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

Vorlesung: Einführung in die Theoretische Informatik

Beginn der Vorlesung: 18.10.2022

Beginn der Übungen: 25.10.2022

Eintragen über: UE in Agnes bzw. UE (ÜWP) in Agnes

Moodle-Kurs: eintragen (Passwort in der VL und per Mail über Agnes, ca. am 14.10.)

Korrektor*innen (Kontakt per Mail oder Moodle): T. Berholdt, D. Ketels, T. Lantzsch, M. Lindner, Y. Verbitsky (Mail an alle)


Termine

VL Di 15-17 RUD 26, 0'115 J. Köbler
VL Do 15-17 RUD 26, 0'115 J. Köbler
UE Di 09-11 digital F. Fuhlbrück
UE Di 13-15 RUD 26, 1'306 F. Fuhlbrück
UE Mi 09-11 digital L. Antipov
UE Mi 13-15 RUD 26, 1'306 L. Antipov
UE Do 09-11 RUD 26, 1'306 N. Bojikian
UE Do 13-15 RUD 26, 1'306 N. Bojikian
UE Fr 09-11 RUD 26, 0'313 F. Hegerfeld
UE Fr 11-13 RUD 26, 0'313 F. Hegerfeld
TU Mi 13-15 RUD 26, 0'310 T. Bertholdt, T. Lantzsch, M. Lindner
TU Do 17-19 RUD 26, 1'306 T. Bertholdt, T. Lantzsch, M. Lindner

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

schriftlich, 120 Minuten, als Hilfsmittel nur Notizen+Skript

 


Empfohlene Literatur

  • Blum: Theoretische Informatik. Oldenbourg 1998.
  • 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 der schriftlichen Aufgaben jeweils bis Dienstag 23:59 per Moodle)

Blatt 1
Blatt 2
Blatt 3
Blatt 4
Blatt 5
Blatt 6
Blatt 7
Blatt 8

Skript

bis Woche 7

Skript vom Wintersemester 2020/21

Aktuelle Folien

Organisatorisches
Restliche Folien bis Woche 7

Folien vom Wintersemester 2020/21

Organisatorisches
Reguläre Sprachen
Kontextfreie Sprachen
Kontextsensitive Sprachen
Entscheidbare und semientscheidbare Sprachen
Komplexität

Alte Probeklausuren