelevant.
Was passiert bei `new Student(...)`? Default-Konstruktor, Konstruktor-Overloading, this(...)-Chaining und die 4 Java-Sichtbarkeitsstufen (public, private, protected, package-private). Mit Heap-Stepper für die Objekt-Erzeugung. Klausur-Pflicht in 13/17 WInf-Prog-1-Klausuren.
Der Java-Trick für Mehrfach-Vererbung: ein Interface ist ein Vertrag, den beliebig viele Klassen erfüllen können. implements vs. extends, Multi-Implementation, Interface-Hierarchien und der ewige Klausur-Klassiker Interface vs. abstrakte Klasse. Mit UML-Visualizer für 3 Beziehungs-Szenarien.
Type-Parameter wie List<String>, Box<T>, Map<K,V>. Type-Safety zur Compile-Zeit statt ClassCastException zur Laufzeit. Bounded Types, Wildcards (PECS-Regel), Type-Erasure, Diamond-Operator. Mit Type-Toggle-Visualizer der Compile-Fehler bei wechselnden Typen live zeigt.
List, Set, Map: die 3 großen Container-Familien in Java. Wann welche Datenstruktur? Reihenfolge, Duplikate, Lookup-Verhalten, der Klausur-Klassiker für jede OOP-Klausur. ArrayList, HashSet, HashMap als Default-Implementierungen, mit Tree-Varianten für sortierte Reihenfolge. Mit Side-by-Side-Visualizer der alle drei live vergleicht.
Java 8 Lambda-Ausdrücke (x -> x*2), funktionale Interfaces (Function, Predicate, Consumer, Supplier), Method-References (String::length) und Stream-API (filter, map, reduce). Mit interaktiver Higher-Order-Pipeline, in der du Stream-Schritte ein-/ausschalten kannst. P3-Vertiefung, oft schon in Prog-1 angerissen.
Namensräume in Java: package-Deklaration, Import-Anweisungen, Wildcard-Imports, static imports. Sichtbarkeit zwischen Paketen (public, protected, package-private, private) und wie die Datei-Struktur zum Paket passen muss. Mit Paket-Baum-Visualizer der ein 3-Paket-Mini-Projekt zeigt.
IS-A oder HAS-A? Wann Komposition statt Vererbung besser ist: Delegation, Fragile Base Class, Klassen-Explosion. Interaktiver Vergleich, mit Java-Beispielen.
Die Java-Stream-API in der Tiefe: Pipeline, Lazy Evaluation, Collectors (groupingBy, joining), reduce und flatMap. Mit interaktiven Pipeline-Steppern.
Threads in Java: start vs. run, join, Race Condition am verschränkten counter++, synchronized als Lösung, volatile und Deadlock. Mit interaktiven Steppern.
JavaFX-Grundlagen: Scene-Graph (Stage, Scene, root), Layout-Container (VBox, HBox, GridPane), Controls und Event-Handling mit setOnAction. Mit Layout-Preview.
Datei-I/O in Java: Byte- vs. Char-Streams, das EOF-Signal (-1 / null), Buffering und try-with-resources, plus NIO (Files/Path). Mit interaktiven Lese-Steppern.
Objekte als Byte-Strom speichern: Serializable, writeObject/readObject, transient, serialVersionUID, der Objekt-Graph, und warum JSON oft die bessere Wahl ist.
y = mx + b verstehen, Graph zeichnen, Werte berechnen. Die Grundlage für Algorithmus-Laufzeit, Kostenmodelle und einfache Regression.
f(x) = ax² + bx + c. Parabeln verstehen, Scheitelpunkt finden, Nullstellen berechnen mit pq- und abc-Formel. Drei Darstellungsformen und wann welche.
Vom Differenzenquotienten zum Differentialquotienten: Tangentensteigung als Grenzwert der Sekantensteigungen. Grundregeln (Potenz, Faktor, Summe, Differenz) und erweiterte Regeln (Produkt, Quotient, Kette). Extremwerte über die notwendige Bedingung f'(x) = 0 und hinreichende Bedingung mit f''.
Fläche unter der Kurve: Riemann-Summen, Stammfunktion und Hauptsatz. Bestimmtes vs. unbestimmtes Integral, Potenzregel rückwärts. Die zweite Säule der Analysis.
Gerichtete Größen mit Komponenten und Länge. Addition, Skalarprodukt, Winkel, Orthogonalität. Grundlage für lineare Algebra, Computergrafik und Machine Learning.
Sammlungen verstehen: Vereinigung, Schnitt, Differenz, Komplement. Venn-Diagramme, De Morgansche Regeln, Inklusion-Exklusion. Grundlage für Logik, Datenbanken und Wahrscheinlichkeit.
Wahr und Falsch verknüpfen: AND, OR, NOT, Implikation. Wahrheitstabellen, Tautologien, De Morgan. Grundlage für jede if-Bedingung in Code und für mathematische Beweise.
Vom Würfel zur Vorhersage: Ergebnisraum, Laplace, Gegenereignis, Unabhängigkeit. Wahrscheinlichkeits-Lab mit 5 Szenarien (Münze, Würfel, Karte, Urne, 2-Würfel-Summe) zeigt das Gesetz der großen Zahlen, auch bei ungleicher Verteilung.
Die Mathematik des Zählens: Variation, Permutation und Kombination, mit oder ohne Wiederholung. Lotto (Kombination), PIN (Variation mit Wdh), 5 Bücher anordnen (Permutation). Mit Entscheidungstabelle und Explorer für n und k.
Mittelwert, Median, Modus, Varianz, Standardabweichung, Quartile, Boxplot. Mit interaktivem Statistik-Lab, sieh wie ein einziger Ausreißer den Mittelwert zerlegt, der Median aber ruhig bleibt.
Tabellen aus Zahlen, die Sprache der linearen Algebra. Addition, Multiplikation (nicht elementweise!), Transposition, Determinante. Mit Matrix-Lab und animierter Multiplikation Zelle-für-Zelle.
Bruch, Dezimal, Prozent, Promille, vier Schreibweisen für denselben Anteil. Kürzen, Erweitern, Prozent-Rechnung mit Grundwert / Prozentwert / Prozentsatz.
Wachstum und Zerfall: a^x und log_a(x) als Inversen. Zinseszins, 72er-Regel, Halbwertszeit, log₂ in der Informatik. Mit Funktions-Plotter und Verdopplungs-Rechner.
Einfacher Zins vs. Zinseszins, Aufzinsen ↔ Abzinsen mit Diskontfaktor, unterjährige Verzinsung (30/360-Konvention), Effektivzins vs. Nominalzins. Vorstufe für Investitions-, Renten- und Tilgungsrechnung.
Folge gleicher Zahlungen, Endwert und Barwert vor- vs. nachschüssiger Renten, ewige Rente als Sonderfall, Brücke zu Annuitätendarlehen und DCF-Bewertung.
Annuitäten- vs Ratentilgung mit interaktivem Tilgungsplan: Restschuld nach t Jahren, Annuitäten-Faktor, Disagio + Aufgaben mit Lösungen.
Lineare Programmierung: Modellierung als Zielfunktion + Restriktionen, 2D-grafische Lösung über Polygon-Ecken, Simplex-Algorithmus, Spezialfälle (unbeschränkt, mehrfach optimal) und Sensitivitäts-/Schattenpreis-Analyse.
Arithmetische und geometrische Folgen, Partialsummen, Konvergenzbegriff und wichtige Grenzwerte. Geometrische Reihe als Rückgrat der Wirtschaftsmathe (ewige Rente, Zinseszins, NPV).
Funktionen mehrerer Variablen: partielle Ableitungen, Gradient, Hesse-Matrix und Klassifikation kritischer Punkte (Min/Max/Sattel). Anwendungen in Cobb-Douglas, Nutzenmaximierung und Optimierung.
Die 4 Standard-Techniken jeder Mathe-1-Klausur: direkter Beweis, Widerspruchsbeweis (klassisch für √2 irrational), vollständige Induktion (für 'für alle n ∈ ℕ'), Kontraposition. Plus Gegenbeispiel zum Widerlegen. Mit Beweis-Stepper für 3 klassische Beweise Schritt für Schritt.
Wie man Winkel zwischen Vektoren berechnet. Skalarprodukt algebraisch (Komponenten-Summe) + geometrisch (|u|·|v|·cos α), Norm via √(v·v), Orthogonalität ⇔ Skalarprodukt = 0, Cauchy-Schwarz-Ungleichung, orthogonale Projektion mit Anwendung in Least-Squares. Mit interaktivem Vektor-Lab.
Funktionen zwischen Vektorräumen, die Additivität + Homogenität erfüllen. Matrix-Darstellung über Bilder der Standard-Basisvektoren, Bild und Kern als Unterräume, Dimensionssatz (Rangsatz), injektiv/surjektiv/bijektiv, Komposition = Matrix-Multiplikation. Mit Transformations-Lab (Drehung, Spiegelung, Streckung, Scherung).
Vektoren, die unter einer Matrix-Transformation nur gestreckt (nicht gedreht) werden. Charakteristisches Polynom det(A−λI)=0 für Eigenwerte, Gauß für Eigenvektoren, Spur/Determinante als Shortcuts, Diagonalisierung A=PDP⁻¹. Grundlage für PCA, Google PageRank, Quantenmechanik. Mit Transformations-Visualizer.
Eine Zahl, die alles über eine Matrix sagt: invertierbar oder nicht, Lösungstyp des LGS, vorzeichenbehaftetes Volumen. 2×2-Formel ad−bc, Sarrus für 3×3, Laplace-Entwicklung für größere Matrizen, Gauß-Methode mit Operations-Tracking. Mit Parallelogramm-Lab als geometrische Anschauung.
Das Standard-Werkzeug zur Lösung linearer Gleichungssysteme. Stufenform durch Zeilen-Operationen, Rückwärts-Einsetzen, Rang einer Matrix, Rouché-Capelli-Kriterium für Lösungstyp (eindeutig / unendlich / keine Lösung). Mit Tableau-Stepper für 3 Szenarien, die Standardtechnik jeder LinAlg-Klausur.
Einführung in Differentialgleichungen für dynamische Vorgänge (Wachstum, Zerfall, Schwingungen). Klassifikation (Ordnung, linear/nicht-linear, homogen/inhomogen), Trennung der Variablen für 1. Ordnung, charakteristische Gleichung für 2. Ordnung (3 Fälle Diskriminante), Anfangswertprobleme, klassische Modelle. Mit interaktivem Lösungs-Plot.
Doppel- und Dreifachintegrale für Funktionen mehrerer Variablen. Fubini für Vertauschen der Reihenfolge, nicht-rechteckige Bereiche, Polar-/Kugel-Koordinaten mit Jacobi-Determinante, Anwendungen (Fläche/Volumen/Masse/Schwerpunkt/Trägheitsmoment/Wahrscheinlichkeit). Mit interaktivem Doppelintegral-Visualizer.
Polynom-Approximation einer Funktion um einen Entwicklungspunkt. Taylor-Formel mit Ableitungen + Faktoriellen, Maclaurin als Spezialfall ($x_0=0$), Standard-Reihen ($e^x, \sin, \cos, \ln$), Restglied (Lagrange-Form), Konvergenzradius, Anwendungen (Linearisierung, numerische Berechnung). Mit interaktivem Approximations-Plot.
Pilot Welle 14, der mathematische Klausur-Klassiker für Optimierung mit Nebenbedingungen. Lagrange-Funktion $\mathcal{L} = f - \lambda(g - c)$, notwendige Bedingungen (3 partielle Ableitungen = 0), Schattenpreis-Interpretation, KKT für Ungleichungs-NB. Mit interaktivem Höhenlinien-Plot.
Mathematische Definition der 'ohne abzusetzen zeichnen'-Eigenschaft. 3 Bedingungen (Funktionswert + Limes + Gleichheit), 4 Unstetigkeitstypen (hebbar/Sprung/Pol/Oszillation), Zwischenwertsatz für Nullstellen-Existenz, Satz von Weierstraß für Max/Min, ε-δ-Definition (formal). Mit Visualizer für alle 4 Unstetigkeitstypen.
Erweiterung der Aussagenlogik um Quantoren (∀, ∃) und Prädikate. Syntax: Konstanten, Variablen, Prädikate (Großbuchstaben), Junktoren, Quantoren. Formalisierungs-Muster: 'Alle X sind Y' = ∀x (X(x) → Y(x)) vs. 'Es gibt X, das Y ist' = ∃x (X(x) ∧ Y(x)). Quantor-Reihenfolge (∀∃ ≠ ∃∀). De Morgan für Quantoren (¬∀ ⇔ ∃¬, ¬∃ ⇔ ∀¬). Freie vs. gebundene Variablen. Modell-Theorie (Domäne + Interpretation). Erfüllbarkeit / Gültigkeit / Semi-Entscheidbarkeit (Church 1936, Turing 1936). Mit interaktivem Formel-Explorer + Highlighting.
Wie wächst der Aufwand eines Algorithmus mit der Eingabe-Größe? Konstant, linear, quadratisch, und wann macht der Unterschied wirklich was aus?
Der intuitive Sortieralgorithmus: zwei verschachtelte Schleifen, größere Werte blubbern nach oben. Einfach zu erklären, in der Praxis aber zu langsam: O(n²).
Teile und Herrsche. Garantierte O(n log n) durch rekursives Halbieren plus Merge. Stabil, aber braucht O(n) Zusatzspeicher. Klausur-Klassiker schlechthin.
Der schnellste der Klassiker im Average Case: O(n log n), in-place, partitioniert um einen Pivot. Bei sortiertem Input rutscht er aber auf O(n²) ab.
Bubblesort, Mergesort und Quicksort live nebeneinander. Übersichtstabelle, interaktiver Visualizer und Klausur-Quiz, das die Unterschiede festigt.
Der simpelste Suchalgorithmus: jedes Element prüfen bis Treffer oder Ende. Funktioniert auf jedem Array, sortiert oder nicht. O(n) im Worst Case.
Halbiere den Suchraum bei jedem Schritt. O(log n) statt O(n): bei einer Milliarde Einträgen reichen 30 Vergleiche. Voraussetzung: sortiertes Array.
Lineare und binäre Suche live nebeneinander. Bei welchem n lohnt sich der Aufwand des Sortierens? Wann ist Linear schneller? Klausur-Übersicht.
Zwei fundamentale Datenstrukturen: Stack (LIFO) wie ein Bücherstapel, Queue (FIFO) wie eine Schlange. Kernoperationen wie push/pop bzw. enqueue/dequeue sind O(1). Brücke zu Bäumen und Graphen.
Die wichtigste Datenstruktur überhaupt. Key-Value-Lookup in O(1) durch eine Hash-Funktion. Java HashMap, Python dict. Verstehe Buckets, Kollisionen und Chaining.
Knoten mit Pointern statt zusammenhängendem Speicher. Prepend in O(1), Index-Zugriff in O(n), die umgekehrte Stärke zum Array. Klausur-Klassiker.
Halbierte Suche durch sortierte Baumstruktur: O(log n) für Suche, Insert, Delete, wenn balanciert. Mit BST-Visualizer und allen vier Traversals (In/Pre/Post/Level-Order). Klausur-Liebling.
Knoten und Kanten, von Maps bis Social Networks. BFS (Queue, ebenenweise) vs. DFS (Stack, in die Tiefe), Adjacency-Repräsentation, kürzester Pfad. Mit Live-Traversal-Animation.
Faire Komplexitäts-Analyse für Datenstrukturen mit gelegentlich teuren Operationen. Drei Methoden (Aggregat, Accounting/Banker, Potential). Klassiker: ArrayList Resize O(1) amortisiert, Multi-Pop Stack, Union-Find, Binärzähler, Splay-Trees. Verdoppelungs-Strategie ist Schlüssel. Mit ArrayList-Resize-Lab.
Systematische Tiefensuche mit Rückzug bei Sackgassen. Klassiker für NP-schwere Probleme: 8-Damen, Sudoku, Knapsack, TSP, Graph-Färbung. Branch-and-Bound als Erweiterung für Optimierung. Pruning ist essentiell, ohne Pruning brute-force O(b^d). Mit 4-Damen-Stepper, der Try/Conflict/Backtrack live visualisiert.
Selbst-balancierender binärer Suchbaum mit garantiert O(log n) Operationen. Balance-Faktor |BF| ≤ 1, 4 Rotation-Fälle (LL/RR Single, LR/RL Double), Vergleich zu Rot-Schwarz-Bäumen. Mit Vorher/Nachher-Visualizer für jede der 4 Rotationen. Klausur-Klassiker zur Verhinderung von BST-Entartung.
Das algorithmische Paradigma hinter Mergesort, Quicksort, Binäre Suche, Karatsuba, FFT. Drei Phasen (Divide, Conquer, Combine), Master-Theorem für Laufzeit-Analyse, Unterschied zu DP (unabhängige vs. überlappende Teilprobleme), Parallelisierbarkeit. Mit Mergesort-Baum-Visualizer für Top-Down/Bottom-Up.
Untere Schranke Ω(n log n) gilt nur für VERGLEICHS-Sortierung. Counting Sort O(n+k), Radix Sort O(d·(n+b)), Bucket Sort O(n) average, alle linear bei richtigen Voraussetzungen. Wann welcher Algorithmus? Mit Radix-Sort-Stepper für stellenweise Sortierung über 3 Stellen.
Der billigste Baum, der alle Knoten eines gewichteten ungerichteten Graphen verbindet. Zwei Greedy-Algorithmen: Kruskal (Kanten sortieren + Union-Find für Zyklen-Check, O(E log E)) und Prim (wachsender Baum + Priority Queue, O((V+E) log V)). Cut-Eigenschaft als Korrektheits-Beweis. Mit Side-by-Side-Visualizer.
Die Standard-Datenstruktur für Priority Queues. Vollständig binärer Baum mit Heap-Eigenschaft (Eltern ≥ Kinder), Array-Repräsentation ohne Pointer, Operationen Insert/Extract-Max in O(log n), Build-Heap in O(n), Heapsort als einziger in-place O(n log n)-Sortier-Algorithmus. Mit interaktivem Stepper für Baum + Array parallel.
Lokal beste Entscheidungen ohne Zurückschauen. Voraussetzungen (Greedy-Auswahl-Eigenschaft + optimale Substruktur), klassische Probleme (Activity-Selection nach Endzeit, Huffman, MST, Fractional Knapsack), Beweise per Austauschargument, Greedy vs. DP. Mit Activity-Selection-Lab + 3 Strategie-Vergleich.
Eines der mächtigsten algorithmischen Paradigmen: zerlege Probleme in überlappende Teilprobleme, löse jedes nur einmal, speichere Ergebnisse. Memoization (Top-Down) vs. Tabulation (Bottom-Up), klassische Probleme: Fibonacci, Knapsack, LCS, Edit-Distanz, Münzwechsel. Mit Tabellen-Stepper für Fibonacci.
Der Standard-Algorithmus für kürzeste Wege in gewichteten Graphen mit nicht-negativen Kantengewichten. Single-Source-Shortest-Path mit Priority Queue, Relax-Schritt, Pfad-Rekonstruktion via Vorgänger. Mit Schritt-für-Schritt-Visualizer auf einem 5-Knoten-Graphen. Grundlage von Google Maps + Netzwerk-Routing.
SELECT, FROM, WHERE, ORDER BY, die universelle Sprache für Datenbanken. Mit Query-Builder und Live-Result-Set auf einer Beispiel-Tabelle.
Tabellen verknüpfen, INNER, LEFT, RIGHT, FULL OUTER. Mit Two-Table-Visualizer der zeigt welche Zeilen ins Ergebnis kommen, plus generierte SQL-Query und NULL-Handling.
Zeilen zu Gruppen zusammenfassen, pro Gruppe COUNT/SUM/AVG/MIN/MAX. HAVING als Filter auf Aggregaten. Mit Live-Tabelle die zeigt welche Zeilen ins Ergebnis fließen.
Daten modellieren BEVOR Tabellen entstehen. Entitäten, Beziehungen, Kardinalitäten (1:1, 1:n, n:m). Mit Visualizer der zeigt welche Tabellen-Struktur aus welcher Beziehung entsteht, inklusive Junction-Tables.
Wie aus einem ER-Diagramm ein konkretes Datenbank-Schema entsteht: 4 Transformations-Regeln (Entität→Tabelle, 1:N→FK, N:M→Junction, 1:1→FK+UNIQUE) und wo Beziehungs-Attribute landen. Mit Stepper der die 3 Klausur-Klassiker durchgeht.
Wie der Query Optimizer SQL-Anfragen umstellt, um schneller zu sein: logische Reorder (Selektions-Push-Down, Join-Reorder, Projektion früh) + physische Auswahl (Hash Join vs. Nested Loop). Mit Side-by-Side-Visualizer für naive vs. optimierte Pläne.
B-Baum als Standard-Index (O(log n) Suchzeit + Range-fähig) vs. Hash-Index (O(1) für Gleichheit, kein Range). Trade-off Lese-Speed vs. Schreib-Speed. Automatische Indizes auf PK/UNIQUE, Klausur-Falle bei FK. Mit B-Baum-Explorer der Such-Pfade live zeigt.
Subqueries (Sub-SELECTs) als das Brückenkonzept zwischen einfachem SQL und komplexer Datenanalyse: WHERE IN, WHERE EXISTS, korrelierte vs. unkorrelierte, Skalare Subqueries. Mit Explorer der Schritt für Schritt von der inneren zur äußeren Query führt.
Die 4 SQL-Standard-Isolation-Levels (Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read, Serializable) und welche Anomalien sie verhindern. Interaktive Matrix zeigt pro Zelle was passiert.
Was Transaktionen sind und welche 4 Garantien (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) sie geben. Mit Timeline-Visualizer der die drei Klausur-Anomalien zeigt: Lost Update, Dirty Read, Non-Repeatable Read.
Die mathematische Grundlage hinter SQL, 5 Grundoperatoren (Selektion σ, Projektion π, Join ⋈, Vereinigung ∪, Differenz −) genügen, um jede SQL-Query auszudrücken. Mit RA-Lab, das Schritt für Schritt komplexe Ausdrücke auf Beispieltabellen auswertet.
Das Werkzeug zum Erkennen von Normalform-Verletzungen und Schlüsselkandidaten. Schreibweise A → B, Armstrong-Axiome (Reflexivität, Verstärkung, Transitivität), Hüllen-Algorithmus, Schlüsselsuche. Mit FD-Explorer zum interaktiven Berechnen von Attribut-Hüllen.
Tabellen anomalie-frei machen, 1NF (atomare Werte), 2NF (volle Abhängigkeit vom PK), 3NF (keine transitiven Abhängigkeiten), BCNF (strengere 3NF). Interaktiver Stepper mit 4-Stufen-Tabellen-Transformation am Klassiker-Beispiel Studi-Kurs-Dozent.
Aus Geschäftsvorfall zum Buchungssatz: Aktiv-/Passivtausch, 4 Kontenarten, einfache + zusammengesetzte Sätze. Mit Beispielen und Klausur-Quiz.
Aktiva (Anlage-/Umlaufvermögen) links, Passiva (Eigen-/Fremdkapital) rechts: Bilanz-Tabelle, HGB §266, Eigenkapitalquote, goldene Bilanzregel.
GuV-Staffel nach § 275 HGB: Umsatzerlöse minus Aufwendungen, EBIT, Jahresüberschuss. Mit GKV vs UKV, GuV-Rechner und Klausur-Quiz.
Werteverzehr von Anlagevermögen über die Nutzungsdauer. Lineare, degressive und leistungsabhängige Abschreibung, plus GWG-Sofortabschreibung.
Vorsteuer und Umsatzsteuer als durchlaufende Posten. Brutto-Netto-Berechnung, Buchungssätze für Eingangs- und Ausgangsrechnungen, Zahllast.
Klassiker zur Abgrenzung: ungewisse Schulden (Rückstellungen) versus klar bestimmte Schulden (Verbindlichkeiten). Plus Eventualverbindlichkeiten.
ARAP & PRAP nach §250 HGB: periodengerechte Erfolgsabgrenzung mit Buchungssätzen, Voraus-Miete- und Versicherungs-Beispiel + Auflösung im Folgejahr.
Die acht GoB als Verfassung der Buchhaltung. Vollständigkeit, Richtigkeit, Klarheit, Unveränderlichkeit, Zeitnähe, Vorsicht, Going Concern, Stetigkeit.
Körperliche Bestandsaufnahme als Voraussetzung für die Bilanz. Verfahren (körperliche, Buch-, Stichproben-, permanente Inventur), Vereinfachungen und Inventurdifferenzen.
Die zwei Welten der Rechnungslegung. Bestandteile, Bewertungs-Unterschiede (Goodwill, F&E, Vorräte, Rückstellungen) und Anwendungsbereiche der beiden Standards.
Das Drei-Stufen-Modell der KLR: was sind die Kosten (Kostenarten), wo entstehen sie (Kostenstellen), wofür sind sie da (Kostenträger). Mit Betriebsabrechnungsbogen (BAB), Hilfs- und Hauptstellen, innerbetrieblicher Leistungsverrechnung. Pflichtmodul KLR in BWL, WI und WiIng.
Die wichtigste kurzfristige Entscheidungsrechnung der KLR. DB I (Stück-Beitrag), DB II (produkt-direkt-FC), Sortiments-Optimierung, Engpass-Entscheidungen mit DB pro Engpasseinheit. Klausur-Pflicht in BWL/WI/WiIng-KLR-Modulen.
Die zwei Grundverfahren der KLR im direkten Vergleich. Selbstkosten/Stück, Bestandsbewertung, Bestandsänderungen, kurzfristige Entscheidungs-Logik (Zusatzauftrag, Engpass) und langfristige Vollkostendeckung. Klausur-Klassiker im KLR-Modul.
Vor-, Rück- und Differenzkalkulation für den Handel. Vom Listeneinkaufspreis (LEP) über ZEP/BEP/Einstand/Selbstkosten/Barverkaufspreis zum Listenverkaufspreis (LVP). Inklusive 'im Hundert'-Mechanik für Skonto und Rabatt. Pflicht in BWL/WI/WiIng KLR-Modulen mit Handelsschwerpunkt.
Sonderform der Divisionskalkulation für Massenfertigung mit verwandten Produkten (Größenstaffel, Qualitätsstufen). Mechanik in 3 Schritten: RE pro Variante, Σ RE, Kosten pro RE, Stückkosten = Kosten/RE · ÄZ. Pflicht in BWL/WI/WiIng KLR-Vertiefung.
Verteilung von Gemeinkosten über Cost Driver (Anzahl Bestellungen, Rüstvorgänge, Qualitätsprüfungen) statt über Wertgrößen-Zuschläge. Klausur-Schwerpunkt: Quersubventionierung zwischen heterogenen Aufträgen aufdecken. Pflicht in BWL/WI/WiIng KLR-Vertiefung.
Soll-Ist-Vergleich der KLR mit Verbrauchs-, Beschäftigungs- und Gesamtabweichung. Plankosten, Sollkosten und verrechnete Plankosten unterschieden, Vorzeichen-Konvention für günstig/ungünstig. Klausur-Pflicht in BWL/WI/WiIng-KLR-Modulen.
Wie berechnet man Selbstkosten pro Stück? Einstufige + mehrstufige Divisionskalkulation für Massenfertigung, Zuschlagskalkulation mit MGK/FGK/VwGK/VtGK für Auftragsfertigung. Inklusive vollständiges Kalkulationsschema vom MEK zum Listenpreis. Klausur-Pflicht in BWL/WI/WiIng-KLR-Modulen.
BEP-Formel = Fixkosten ÷ Stück-Deckungsbeitrag. Gewinnschwelle, Sicherheitsabstand, Sensitivität bei Preis-/Fix-Änderung. Mit Plot + Klausur-Quiz.
Kapitalwert / NPV Schritt für Schritt: Formel, Diskontfaktor, Entscheidungsregel (NPV ≥ 0), Zinssatz-Sensitivität, mit Cashflow-Visualizer + Klausur-Quiz.
Kostenvergleich, Gewinnvergleich, Rentabilität. Statische Verfahren ohne Diskontierung, Klausur-Standard im Bachelor (Investition & Finanzierung).
Wann sind die kumulierten Cashflows gleich I₀? Statische und dynamische Pay-Back-Period, Interpolation, Schwächen der Methode. Klausur-Klassiker im Risiko-Fokus.
Renditeschwelle: r-Wert bei dem NPV = 0. NPV-Profil-Plot, lineare Interpolation, Vergleich zu Hurdle Rate. Verbindung NPV ↔ IRR. Klausur-Pflicht.
Konstante periodische Zahlung. Annuitäts-Faktor (ANF), Tilgungsplan, äquivalente jährliche Annuität (EAA) für Investitionsvergleich bei unterschiedlicher Laufzeit.
2x2-Matrix: Innen/Außenfinanzierung × Eigen/Fremdkapital. Selbstfinanzierung, Beteiligungsfinanzierung, Kreditfinanzierung. Mezzanine-Kapital, Leasing, Factoring.
Hebelwirkung von Fremdkapital auf die Eigenkapitalrendite. Leverage-Formel, Verschuldungsgrad, positiver vs. negativer Hebel, Risiko-Seite bei Konjunkturkrisen.
Capital Asset Pricing Model: erwartete Rendite als Funktion von Beta. Security Market Line, systematisches vs. unsystematisches Risiko, Marktrisikoprämie, Alpha. Master-Standard.
Marktorientierte Kostenrechnung: 'Marktpreis − Zielgewinn = Allowable Costs'. Statt klassisch 'Kosten + Aufschlag' wird Markt vorgegeben, Kosten sind das Ergebnis. Drifting vs. Allowable Costs, Kostenlücke und Senkungsmaßnahmen.
Eigenfertigung vs. Fremdbezug: Indifferenzmenge x* = K_f / (p − k_v), Entscheidungsregel oberhalb/unterhalb, qualitative Faktoren (Know-how, Qualität, Risiko, Skaleneffekte). Mit interaktivem Lab das Kostenkurven kreuzt.
Zwei GuV-Darstellungs-Methoden nach § 275 HGB: GKV produktionsorientiert (alle Aufwendungen + Bestandsveränderung), UKV absatzorientiert (Herstellkosten der verkauften Stücke). Beide ergeben gleichen Gewinn. Mit Side-by-Side-Calculator zum direkten Vergleich.
Konsolidierung mehrerer rechtlich selbständiger Unternehmen zu einer wirtschaftlichen Einheit. 4 Methoden (AK / Equity / Quote / Voll), 4 Konsolidierungsschritte (Kapital, Schulden, Zwischenergebnis, Aufwand/Ertrag), Goodwill HGB vs. IFRS. Mit Visualizer der Mutter+Tochter zu Konzern zusammenführt.
Geldströme über das Geschäftsjahr in drei Bereichen: operativ (laufendes Geschäft), investiv (Anlage-Käufe), finanzierend (Eigenkapital + Kredite). Indirekte Methode vom Jahresüberschuss. Mit Wasserfall-Visualizer der 4 Szenarien (Wachstum/Reife/Krise/Start-up) durchspielt.
Klassifikation der Bilanz-Aktiva: § 247 Abs. 2 HGB 'dauerhaft dem Geschäftsbetrieb dienen' = AV, sonst UV. 3 AV-Positionen (Immateriell/Sachanlagen/Finanzanlagen) + 4 UV-Positionen (Vorräte/Forderungen/Wertpapiere/Liquide). Mit interaktivem Klassifizier-Lab über 12 typische Bilanzposten.
Wenn Cashflows nicht deterministisch sind. Knight-Unterscheidung Risiko vs. Unsicherheit, 6 Methoden zur Risiko-Integration (Risikozuschlag, Erwartungswert/σ, Szenario, Sensitivität, Monte-Carlo, Realoptionen). Mit interaktiver Szenario-Analyse mit Wahrscheinlichkeits-Slidern.
Mathematische Theorie des optimalen Wertpapier-Mixes. Diversifikation reduziert unsystematisches Risiko, Korrelation bestimmt den Effekt, Effizienzlinie als Pareto-Optimum, Minimum-Varianz-Portfolio (MVP), systematisch vs. unsystematisch, Capital Market Line. Mit interaktivem Efficient-Frontier-Plot. Nobelpreis 1990.
Revolutionärer Theorem (1958/63): Unter idealen Bedingungen ist Kapitalstruktur irrelevant für den Unternehmenswert. M&M I (ohne Steuern, V_L = V_U), M&M II ($r_E$ steigt linear), M&M mit Steuern (V_L = V_U + tD). Erweiterungen: Trade-off-Theorie + Pecking-Order. Mit interaktivem 3-Kurven-Vergleich.
Mindest-Renditeforderung für jede Investition. WACC-Formel mit Eigen- + Fremdkapital + Steuer-Schild, Eigenkapitalkosten via CAPM (rf + β·(rm−rf)), Trade-off-Theorie zur optimalen Kapitalstruktur, EVA als Performance-Maß. Mit interaktivem WACC-Slider-Calculator.
Wie HGB-Vorsichtsprinzip in der Bilanz konkret wird: Niederstwertprinzip für Aktiva (Minimum von AK, Buchwert, Marktwert), Höchstwertprinzip für Passiva. Strenges NWP für Umlauf, gemildertes für Anlage. Mit interaktivem 3-Achsen-Visualizer.
Die wichtigste stetige Verteilung der Statistik. Glockenkurve, Standardisierung, Z-Score, 68-95-99,7-Regel und Tabellen-Lookup für Klausur-Aufgaben.
Binomialverteilung B(n,p) und Poisson-Verteilung Po(λ) mit Formel, Erwartungswert (np bzw. λ), Varianz und Approximationen Binomial→Poisson→Normal.
Bereich um den Stichprobenmittelwert, in dem der wahre Populationsmittelwert mit (1−α) Sicherheit liegt. Standard-Quantile, Wurzel-Gesetz, Stichprobenplanung, Klausur-Pflicht.
Datenbasierte Entscheidung über Behauptungen zur Population. Hypothesen H₀/H₁, einseitig vs. zweiseitig, z-Test, p-Wert, Fehler 1. und 2. Art, Klausur-Pflicht.
Hypothesentest für Mittelwerte bei unbekanntem σ. Drei Varianten (Ein-Stichproben, Zwei-Stichproben, Gepaart), t-Verteilung mit Freiheitsgraden, Klausur-Pflicht.
Misst Zusammenhänge zwischen zwei Variablen. Pearson für linearen Zusammenhang, Spearman für ordinale oder Ausreißer-behaftete Daten. Wertebereich −1 bis +1, plus Bestimmtheitsmaß r².
Regressionsgerade y = a + b·x mit OLS-Methode, Bestimmtheitsmaß R², Residuen-Plot, Gauss-Markov-Voraussetzungen + Klausur-Aufgaben. Mit interaktivem Plot.
Test für kategoriale Daten: passen beobachtete Häufigkeiten zu erwarteten? Drei Varianten (Anpassungs-, Unabhängigkeits-, Homogenitätstest), Σ(O−E)²/E, df = (r−1)(c−1).
Vergleich von Mittelwerten mehrerer Gruppen mit dem F-Test. Quadrat-Summen-Zerlegung SST = SSB + SSW, F = MSB/MSW, Voraussetzungen und Post-hoc-Tests.
Qualitativ vs. quantitativ, diskret vs. stetig, und vor allem die 4 Skalenniveaus (nominal/ordinal/intervall/verhältnis). Klausur-Klassifikator mit Entscheidungsbaum + Trainings-Spiel mit 12 Variablen. Pflicht-Basis für jede Statistik-Aufgabe, falsche Skala führt zu falschem Test und falschem Diagramm.
Mittelwert, Median, Modus + Spannweite, Varianz, Standardabweichung, IQR. Robustheits-Frage 'Mittelwert oder Median?' am interaktiven Lab mit Boxplot durchspielen, sieh wie ein Ausreißer den Mittelwert kippt, der Median ruhig bleibt. Klausur-Klassiker zu Stichproben- vs. Populationsvarianz und Quartil-Methoden.
Absolute vs. relative Häufigkeit, Histogramm-Erstellung, Bin-Breite-Wahl (Sturges/Scott/Freedman-Diaconis), kumulierte Häufigkeit als EDF. Interaktives Lab mit 4 Datensätzen (Normal/Bimodal/Schief/Ausreißer) und Bin-Slider, sieh wie Bimodalität bei zu wenigen Bins verschwindet und ab welcher Anzahl sie sichtbar wird.
Warum Stichprobenmittel annähernd normalverteilt sind, egal aus welcher Ausgangsverteilung. Wurzel-n-Regel, Standardfehler σ/√n, Z-Wert für Stichprobenmittel. Interaktiver Simulator mit Würfel/Exponential/Bimodal als Ausgang, der CLT in Echtzeit zeigt. Grundlage für jeden t-Test, jedes Konfidenzintervall und jede Stichproben-basierte Inferenz.
Bedingte Wahrscheinlichkeit P(A|B), Multiplikationssatz, Satz der totalen Wahrscheinlichkeit und Bayes-Theorem. Vier-Felder-Tafel als Klausur-Werkzeug, medizinischer Test als Klassiker, Falsch-Positiv-Falle bei seltenen Krankheiten.
Rechenregeln für E(X) und Var(X): Linearität, Skalierung mit a², Summen mit/ohne Unabhängigkeit, Verschiebungssatz, klassische E/Var je Verteilung.
Stetige Verteilungen: Dichte als Fläche, Exponentialverteilung mit Gedächtnislosigkeit, Gleichverteilung mit Erwartungswert und Varianz.
Maximum-Likelihood: Likelihood und Log-Likelihood, Score-Gleichung, ML-Schätzer für Bernoulli (p-Dach = k/n) und Normalverteilung, Eigenschaften (konsistent, effizient).
Multiple Regression: mehrere Prädiktoren, partielle Koeffizienten (ceteris paribus), OLS, R² und adjustiertes R², Multikollinearität und Dummy-Variablen.
Das fundamentale Modell der Mikroökonomie. Marktgleichgewicht aus Schnittpunkt der Kurven, komparative Statik bei Verschiebungen, Höchst- und Mindestpreise.
Wie stark reagiert die Menge auf Preisänderungen? Punkt- und Bogen-Elastizität, fünf Klassifikations-Klassen, Umsatz-Effekte und Determinanten der Preissensibilität.
Konsumentenmodell für zwei Güter mit Cobb-Douglas-Nutzenfunktion. Tangentialpunkt von Indifferenzkurve und Budgetgerade liefert das optimale Konsumbündel.
Optimale Konsumentscheidung über Grenznutzen pro Euro. Drei klassische Nutzenfunktionen (Cobb-Douglas, perfekte Substitute, perfekte Komplemente) mit unterschiedlichen Optima.
Vertiefung des Monopols: Cournot-Punkt mit Amoroso-Robinson, Lerner-Index als Marktmacht-Maß und drei Grade der Preisdiskriminierung (Reservationspreise, Block-Tarife, Marktsegmentierung). Plus natürliches Monopol mit Regulierungsoptionen.
Monopol, Oligopol (Cournot), Polypol + monopolistische Konkurrenz mit Vergleichs-Tabelle, Wohlfahrtsverlust-Grafik + Klausur-Quiz. Quelle: Pindyck.
Marktversagen bei externen Effekten: negative Externalitäten (CO2, Lärm) und positive (Bildung, Impfung) mit Pigou-Steuer/Subvention zur Korrektur. Plus Coase-Theorem, öffentliche Güter mit Free-Rider-Problem und Tragedy of the Commons.
Strategische Interaktion: Auszahlungsmatrix, dominante Strategien, beste Antwort, Nash-Gleichgewicht. Mit interaktiver 2×2-Matrix und vier Klausur-Klassikern (Gefangenendilemma, Battle of the Sexes, Hirschjagd, Matching Pennies).
Wie sich Produktionskosten mit der Menge verändern. Fixkosten, variable Kosten, Gesamt-/Durchschnitts-/Grenzkosten mit linearer und quadratischer Form. Plus Skaleneffekte, U-förmiges AC und die Schlüsselbeziehung MC=AC im AC-Minimum.
Eine Preisänderung wirkt über zwei Kanäle: relative Preisänderung (Substitutionseffekt) + reale Einkommens-Änderung (Einkommenseffekt). Hicks- und Slutsky-Zerlegung, normale vs. inferiore vs. Giffen-Güter, graphische Konstruktion mit Hilfs-Budgetgerade. Mit interaktiver Hicks-Zerlegungs-Visualisierung A→B→C.
Wann ist ein Marktergebnis effizient? Pareto-Effizienz und Pareto-Verbesserung als objektives Kriterium, Edgeworth-Box für 2-Akteur-Tauschsituationen, Kontraktkurve (Pareto-Kurve) und die 2 Hauptsätze der Wohlfahrtsökonomie. Mit interaktivem Edgeworth-Visualizer. Klausur-Klassiker zu Effizienz vs. Gerechtigkeit.
Wie Inputs Arbeit (L) und Kapital (K) zu Output Y werden. Cobb-Douglas Y = A · L^α · K^(1-α), Grenzprodukt mit Faustformel MPL = α·Y/L, Skalenerträge je Summe der Exponenten, Isoquanten und Grenzrate der technischen Substitution. Mit interaktivem Cobb-Douglas-Lab.
Bruttoinlandsprodukt (BIP) + Volkswirtschaftliche Gesamtrechnung (VGR, Destatis + ESVG 2010). 3 Berechnungsmethoden (Entstehungs- / Verwendungs- / Verteilungsrechnung) mit Pflicht-Ergebnis-Identität. Standard-Formel BIP = C + I + G + (X − M). Wirtschaftssektoren (Dienstleistungen ~65 %, Industrie ~22 %). Bruttowertschöpfung = Produktionswert − Vorleistungen (vermeidet Doppelzählung). Nominal vs. Real-BIP + BIP-Deflator. BIP pro Kopf + Wachstumsrate. BIP vs. BNE (Inland vs. Inländer). Grenzen des BIP (Schwarzarbeit, Haushaltsproduktion, Verteilung, Umwelt) + Alternative Wohlstandsmaße (HDI, GPI, Better Life Index). Mit interaktivem Sankey-Visualizer der 3 Berechnungsmethoden + Deutschland-2024-Daten.
Fundamentales Mental-Modell der Makroökonomik. Sektoren (Haushalte / Unternehmen / Staat / Ausland + Banken). Modell-Stufen: 2-Sektoren (Y = C), 3-Sektoren mit Staat (Y = C + I + G + (T − Tr)), 4-Sektoren mit Ausland (Y = C + I + G + (X − M), die Standard-BIP-Formel). Geld- und Güterströme entgegengesetzt. Sparen-Investitions-Identität (S = I ex post). Erweitert: Lecks = Injektionen (S + T + M = I + G + X). Drei-Bilanzen-Identität ((S−I) + (T−G) + (M−X) = 0, DE 2024: Sparüberschuss + Staatsdefizit + Exportüberschuss). Multiplikator-Effekt (1/(1−c)). Strom- vs. Bestandsgrößen-Unterscheidung. Mit interaktivem 2/3/4-Sektoren-Visualizer (Geld- vs. Güterstrom toggleable).
Inflation als anhaltender Preisanstieg, gemessen via VPI (Laspeyres, Destatis, 2020-Basis) bzw. HVPI (EU) / BIP-Deflator / PPI / Kerninflation. Inflations-Arten nach Höhe (schleichend < 5 %, trabend 5-10 %, galoppierend 10-50 %, Hyperinflation > 50 %/Monat Cagan-Definition, Deflation, Disinflation, Stagflation). Ursachen-Theorien: Demand-Pull (AD↗, P↑Y↑), Cost-Push (AS↖, P↑Y↓ = Stagflation), Quantitätstheorie (Fisher M×V=P×Y, Friedman 'monetäres Phänomen'), Erwartungs-Inflation (adaptive Friedman vs. rationale Lucas). Wirkungen (Schuldner-Gläubiger-Umverteilung, Menü-Kosten, kalte Progression). Phillips-Kurve (kurzfristig Trade-Off, langfristig vertikal bei NAIRU, Stagflation 1970er als Bruch). EZB-Ziel 2 % symmetrisch (Strategie-Review 2021). DE-Geschichte (1923 Hyperinflation, 2022 Energie-Spike 8.7 %, 2024 nahe Ziel). Mit interaktivem Visualizer (VPI-Warenkorb-Berechnung + AD/AS-Schock-Diagramm).
Arbeitsmarkt-Grundlagen aus makroökonomischer Sicht. Definitionen (ILO vs. BA, Erwerbspersonen = Erwerbstätige + Arbeitslose, AL-Quote u = Arbeitslose / Erwerbspersonen, stille Reserve raus). 4 Arten der Arbeitslosigkeit (friktionell = Sucharbeitslosigkeit / strukturell = Mismatch / konjunkturell = keynesianisch / saisonal). Nur konjunkturelle AL ist mit Geld-/Fiskalpolitik bekämpfbar. Natürliche AL-Quote (Friedman/Phelps 1967/68) ≈ friktionell + strukturell + saisonal. NAIRU = Non-Accelerating Inflation Rate of Unemployment. Beveridge-Kurve (u vs. Vakanzenquote v, fallend hyperbel-artig), Bewegung auf Kurve = Konjunktur, Verschiebung der Kurve = Mismatch/Strukturwandel. Lohnstarrheit-Theorien (Effizienzlohn Shapiro/Stiglitz 1984, Insider-Outsider Lindbeck/Snower 1986, implizite Verträge). Mindestlohn DE 12.41 €/h (2024) + Card/Krueger 1994. Hartz-Reformen als Beispiel für struktur-orientierte Politik. Mit interaktivem Visualizer (Arten-Stacked-Bar mit Definitionen + Beveridge-Kurve mit 4 Konjunktur-Zuständen).
Geldmarkt als Aufeinandertreffen von Geldnachfrage + Geldangebot, Preis = Zinssatz. 3 klassische Geldfunktionen (Tauschmittel + Recheneinheit + Wertaufbewahrung). EZB-Geldmengen-Aggregate (M0 Basisgeld, M1 Bargeld+Sichteinlagen, M2 +Termin- + Spareinlagen, M3 +Repos+Geldmarktfonds als EZB-Hauptsteuergröße, M0⊂M1⊂M2⊂M3). Keynes' Liquiditätspräferenz mit 3 Motiven (Transaktionskasse Y-getrieben + Vorsichtskasse Y-getrieben + Spekulationskasse stark i-abhängig). Geldnachfrage-Formel Md = P × L(Y, i). Zwei-stufiges Geldangebot (EZB schafft M0 via OMO + HRG + Refi-Fazilität / Banken schaffen Buchgeld bei Kreditvergabe). Geldschöpfungs-Multiplikator (vereinfacht m = 1/r, erweitert m = (1+c)/(c+r) mit Bargeldquote c, EZB-Reservesatz r = 1% seit 2012, realer Multiplikator ~10). Bundesbank-Korrektur (April 2017) zum Mythos 'Banken verleihen Spareinlagen'. Geldmarktgleichgewicht (Md=Ms→i*). Liquiditätsfalle bei i≈0 (Japan 1990er, USA 2008-2015, EU 2014-2022, Geldpolitik wirkungslos). Mit interaktivem Visualizer (Aggregate-Pyramide mit Eurozone-2024-Daten + Multiplikator-Slider + Geldnachfrage-Diagramm).
Außenhandels-Theorie + Wechselkurse als internationale Makro-Erweiterung. Ricardo 1817 komparativer Vorteil (selbst bei einseitiger absoluter Überlegenheit lohnt sich Handel wegen Opportunitätskosten-Differenzen, Spezialisierung erhöht Gesamtproduktion). Heckscher-Ohlin 1919/1933 (Länder exportieren Güter ihrer reichlich vorhandenen Faktoren intensiv). Zahlungsbilanz-Aufbau (Handelsbilanz Warenexporte−Importe / Dienstleistungsbilanz / Primäreinkommen Zinsen+Dividenden / Sekundäreinkommen Transfers+EU-Beiträge = Leistungsbilanz / Vermögensänderungsbilanz / Finanzierungsbilanz mit Identität Summe = 0). DE-Leistungsbilanz +260 Mrd. € ~6% BIP seit 2002 (EU-Procedure-Threshold 6% überschritten, Kritik 'Saving Glut'). Wechselkurs-Begriffe (Mengen- vs. Preisnotierung EZB vs. US-Standard, Aufwertung €/$ steigt → DE-Güter teurer → Exporte↓ Importe↑, Abwertung umgekehrt, Real-Wechselkurs e_real = e_nominal × P_aus/P_in). Wechselkurs-Systeme (flexibel/Floating EUR-USD seit 1973, fest/Pegs wie Schweiz-Frank-Floor 2011-2015, Currency Board Hongkong-USD, Dollarisierung). Eurozone (gemeinsame Währung, Mitglieder verlieren Geldautonomie + Wechselkurs-Tool → Optimum-Currency-Area Mundell 1961). PPP-Theorie (absolut e = P_in/P_aus, relativ Δe = π_in − π_aus, Big Mac Index The Economist seit 1986, empirisch langfristig gültig kurzfristig stark abweichend). Zinsparität (gedeckt CIP gilt empirisch sehr gut wegen Arbitrage, ungedeckt UIP gilt schlecht = 'Forward Premium Puzzle' Carry-Trade-Anomalie). Mundell-Fleming als IS-LM in offener Wirtschaft + Mundell-Trilemma (nur 2 von 3: freier Kapitalverkehr / fester Kurs / Geldautonomie, Bretton Woods opferte 1, Eurozone opfert 3, Floating opfert 2). J-Kurven-Effekt (Abwertung verschlechtert Handelsbilanz erst kurzfristig, verbessert nach 6-18 Monaten wenn Marshall-Lerner |ε_X|+|ε_M|>1 erfüllt). Mit interaktivem Visualizer (€/$-Wechselkurs-Slider mit Live-Anzeige Export-/Import-Effekte + DE-Zahlungsbilanz-2024-Komponenten).
Konjunkturzyklen + Stabilisierungspolitik. 4 Phasen-Zyklus (Aufschwung / Boom / Abschwung / Rezession) mit Output-Lücke (Y_actual − Y_potential) als zentrales Steuerungs-Konzept. Rezessions-Definition (2 BIP-Quartale negativ NBER, Depression bei >10% BIP-Verlust). Konjunktur-Indikatoren in 3 Gruppen (Frühindikatoren: ifo + ZEW + PMI + Auftragseingänge / Gleichlaufend: BIP + Industrieproduktion / Nachlaufend: AL-Quote + Insolvenzen). Fiskalpolitik-Instrumente: 1) Automatische Stabilisatoren (progressive ESt + AL-Versicherung + KuG als DE-Spezialität + Sozialhilfe + MWSt, Wirkung 25-40% Schock-Dämpfung, sofort ohne Beschluss). 2) Diskretionäre Politik (Konjunkturpakete I+II 2008/09 mit 62 Mrd. € + Corona-Paket 2020-22 + Abwrackprämie + Energiepreisbremse 2022 + Infrastruktur-Investitionen, 6-12 Monate Implementierungs-Lag). Fiskal-Multiplikator m_G = ΔY/ΔG (IMF Blanchard/Leigh 2013: 0.5-1.5 normal, 1.5-3.0 in Liquiditätsfalle wegen kein Crowding-Out + Hysterese-Effekte). Konsolidierungs-Dilemma Austerity vs. Stimulus (EU-Süden 2010-13 als Lehrstück für unterschätzte negative Austerity-Effekte). Deutsche Schuldenbremse Art. 109+115 GG seit 2009 (Bund 0.35% BIP strukturell, Länder Null ab 2020, Konjunkturkomponente, Notlagen-Ausnahme Corona 2020-22 + Energiekrise 2022 + Sondervermögen-Trick 100 Mrd. € Bundeswehr 2022). EU-Stabilitäts- und Wachstumspakt (Maastricht: Defizit ≤ 3% BIP, Schulden ≤ 60% BIP, Praxis mehrfach gelockert, 2024-Reform mit längeren Konsolidierungspfaden). Geld- vs. Fiskal-Aufgabenteilung (Normal: Geld primär / Rezession: beide / Liquiditätsfalle: Fiskal primär Krugman / Boom: beide restriktiv). Mit interaktivem Visualizer (Sinus-Konjunkturkurve mit 4 klickbaren Phasen-Punkten plus Tab für automatische vs. diskretionäre Fiskal-Instrumente + Schuldenbremse + SWP).
Standard-Langfrist-Wachstumsmodell nach Solow 1956 (Nobelpreis 1987). 8 Annahmen (geschlossene Wirtschaft + Vollbeschäftigung + konstante Sparquote s + Bevölkerungswachstum n + Abschreibung δ + Technologie-Wachstum g + konstante Skalenerträge CRS + abnehmender Grenzertrag des Kapitals). Cobb-Douglas-Produktionsfunktion Y = A·K^α·L^(1-α) mit α ≈ 0.33 (Kapital-Einkommensanteil). Pro-Kopf-Form y = f(k) = k^α mit k = K/(AL). Kapital-Akkumulationsgleichung Δk = s·f(k) − (n+δ+g)·k. Steady-State-Bedingung s·f(k*) = (n+δ+g)·k* mit Cobb-Douglas-Lösung k* = (s/(n+δ+g))^(1/(1-α)). Konvergenz zum Steady-State (stabiles Gleichgewicht, ~5% pro Jahr, Halbwertszeit ~14 Jahre). Goldene Regel (Phelps 1961): s_gold = α maximiert Steady-State-Konsum c* (Industrieländer sparen meist UNTER goldener Regel, China DARÜBER = dynamische Ineffizienz). Vergleichende Statik (s↑ → k*↑, n↑/δ↑ → k*↓, g↑ → k*↓ aber Y/L wächst dauerhaft schneller). Solow-Residuum (ΔA/A indirekt aus Wachstums-Buchhaltung, empirisch DACH 1990-2024 ~60% des BIP-Wachstums = Technologie). Konvergenz-Hypothesen (absolute Konvergenz widerlegt durch Pritchett 1997, Conditional Convergence Barro 1991 für OECD+EU, Klubs der Konvergenz). Grenzen (Solow erklärt Technologie als EXOGEN → endogene Wachstumstheorie Romer 1990 + Lucas 1988 mit R&D + Humankapital + Spillovers). Mit interaktivem Visualizer (Steady-State-Diagramm mit y=f(k) + s·f(k) + (n+δ)·k Kurven + Slider für s, n, δ + Live-Berechnung k*, y*, c*, i*).
AD-AS-Modell als Verbindung von Output Y und Preisniveau P. 3 Kurven: AD (aggregierte Nachfrage, fallend in P wegen Realsaldoeffekt + Zinseffekt + Wechselkurseffekt, Verschiebung durch G/T/M/Vertrauen/Exporte). SRAS (Short-Run Aggregate Supply, kurzfristig steigend wegen Lohn-/Preis-Starrheit, Verschiebung durch Lohn-Erhöhungen + Energie-Schocks + Produktivität + Inflations-Erwartungen). LRAS (Long-Run Aggregate Supply, vertikal bei natürlichem Output-Level Y_n, nur durch reale Faktoren Kapitalstock/Bevölkerung/Technologie/Strukturreformen verschoben). Kurzfristiges Gleichgewicht AD∩SRAS bei (Y*, P*) erlaubt Konjunktur-Lücken (Y ≠ Y_n). Langfristig: SRAS passt sich an bis Y = Y_n via Erwartungs-Anpassung. Schocks-Klassifikation (AD-Schock: Y und P gleichgerichtet / AS-Schock: Y und P gegengerichtet, daher negative AS-Schock = Stagflation Y↓+P↑ wie Ölkrise 1973+2022). Politik-Implikationen (expansive Geld-/Fiskalpolitik wirkt kurzfristig auf Y, langfristig nur auf P = Neutralität des Geldes Friedman/Phelps 1968, vertikale langfristige Phillips-Kurve). EZB-Reaktion 2022 (Stagflations-Dilemma → Inflations-Bekämpfung priorisiert wegen single mandate Art. 127 AEUV). Verbindung zur Phillips-Kurve. Mit interaktivem Visualizer (AD/SRAS/LRAS-Diagramm + 4 Schock-Buttons inkl. Stagflation + Toggle kurz- vs. langfristige Anpassung mit Verschiebungs-Vergleich).
Standard-Kurzfrist-Modell der Makroökonomik nach Hicks 1937. IS-Kurve (Investment-Savings = Gütermarktgleichgewicht Y = C(Y-T) + I(i) + G + NX, fallend in i mit Steigung -b/(1-c_1), Verschiebung durch G/T/Vertrauen/Exporte). LM-Kurve (Liquidity-Money = Geldmarktgleichgewicht M/P = L(i, Y) = kY - hi, steigend in i, Verschiebung durch M/P). Simultanes Gleichgewicht (Y*, i*) als Schnittpunkt beider Märkte. Politik-Wirkungen: Fiskalpolitik G↑ → IS rechts → Y↑+i↑ mit TEILWEISEM Crowding-Out (private Investitionen sinken durch i↑). Geldpolitik M↑ → LM rechts/unten → Y↑+i↓ ohne Crowding-Out. Restriktive Geldpolitik M↓ → LM links/oben → Y↓+i↑. Policy Mix G↑+M↑ → Y↑↑ + i konstant (geldpolitische Akkommodation, Beispiel Corona 2020). Crowding-Out-Detail (vollständig bei vertikaler LM klassisch / kein Crowding-Out bei horizontaler LM in Liquiditätsfalle Japan/USA-2008/EU-2014, Krugman-Argument). Fiskal-Multiplikator im IS-LM = 1/(1−c_1+bk/h) (kleiner als reiner 1/(1−c_1) wegen Crowding-Out). Limits + Lucas-Kritik 1976 (keine Erwartungen, keine Mikrofundierung → IS-LM überschätzt Effekte, daher moderne NK-DSGE-Modelle als Ergänzung). Kurzfrist-Annahme fixer Preise. Mit interaktivem Visualizer (Slider G + M, 4 Politik-Presets Ausgangslage/Fiskal-expansiv/Geld-expansiv/Policy Mix, IS+LM-Diagramm mit Y*, i*-Punkt + Verschiebungs-Vergleich zur Ausgangslage).
EZB-Geldpolitik mit Instrumenten + Transmission. Eurosystem-Struktur (EZB + 20 nationale Notenbanken + EZB-Rat + Direktorium unter Lagarde). Primärziel Preisstabilität (Art. 127 AEUV) seit Strategy Review Juli 2021 als '2% symmetrisch mittelfristig' (vorher 'below but close to 2%'). 3 Instrumenten-Kategorien: 1) Offen-Markt-Operationen (HRG wöchentlich = MRO-Hauptzins / LRG 3-Monate + TLTRO / APP+PEPP als QE-Programme), 2) ständige Fazilitäten (Spitzenrefinanzierung MLF Obergrenze / Einlagefazilität DFR Untergrenze des Zinskorridors), 3) Mindestreservepflicht (1% seit 2012). 4 Transmissions-Kanäle (Zins / Kredit / Vermögen Wealth Effect / Wechselkurs) mit 12-18 Monaten Lag (Friedman 'long and variable lags'). Spezielle Instrumente seit 2008 (QE über APP 3.3 Bil. € 2015-2022 + PEPP 1.7 Bil. € 2020-2024 / Forward Guidance Draghi 2012 'whatever it takes' / negative DFR 2014-2022 bis -0.5%). Taylor-Regel i = r* + π + 0.5(π−π*) + 0.5×Output-Lücke als Faustformel mit 1.5× Inflations-Multiplikator. Klausur-Stolpersteine: EZB hat KEIN dual mandate (nur Preisstabilität, Fed hat dual mandate), QE ≠ Gelddrucken (Reserven-Schöpfung, nicht zwingend M3-Wachstum), Lag von 12-18 Monaten, MLF>MRO>DFR-Hierarchie. Mit interaktivem Visualizer (6 Instrumente-Cards + 4-Kanäle-Flowchart + EZB-MRO-Zeitreihe 2008-2025 mit Events).
Moderne Marketing-Disziplin mit messbarem ROI. SEM (SEO + SEA), Social Media, Content Marketing, E-Mail (höchster ROI!), Display, Programmatic, Affiliate, Mobile, Influencer (Nano-Macro). KPIs (CTR, CPC, CR, CAC, CLV, ROAS), Customer Journey 5 Phasen, DSGVO + Cookie-Phase-Out + 1st-Party-Daten. Mit Customer-Journey-Visualizer.
Standard-Tool für strategische Standortbestimmung: Strengths (interne Stärken) + Weaknesses (interne Schwächen) + Opportunities (externe Chancen) + Threats (externe Bedrohungen). TOWS-Matrix für Strategie-Ableitung (SO/ST/WO/WT). Mit Tesla-SWOT als interaktivem 4-Quadranten-Beispiel.
Boston Consulting Group's klassisches Portfolio-Analyse-Tool (1970). 4 Felder (Stars, Cash Cows, Question Marks, Dogs) nach Marktwachstum × relativer Marktanteil, mit Cash-Flow-Logik (Cows finanzieren Stars), Strategien pro Feld, Limitationen + GE/McKinsey-Erweiterung. Mit interaktivem Apple-Produkt-Plot.
Marke = funktional + emotional + strategisch. Brand Equity-Modelle (Aaker's 5 Dimensionen, Interbrand-Ranking), 5 Marken-Strategien (Einzel/Familien/Dach/Mehrmarken/Co-Branding), Marken-Architektur (Branded House vs. House of Brands), Marken-Funktionen für Konsumenten + Unternehmen, NPS + Brand Lift. Mit Architektur-Diagramm-Visualizer.
Der 4. P im Marketing-Mix. 8 Kommunikations-Instrumente (Werbung, Sales Promotion, PR, Persönlicher Verkauf, Direct Marketing, Sponsoring, Content, Social Media), Kommunikations-Modell (Sender-Botschaft-Kanal-Empfänger-Feedback), IMC-Prinzip (Integrated Marketing Communications), Mediaplanung (Reach/Frequency/GRP/CPM/CPC). Mit Mix-Wheel-Visualizer für alle 8 Instrumente.
Wie kommt das Produkt vom Hersteller zum Kunden? Vertriebskanäle (direkt vs. indirekt, 0/1/2-stufig), Vertriebs-Intensität (intensiv/selektiv/exklusiv), Multi-Channel + Omnichannel, Push vs. Pull-Strategie, Logistik (Lager/Transport/Last-Mile), E-Commerce-Spezifika (D2C, Long-Tail). Mit interaktivem Vertriebskanal-Visualizer.
Der einzige 4P-Hebel, der Umsatz generiert. 3 Preisbildungs-Ansätze (Kosten-/Nachfrage-/Konkurrenz-orientiert), Markteintritts-Strategien (Skimming vs. Penetration), Preisdifferenzierung nach Zeit/Raum/Person/Menge/Version, psychologische Preise (Schwellen, Anker, Decoy), Yield Management, Preiselastizität. Mit interaktivem Elastizitäts-Plot.
Das klassische 4-Phasen-Modell für die Umsatz-Entwicklung von Produkten: Einführung → Wachstum → Reife → Degeneration. Pro Phase typische Marketing-Strategien + 4P-Wahlen, S-Kurve als Standard + Varianten (Fad, Plateau, Re-Launch), Strategien zur Lebenszyklus-Verlängerung. Mit interaktivem PLZ-Plot.
Warum kaufen Menschen? Klassisches AIDA-Modell (Attention-Interest-Desire-Action, Lewis 1898) als Werbe-Wirkungs-Stufen, Erweiterungen AIDAS/AIDCAS, 4 Kaufentscheidungs-Typen (extensiv/limitiert/habitualisiert/impulsiv), 4 Einflussfaktor-Kategorien (kulturell/sozial/persönlich/psychologisch), Maslow-Bedürfnis-Pyramide. Mit interaktivem AIDA-Funnel.
Die strategische Marketing-Logik schlechthin: Segmentation (Markt teilen) → Targeting (Segment wählen) → Positioning (Wahrnehmung gestalten). 4 Segmentierungs-Kriterien (DGPV), 3 Targeting-Strategien (undifferenziert/differenziert/konzentriert), Positionierungs-Statement-Format. Mit interaktivem Positionierungs-Diagramm für deutschen Auto-Markt.
Systematische Datenerhebung über Markt, Kunden, Konkurrenten. 4 Klassifikations-Achsen (Primär/Sekundär, Qualitativ/Quantitativ), 5 Erhebungsmethoden (Befragung, Beobachtung, Experiment, Tiefeninterview, Fokusgruppe), Stichprobenverfahren, 5-Schritte-Prozess. Mit interaktiver 2×2-Matrix-Visualisierung.
Das 4P-Modell von McCarthy (1960) als Standard für Marketing-Planung: Product, Price, Place, Promotion. Bei Services erweitert um People, Process, Physical Evidence (7P). Mit 4P-Wheel-Visualizer + Tesla/Aldi-Vergleich für unterschiedliche konsistente Mixe. Klausur-Pflicht in 14/17 WInf-BWL-Studiengängen.
WI als Brückendisziplin zwischen Informatik und BWL. WKWI-Definition, 3 Säulen (Informatik / BWL / WI-im-engen-Sinn), Job-Profile (IT-Berater, Business Analyst, ERP-Berater), Abgrenzung zu reiner Informatik und reiner BWL. Mit interaktivem Venn-Diagramm.
Definition des Informationssystems nach dem MAT-Konzept (Mensch + Aufgabe + Technik). Soziotechnischer Charakter, Daten/Information/Wissen-Pyramide, Arten von IS (operativ/analytisch/kommunikativ), IS vs. IT vs. EDV. Mit interaktivem MAT-Visualizer an 4 konkreten Beispielen (Shop, ERP, BI, CRM).
Strukturierung von Informationssystemen in Schichten (Layers) und Sichten (Views). 3-Schichten-Modell (Präsentation/Anwendung/Daten), ARIS-Architektur (Scheer 1992) mit 5 Sichten (Daten/Funktion/Organisation/Steuerung/Leistung) × 3 Ebenen (Fach/DV/Implementierung). Plus TOGAF, Zachman. Mit interaktivem ARIS-Haus.
Die wichtigsten betrieblichen Anwendungssysteme: ERP (Enterprise Resource Planning, integriert), CRM (Customer Relationship Management, kundenorientiert), SCM (Supply Chain Management, lieferketten), BI (Business Intelligence, analytisch). Marktführer (SAP, Salesforce, Oracle, MS Dynamics), SAP-Module (FI/CO/MM/SD/PP/HR), On-Premise vs. Cloud. Mit interaktivem System-Vergleich.
Ethische und gesellschaftliche Implikationen der IT. Privatsphäre + DSGVO, Algorithmic Bias (Amazon-KI, COMPAS), Big-Tech-Macht (GAFAM), Filter-Blasen (Pariser 2011), Automatisierung + Arbeitsmarkt (Frey/Osborne), Nachhaltigkeit + Green IT, Verantwortung + Haftung, Digital Divide. EU AI Act, Asilomar-Prinzipien. Mit Ethik-Themen-Explorer.
Top-10-Berufsbilder für WInf-Absolventen: IT-Berater, Business Analyst, ERP-Berater, Data Analyst, Product Owner, Software-Entwickler, IT-Projektleiter, IT-Architekt, Sales Engineer, CIO. 3 Karriere-Pfade (Tech/Business/Product), Big 4 + MBB Beratungen, Gehalts-Entwicklung 50k→200k+ €, Master vs. Bachelor, Zertifizierungen. Mit Karrierepfad-Explorer.
Unternehmens-Definition (Gutenberg), klassische Funktionsbereiche (Beschaffung/Produktion/Marketing/Personal/Finanzen/Rewe/F&E/IT), Porters Wertkette (1985) mit 5 primären + 4 unterstützenden Aktivitäten + Marge, 3-Sektoren-Modell (Primär/Sekundär/Tertiär+Quartär), KMU-Definition (< 250 MA, < 50 Mio. €). Mit interaktivem Wertkette-Visualizer.
Klausur-Klassiker: Einzelunternehmen, Personengesellschaften (GbR/OHG/KG) und Kapitalgesellschaften (GmbH/UG/AG/KGaA). Mindestkapital (UG 1 €, GmbH 25 k, AG 50 k), Haftung (unbeschränkt vs. beschränkt), Organe, Steuern (KSt vs. ESt), Bilanzpflicht. Plus GmbH & Co. KG, Genossenschaft, SE. Mit interaktiver Rechtsformen-Matrix.
Die 5 grundlegenden Unternehmens-Entscheidungen: 1) Standortwahl (Behrens-Faktoren, Nutzwertanalyse), 2) Rechtsform, 3) Betriebsgröße (Economies of Scale, EU-Größenklassen), 4) Kooperation/Konzentration (Lieferant→Allianz→JV→Konzern, Fusion vs. Akquisition), 5) Unternehmensziele (Sach/Formal/Human/Sozial). Mit interaktivem Nutzwertanalyse-Lab.
HRM-Grundlagen: 7 HR-Funktionen (Planung, Beschaffung, Einsatz, Entwicklung, Vergütung, Führung, Freisetzung), Motivations-Theorien (Maslow 5 Stufen, Herzberg 2 Faktoren, McGregor X-Y, Deci/Ryan SDT), Führungsstile, Vergütungs-Komponenten + Lohngerechtigkeit, deutsches Arbeitsrecht (KSchG, ArbZG, MuSchG, Mindestlohn). Mit interaktivem Motivations-Theorien-Vergleich.
Ethik im Unternehmens-Kontext. Shareholder vs. Stakeholder-Theorie (Friedman 1970 vs. Freeman 1984), CSR-Pyramide (Carroll), ESG-Kriterien (Environmental/Social/Governance), klassische ethische Theorien (Utilitarismus/Deontologie/Tugendethik), bekannte Skandale (Enron/Wirecard/VW Dieselgate), Lieferketten-Gesetz (LkSG 2023), Greenwashing, Whistleblowing. Mit Stakeholder-Explorer an 4 Skandalen.
BPMN-Standard (OMG 2011): 4 Element-Kategorien (Flow Objects / Connecting Objects / Swimlanes / Artifacts). Aktivität (Rechteck), Ereignis (Kreis), Gateway (Raute), Sequenzfluss vs. Nachrichtenfluss, Start/Zwischen/End-Events durch Rand-Dicke, XOR vs. AND vs. OR Gateways, Subprozesse, Task-Typen (User/Service/Manual/etc.). Mit interaktivem BPMN-Elemente-Explorer.
BPMN Swimlanes + Komplexitäts-Management: Pool = Organisation, Lane = Rolle/Abteilung in einer Org. Pools kommunizieren NUR über Nachrichtenfluss (gestrichelt). Subprozesse als Collapsed/Expanded/Call-Activity/Event-Sub-Process. Black-Box-Pool für externe Organisationen. Marker für Loop/Multi-Instance/Ad-Hoc/Compensation. Mit interaktivem Pools-Lanes-Builder (3 Szenarien).
EPK (Scheer 1992) als Teil der ARIS-Methodik: streng alternierende Kette von Ereignissen (Sechseck, passiv) und Funktionen (Rechteck, aktiv). 3 Konnektoren (XOR/AND/OR) mit Regeln (XOR/OR nur nach Ereignis). Erweiterungs-Elemente: Organisationseinheit, Informationsobjekt, IS. EPK vs. BPMN-Vergleich. Mit interaktivem EPK-Online-Bestellungs-Beispiel.
Zyklische BPM-Methodik: 5 Phasen (Design / Konfiguration / Ausführung / Monitoring / Optimierung). Nach Optimierung zurück zu Design, kontinuierliche Verbesserung. Dumas-Variante mit 6 Phasen (Identification/Discovery/Analysis/Redesign/Implementation/Monitoring). PPI (Durchlaufzeit, Wartezeit, Auslastung, Fehlerrate). Process-Mining mit Celonis. CMMI-Reifegrade. Mit interaktivem Kreislauf-Diagramm.
Systematische Untersuchung von Prozessen mittels qualitativer (Value-Added, Lean 7 Muda, Ishikawa 6M, Stakeholder-Interviews) und quantitativer Analyse (Process-Mining mit Celonis, Simulation, PPIs). Bottleneck-Erkennung via Theory of Constraints (Goldratt 5 Schritte). Process Cycle Efficiency (PCE) = Bearbeitung/Durchlaufzeit, typisch nur 5-20 %. Mit interaktiver Bottleneck-Heatmap.
Foundation-Topic: Davenport-Definition (1993), 5 Bestandteile (Input/Aktivitäten/Ressourcen/Output/Kunde), Prozess-Typen (Kern/Unterstützung/Führung), Strukturiertheit (Routine/Regel/Wissensbasiert), Prozess-Hierarchie (Wertschöpfungskette→Hauptprozess→Teilprozess→Aktivität), End-to-End-Prozesse (O2C, P2P, H2R, L2C, I2M), Prozess vs. Projekt vs. Funktion. Mit interaktivem End-to-End-Explorer.
ESIA-Schema (Eliminieren / Simplifizieren / Integrieren / Automatisieren) als Standardrepertoire. Inkrementell (Kaizen, Imai) vs. radikal (BPR, Hammer/Champy 1993). 7 R von Hammer & Champy. Zielsystem 4 Dimensionen (Zeit/Kosten/Qualität/Flexibilität). Lean Six Sigma DMAIC-Zyklus. Workflow-Management-Systeme (Camunda/Bizagi/Signavio). Mit interaktivem Before/After-Vergleich der 4 Strategien.
Architektur integrierter Informationssysteme (Scheer 1992): 5 Sichten (Daten/Funktion/Organisation/Steuerung/Leistung) × 3 Ebenen (Fachkonzept/DV-Konzept/Implementierung) = 15 Modellierungs-Felder. Steuerungs-Sicht als Herz. Modellierungs-Sprachen pro Feld (ERM/Funktionsbaum/Organigramm/EPK/Leistungsbaum). HOBE-Vorgehensmodell, Y-Modell für Produktion. ARIS vs. BPMN vs. UML. ARIS-Toolset-Historie (IDS Scheer → Software AG → Silver Lake). Mit interaktiver 5×3-Modellierungs-Matrix.
Aus Worten Modelle machen: 4-Schritt-Schema (Variablen mit Einheiten → Restriktionen inkl. Nichtnegativität → Zielfunktion → Modell). 5 klassische LP-Typen (Produktion / Mischung / Transport / Zuordnung / Schicht). Standardform für Simplex mit Schlupf-/Überschussvariablen. Operator-Mapping (höchstens → ≤, mindestens → ≥). Mit interaktivem Modellierungs-Workshop an 3 Klausur-Klassikern (Möbel-Produktion / Tierfutter-Mischung / Call-Center-Schichten).
Integer Programming (IP) als LP mit Ganzzahligkeits-Restriktion. 3 Typen (reines IP / gemischt MIP / 0-1-IP binär). LP-Relaxation als Schranke (obere bei max, untere bei min). Integrality Gap. Klassische 0-1-Probleme (Knapsack, TSP, Set-Cover, Assignment). Big-M-Methode für logische Verknüpfungen. NP-Schwere vs. praktische Lösbarkeit (Gurobi/CPLEX). Hungarian Algorithm für Assignment in O(n³). Mit interaktivem Gitterpunkt-Visualizer LP-Relaxation vs. IP-Optimum.
Primal-Dual-Konstruktion (A → A^T, c ↔ b, max ↔ min, ≤ ↔ ≥). 3 Dualitätstheoreme (schwach / stark / komplementärer Schlupf). Schattenpreise als Dual-Variablen + Wert pro Ressourcen-Einheit. Sensitivitäts-Analyse (Δz* = y* · Δb innerhalb Bereich). Symmetrie Dual(Dual(P)) = P. Mit interaktivem Side-by-Side-Visualizer Primal/Dual + RHS-Slider + Live-Schattenpreise.
Klassisches Transport-Problem (Hitchcock 1941, Kantorovich 1939): min Kosten Σ Σ cᵢⱼ xᵢⱼ unter Angebot + Bedarf-Restriktionen. Balanciertheit + Dummy-Einsatz. 2-Phasen-Algorithmus: Start-Heuristiken (Nordwest-Ecke / Vogel-Approximation / Min-Kosten) + MODI-Optimierung mit Stepping-Stone-Pfad. Erweiterung zu Netzwerk-Flüssen: Max-Flow (Ford-Fulkerson), Min-Cost-Flow, Max-Flow-Min-Cut-Theorem. Kürzeste Pfade (Dijkstra / Bellman-Ford / Floyd-Warshall). Mit interaktivem Bipartit-Graph-Visualizer 3 Lager → 4 Filialen.
Standard-Algorithmus für ganzzahlige Programme (Land & Doig 1960): iteratives Aufteilen in Subprobleme (Branch) + LP-Relaxation als Schranke (Bound) + Pruning hoffnungsloser Äste. 3 Pruning-Regeln (Bound / Infeasibility / Integer-Solution). Inkumbent-Tracking. Knoten-Strategien (Best-First / Depth-First). Variable-Auswahl (Most Fractional / Strong Branching). Branch & Cut als Pro-Variante mit Schnittebenen (Gomory-Cuts). MIP-Solver-Praxis (Gurobi/CPLEX). Mit interaktivem Suchbaum-Visualizer + 7-Knoten-Beispiel komplett durchgerechnet.
Heuristiken vs. exakte Algorithmen vs. Approximations-Algorithmen vs. Meta-Heuristiken. Konstruktions-Heuristiken (Greedy: Nearest-Neighbor TSP / Greedy Knapsack / Set-Cover-Greedy). Verbesserungs-Heuristiken (Lokale Suche, 2-Opt für TSP). Meta-Heuristiken (Simulated Annealing Kirkpatrick 1983, Tabu Search Glover 1986, Genetic Algorithms Holland 1975, Ant Colony Dorigo 1992). Approximations-Garantien (1/2 für Knapsack-Greedy, 1.5 für Christofides metrisches TSP, ln(n) für Set-Cover). No-Free-Lunch-Theorem. Mit interaktivem TSP-6-Städte-Visualizer Greedy vs. 2-Opt.
Graphische Methode für 2-Variablen-LPs: 4-Schritt-Methode (Koordinatensystem + Nichtnegativität → Restriktionen als Geraden → Zulässigen Bereich schraffieren → Zielgerade verschieben). Fundamentalsatz: Optimum in einer Ecke des konvexen Polytops. Eckpunkt-Methode (alle Ecken berechnen) vs. Schieben-Methode (Zielgerade in Gradient-Richtung verschieben). Spezialfälle (Multipel-Optimum / Unbeschränkt / Leer / Entartet). Zusammenhang Simplex = systematisierte Ecken-Methode. Mit interaktivem 2D-Plot inkl. RHS-Slider für Zielgerade.
Definition Anwendungssystem (Software + Daten + Hardware + Personen + Organisation) vs. Anwendungssoftware vs. IS. 2-Achsen-Klassifikation: Verwendungszweck (operativ/analytisch, OLTP vs. OLAP) × Spezifität (Standard/Branche/Individual). Funktionale Klassifikation (ERP/CRM/SCM/BI/DWH/HRIS/DMS/PDM/MES/WMS). Deployment-Modelle (On-Premise/IaaS/PaaS/SaaS/Hybrid). Make-or-Buy-Entscheidung. RISE with SAP als Cloud-Migration. Mit interaktiver 2x2-Klassifikations-Matrix + Beispiel-Systemen pro Quadrant.
Enterprise Resource Planning (ERP): zentrales Rückgrat mit 6 SAP-Modulen (FI Financial Accounting + CO Controlling + MM Materials Management + SD Sales & Distribution + PP Production Planning + HR Human Resources). ERP-Geschichte (MRP 1960er → MRP II 1980er → ERP 1990er → ERP II 2000er → Cloud-ERP 2015+). SAP-Historie (1972 Gründung → R/3 1992 → ERP 2004 → S/4HANA 2015 → RISE 2021). End-to-End-Prozesse (O2C Order-to-Cash, P2P Procure-to-Pay, H2R Hire-to-Retire). 3-Tier-Architektur. HANA In-Memory-DB. Customizing vs. Programmierung. ERP-Marktanteil 2024 (SAP 30 % / Oracle 15 % / MS Dynamics 10 %). Mit interaktiver ERP-Modul-Karte (6 Module + Integrations-Beziehungen).
Customer Relationship Management mit 3 Bereichen (Operativ/Analytisch/Kollaborativ). 6-Phasen Customer Journey (Awareness → Consideration → Decision → Purchase → Retention → Loyalty) mit Marketing/Sales/Service-Zuordnung. CRM-KPIs (CAC, CLV, NPS, CSAT, Churn-Rate, MRR/ARR). Lead-Scoring + Marketing-Automation (MQL → SQL). Top CRM-Anbieter 2024 (Salesforce 20 % / MS Dynamics / SAP CX / HubSpot / Oracle). CRM vs. ERP. Salesforce Einstein (KI seit 2016). Implementation-Risiken (Data Quality, User Adoption). Mit interaktivem Customer-Journey-Visualizer + KPI-Details pro Phase.
BI-Stack 5 Schichten (Quellen → ETL/ELT → DWH → OLAP → BI-Tool). Data Warehouse nach Inmon (Subject-Oriented + Integrated + Time-Variant + Non-Volatile). Top-Down (Inmon EDW-first) vs. Bottom-Up (Kimball Data Marts) vs. Lakehouse (modern). DWH-Schemata (Star + Snowflake + Galaxy). ETL klassisch vs. ELT modern. OLAP 5 Operationen (Drill-Down + Roll-Up + Slice + Dice + Pivot). OLAP-Varianten (MOLAP/ROLAP/HOLAP). BI-Tools 2024 (Power BI / Tableau / Qlik / Looker). Modern Data Stack (Fivetran/Snowflake/dbt/Airflow). Mit interaktivem OLAP-Cube-Explorer mit Visualisierung aller 5 Operationen.
Supply Chain Management: Steuerung des gesamten Material- + Informations- + Finanzflusses entlang der Lieferkette. SCOR-Modell (Supply Chain Council 1996): 5 Prozesse Plan/Source/Make/Deliver/Return + Enable. Bullwhip-Effekt (Forrester 1958, Lee 1997) mit 4 Ursachen (Forecast Updating + Order Batching + Price Fluctuation + Shortage Gaming). SCM-Strategien (Push vs. Pull, Lean vs. Agile, JIT Toyota Production System). SCM-Systeme (APS / SRM / MES / WMS / TMS). KPIs (OTIF / Cash-to-Cash / Forecast Accuracy / Inventory Turnover / Perfect Order Rate). Post-COVID-Trends (Resilience, Nearshoring, ESG, Digital Twin). Mit interaktivem SCOR-Prozess-Visualizer.
E-Business vs. E-Commerce (breit vs. eng). 4 Hauptmodelle nach Akteur (B2B Alibaba/SAP Ariba + B2C Amazon/Zalando + C2C eBay/Vinted/Airbnb + B2G E-Vergabe). Plus B2E/G2C/G2B. EDI (Electronic Data Interchange) als klassische B2B-Integration vs. moderne REST-APIs. E-Commerce-Phasen (Info → Selektion → Bestellung → Bezahlung → Lieferung → Service). Long-Tail-Effekt (Anderson 2004). Marketing 4.0 + Kotlers 5A-Journey (Aware/Appeal/Ask/Act/Advocate). Online-Werbungs-Modelle (CPM/CPC/CPA/CPL). Trends 2024 (Social/Live/Voice Commerce, Headless Commerce). Mit interaktiver 4-Modelle-Matrix + Wertschöpfungsketten.
NIST 5 essentielle Cloud-Charakteristika (On-demand Self-Service + Broad Network Access + Resource Pooling + Rapid Elasticity + Measured Service). 3 Service-Modelle (IaaS / PaaS / SaaS) mit Shared-Responsibility-Layer-Modell. Erweiterungen (FaaS Serverless / DBaaS / CaaS / DaaS / STaaS). 4 Deployment-Modelle (Public / Private / Hybrid / Community / Multi). Cloud-Markt 2024 (AWS 32 % / Azure 23 % / GCP 10 %). CAPEX→OPEX-Verschiebung. Cloud-Risiken (Vendor Lock-In / DSGVO + Schrems II / Cloud-Bill-Shock). Migrations-Strategien (Lift-and-Shift / Re-Platform / Re-Architect). Mit interaktivem 9-Layer-Stack-Explorer + verschiebbarer Provider/Kunden-Trennlinie.
Henderson-Venkatraman Strategic Alignment Model (1993): 2x2-Matrix Business/IT × Strategie/Infrastruktur. 4 Quadranten (Business-Strategie + Organisations-Infrastruktur + IT-Strategie + IT-Infrastruktur). 2 Schlüssel-Beziehungen (Strategic Fit vertikal + Functional Integration horizontal). 4 Alignment-Perspektiven (Strategy Execution / Technology Transformation / Competitive Potential / Service Level). IT-Strategie-Prozess in 4 Phasen. 4 strategische IT-Rollen (Support → Factory → Turnaround → Strategic). CIO-Rollen (Weill & Ross). Mit interaktiver SAM-Matrix.
IT-Governance Definition (Strukturen + Prozesse zur strategischen IT-Steuerung). COBIT 2019 (ISACA): 5 Domänen (EDM Governance + APO + BAI + DSS + MEA) mit 40 Prozessen. Goals Cascade (Stakeholder → Unternehmens-Ziele → IT-Ziele → IT-Prozesse). 7 Enablers. IT-Balanced Scorecard (Van Grembergen/Saull 2001, basiert auf Kaplan/Norton 1992): 4 Perspektiven Finanz/Kunden/Interne-Prozesse/Lernen-Wachstum mit kausaler Wirkungs-Kette. Verwandte Frameworks (ITIL/ISO 27001/TOGAF/PRINCE2/CMMI). 5 Governance-Ebenen (Board → IT-Steuerkreis → ARB → CAB → Operations). Mit interaktivem COBIT/BSC-Explorer.
DT vs. Digitalisierung vs. Digitisierung (Geschäftsmodell-Veränderung vs. Prozess-Digitalisierung vs. Daten-Konvertierung). Westermans 4 DT-Dimensionen (Customer Experience + Operations + Business Models + Capabilities, 2014). Digital-Maturity-Modell 5 Stufen (Initial/Analog → Digitalisiert → Integriert → Datengetrieben → Digital Native). Treiber (Cloud + Mobile/IoT + Big Data/AI + Plattformen + GenAI seit ChatGPT 2022). Plattform-Geschäftsmodelle (Parker/Van Alstyne/Choudary 2016) mit Transaction/Innovation/Integration-Kategorien. Industrie 4.0 als deutsche DT-Variante seit 2011 (Hightech-Strategie). 4 industrielle Revolutionen. DT-Roadmap (Diagnostik → Vision → Pilot → Scale). Erfolgsfaktoren (Change-Management > Technologie). Mit interaktivem 5-Stufen-Maturity-Slider + empfohlenen nächsten Schritten pro Stufe.
ITIL (IT Infrastructure Library): Best-Practice-Framework für IT-Service-Management. Historie (v1 1989 → v2 2000 → v3 2007/2011 → ITIL 4 2019). ITIL v3 Service-Lifecycle: 5 Phasen (Strategy + Design + Transition + Operation + CSI) mit 26 Prozessen. Hauptprozesse pro Phase (Portfolio/SLA/Change/Incident/Problem/CMDB). ITIL 4: Service Value System mit Service Value Chain (6 Aktivitäten) + 34 Practices + 7 Guiding Principles. Schlüssel-Konzepte (Incident vs. Problem, CMDB, SLA/SLO/SLI). Service-Desk Tier-Modell. ITIL vs. DevOps/Agile-Verträglichkeit. Mit interaktivem ITIL-v3-Lifecycle-Kreis (5 Phasen klickbar mit Prozessen+Tools).
DSGVO (EU 2016/679, in Kraft 25.05.2018): 7 Grundsätze + Daten-Lifecycle (Erhebung/Speicherung/Verarbeitung/Übermittlung/Löschung) + Rechtsgrundlagen (Art. 6) + Betroffenenrechte (Art. 12-23) + 72-h-Meldepflicht (Art. 33) + Sanktionen bis 4 %/20 Mio. €. ISO/IEC 27001:2022: ISMS-Standard mit 93 Controls in 4 Domänen (A.5/A.6/A.7/A.8) + CIA-Trias (Confidentiality/Integrity/Availability) + Risikoanalyse + SoA + PDCA. ISO-27001-Familie (27002/27017/27018/27701). Weitere Regularien: EU AI Act (2024), NIS2 (2023), DORA (2025), BSI IT-Grundschutz, SOC 2. Schrems II (EuGH 2020) + Drittländer-Transfers. AVV vs. Joint-Controllership. Mit interaktivem DSGVO-Lifecycle + ISO-Controls-Explorer.
Magisches Dreieck (Zeit/Kosten/Qualität/Scope) + 4. Dimension Stakeholder-Zufriedenheit. Klassisch (PMBOK/PRINCE2/V-Modell XT/DIN 69901) vs. Agile (Scrum/Kanban/SAFe/LeSS) vs. Hybrid. CPM (Critical Path Method): Vorgangsliste + Netzplan + Forward/Backward Pass + Puffer (SES − FES) + kritischer Pfad. Earned Value Analysis (EVA): PV/EV/AC + SV/CV/SPI/CPI. Stakeholder-Matrix (Macht × Interesse). Risiko-Management 4 Strategien (Vermeiden/Vermindern/Übertragen/Akzeptieren). PM-Tools (MS Project / Jira / Asana / Monday). Mit interaktivem Gantt+Netzplan-Visualizer + CPM-Berechnung.
Sourcing 2 Dimensionen: Sourcing-Art (Insourcing/Outsourcing/Co-Sourcing) × Geografie (Onshore/Nearshore/Offshore). 2x3-Matrix mit 6 Kombinationen. Sourcing-Treiber (Kosten / Skills / Skalierung / Fokus / 24/7 / Innovation). Vertragsmodelle (Body Leasing / Fixed Price / Managed Services / BPO). Cloud als modernes Outsourcing der Infrastruktur. Captive-Center als Insourcing offshore. Sourcing-Prozess (Make-or-Buy → RFP → Transition → Vendor-Mgmt). Risiken (Vendor Lock-In / DSGVO / Wissensverlust / Geopolitik). Post-COVID-Trends (Reshoring + Nearshoring + Multi-Vendor + Cloud + AI-Sourcing). Mit interaktiver Sourcing-Matrix (Kosten/Risiko-Bewertung pro Kombination).
Klassifikation der Produktionssysteme nach Variantenvielfalt × Stückzahl. 4 Standard-Fertigungstypen: 1) Werkstattfertigung (Job Shop, Maschinen nach Verrichtung gruppiert, hohe Flexibilität + lange Durchlaufzeit, Werkzeugbau/Schreinereien). 2) Reihenfertigung (Cellular Manufacturing, Maschinen in Reihenfolge ohne Taktbindung, mittlere Flexibilität, Möbelbau/Verpackungslinien). 3) Fließbandfertigung (Assembly Line, Taktbindung durch Förderband, höchste Effizienz + geringste Flexibilität, Automobilindustrie VW/BMW/Mercedes, Pharma-Tabletten, klassisches Beispiel Henry Ford Modell T 1913 mit Reduktion von 12h auf 93 Min). 4) Zentrenfertigung (Flexible Manufacturing System FMS, hochautomatisierte Zellen mit CNC + Robotern + autom. Werkzeugwechsel, verbindet Flexibilität mit Effizienz = Mass Customization Grundlage, moderner Automobilbau mit Modulplattformen VW MQB / BMW UKL, Halbleiter-Fabs, Audi Smart Factory). Stückzahl-Klassifikation (Einzelfertigung 1 Stück / Kleinserie 2-100 / Mittelserie 100-10k / Großserie 10k-1Mio / Massenfertigung >1Mio). Materialfluss-Klassifikation (synthetisch viele→1 Auto / analytisch 1→viele Raffinerie / substitutiv mehrere→mehrere Chemie). Punktfertigung als Sondertyp für sehr große Objekte (Flugzeugbau Airbus Hamburg-Finkenwerder, Schiffbau Meyer Werft Papenburg). Industrie 4.0 Trends (Vernetzte Maschinen IoT + OPC UA / Digitale Zwillinge Siemens MindSphere / Predictive Maintenance KI / Cobots Mensch-Roboter-Kollaboration / 3D-Druck / Cyber-Physical Systems / Cloud-MES) verschieben Grenzen Richtung Zentrum + Mass Customization. Mit interaktivem Visualizer (4 Fertigungstypen als klickbare Cards + Positionierungs-Matrix Variantenvielfalt × Stückzahl).
Operative Programmplanung mit Lineare Programmierung. 3 Planungs-Ebenen (strategisch 5-10J Sortiment+Standorte / taktisch 6-24M aggregierte Mengen / operativ Tage-Monate konkrete Mengen). 3 Engpass-Konstellationen: 1) Kein Engpass = produziere alle DB-positiven Produkte voll bis Nachfrage-Grenze. 2) Ein Engpass = relative Deckungsbeitragsregel mit Priorität = DB / Verbrauch am Engpass (NICHT absoluter DB!). 3) Mehrere Engpässe = Lineare Programmierung max Σ DB_i·x_i s.t. Σ a_ji·x_i ≤ C_j ∀ j mit Simplex-Algorithmus oder grafisch bei 2 Produkten. Fundamentaltheorem der LP (Dantzig 1947): Optimum liegt IMMER auf einem Eckpunkt des Zulässigkeitsbereichs → Eckpunkt-Methode (alle Eckpunkte berechnen + DB einsetzen + Maximum wählen). Strategische Make-or-Buy-Entscheidung (Eigenfertigung lohnt sich bei hoher Stückzahl + standardisiertem Produkt + verfügbarer Kapazität, Break-Even x_BE = K_fix/(p_fremd−k_v,eigen)). Theory of Constraints (Goldratt 1984 'The Goal') mit 5-Schritte-Verfahren (Identify+Exploit+Subordinate+Elevate+Repeat), Engpass darf nie leer laufen. Aggregierte Planung mit Chase-Strategy (Kapazität an Nachfrage, Saisonarbeit) vs. Level-Strategy (konstante Belegschaft + Lager als Puffer, VW Wolfsburg + Saisonkurzarbeitergeld) vs. Mixed. Klausur-Stolpersteine (DB pro Engpass-Einheit ≠ absoluter DB / Optimum auf Eckpunkten nicht im Zentrum / DB<0 verschlechtert Ergebnis / Make-or-Buy nicht nur Kosten / TOC universell anwendbar). Mit interaktivem Visualizer (LP mit 2 Produkten + 4 Slidern für DB-Werte + Maschinen-Kapazitäten + Constraint-Linien + Zulässigkeitsbereich + Eckpunkt-Tabelle mit Optimum-Highlight).
MRP als Standard-Verfahren der Materialwirtschaft seit Orlicky 1975 IBM. Berechnet aus Primärbedarf (Endprodukte) den Sekundärbedarf (Baugruppen + Rohstoffe) über Stücklisten-Auflösung, abzüglich Lagerbestand, mit Vorlaufverschiebung. Historische Stufen: MRP I (Orlicky 1960er/70er, nur Material) ⊂ MRP II (Wight 1984, +Kapazität+Finanzen+Stundenzettel) ⊂ ERP (1990er+, +Vertrieb+HR+Anlagebuchhaltung+Controlling, SAP R/3 → S/4HANA + Oracle + Microsoft Dynamics). Bedarfs-Hierarchie: Primärbedarf (Endprodukte) → Sekundärbedarf (Komponenten) → Tertiärbedarf (Hilfs-/Betriebsstoffe). Brutto- vs. Nettobedarf (Nettobedarf = max(0, Bruttobedarf − Lagerbestand − offene Bestellungen + Sicherheitsbestand)). Stücklisten (BOM, Bill of Materials) als hierarchische Komponenten-Struktur mit Multiplikator pro Stufe (Mehrstufige Auflösung mit Multiplikator-Effekt: 100 Fahrräder × 2 Räder × 32 Speichen = 6.400 Speichen). MRP-Berechnungsschritte (Bruttobedarf → Lager abziehen → Nettobedarf → Losgrößen-Regel → Vorlaufverschiebung). KRITISCH: Kinder werden mit dem NETTOBEDARF des übergeordneten Teils skaliert (nicht Brutto), häufiger Klausur-Fehler. Vorlaufverschiebung (Eckanfang = Bedarfstermin − Wiederbeschaffungszeit, bei mehrstufigen Stücklisten Rückwärtsplanung). Losbildung-Verfahren (Lot-for-Lot / fixe Menge / Bestellrhythmus / Wagner-Whitin dynamisch / Silver-Meal-Heuristik). Programm- vs. Verbrauchsorientiert (A-Material wertvoll → programmorientiert MRP, C-Material günstig → verbrauchsorientiert statistische Prognose, ABC-Analyse als Grundlage). Modern: Hybrid mit JIT-Integration (Push-MRP für Roh-/Wechsel-Komponenten + Pull-Kanban für Verbrauchsmaterial). Klausur-Stolpersteine (Brutto ≠ Netto / Kinder mit Netto skalieren / Vorlaufverschiebung nicht vergessen / MRP II ≠ ERP / MRP nicht nur Push). Mit interaktivem Visualizer (Fahrrad-Stücklisten-Tabelle mit Slider für Primärbedarf + Live-Berechnung Brutto/Lager/Netto pro Komponente in Tree-View).
Optimale Bestell- bzw. Produktionsmenge mit Trade-off Bestell-/Rüstkosten vs. Lagerkosten. Andler-Formel / EOQ (Harris 1913, Andler 1929, Wilson 1934): Q* = √(2·D·K_B/k_L) als statische Standardlösung mit 7 Annahmen (konstanter Bedarf + konstante Kosten + keine Rabatte + sofortige Lieferung + keine Fehlmengen + kein Schwund + infinite Horizont). Optimale Kosten K* = √(2·D·K_B·k_L) = 2× Bestellkosten = 2× Lagerkosten (Symmetrie bei Q*). Abgeleitete Größen (N* = D/Q* Bestellungen, T* = Q*/D Zykluszeit, B̄ = Q*/2 durchschn. Bestand). Mengenrabatt-Modell (EOQ ohne Rabatt + Vergleich mit Rabatt-Schwelle). Dynamische Losgrößenplanung bei schwankendem Bedarf: Wagner-Whitin 1958 (Dynamische Programmierung O(T²), OPTIMAL aber komplex), Silver-Meal 1973 (Heuristik: hinzufügen solange Periodenkosten sinken), Least-Unit-Cost LUC, Part-Period-Balancing PPB. Erweiterungen (Fehlmengen erlaubt → Q* größer, endliche Produktionsrate Q*_prod = √(2·D·K_R/(k_L·(1−d/p))), Joint Replenishment Problem JRP für mehrere Produkte). Andler-Robustheit (±50 % Parameter-Fehler → nur ~5 % Kosten-Anstieg dank Wurzel-Form, daher in Praxis trotz vereinfachter Annahmen relevant). Klausur-Stolpersteine (Q* nicht bei schwankendem Bedarf / Mengenrabatt-Vergleich nötig / K_lager = (Q/2)·k_L Halbe Losgröße / Andler nicht veraltet / Q* robust). Mit interaktivem Visualizer (3 Slider für D, K_B, k_L + Kosten-Kurve mit 3 Linien Bestell- rot/Lager- blau/Gesamt- grün + Q*-Optimum-Markierung + Ergebnis-Tabelle).
Job-Maschinen-Zuordnung mit Reihenfolge-Optimierung. α|β|γ-Notation (Graham 1979) klassifiziert Probleme: α (Maschinen-Setup 1/P/F/J/O), β (Restriktionen pmtn/prec/r_j/d_j), γ (Ziel Cmax/ΣC_j/L_max/T_max/ΣT_j). Standard-Probleme: Einmaschine 1||γ (1||ΣC_j → SPT optimal Smith 1956, 1||L_max → EDD optimal, 1||Σw_jC_j → WSPT, 1||ΣT_j NP-schwer). Flow-Shop F||Cmax (F2||Cmax → Johnson-Algorithmus 1954 optimal O(n log n), F3+||Cmax NP-schwer mit NEH/Palmer-Heuristik). Job-Shop J||Cmax (J3+||Cmax NP-schwer, Heuristiken Shifting Bottleneck Adams/Balas/Zawack 1988 + Tabu-Search + Genetische Algorithmen + Simulated Annealing + OR-Tools). Prioritäts-Regeln (FCFS First-Come-First-Served / SPT kürzeste zuerst / LPT längste zuerst / EDD frühester Liefertermin / CR Critical Ratio / WSPT gewichteter SPT) mit Optimal-Regel pro Ziel. Johnson-Algorithmus-Schritte (1) min-M1-Jobs an Anfang, 2) min-M2-Jobs ans Ende, 3) entfernen + wiederholen). Gantt-Chart als Standard-Visualisierung (Henry Gantt 1910er, US-Marine 1. WK Schiffsbau-Planung). Kennzahlen (Cmax Makespan / C_j Fertigstellung / F_j Durchlaufzeit / L_j Verspätung kann negativ / T_j Verzug = max(0,L_j) nur positiv / Lateness / Throughput). Lean-Scheduling (Heijunka Nivellierung / Pull-System Kanban / Takt-Zeit = verfügbare Zeit / Nachfrage). Praxis-Komplikationen (Setup-Zeiten + Maschinen-Ausfälle + stochastische Bearbeitungszeiten + sequence-dependent Setup + Multi-Skill-Mitarbeiter). Klausur-Stolpersteine (SPT minimiert ΣC_j nicht Cmax / Johnson nur 2 Maschinen / EDD minimiert L_max nicht ΣT_j / Verzug ≠ Verspätung / Heuristik nicht falsch). Mit interaktivem Visualizer (Job-Shop 4 Jobs × 3 Maschinen + Toggle FCFS vs. SPT + Gantt-Chart mit Makespan-Markierung + Verzugs-Anzeige pro Job).
Wann und wie viel bestellen? Verbindet Andler-EOQ (Wie viel?) mit Bestellpunkt-Logik (Wann?). 5 Lagerfunktionen (Ausgleich + Sicherung + Sortiment + Produktion + Spekulation). 4 klassische Bestellpolitiken: (s,Q)-Politik (Bestelle FIX Q sobald Lager ≤ s, variable Zeit, Standard für stetige Überwachung), (s,S)-Politik (Bestelle bis Sollniveau S, variable Menge, bei sprunghaftem Verbrauch), (t,Q)-Politik (Festes t + festes Q, einfach), (t,S)-Politik (Festes t + variable Menge bis S, regelmäßige Lieferzyklen). Bestellpunkt-Formel s = (d × LT) + Sicherheitsbestand. Sicherheitsbestand SS = z × σ_LT (z aus Service-Grad-Tabelle: 1.28 für 90% / 1.65 für 95% / 1.96 für 97.5% / 2.33 für 99%). Wurzelgesetz σ_LT = σ_d × √LT bei konstantem LT (Varianzen additiv → Wurzel-Skalierung). Lager-Kennzahlen (Ø-Bestand = Q/2 + SS / Umschlagshäufigkeit U = Jahresbedarf/Ø-Bestand / Lagerdauer T_L = 365/U / Lagerreichweite = Bestand/Tagesbedarf). Service-Grade (α = P(kein Stockout pro Zyklus) ereignis-basiert vs. β = Fill Rate erfüllte/Gesamt-Nachfrage mengen-basiert, α ≠ β!). ABC-Analyse (Pareto 80/20: A 20%/80% / B 30%/15% / C 50%/5%) + XYZ-Analyse (X konstant / Y schwankend / Z chaotisch) ergeben 9-Felder-Matrix (AX=Andler-Premium / AZ=Problem mit VMI / CZ=einfache Min/Max). Vendor Managed Inventory (Lieferant überwacht + füllt Kunden-Lager: Würth-Schraubenfächer / Coca-Cola-Supermarktregale / P&G-Walmart-Pioneer 1990er, verhindert Bullwhip-Effekt). Just-in-Time-Limits (Aisin-Brand bei Toyota 1997 + Halbleiter-Mangel 2021 + Suez-Blockade 2021 → Trend zu 'Just-in-Case' + Reshoring + Multi-Sourcing für kritische Komponenten). Klausur-Stolpersteine (hohe SS ≠ immer gut / Wurzelgesetz nicht linear / α ≠ β / (s,Q) ≠ (s,S) / JIT ≠ 0 Lager / VMI Win-Win). Mit interaktivem Visualizer (Sägezahn-Verlauf + 5 Slider Q/d/LT/z/σ_LT + Bestellpunkt-Linie + Sicherheitsbestand-Linie + 4-Kennzahl-Tabelle + Service-Grad-Tabelle).
Unternehmensübergreifende Koordination der Wertschöpfungskette vom Lieferanten der Lieferanten bis zum Kunden der Kunden. SCM > Logistik (umfasst Logistik + Beschaffung + Produktion + Distribution + Information + Geld-Flüsse + strategische Koordination). Historische Entwicklung (1980er Oliver/Webber + 1990er SAP-R/3 + APICS-SCOR 1996 + 2000er Globalisierung + 2010er SCM 4.0 IoT + 2020er Resilienz nach Corona). SCOR-Modell (APICS 1996, heute ASCM) mit 5 Kern-Prozessen (Plan strategisch+S&OP / Source Beschaffung+Lieferanten / Make Produktion / Deliver Distribution+Logistik / Return Retouren+Aftersales) + 3 Detail-Ebenen + SCOR-KPIs (Lieferzeit + Perfect Order Fulfillment + Cash-to-Cash-Cycle + Supply Chain Agility). Bullwhip-Effekt (Forrester 1961 / Lee/Padmanabhan/Whang 1997 Sloan Management Review P&G-Pampers-Klassiker): kleine Kunden-Nachfrage-Schwankungen → starke Amplifikation in Fabrik-Bestellungen. 4 Ursachen (Demand-Signal-Processing / Order-Batching / Price Fluctuations / Rationing + Shortage Gaming). Gegenmaßnahmen (Information-Sharing / Vendor Managed Inventory VMI / CPFR Collaborative Planning seit 1998 / Everyday-Low-Pricing EDLP Walmart-Strategie / Smaller Batches / Allocation-Schemes). Beer Distribution Game (MIT-Forrester 1960er) als klassisches Lehrspiel zur Bullwhip-Demonstration. SCM-Strategien: Push vs. Pull (Push klass. Konsumgüter / Pull BTO Dell / Hybrid mit Decoupling Point Auto-Modulplattformen) und Lean vs. Agile (Lean Effizienz Toyota / Agile Flexibilität Zara-Mode). Modulares vs. integriertes Design (VW MQB modular / Apple iPhone integriert). Resilienz-Trends 2020er nach Corona+Halbleiter+Suez+Ukraine (Reshoring/Nearshoring Apple+BASF + Multi-Sourcing statt Single-Source + Sicherheitsbestände Just-in-Case + Digitale Zwillinge + Control Tower). ESG-Welle (Lieferketten-Sorgfaltspflichtengesetz LkSG seit 1.1.2023 für DE-Unternehmen ≥3000 MA + EU-CSDDD 2024 + CO2-Tracking + Kreislaufwirtschaft). Digitalisierung (Blockchain Walmart-Fleisch IBM-Food-Trust + KI für Demand Forecasting + 3D-Druck Decentralized Manufacturing). Klausur-Stolpersteine (SCM ≠ Logistik / Bullwhip empirisch belegt / VMI reduziert nicht eliminiert / Push vs. Pull kontextabhängig / JIT nicht tot aber relativiert / SCOR liefert echte KPI-Standards). Mit interaktivem Visualizer (SCOR-5-Prozess-Pipeline klickbar + Bullwhip-Simulation mit Order-Batching-Slider zeigt Varianz-Verstärkung von Kunde → Händler → Großhändler → Fabrik über 16 Wochen).
Routenoptimierung einzelner Fahrzeuge (TSP) und Flotten (VRP). Klassische Probleme: TSP (Traveling Salesman Problem, 1 Fahrzeug + n Städte + kürzeste Rundreise, NP-schwer ab n>10, Karp 1972 zeigte Reduktion auf Hamilton-Cycle, Anzahl Touren (n-1)!/2 = 12 bei n=5 / 181.440 bei n=10 / 6×10^16 bei n=20). VRP (Vehicle Routing Problem, mehrere Fahrzeuge mit Kapazität, NP-schwer) mit Erweiterungen CVRP/VRPTW Zeitfenster/MDVRP Multi-Depot/HVRP heterogene Flotte/OVRP. TSP-Lösungs-Verfahren: Exakte (Brute Force bis n=12 / Branch-and-Bound bis n=40 / Held-Karp DP O(n²·2^n) bis n=25 / Concorde LP-Relaxation+Cutting-Planes beweisbar optimal bis 85.900 Städte USA 2006). Konstruktions-Heuristiken (Nearest-Neighbor O(n²) 15-25% über Optimum / Nearest-Insertion 10-15% / Cheapest-Insertion 5-15% / Christofides 1976 O(n³) GARANTIERT ≤1.5×OPT für metrische TSPs). Verbesserungs-Heuristiken (2-opt vertausche 2 Kanten / 3-opt / Lin-Kernighan LKH State-of-the-Art <1% über Optimum). Meta-Heuristiken (Simulated Annealing / Tabu-Search / Genetische Algorithmen / Ant Colony Optimization). VRP-Verfahren: Clarke/Wright Savings 1964 mit Formel s(i,j) = d(0,i) + d(0,j) − d(i,j) (höchste Savings zuerst mergen) O(n² log n) typisch 5-10% über Optimum / Sweep-Algorithmus Gillett/Miller 1974 mit Polarkoordinaten / moderne Solver VROOM Open-Source + OR-Tools Google CP-SAT + PTV Route Optimiser kommerziell + Routific/OptimoRoute SaaS. Standortplanung (Vorlauf): Schwerpunkt-Methode (gewichteter Mittelpunkt, minimiert quadratische Distanzen NICHT Summe!), Weber-Modell (echtes Median-Problem, iterativ via Weiszfeld 1937 / Kuhn 1962), Set-Covering + p-Median für mehrere Lager. Praxis-Komplikationen (Zeitfenster + Schichten + Fahrzeug-Beschränkungen + dynamische Aufträge + Pickup-and-Delivery + Echtzeit-Verkehr + Last-Mile-Delivery). DACH-Praxis (DHL weltweit größte Routen-Optimierung + DPD/GLS/Hermes + Amazon 30+ Fulfillment-Center + Lieferando/Wolt Echtzeit). Klausur-Stolpersteine (TSP NP-schwer / Nearest-Neighbor nicht optimal / Savings braucht Kapazität / Schwerpunkt ≠ Median-Optimum / VRPTW dramatisch komplexer). Mit interaktivem Visualizer (Karte mit Depot + 7 Kunden + Toggle TSP Nearest-Neighbor vs. VRP Savings-Algorithmus, farbcodierte Touren).
Lean Production aus dem Toyota Production System (TPS, Ohno 1948-75). Historie (Ohno 1978 TPS-Buch / Womack/Jones/Roos 1990 'The Machine That Changed the World' MIT-Studie prägt 'Lean'-Begriff / 2000er-Verbreitung in alle Branchen / Lean Six Sigma 2010er+). TPS-2-Säulen: 1) Just-in-Time (JIT, Pull-Prinzip mit Kanban + Takt-Zeit verfügbare Zeit/Nachfrage + Single-Piece-Flow + SMED Rüstzeit <10 Min für Mass Customization). 2) Jidoka (Autonomous Automation mit Andon-Cord Stopp-Möglichkeit für jeden Mitarbeiter + Poka-Yoke Fehlervermeidung durch Design + 5-Warum-Methode Root-Cause-Analyse). 7 Verschwendungen (Muda, TIMWOOD-Eselsbrücke): Transport / Inventory / Motion / Waiting / Overproduction / Over-Processing / Defects. 8. Verschwendung (Lean 2.0): Unused Talent nicht genutztes Mitarbeiter-Wissen. Kanban-Steuerung mit 2 Karten-Typen (Produktions-Kanban + Transport-Kanban) und Formel N = (D × LT × (1+α)) / C (Anzahl Karten = Nachfrage × Wiederbeschaffungszeit × Sicherheitsfaktor / Container-Kapazität). Moderne Software-Kanban-Boards (To-Do/WIP/Done mit WIP-Limit, Little's Law Durchlaufzeit=WIP/Throughput, Tools Trello/JIRA/Asana/Linear). Heijunka (Produktions-Nivellierung mit gleichmäßigem Produkt-Mix statt Batches). Push vs. Pull-Vergleich (Push forecastgetrieben hoher Lager / Pull bedarfsgesteuert minimale Lager, klass. Ford 1913 Push vs. TPS Pull). Lean-Methoden (5S Seiri/Seiton/Seiso/Seiketsu/Shitsuke + VSM Wertstrom-Analyse IS/FUTURE-State + TPM mit OEE = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität Weltklasse >85% + Kaizen kontinuierliche kleine Verbesserungen + PDCA-Zyklus Deming). Lean-Erweiterungen (Lean Six Sigma DMAIC + Belt-System / Lean Software Development Poppendieck 2003 / Lean Startup Ries 2011 Build-Measure-Learn-Loop + MVP). Lean-Limits + Kritik (JIT-Verwundbarkeit Aisin-Brand 1997 + Halbleiter 2021 + Suez 2021 → Just-in-Case-Comeback / kulturelle Hürden westlich vs. japanisch / Lean-Klitschen oberflächlich / Hyperflexibilität-Kosten / Stress durch WIP+Takt). Klausur-Stolpersteine (Lean ≠ nur Kosten / Kanban nicht nur Software / JIT ≠ 0 Lager / Lean nicht nur Massenproduktion / Heijunka ≠ Stillstand / WIP-Limit ≠ Bürokratie). Mit interaktivem Visualizer (3 Tabs: 1) Kanban-Board mit WIP-Limit 3 + Karten verschieben mit ← → blockiert bei WIP-Voll / 2) 7 Verschwendungen klickbar mit Beispielen / 3) Push vs. Pull-Vergleich + Kanban-Karten-Formel).
Vorgehensmodelle der Software-Entwicklung: Wasserfall (sequenziell), V-Modell (mit Test-Spiegel), Inkrementell (Teilversionen), Spiral (Risiko-Management), Agile. 6 Standard-Phasen, Vor-/Nachteile pro Modell, typische Einsatzbereiche. Mit interaktivem Modell-Vergleich.
Scrum als wichtigstes agiles Framework: 3 Rollen (Product Owner, Scrum Master, Dev Team), 5 Events (Sprint Planning, Daily Standup, Review, Retrospektive, Refinement), 3 Artefakte (Product Backlog, Sprint Backlog, Inkrement). Agiles Manifest, Story Points, Velocity, Definition of Done. Mit interaktiver Sprint-Timeline.
Systematisches Erheben/Dokumentieren/Validieren von Anforderungen. Funktionale (WAS tut das System) vs. nicht-funktionale Anforderungen (WIE GUT) nach ISO 25010 (Performance/Reliability/Security/Usability/etc.). Lastenheft vs. Pflichtenheft, SMART-Anforderungen, MoSCoW-Priorisierung. Mit interaktivem Klassifikations-Tool.
Funktionale Anforderungen aus Nutzer-Perspektive beschreiben. User Stories (Scrum-kurz: 'Als X möchte ich Y, damit Z') + Akzeptanzkriterien in Gherkin (Given/When/Then). Use Cases (UML-detailliert: Vorbedingungen/Hauptszenario/Alternativen). INVEST-Kriterien, include/extend-Beziehungen, Personas. Mit interaktivem Use-Case-Diagramm.
GoF-Entwurfsmuster (1994): bewährte Lösungen für wiederkehrende OOP-Probleme. 3 Kategorien: Creational (Singleton/Factory/Builder), Structural (Adapter/Decorator/Facade), Behavioral (Observer/Strategy/Command). Mit Code-Beispielen (Java), UML-Skizzen, Pros/Cons. SOLID-Prinzipien als Begleiter. Mit interaktivem Pattern-Explorer für die 4 wichtigsten Patterns.
Architektur-Stile mit Trade-offs: Schichten-Architektur (UI→Business→Persistenz, klar strukturiert), MVC (Model/View/Controller für UI), Microservices (kleine eigenständige Services mit eigener DB), Hexagonal (Ports & Adapters). Plus Event-Driven, Serverless. CAP-Theorem, Monolith-vs-Microservices-Vergleich, wann was wählen.
Statische Sicht auf OOP-Systeme: Klasse als Rechteck mit 3 Abschnitten (Name/Attribute/Methoden), Sichtbarkeit (+ public / − private / # protected / ~ package), 6 Beziehungs-Typen (Assoziation, Aggregation ◇, Komposition ◆, Vererbung △, Realisierung gestrichelt △, Abhängigkeit gestrichelter Pfeil), Multiplizitäten (1, 0..1, *, 1..*). Mit interaktivem Beziehungs-Visualizer.
Test-Strategie nach Mike Cohn: Pyramide mit Unit (Basis, ~70-80%), Integration (Mitte), E2E (Spitze). AAA-Pattern (Arrange/Act/Assert), FIRST-Prinzipien, Test Doubles (Dummy/Stub/Mock/Spy/Fake), Coverage-Diskussion. Mit interaktivem Pyramide-Lab zum Experimentieren.
TDD nach Kent Beck (1999): Tests ZUERST schreiben, dann Code. Red-Green-Refactor-Zyklus, die 3 Gesetze von TDD (Robert C. Martin), Vor-/Nachteile, wann (un-)geeignet. TDD vs. BDD vs. ATDD. Mit interaktivem Schritt-für-Schritt-Beispiel.
Git als verteiltes Versionskontroll-System: 3 Bereiche (Working Directory, Staging Area, Repository), Commits, Branches, Merge vs. Rebase, .gitignore, Konflikt-Lösung. Branching-Strategien (Git Flow, GitHub Flow, Trunk-Based). Mit interaktivem Workflow-Stepper.
Code-Reviews als zentrales QS-Werkzeug: finden 60-90 % der Bugs vor Production. Pull-Request-Workflow, Review-Schwerpunkte (Funktionalität/Lesbarkeit/Architektur/Tests/Security/Performance), Best-Practices für Reviewer + Author, Kommentar-Severity (Blocker/Suggestion/Nit/Question), Anti-Patterns (Rubber-Stamping/Bikeshedding). Plus QS-Tools (Linting, Static Analysis). Mit Klassifikations-Übung.
Continuous Integration + Continuous Delivery/Deployment: automatisierte Pipeline von Code-Push bis Production. 8 typische Stages (Lint/Unit/Integration/Build/Staging-Deploy/E2E/Production/Smoke), CI/CD-Tools (GitHub Actions, GitLab CI, Jenkins), Blue-Green vs. Canary-Deployment, Anti-Patterns. Mit interaktivem Pipeline-Stepper.
UML-Sequenzdiagramm (Zeit ↓, Lifelines + synchrone/asynchrone Nachrichten + Combined Fragments alt/opt/loop/par/break/ref) vs. UML-Aktivitätsdiagramm (Flow-Chart mit Diamanten/Fork-Join/Swimlanes). Wann was: Sequenz für Detail-Interaktionen zwischen Objekten, Aktivität für Workflow + Geschäftsprozesse. UML 2.5 mit 14 Diagrammtypen (7 Struktur + 7 Verhalten). Mit interaktivem Toggle-Visualizer Login-Use-Case in beiden Notationen.
Petri-Netze (Carl Adam Petri 1962): bipartiter Graph aus Stellen (Kreise, Zustände) + Transitionen (Rechtecke, Aktionen) + Marken (Tokens) + Kanten (Pfeile). Aktivierungs-Bedingung: alle Pre-Stellen ≥ 1 Marke. Klassisches Erzeuger-Verbraucher-Pattern. Eigenschaften (Erreichbarkeit / Beschränktheit / Lebendigkeit L0-L4 / Deadlock-Freiheit). Varianten (Gefärbte Petri-Netze Jensen 1981 / Zeitbehaftet / Stochastisch / Hierarchisch). Ausdrucksstärker als endliche Automaten. Mit interaktivem Petri-Netz-Simulator (Erzeuger-Verbraucher mit Puffer, klickbare Transitionen).
3-Ebenen-Architektur (ANSI-SPARC 1975): konzeptionell (WAS, ER + UML) → logisch (WIE, Relationen-Schema mit PK/FK) → physisch (WOMIT, SQL-DDL mit Datentypen + Indexen). Datenunabhängigkeit (logisch + physisch). External / Conceptual / Internal Schema. ARIS-Bezug (Fachkonzept/DV/Implementierung). Forward vs. Reverse Engineering. Werkzeuge pro Ebene (draw.io/Enterprise Architect für konzept, ERwin/dbdiagram.io für logisch, pgAdmin/Prisma für physisch). Mit interaktiver Pyramide-Visualisierung + Online-Shop-Beispiel auf 3 Ebenen.
Architektur-Evolution Monolith (Pre-2010) → SOA mit ESB (2000er-2010er) → Microservices (Fowler/Lewis 2014). SOA-Manifest 2009 + ESB-Aufgaben. 8 Microservices-Charakteristika (Componentization + Bounded Contexts + Smart Endpoints/Dumb Pipes + Decentralized Data). SOA vs. Microservices Vergleich (Granularität / Kommunikation / Daten / Governance / Tech-Stack). Microservices-Pattern (Service Discovery / API Gateway / Circuit Breaker Nygard / Saga / Event-Driven). Service Mesh (Istio, Linkerd, Envoy). Cloud-Native Stack (Docker + Kubernetes). Conway's Law (1968) + Inverse Maneuver. Domain-Driven Design Bounded Context (Evans 2003). Trends 2024 (Modular Monolith Revival, Serverless, gRPC). Mit interaktivem 3-Architektur-Vergleich-Visualizer.
Schichten-Architektur des Internets: OSI (7) vs. TCP/IP (4), Encapsulation, Protokoll-Zuordnung pro Schicht (HTTP, TCP, IP, Ethernet). Mit interaktivem Stack-Visualizer + Klausur-Quiz. Quelle: Tanenbaum.
Wie wird example.de zu einer Webseite? DNS-Hierarchie (Root, TLD, autoritativ), HTTP-Methoden (GET/POST/PUT/DELETE), Status-Codes (200/404/500). Mit Sequenz-Visualizer + Klausur-Quiz.
Transportschicht im Vergleich: TCP (verbindungsorientiert, ACK, Reihenfolge) vs. UDP (verbindungslos, schnell). 3-Way-Handshake, Sliding Window, Anwendungs-Zuordnung. Mit Sequenz-Visualizer + Klausur-Quiz.
IPv4-Adressen, CIDR-Präfix, Subnetzmaske, Netz-/Broadcast-Adresse, Host-Anzahl (2^n − 2). Subnetze berechnen Schritt-für-Schritt. Mit interaktivem Subnetting-Rechner + Klausur-Quiz.
Prozess (isolierter Adressraum) vs. Thread (geteilter Heap/Code, eigener Stack). Kontextwechsel-Kosten, Prozess-Zustände, IPC vs. gemeinsamer Speicher. Mit Speicher-Visualizer + Klausur-Quiz.
CPU-Scheduling-Algorithmen im Vergleich: FCFS, SJF (optimal), Round-Robin, Priority. Wartezeit + Durchlaufzeit berechnen, Gantt-Charts, Convoy-Effekt, Starvation. Mit Gantt-Visualizer + Klausur-Quiz.
Routing im Netz: Routing-Tabelle und Next Hop, Longest Prefix Match, Distance-Vector (RIP) vs. Link-State (OSPF/Dijkstra). Mit interaktivem Netzwerk-Visualizer.
Netzwerksicherheit: TLS-Handshake (asymmetrisch zu symmetrisch), Zertifikate und PKI, VPN-Tunnel (IPsec) und Firewalls (Paketfilter vs. stateful), Schutzziele CIA.
Virtuelle Speicherverwaltung: Paging mit Seite, Frame und Page Table, Adressübersetzung (MMU/TLB), Seitenfehler und Demand Paging, Segmentierung und Fragmentierung.
Prozess-Synchronisation: Race Conditions und kritischer Abschnitt, Mutex vs. Semaphor (P/V), Producer-Consumer und Deadlock mit den vier Coffman-Bedingungen.
Aufbau jedes Computers: CPU (Steuerwerk, Rechenwerk/ALU, Register), Speicher, I/O, Bus-System. Stored-Program-Prinzip, Von-Neumann-Zyklus (Fetch-Decode-Execute), Flaschenhals und Vergleich zu Harvard. Mit interaktivem Architektur-Visualizer + Klausur-Quiz. Quelle: Tanenbaum.
Rechnen mit 0 und 1: Grundgatter (AND, OR, NOT) und abgeleitete (NAND, NOR, XOR, XNOR), Wahrheitstafeln, boolesche Gesetze, DeMorgan-Regeln, funktionale Vollständigkeit. Mit interaktivem Logikgatter-Simulator + Klausur-Quiz. Quelle: Hoffmann.
Wie eine CPU Befehle parallel verarbeitet: Befehlszyklus (Fetch-Decode-Execute), 5-Stufen-Pipeline (IF/ID/EX/MEM/WB), Latenz vs. Durchsatz, Speedup-Berechnung, Hazards (Structural/Data/Control) und Forwarding. Mit interaktivem Pipeline-Visualizer + Klausur-Quiz. Quelle: Patterson/Hennessy.
Aus Logikgattern werden Rechenschaltungen: Halbaddierer (XOR + AND), Volladdierer, 4-Bit-Ripple-Carry-Addierer mit Carry-Propagation, Multiplexer und Decoder. Schaltnetz vs. Schaltwerk. Mit interaktivem Schaltnetze-Simulator + Klausur-Quiz. Quelle: Hoffmann, Tanenbaum.
Warum die CPU trotz langsamem RAM schnell bleibt: Speicher-Pyramide (Register bis HDD), zeitliche/räumliche Lokalität, Cache-Mapping (direct-mapped, satz-assoziativ), Tag/Index/Offset, Hit/Miss, AMAT und die 3 C's. Mit interaktivem Cache-Visualizer + Klausur-Quiz. Quelle: Patterson/Hennessy.
Wie Code zu Maschinensprache wird: Assembler vs. Compiler, Register + Load-Store-Prinzip, Befehlsarten (Arithmetik, LW/SW, Sprünge), Befehlsformate (R/I/J-Type) und Adressierungsarten. Mit interaktivem Assembler-Simulator (Schritt-für-Schritt) + Klausur-Quiz. Quelle: Patterson/Hennessy.
Das einfachste Rechenmodell der Theoretischen Informatik: deterministische endliche Automaten (DFA). 5-Tupel (Q, Σ, δ, q₀, F), Zustandsdiagramm, Akzeptanz, Verbindung zu regulären Sprachen. Mit interaktivem DFA-Simulator + Klausur-Quiz. Quelle: Schöning, Hopcroft/Ullman.
Nichtdeterministische endliche Automaten (NFA): mehrere Übergänge, ε-Übergänge, Akzeptanz über einen Pfad. Äquivalenz zu DFAs und die Potenzmengenkonstruktion Schritt für Schritt. Mit interaktivem NFA-Visualizer + Klausur-Quiz. Quelle: Hopcroft/Ullman.
Reguläre Ausdrücke beschreiben reguläre Sprachen: Konkatenation, Alternative, Kleene-Stern, Operator-Präzedenz, Satz von Kleene (Regex = DFA = NFA) und Thompson-Konstruktion. Mit interaktivem Regex-Matcher + Klausur-Quiz. Quelle: Schöning.
Kontextfreie Grammatiken erzeugen verschachtelte Strukturen: 4-Tupel (V, Σ, P, S), Produktionen, Ableitung, Ableitungsbaum, Mehrdeutigkeit und die Chomsky-Hierarchie (Typ 2). Mit interaktivem Ableitungsbaum-Builder + Klausur-Quiz. Quelle: Vossen/Witt.
Das mächtigste Berechnungsmodell: Turing-Maschinen. 7-Tupel, unendliches Band, Lese-/Schreibkopf, Konfiguration, Church-Turing-These, Chomsky-Typ-0 und Varianten. Mit interaktivem TM-Simulator (Schritt-für-Schritt) + Klausur-Quiz. Quelle: Schöning, Sipser.
Das Pumping-Lemma als Beweiswerkzeug für nicht-reguläre Sprachen: Zerlegung w=xyz, Gegenspieler-Beweis und der Klassiker aⁿbⁿ. Mit interaktivem Visualizer.
Der Kellerautomat als endlicher Automat mit Stack: 7-Tupel, push/pop, Akzeptanz durch Endzustand oder leeren Keller, aⁿbⁿ und DPDA vs. NPDA. Mit Simulator.
Das Halteproblem als unentscheidbares Problem: Widerspruchsbeweis durch Selbstanwendung, entscheidbar vs. semi-entscheidbar, Reduktion und der Satz von Rice.
Komplexitätsklassen P (lösbar) und NP (verifizierbar), NP-Vollständigkeit und SAT, polynomielle Reduktion und die offene Frage P = NP. Mit Klassen-Visualizer.
NP-Vollständigkeit beweisen: SAT und 3-SAT, Satz von Cook-Levin, polynomielle (Karp-)Reduktion und die Standard-Reduktion 3-SAT auf CLIQUE. Mit Reduktions-Visualizer.
Willenserklärung, Angebot und Annahme (§§ 145, 147 BGB), invitatio ad offerendum, Zugang und Auslegung. BGB AT mit Subsumtions-Trainer im Gutachtenstil.
Kaufvertrag (§ 433), Werkvertrag (§ 631) und Mietvertrag (§ 535) im Vergleich: Pflichten, Sachmangel und Gewährleistung (§§ 434, 437), Vorrang der Nacherfüllung, Werk vs. Dienst.
Schuldverhältnis (§ 241), Schadensersatz wegen Pflichtverletzung (§ 280), Vertretenmüssen (§ 276) und die drei Leistungsstörungen: Unmöglichkeit (§ 275), Verzug (§ 286), Schlechtleistung.
Sachenrecht: Eigentum (§ 903) vs. Besitz (§ 854), Übereignung beweglicher Sachen (§ 929), Abstraktionsprinzip, gutgläubiger Erwerb (§ 932) und Eigentumsvorbehalt (§ 449).
Haftung und Rechtsformen: Personengesellschaften (OHG/KG, § 128 HGB, persönliche Haftung) vs. Kapitalgesellschaften (GmbH/AG, § 13 GmbHG, Trennungsprinzip).
Handelsrecht (HGB): Kaufmannsbegriff (Ist-/Kann-/Formkaufmann, §§ 1, 2, 6), Handelsregister und Publizität (§ 15) sowie Prokura (§§ 48, 49) und ihre Grenzen.
DSGVO: Verbot mit Erlaubnisvorbehalt, Rechtsgrundlagen (Art. 6), personenbezogene Daten, Grundsätze (Art. 5), Betroffenenrechte und Sanktionen (Art. 83).
Urheberrecht an Software (§§ 69a ff. UrhG), Open-Source-Lizenzen: permissiv (MIT/Apache) vs. Copyleft (GPL) vs. proprietär, plus Abgrenzung zu Patent und Marke.
IT-Verträge einordnen: Standardsoftware-Kauf, Individualsoftware (Werkvertrag § 631), SaaS (Mietvertrag § 535) und Pflege, mit den jeweiligen Mängelrechten.
