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Theoretische Informatik WS 2012/2013

LVR-Nr: 150 240
Veranstaltung: Theoretische Informatik
4 std.
NA 01/99 Mo 10:00-12:00 und
NA 6/99 Mi 10:00-12:00
Dozent: Hans U. Simon
Übungen: Malte Darnstädt
2 std.
NA 1/64 Mo 08:30-10:00 oder
NA 1/64 Mi 12:00-14:00
die erste Übung findet am 15.10. statt
Korrektur der Hausaufgaben: Henrik Sie
Sprechstunde in NA 1/31 Mi 16:00-17:00
Anmeldung zur Vorlesung per VSPL vom 8.10. bis 31.10.

News

Die Ergebnisse der Klausur vom 12. August hängen ab sofort am schwarzen Brett im Flur NA 1 Nord aus.
Die Klausureinsicht findet am 15. Oktober von 18 bis 19 Uhr in NA 1/64 statt.

Materialien

Übungsblätter

Vorlesungsskript

Kapitel 1: Formale Sprachen

Kapitel 2: Berechenbarkeitstheorie

Kapitel 3: Komplexitätstheorie

Zusätzliche Kapitel

Dieser Teil des Vorlesungsskriptes ist nicht prüfungsrelevant

Beispiele

Informationen aus dem Vorlesungsverzeichnis

Voraussetzungen

Nützlich (aber nicht zwingend erforderlich) sind elementare Grundkenntnisse in Informatik und Diskreter Mathematik sowie Vertrautheit mit mindestens einer Programmiersprache.

Kommentar

Die Vorlesung richtet sich an Studierende der Mathematik, der Angewandten Informatik und (als Wahlpflichtfach) an Studierende der IT-Sicherheit. Sie liefert eine Einführung in die Theorie der Grammatiken (insbesondere kontextfreie Grammatiken) und Automaten (endlicher Automat, Kellerautomat, Turing-Maschine). Sie gibt ferner einen Einblick in die Berechenbarkeits- und NP-Vollständigkeitstheorie, wo es um die Frage geht, welche Rechenprobleme (überhaupt bzw. mit vertretbarem Aufwand) gelöst werden können. Es wird sich zeigen, dass es inhärent schwere Probleme gibt, die von Rechnern nicht zufriedenstellend gelöst werden können.

In der Vorlesung ergeben sich fundamentale Einsichten zum Verhältnis zwischen Automaten und Grammatiken und zum Verhältnis von Determinismus und Nicht-Determinismus. Durch Einüben von Techniken wie wechselseitige Simulation oder (polynomiell) berechenbare Reduktionen soll die Einsicht reifen, dass an der Oberfläche verschieden aussehende Konzepte im Kern identisch sein können. Ziel ist zudem ein tieferes Verständnis von Komplexität. Auf den unteren Ebenen der sogenannten Chomsky-Hierarchie finden sich effizient lösbare Anwendungsprobleme der Textmanipulation und der Textanalyse. Auf den oberen Ebenen machen die Studierenden Bekanntschaft mit dem Phänomen der inhärenten Härte (oder gar Unentscheidbarkeit) eines Problems.

Literatur

Die Vorlesung orientiert sich in erster Linie an dem Buch "Theoretische Informatik - kurzgefasst" von Uwe Schöning (Spektrum, 2001) bzw. an einem Skriptum zur Vorlesung. Weitere Literaturvorschläge erfolgen in der ersten Vorlesungsstunde.

Übungsaufgaben

Im Laufe des Semesters sind wöchentlich Übungsaufgaben zu lösen. Es werden nur handschriftliche Abgaben gewertet. Bitte notiert auf jedem Blatt Namen, Matrikelnummern und die Übungsgruppe (Mo oder Mi). Bei der Bearbeitung der Aufgaben kann in Gruppen zu maximal 3 Studierenden gearbeitet werden. Die erreichten Punkte werden dann jedem Gruppenmitglied angerechnet.

Jeder der in einer Übungsaufgabe allein oder in einer Gruppe Punkte erhält, sollte auch in den Übungen in der Lage sein die Lösung der Aufgabe an der Tafel vorzurechnen.

Termine

Die Übungsblätter werden jeden Freitag auf dieser Seite veröffentlicht. Die Abgabe der bearbeiteten Aufgaben ist bis zum Montag, zehn Tage nach Veröffentlichung, bis 8:20 möglich. Bitte werft die Aufgaben in den Abgabekasten auf NA 02 neben dem Eingang zum Rechenzentrum. Die Rückgabe der korrigierten Zettel erfolgt in den Übungsgruppen.

Korrektur

Der Korrekteur ist Henrik Sie, henrik.sie@rub.de. Seine Sprechstunde ist mittwochs von 16 bis 17 Uhr in NA 1/31.

Bonuspunkte

Jedes Übungsblatt hat 4 Aufgaben, bei denen je 4 Punkte zu erreichen sind (sollte die Anzahl an Abgaben unsere Kapazität überschreiten, werden eventuell nicht alle Aufgaben bewertet). Die erworbenen Punkte in den Übungsblättern werden bei der Klausur anteilig als Bonunspunkte gutgeschrieben. Dabei entsprechen 100% Punkte in den Übungsaufgaben 10% Punke in der Klausur. Die maximal erreichte Punktezahl in der Abschlussklausur kann 100% nicht übersteigen. Dieser Bonus gilt nur für die Klausur zum Wintersemester 12/13 und nicht für Klausuren in späteren Semestern.

Teilnahmeschein

Eine unbenotete Bescheinigung über eine erfolgreiche Teilnahme erhält, wer mindestens die Hälfte der Hausaufgabenpunkte erreicht, in den Übungen mindestens einmal vorrechnet und regelmäßig an den Übungen teilnimmt.

Klausur

Die Prüfung besteht aus der Semesterabschlussklausur. Die einzige Ausnahme gilt für Studierende, die "Theoretische Informatik" im Hauptfach des B.Sc. Mathematik belegen (siehe unten).

Die Klausur wird am Montag, den 11. Februar 2013, von 9:15 bis 12:15 (s.t.) in HID statt finden.

Der Termin für die Nachschreibklausur ist Montag, der 12.08.2013, 9:00 Uhr in HID. Dabei ist zu beachten, dass für die Nachschreibklausur keine Bonuspunkte aus Übungsaufgaben angerechnet werden können.

Zugelassene Hilfsmittel sind das Vorlesungsskript und das Buch "Theoretische Informatik - kurzgefasst" von Uwe Schöning (HTb, 2001), sowie auf dieser Seite veröffentlichte Materialien (mit Ausnahme der Übungsblätter und Beispiele) zugelassen.

Alle Klausurteilnehmer melden sich bei dem Prüfungsamt ihrer eigenen Fakultät nach den dort geltenden Regeln und Fristen an (und ggf. ab). Bei Fragen zur Anmeldung wenden Sie sich bitte auch an das zuständige Prüfungsamt.

Alle Studierenden die das Fach im Optionalbereich belegen melden sich bitte zusätzlich bei Malte Darnstädt an.

Mündliche Prüfungen

Für die Studierenden, die "Theoretische Informatik" im Hauptfach des Bachelor of Science in der Mathematik belegen, wird im Anschluss an das Wintersemester 12/13 eine mündliche Prüfung angeboten. Zur Wahl stehen die folgenden zwei Termine:

  • Dienstag, den 5. Februar 2013
  • Dienstag, den 9. April 2013

Anmeldungen zur mündlichen Prüfung müssen von allen Studierenden per VSPL vorgenommen werden.

Achtung: Vor der Anmeldung im Prüfungsamt lassen Sie sich bitte einen Termin mit Uhrzeit von Malte Darnstädt geben.

Die Anmeldung muss mindestens zwei Wochen vor der jeweiligen Prüfung erfolgen. Ein Rücktritt von einer angemeldeten Prüfung ist bis zu drei Tage vor der Prüfung in schriftlicher Form ohne Angabe von Gründen im Prüfungsamt (NA 02/73) möglich.

Abschlussarbeiten

Im thematischen Umfeld der Vorlesung ist es möglich, eine Abschlussarbeit zu erstellen. Nähere Informationen für Interessenten finden sich unter Abschlussarbeiten.

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