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INFMW  Informatiktheorie SG INF
Dozent : Prof. Dr. Matthias Homeister    eMail
Semester 3
Einordnung : Master Informatik (Winter-Immatrikulation) SWS 4
Sprache : Deutsch Art VÜS
Prüfungsart : PL  Credits
Prüfungsform : Klausur 120 min 
Voraussetzungen :
Querverweise :  
Vorkenntnisse :  
Hilfsmittel und Besonderheiten : Studien- und Prüfungsleistungen:
Semesterbegleitende Leistungen können in die Bewertung einbezogen werden. 
Lehrziele : Die Studierenden verstehen die Theorie der formalen Sprachen und die Chomsky-Hierarchie und können formale Systeme zur exakten Modellierung und Einordnung von Problemen einsetzen.
Sie kennen mehrere formale Systeme zur Beschreibung berechenbarer Probleme und verstehen ihre Äquivalenz.
Die Studierenden verstehen die Struktur ausgewählter nicht entscheidbarer Probleme, die Bedeutung von Reduktionen und können einfache Reduktionen konstruieren.
Sie kennen die Zeitkomplexität und die Klassen P und NP, sowie mehrere NP-vollständige Probleme und können NP-Vollständigkeit beweisen.
Die Studierenden verstehen das Vorgehen von wichtigen Approximationsalgorithmen und sind in der Lage deren Einsatz situationsbezogen zu beurteilen.  
Lehrinhalte :

• Theorie der formalen Sprachen (Automaten, Grammatiken, Chomsky-Hierarchie)
• Turingmaschinen: Äquivalenz von Varianten, Simulation von Registermaschinen und Grammatiken, Church-Turing-These
• Entscheidbarkeit: Halteproblem, Postsches Korrespondenzproblem, Reduktionen
• Komplexitätstheorie: das P-NP-Problem
• NP-Vollständigkeit: Polynomialzeitreduktionen, der Satz von Cook und verschiedene NP-vollständige Probleme
• Approximationsalgorithmen für NP-harte Optimierungsprobleme  

Literatur : Sipser M.: Introduction to the Theory of Computation, Cengage Learning, 3nd edition, 2013.
Socher R.: Theoretische Grundlagen der Informatik, Hanser Verlag, 3. Auflage, 2008.
Hoffmann D. W.: Theoretische Informatik, Hanser Verlag; 3. Auflage, 2015.
Mertens S., Moore C.: The Nature of Computation oretische Informatik, Oxford University Press, 2011.  


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