Theoretische Informatik

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1 Theoretische Informatik H. Peter Gumm Philipps-Universität Marburg Sommersemester 2008

2 Inhalt 1. Automatentheorie und Formale Sprachen Überblick: Sprachen und Compiler Reguläre Sprachen und Endliche Automaten Kontextfreie Grammatiken und Parser 2. Berechenbarkeit Turing Maschinen LOOP- und WHILE-Sprachen Rekursive Funktionen Unlösbare Probleme 3. Komplexität Komplexitätsklassen Nichtdeterministisch-Polynomial NP-vollständigkeit

3 Lehrbücher A.Asteroth, C.Baier: Theoretische Informatik. Pearson Studium Ausführlich, mathematisch orientiert. Zu knapp in Berechenbarkeitstheorie. J.E. Hopcroft, R. Motwani, J.D. Ullman : Einf. in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie. Addison-Wesley Longman Verlag; Auflage: 2., überarb. A. (Oktober 2003) Neufassung eines Klassikers. H.P. Gumm, M. Sommer: Einführung in die Informatik, 7.Auflage. Oldenbourg, (Kapitel 9) Die wichtigsten Themen der Vorlesung. Knapp gehalten. U. Schöning :Theoretische Informatik kurz gefasst. Spektrum Akademischer Verlag, 5. Auflage, Kurz, deckt den Stoff weitgehend ab, empfehlenswert. P. Linz : An Introduction to Formal Languages and Automata. Jones and Bartlett Publishers Inc., Sehr schön zu lesen, gute Beispiele. Berechenbarkeitstheorie kommt zu kurz E. Rich : Automata, Computability, and Complexity. Pearson, Sehr ausführlich. Gut zum Nachschlagen. Viele ergänzenden Themen

4 Weiterer Lesestoff M. Davis : What is a computation? In: L.A.Steen,ed."Mathematics Today", pp , Springer Verlag,1978, pp Sehr schöne Ergänzung zur Theorie der Berechenbarkeit im Semesterapparat (Lahnberge) Christoph Tornau: Informatik: Theorie

5 Einfache Demo-Systeme Automaton Simulator Einfacher Simulator von C. Burch Nur deterministische Automaten sehr einfach zu bedienen Java Anwendung Grammar Editor Parser für CF-Grammatiken von C. Burch sehr einfach zu bedienen kann parsen und erzeugen Java Anwendung TmProj Turingmaschinensimulator von G. Buchholz für Windows XP einfach und intuitiv P_automat Simulator für endl. Automaten für WindowsXP von J. Poloczek u. G. Röhner

6 Fortgeschrittene Demo-Systeme JFLAP Simulator von S. Rodgers (Duke Univ.) Endliche Automaten, Kellerautomaten, Turingmaschinen, Parser kann sehr vieles Bedienung etwas gewöhnungsbedürftig Java-Anwendung Jack Compiler-Compiler von R. Rössler Gutes Tool integriert flex/bison Funktionalität mit Java-Installer u. als JEdit-Plugin Jaccie Compiler-Compiler von Lothar Schmitz alle Themen des Compilerbaus ausgefeiltes System hervorragende Dokumentation Java-Anwendung

7 Termine und Räume Vorlesung Dienstag u. Mittwoch, 9:15-11:00 Uhr HG 5 (Biegenstrasse) Übungsgruppen und Termine siehe Vorlesungsseite mehrere Multiple-Choice Tests stellen sicher, dass Stoff nachgearbeitet wurde unangekündigt jeweils zu Vorlesungsbeginn, 9:15-9:20 Klausur Verbindliche Anmeldung bis Juli 2008, 14:00-17:00 ( s.t. ) AudiMax Nachklausur nur, falls Sie die Abschlussklausur nicht bestanden haben oder, falls Sie im Freiversuch sind und Ihre Note verbessern wollen

8 Lernangebote Vorlesung Präsentation des Stoffes Beantwortung von Fragen Skript Grundlage der Vorlesung Übungsaufgaben 1 Zettel pro Woche Übungsgruppen Je ca. 20 Studenten mit Tutor Fragen zu Stoff und Übungsaufgaben Präsentation der Übungsaufgaben Klausuren & Tests Mehrere unangemeldete Multiple Choice Tests Zählen zu den Übungsleistungen Abschlussklausur Wiederholungsklausur in den Semesterferien

9 Vorlesung Präsentation des Stoffes Ergänzende Beispiele und Anwendungen Demonstration von Tools und Systemen Thematische Ergänzungen Beantwortung von Fragen zum Stoff zur Organisation zum Studium Homepage zur Vorlesung Besuchen Sie diese regelmäßig Organisatorische Hinweise Änderungen Fehlerhinweise, etc.

10 Skript Vorlesungsfolien als pdf-datei auf der Vorlesungsseite erhältlich Druckversion für 5 nur falls genügend Interessenten Wartezeit ca. 14 Tage Verbindliche Bestellung durch Ankreuzen Ansonsten: selbst ausdrucken Tippfehler prüfen, ob in der Netzversion schon korrigiert ansonsten bitte melden gumm@informatik

11 Übungen Organisation Egbert Fohry Homepage: Sprechzeiten: nach Vereinbarung oder auf gut Glück Übungsblätter: Freitags, ab ca. 18:00 auf der Vorlesungsseite Abgabe : Freitag der Folgewoche, 18:00 Uhr Gruppenabgabe (max. 2) nur solange Testergebnisse und Übungsmitarbeit zufriedenstellend Abschreiben : 0 Punkte für alle Beteiligten! Übungsgruppe Sie müssen in einer Gruppe eingetragen sein trifft sich 1 Termin pro Woche Nachholtermine für Ferientage Präsenzpflicht Präsentation der Lösungen jede abgegebene Lösung müssen Sie präsentieren können mindestens zweimal pro Semester kommen Sie dran Beantwortung u. Diskussion von Fragen zur Vorlesung zum neuen Übungsblatt

12 Erfolgskriterien Unbenoteter Schein Mindestens Hälfte der erreichbaren Punktzahl Maximal zwei Übungszettel unbearbeitet Jede Übung zählt ca. 12 Punkte jeder Test zählt 6 Punkte Benoteter Schein Unbenoteter Schein + bestandene Klausur Unbenotete Scheine aus früheren Vorlesungen werden nicht anerkannt Klausur Zulassung Kriterien des unbenoteten Scheins Kursnote = Klausurnote Nachschreibeklausur Zulassung: Kriterien für unbenoteten Schein Erfolglose Teilnahme an der Abschlussklausur, oder Attest

13 Bachelorstudenten offiziell für die Veranstaltung anmelden spätestens bis 2 Wochen vor der Klausur in der Vorlesung, oder in der Übung, oder im Prüfungsamt Mathematik/Informatik Voraussetzung: 50 % der Übungsleistungen Gemeldet + nicht zur Klausur angetreten = 1-mal durchgefallen Abzug von Bonuspunkten (siehe Studienordnung)