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

Vorlesung: Einführung in die Theoretische Informatik

Dozent: Prof. Johannes Köbler


Termine: VL
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RUD 26, 0'115
RUD 26, 0'115
RUD 26, 1'303
RUD 26, 0'313
RUD 26, 0'307
RUD 26, 0'313
RUD 26, 0'313
RUD 26, 0'313
RUD 26, 1'305
RUD 26, 1'303
J. Köbler
J. Köbler
M. Hellwig
A. Antoniadis
M. Hellwig
M. Killat
W. Kössler
W. Kössler
A. Antoniadis
M. Killat

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.


Fragestunde

Am Dienstag, 21.2.2012, bieten wir um 14 Uhr eine Fragestunde an, wo Fragen zu Vorlesung und Übungsaufgaben gestellt werden können.


Prüfung

Die Klausur findet am 24.2.2012 um 9:15 Uhr (Einlass: 9:00 Uhr) in den Räumen RUD26 0'115 und RUD26 0'110 statt.
Die Einsicht findet am Mittwoch 11.4.2012 ab 14.30 Uhr im Raum 4.012 (Rud25) statt.

Die Nachklausur findet am 19.7.2012 um 9:00 Uhr (Einlass: 8:45 Uhr) im Raum RUD26 0'110 statt. In beiden Klausuren sind Hilfsmittel zugelassen.
Die Einsicht der Nachklausur findet am Dienstag 16.10.2012 ab 12.45 Uhr im Raum 4.007 (Rud25) statt.

 


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

Blatt 1
Blatt 2
Blatt 3
Blatt 4
Blatt 5
Blatt 6
Blatt 7
Blatt 8
Blatt 9
Blatt 10
Blatt 11
Blatt 12
Blatt 13
Blatt 14
Probeklausur


 

Skript

 

Folien

Organisatorisches
Reguläre Sprachen (Teil 1)
Relationalstrukturen
Reguläre Sprachen (Teil 2)
Kontextfreie Sprachen
Deterministisch kontextfreie Sprachen
Kontextsensitive Sprachen
Entscheidbare und rekursiv aufzählbare Sprachen
LOOP-, WHILE- und GOTO-Berechenbarkeit
Komplexität