Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Komplexität und Kryptografie

Vorlesung: Einführung in die Theoretische Informatik

Beginn der Vorlesung: 19.10.2016

Beginn der Übungen: 18.10.2016

Beginn der Tutorien: 26.10.2016

Eintragen über: Agnes, zusätzlich existiert ein Moodle-Kurs (Passwort in jeder Übung).

Termine

VL Mo 15-17 RUD 26, 0'115 J. Köbler
VL Mi 15-17 RUD 26, 0'115 J. Köbler
UE Di 11-13 RUD 26, 1'303 F. Fuhlbrück
UE Di 13-15 RUD 26, 0'307 S. Kuhnert
UE Di 13-15 RUD 26, 1'303 F. Fuhlbrück
UE Mi 09-11 RUD 26, 0'313 S. Kuhnert
UE Do 13-15 RUD 26, 1'303 W. Kössler
UE Do 15-17 RUD 26, 1'303 W. Kössler
UE Fr 09-11 RUD 26, 0'313 B. Grußien
UE Fr 09-11 RUD 26, 1'303 wechselnd
UE Fr 11-13 RUD 26, 0'313 B. Grußien
TU Mi 17-19 RUD 26, 1'305 R. Enseleit
TU Fr 13-15 RUD 26, 1'305 R. Enseleit

Inhalte und Lernziele


Die VL führt in die Kerngebiete der Theoretischen Informatik ein, wobei die Themengebiete Automaten und formale Sprachen im Mittelpunkt stehen. Die hierbei behandelten Fragen sind nicht nur aus theoretischer Sicht interessant, sondern bilden zugleich die Grundlage für so praktische Anwendungsgebiete wie den Compilerbau.

Aufbauend auf dem Automatenmodell der Turingmaschine lässt sich der Begriff des Algorithmus formalisieren, der in allen Bereichen der Informatik eine zentrale Rolle spielt. Die Frage, welche algorithmischen Probleme lösbar sind, beantwortet die Berechenbarkeitstheorie, indem sie uns die Grenzen der Berechenbarkeit aufzeigt.

Schließlich untersuchen wir die Komplexität von algorithmischen Problemen, indem wir den benötigten Rechenaufwand möglichst gut nach oben und unten abschätzen. Eine besondere Rolle spielen hierbei die NP-vollständigen Probleme, deren Komplexität bis heute offen ist.

Prüfung

Die erste Klausur fand am 24.2.2017 statt (Ergebnisse).
Die Nachklausur fand am 5.4.2017 statt (Ergebnisse).
Die Klausureinsicht findet am Mittwoch, den 12.4.2017 von 10-11 Uhr im Raum RUD25 3.101 statt. Auch die erste Klausur kann noch eingesehen werden.

 

Empfohlene Literatur

  • Blum: Theoretische Informatik. Oldenbourg 1998.
  • Emden-Weinert, Hougardy, Kreuter, Prömel, Steger: Einführung in Graphen und Algorithmen, Vorlesungsskript, 450 Seiten, Berlin 1996.
  • Garey, Johnson: Computers and Intractability - A Guide to the Theory of NP-Completeness. W.H. Freeman and Company, 1979.
  • Hoffmann: Theoretische Informatik. Hanser 2009.
  • Hopcroft, Ullman: Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie. Addison Wesley, 1994.
  • Lewis, Papadimitriou: Elements of the Theory of Computation. Prentice-Hall, 1981.
  • Motwani, Raghavan: Randomized Algorithms. Cambridge University Press, 1995.
  • Papadimitriou: Computational Complexity. Addison-Wesley, 1994.
  • Rich: Automata, Computability, and Complexity. Pearson Prentice Hall, 2008.
  • Schöning: Perlen der Theoretischen Informatik. BI-Wissenschaftsverlag, 1995.
  • Schöning: Theoretische Informatik - kurz gefaßt. Spektrum Akademischer Verlag, 2008.
  • Sipser: Introduction to the Theory of Computation. PWS Publishing Company, 2006.
  • Wagner: Einführung in die Theoretische Informatik, Grundlagen und Modelle. Springer Verlag, 1994.
  • Wegener: Theoretische Informatik - eine algorithmenorientierte Einführung. Teubner Verlag, 1999.
  • Harry Mairson : The Pumping Lemma (poem)

 

Aufgabenblätter (Abgabe mittwochs vor der VL bis 15.10 Uhr im Hörsaal)

Vorzeitige Abgabe im Briefkasten vor RUD 25 3.321.
Rückgabe der Blätter erfolgt in den Übungen; dort nicht abgeholte Blätter können im Raum RUD 25 3.321 abgeholt werden (Termin wird noch bekannt gegeben).

Blatt 0
Blatt 1
Blatt 2
Blatt 3
Blatt 4
Blatt 5
Blatt 6
Blatt 7
Blatt 8
Blatt 9
Blatt 10
Blatt 11
Blatt 12 (Lösung Aufgabe 80)
Blatt 13
Blatt 14
Probeklausur

Alte Probeklausuren

 

Skript

aktuelles Skript
Skript von 2015/16

Folien

Organisatorisches
Reguläre Sprachen
Kontextfreie Sprachen
Kontextsensitive Sprachen
Entscheidbare und Semi-entscheidbare Sprachen
Komplexität