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Algorithmen und Berechenbarkeit / Formale Methoden (WS 2011/12)

Termine

ZeitRaumTermine
Do 09:45–11:15 V 38.04 wöchentlich ab 20.10.11 bis 09.02.12  
Di  09:45–11:15 V 38.01 14-täglich ab 25.10.11 bis 07.02.12 (vorauss. 25.10., 15.11., 29.11., 13.12.2011 und 24.01., 07.02.2012)

Inhalt

Der erste Teil der Vorlesung (12 Doppelstunden, bis ca. 13.12.2011) mit dem Titel FORMALE METHODEN DER INFORMATIK orientiert sich an dem Buch IDEEN DER INFORMATIK von Uwe Schöning.

Achtung: Der in der Vorlesung behandelte Stoff beschränkt sich nicht auf den Inhalt dieses Buches. Es werden immer wieder zusätzliche meist etwas technischere Details vorgestellt. Diese gehören ebenso zum (Prüfungs-) Stoff, wie die Inhalte des Buches.

Vom 15. Dezember an folgen Teil 2 (Analyse von Algorithmen) und Teil 3 (Berechenbarkeitstheorie) mit je viereinhalb Vorlesungen.

Die Teile 2 und 3 sind ausschließlich für die Studierenden des Studiengangs Softwaretechnik (BSc.) vorgesehen, die teilnehmenden Wirtschaftsinformatiker/innen brauchen nur Teil 1 zu absolvieren.

Folien zu TEIL 1:

Vorl. Datum Folien Inhalt
1 20.10. (PDF) Allgemeines, Rekursion, Divide-and-Conquer
2 25.10. (PDF) Divide-and-Conquer: Laufzeit und Beispiel, Backtracking, Branch-and-Bound, Dynamisches Programmieren
3 27.10. (PDF) Dynamisches Programmieren: Algorithmus und Beispiel, Greedy-Algorithmen, Randomisierte Algorithmen
4 03.11. (PDF) Randomisierte Algorithmen (Forts.), Lokale Suche, Simulated Annealing, Metropolis-Algorithmus, Genetische Algorithmen
5 10.11. (PDF) Genetische Algorithmen (Forts.), Graphen: Grundbegriffe, Datenstrukturen
6 15.11. (PDF) Wege und Kreise, Bäume, Steiner-Bäume, Euler-/Hamilton-Kreise, TSP
7 17.11. (PDF) Planare Graphen, Graphen-Färbungen, Flussprobleme und Transportnetze
8 24.11. (PDF) Min-Cut-Max-Flow-Theorem, Matchings, Netzplantechnik, Zufallsgraphen, Petri-Netze
9 29.11. (PDF) Formale Sprachen und Automatentheorie (Schnelldurchlauf)
10 01.12. (PDF) Automatenkonstruktionen, Turingmaschinen, Berechenbarkeit: Modelle, These von Church, FOR-Programme
11 08.12. (PDF) Ackermann-Funktion, (Semi-) Entscheidbarkeit, Halteproblem
12 13.12. (PDF) Reduktionen, P und NP, NP-Vollständigkeit, PCP, Äquivalenzproblem

Folien zu TEIL 2 und TEIL 3:

Vorl.DatumFolienInhalt
13 15.12. (PDF) Rekursionsgleichungen, Mastertheorem I und II, Matrixmultiplikation nach Strassen
14 22.12. (PDF) Durchschnittsanalyse von Quicksort, Heapsort und Bottom-Up-Heapsort
15 12.01. (PDF) Medianberechnung in Linearzeit, Quickselect
16 19.01. (PDF) TSP mit dynamischem Programmieren, String-Matching, Knuth-Morris-Pratt-Algorithmus
17 24.01. (PDF) Knuth-Morris-Pratt-Algorithmus (Forts.), Berechenbarkeit: Primitive Rekursion
18 26.01. (PDF) Die Klasse der primitiv-rekursiven Funktionen, noch einmal Ackermann-Funktion
19 02.02. (PDF)

Die Klasse der μ-rekursiven Funktionen, Collatz-Vermutung

20 07.02. (PDF) Häufigkeitsberechnungen, Satz von Trakhtenbrot
21 09.02. (PDF) Satz von Trakhtenbrot (Vervollständigung des Beweises)

Übungen

Jochen Eisner

TagZeitRaumTutorBeginn
Do 11:30-13:00 Uhr (I)(14-tg.) 0.124 Jochen Eisner 27.10.
Do 11:30-13:00 Uhr (II)(14-tg.) 0.124 Jochen Eisner 03.11.
Do 11:30-13:00 Uhr (I)(14-tg.) 0.463 Frederik Hartmann 27.10.
Do 11:30-13:00 Uhr (II)(14-tg.) 0.463 Frederik Hartmann 03.11.
Do 15:45-17:15 Uhr (I)(14-tg.) 0.124 Maik Reingruber 27.10.
Do 15:45-17:15 Uhr (II)(14-tg.) 0.124 Maik Reingruber 03.11.

Wichtig: Ich bitte alle Softwaretechniker in Gruppe 11:30-13:00 Uhr (I) 0.124 meine (II) Gruppe zu besuchen. Sollte dies terminlich nicht möglich sein, dann schreiben Sie mir (Jochen Eisner) bitte eine Email und besuchen Sie die 11:30-13:00 Uhr (I) 0.463 Gruppe. Der Übungstermin 11:30-13:00 Uhr (I) 0.124 findet ab sofort nicht mehr statt.

  • Die Anmeldung für die Übungen findet über Eclaus vom 21.10. 0Uhr bis zum 25.10. 12Uhr statt.
  • Gruppenabgaben sind erlaubt - jeder in Ihrer Abgabegruppe muss in der Lage sein Ihre Ergebnisse zu präsentieren.

Scheinkriterien

  • 50% der Übungspunkte
  • regelmäßige (mindestens 80% Anwesenheit) und aktive Übungsgruppenteilnahme

Übungspunkte Ergebnisse aus den Übungen - Wirtschaftsinformatiker.

  • Wirtschaftsinformatiker benötigen >=50P für die Klausurzulassung.
  • Korrektur: Für Wirtschaftsinformatiker ist der Schein keine notwendige Vorraussetzung für die Prüfungsteilnahme.

Übungspunkte Ergebnisse aus den Übungen - alle Anderen.

  • Alle Anderen benötigen >=70P für die Klausurzulassung.

Sollten Sie einen Fehler in diesen Listen finden, dann bitte ich umgehend um Rückmeldung bei mir (Jochen Eisner).
Das gleiche gilt, falls Sie einen ausgedruckten Schein haben wollen.

Klausur

Hinweis: Bei der Klausur am 22.08.2012 sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Literatur

Formale Methoden:

  • Uwe Schöning: Ideen der Informatik. 2. Auflage, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2006.

Algorithmen:

  • Volker Diekert: Entwurf und Analyse von Algorithmen. Skript, Uni Stuttgart, 2006.
  • Uwe Schöning: Algorithmik. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg - Berlin, 2001.

Berechenbarkeit:

  • Klaus Wagner: Einführung in die theoretische Informatik: Grundlagen und Modelle. Springer, Berlin - Heidelbert, 1994.
  • Uwe Schöning: Theoretische Informatik - kurz gefasst. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg u.a.