Hasso-Plattner-Institut
Prof. Dr. Tobias Friedrich
  
 

Theoretische Informatik 2 (Sommersemester 2018)

Dozent: Prof. Dr. Tobias Friedrich
Links: Lehrveranstaltungen IT-Systems Engineering, Algorithm Engineering Moodle (TBA)

Beschreibung

Die Vorlesung Theoretische Informatik 2 ist ein Pflichtmodul im 4. Semester und setzt die Theoretische Informatik 1 fort und erweitert diese.

Unser Ziel ist es, die angefangene Algorithmik-Toolbox auszubauen. Gleichzeitig schulen wir dabei das Hantieren mit und schnelle Erfassen von neuen Modellen. Dazu schauen wir uns Algorithmen in diversen Gebieten an:

  • Graphalgorithmen befassen sich mit effizienter Erkennung von Strukturen (z.B. kürzeste Wege) in Graphen
  • Stringalgorithmen sorgen für eine effiziente Verarbeitung von Strings (z.B. das Parsen regulärer Ausdrücke)
  • Geometrische Algorithmen helfen dabei, Ereignisse wie z.B. Schnittpunkte von Linien oder konvexe Hüllen in dem zweidimensionalen Raum zu finden

Dabei sind wir darauf bedacht, eine Dualität aufzuzeigen: Auf der einen Seite fragen wir uns häufig, was ist der schnellste Algorithmus, den wir für ein Problem finden können? Auf der anderen Seite möchten wir wissen, ob es mathematisch beweisbar ist, dass es keinen schnelleren Algorithmus geben kann. Daher betrachten wir klassische Modelle und Beweistechniken aus der theoretischen Informatik.

  • (Nicht-)Deterministische endliche Automaten geben einen Einstieg in das Konzept des Nichtdeterminismus
  • Nichtdeterministische Turingmaschinen werden häufig gebraucht, um schwere kombinatorische Probleme zu beschreiben
  • Mittels Polynomialzeit-Reduktionen lernen wir das klassische P vs. NP Problem kennen und können neue Probleme nach diesem Kriterium klassifizieren

Voraussetzungen

Es wird davon ausgegangen, dass die Themen aus den Veranstaltungen Mathematik I, Mathematik II und Theoretische Informatik I bekannt sind.

Organisation

Neben der Vorlesung gibt es wöchentliche Übungen und Online-Lehreinheiten zur Vor- und Nachbereitung des Vorlesungsstoffes.

Die Verwaltung der Veranstaltung geschieht über das Moodle des Fachgebiets. Dort können Sie sich mit ihrem regulären HPI-Login einloggen und für die Veranstaltung eintragen. Die Moodle-Registrierung ist verpflichtend für alle Teilnehmer, da darüber auch die Verwaltung der Übungsblätter und deren Bewertung läuft. 

Wöchentliche Termine

  • Vorlesung: TBA
  • Übung: TBA

Klausuren

Für die Zulassung zur Klausur müssen 50% der Punkte von den Übungsblättern 1-6, und 50% der Punkte von den Übungsblättern 7-12 erreicht werden. 

Die Leistungsprüfung erfolgt in TI2 über eine einzige Klausur am Ende des Semesters. Dazu können über das Semester verteilt Bonuspunkte in den Übungen für die Klausur gesammelt werden.

Klausurtermin: TBA

Inhalte

Zusätzlich zu den Folien bieten wir hier auch weiterführende Links an. Diese können nützlich sein, um manche Konzepte in einem anderen Licht zu sehen. 

  • TBA

Literatur

  • Schöning: Theoretische Informatik - kurz gefasst. (Gut lesbar, für Berechenbarkeitstheorie)
  • Bläser: Theoretical Computer Science. (Umfangreich, für Berechenbarkeitstheorie)
  • Cormen, Leiserson, Rivest, Stein: Algorithmen - Eine Einführung. (Für Algorithmik)
  • Jeff Erickson's Lecture Notes. (Großartige Sammlung von Material für Algorithmik)

Vorlesungsteam

Die Vorlesung wird veranstaltet vom Fachgebiet Algorithm Engineering. An der Durchführung sind die folgenden Personen beteiligt:

Dozent

Vorlesung: TBA
Raum: TBA

E-Mail: friedrich(at)hpi.de