inf401 - Foundations of Theoretical Computer Science (Complete module description)

Module label	Foundations of Theoretical Computer Science
Modulkürzel	inf401
Credit points	6.0 KP
Workload	180 h
Institute directory	Department of Computing Science
Verwendbarkeit des Moduls	Bachelor's Programme Computing Science (Bachelor) > Aufbaumodule
Zuständige Personen	Fleischhack, Hans (module responsibility) Habel, Annegret (Prüfungsberechtigt) Best, Eike (Prüfungsberechtigt) Olderog, Ernst-Rüdiger (Prüfungsberechtigt)
Prerequisites
Skills to be acquired in this module	Einführung in Berechenbarkeits-, Automaten-, Komplexitätstheorie
Module contents	Im ersten Teil der Vorlesung werden verschiedene Sprachklassen (z.B. reguläre und kontextfreie Sprachen) eingeführt, die u.a. deswegen wichtig sind, weil sie zur Beschreibung der Syntax von Programmiersprachen verwendet werden. Parallel dazu werden je Sprachklasse dazugehörige Automatenmodelle (z.B. endliche Automaten, Kellerautomaten, Turingmaschinen) vorgestellt, die als abstrakte Algorithmenbeschreibung, wie die jeweiligen Sprachen akzeptiert werden, aufgefaßt werden können. Zur Klassifikation dieser Sprachen dienen Grammatiken. Im zweiten Teil der Vorlesung wird untersucht, welche Funktionen algorithmisch berechenbar bzw. welche Probleme algorithmisch entscheidbar sind. Dazu wird der Begriff des Algorithmus formalisiert. Turingmaschinen und Grammatiken stellen sich als äquivalente Ansätze heraus. Es wird gezeigt, daß es Probleme gibt, die nicht algorithmisch entscheidbar sind. Dazu gehören leider auch viele Probleme von praktischem Interesse. Im dritten Teil der Vorlesung geht es um die Komplexität von Algorithmen, d.h. wieviel Zeit und Speicherplatz zum Lösen einer Aufgabe benötigt wird. Insbesondere werden Probleme betrachtet, die deterministisch oder nichtdeterministisch in polynomieller Zeit lösbar sind. Diese Problemklassen sind unter den Namen P und NP bekannt.
Literaturempfehlungen	essentiell: Skriptum "Grundbegriffe der Theoretischen Informatik" empfohlen: Schöning: "Theoretische Informatik - kurzgefasst", 4. Auflage, Spektrum gute Sekundärliteratur: Hopcroft, Motwani, Ullman: "Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie", Pearson (ein Klassiker...)
Links
Language of instruction	German
Duration (semesters)	1 Semester
Module frequency	jährlich
Module capacity	unlimited

Lehrveranstaltungsform	SWS	Workload of compulsory attendance
Lecture	3	42
Seminar
Präsenzzeit Modul insgesamt		42 h

Examination	Prüfungszeiten	Type of examination
Final exam of module	Am Ende der Vorlesungszeit	KL