Seminar Graphen in der Informatik: Algorithmen und Modellierung. Organisatorisches & Tipps zum Halten eines Vortrags

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1 Seminar Graphen in der Informatik: Algorithmen und Modellierung Organisatorisches & Tipps zum Halten eines Vortrags Prof. Dr. Barbara König, Dr. Sander Bruggink, Christoph Blume, Jan Stückrath, Henning Kerstan, Sebastian Küpper 13. März 2013 König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 1

2 Graphen in der Informatik Graphen dienen der Darstellung und Modellierung Rechnernetze, Internet Straßennetze Nachbarschaftsbeziehungen endliche Automaten, Transitionssysteme semantische Beziehungen König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 2

3 Graphen in der Informatik Wir beschäftigen uns in diesem Seminar mit: Graphentheorie: Welche Typen von Graphen gibt es? Welche Strukturen treten in Graphen auf? Welche bekannten Sätze über Graphen gibt es? (z.b. Vierfarbentheorem) Graphalgorithmen: Wie kann man Graphen am besten algorithmisch verarbeiten? Welche Verfahren gibt es, um Graphen zu untersuchen? (z.b. Chinese Postman Problem, Max Flow) Graph Drawing: Wie lassen sich Graphen am besten visualisieren? Welche Algorithmen gibt es, um Graphen zu zeichnen? Graphtransformation: Wie kann man Graphen mit Hilfe von Regeln transformieren? Wie funktionieren Graphgrammatiken? Wie kann man nebenläufige Systeme mit Hilfe von Graphtransformationsregeln modellieren? König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 3

4 Seminar Seminartreffen Das Seminar beginnt am 22. April 2013 und findet dann jeweils montags in Raum LK 052 statt! Teilnahme an dem Seminar besteht aus drei Teilen: der schriftliche Ausarbeitung, dem Vortrag selbst und der Teilnahme an den Diskussionen nach den Vortägen. König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 4

5 Literatur (Englischsprachige) Literatur zum Thema wird von den jeweiligen Betreuern zur Verfügung gestellt. Ansonsten: Eigene Literaturrecherche Bibliothek Verfolgen von Referenzen Internet Literaturverzeichnis in der Ausarbeitung nicht vergessen! König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 5

6 Ausarbeitung Formale Kriterien ca Seiten Deutsch oder Englisch Ausarbeitung Folien Muss am Vortragstermin ausgeteilt werden Als Datei (PDF, kein Word) an den jeweiligen Betreuer schicken König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 6

7 Ausarbeitung Formale Kriterien ca Seiten Deutsch oder Englisch Ausarbeitung Folien Muss am Vortragstermin ausgeteilt werden Als Datei (PDF, kein Word) an den jeweiligen Betreuer schicken Hinweise für die Ausarbeitung Zusammenfassung des Themas in eigenen Worten Weniger wichtige Details weglassen Am besten erst nach dem Vortrag austeilen Wir empfehlen L A TEX zur Erstellung der Ausarbeitung König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 6

8 Vortrag Vortrag Reine Vortragszeit: ca. 45 Minuten Mit Zwischenfragen: maximal 1 Stunde Sprache: Deutsch oder Englisch Voraussetzung: Jeder Vortrag muss mindestens ein interaktives Element enthalten (Vorführung eines Algorithmus,..., usw.) König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 7

9 Vortrag Vortrag Reine Vortragszeit: ca. 45 Minuten Mit Zwischenfragen: maximal 1 Stunde Sprache: Deutsch oder Englisch Voraussetzung: Jeder Vortrag muss mindestens ein interaktives Element enthalten (Vorführung eines Algorithmus,..., usw.) Diskussion: ca. 15 Minuten Wir bitten um rege Teilnahme! König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 7

10 Benotung Die Note setzt sich aus vier Teilen zusammen: 1 Erarbeitung und Verständnis des Themas 2 Aufbau und Halten des Vortrags 3 Ausarbeitung 4 Anwesenheit bei und aktive Beteiligung an den Vorträgen der anderen König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 8

11 Themenliste mit Betreuern Kürzeste Wege und Spannbäume in Graphen [13, 17] Betreut durch: Sander Bruggink Max-Flow/Min-Cut [20] Betreut durch: Henning Kerstan Small Worlds: Modelle für soziale Netzwerke und das Internet [14, 15, 16] Betreut durch: Henning Kerstan Das Problem des chinesischen Postboten [11] Betreut durch: Barbara König Planare Graphen und Graphminoren [1, 18] Betreut durch: Jan Stückrath Der Vier-Farben-Satz [19] Betreut durch: Sebastian Küpper Algorithmen zum Zeichnen von Graphen [5] Betreut durch: Sander Bruggink König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 9

12 Themenliste mit Betreuern Binary Decision Diagrams [7, 8] Betreut durch: Christoph Blume Pfad- und Baumweite: Beschreibung, Berechnung und Anwendung [3, 4] Betreut durch: Christoph Blume Routing basierend auf Baumzerlegungen und Small Worlds [12] Betreut durch: Barbara König Graphtransformation durch Kantenersetzung [10] Betreut durch: Sebastian Küpper Algebraischer Ansatz zur Graphersetzung [9] Betreut durch: Jan Stückrath Erkennbare Graphsprachen [6, 2] Betreut durch: Christoph Blume König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 9

13 Zeitplan Termine 4 Wochen 3 Wochen 2 Wochen 1 Wochen erstes Treffen mit dem Betreuer und Beschaffung der Literatur Vorlage eines groben Konzepts bzw. Gliederung Vorlage eines Entwurfs der Ausarbeitung Vorlage eines Entwurfs der Vortragsfolien Man darf sich natürlich auch außerhalb der Fristen bei den Betreuern melden! König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 10

14 Kontakt Kontaktdaten Barbara König (barbara Sander Bruggink Christoph Blume Jan Stückrath Henning Kerstan Sebastian Küpper Weitere Kontaktinformationen finden sich auf unserer Webseite Web-Seite des Seminars: König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 11

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16 Warum halte ich einen Vortrag? König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 12

17 Warum halte ich einen Vortrag? Antwort 1: Um die Zuhörer zu beeindrucken! Taktik: Viele Fremdwörter Schnelles Tempo Wenig hilfreiche Erklärungen Wenige Beispiele Voraussetzen von erheblichen Vorkenntnissen König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 13

18 Warum halte ich einen Vortrag? Antwort 2: Um den Zuhörern eine Idee zu vermitteln Vortragende(r) Zuhörer(in) König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 14

19 Zielsetzung Daher: Stoff so aufbereiten (und evtl. einschränken), dass er gut vermittelbar ist Vortrag gut strukturieren Zentrale Ideen hervorheben Das Publikum nicht überschätzen Redundanz Geeignete graphische Darstellungen finden Gute Beispiele suchen König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 15

20 Umgang mit dem Publikum Zuhörer ansehen, Blickkontakt aufnehmen Aktivierung der Zuhörer durch Fragen, kleine Aufgaben, etc. Und ein Appell ans Publikum: Stellen Sie Fragen, wenn Sie etwas nicht verstanden haben und wenn Sie etwas interessiert! König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 16

21 Medien Zur Verfügung stehen: Beamer (Overhead-Projektor) Tafel Folien: mit großer Schrift, Bildern, Farbe, etc. nicht zu viel auf eine Folie quetschen nicht zu viele Folien vorbereiten Überblicksfolien (Inhaltsverzeichnis, etc.) erstellen Richtwert: ca. 25 Folien für 45 Minuten Randbemerkung: Diese Folien wurden mit latex-beamer erstellt. König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 17

22 Medien Medienwechsel: auch die Tafel nutzen, beispielsweise um schwierige Sachverhalte zu erklären Vorsicht: Aufmerksamkeit der Zuhörer richtet sich gerne auf die Projektionsfläche, vorbei am Sprecher. Daher... König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 18

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24 Üben des Vortrags Vortrag vorher üben, evtl. vor Probepublikum Zeit messen (Dauer: ca. 45 Minuten) Vortrag nicht auswendiglernen! Schlussworte ausdenken Kurze Zusammenfassung des Vortrags Abschließende Bewertung Danke. Gibt es Fragen? Nur keine Panik! Ein bisschen Lampenfieber gehört aber dazu. König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 19

25 Allein der Vortrag macht des Redners Glück. Johann Wolfgang von Goethe, aus Faust König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 20

26 Dan Bienstock and Michael A. Langston. Algorithmic Implications of the Graph Minor Theorem. University of Tennessee, Computer Science Department, Christoph Blume, H.J. Sander Bruggink, Dominik Engelke, and Barbara König. Efficient symbolic implementation of graph automata with applications to invariant checking. In Proceedings of ICGT 2012, Hans L. Bodlaender and Arie M. C. A. Koster. Combinatorial optimization on graphs of bounded treewidth. The Computer Journal, 51(3): , Hans L. Bodlaender and Arie M. C. A. Koster. Treewidth computations I. Upper bounds. Information and Computation, 208(3): , König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 21

27 Ulrik Brandes. Drawing on physical analogies. Drawing Graphs, pages 71 86, H. J. Sander Bruggink and Barbara König. On the recognizability of arrow and graph languages. In Proceedings of ICGT 08. Springer, Randal E. Bryant. Graph-based algorithms for boolean function manipulation. IEEE Transactions on Computers, 100(8): , Randal E. Bryant. Symbolic boolean manipulation with ordered binary-decision diagrams. ACM Computing Surveys (CSUR), 24(3): , König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 22

28 Andrea Corradini, Ugo Montanari, Francesca Rossi, Hartmut Ehrig, Reiko Heckel, and Michael Löwe. Algebraic approaches to graph transformation, part I: Basic concepts and double pushout approach. Handbook of graph grammars and computing by graph transformation, 1: , Frank Drewes, Annegret Habel, and Hans-Jörg Kreowski. Hyperedge replacement graph grammars. Handbook of Graph Grammars and Computing by Graph Transformation, 1:95 162, Horst A. Eiselt, Michel Gendreau, and Gilbert Laporte. Arc routing problems, Part I: The chinese postman problem. Operations Research, 43(2): , König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 23

29 Pierre Fraigniaud. A new perspective on the small-world phenomenon: Greedy routing in tree-decomposed graphs. In Proceedings of the 13th Annual European Symposium on Algorithms (ESA), pages , Peter E. Hart, Nils J. Nilsson, and Bertram Raphael. A formal basis for the heuristic determination of minimum cost paths. Systems Science and Cybernetics, IEEE Transactions on, 4(2): , Jon M. Kleinberg. Navigation in a small world. Nature, 406(6798): , König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 24

30 Jon M. Kleinberg. The small-world phenomenon and decentralized search. SIAM News, 37(3):1 2, Jon M. Kleinberg. Complex networks and decentralized search algorithms. In Proceedings of the International Congress of Mathematicians, pages , Joseph B. Kruskal. On the shortest spanning subtree of a graph and the traveling salesman problem. Proceedings of the American Mathematical Society, 7(1):48 50, König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 25

31 László Lovász. Graph minor theory. Bulletin of the American Mathematical Society, 43(1):75 86, Neil Robertson, Daniel P. Sanders, Paul Seymour, and Robin Thomas. A new proof of the four-colour theorem. Electronic Research Announcements of the American Mathematical Society, 2(1):17 25, Vince Vatter. Graphs, flows, and the ford-fulkerson algorithm, König, Bruggink, Blume, Stückrath, Kerstan, Küpper Seminar Graphen in der Informatik 26

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