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CS 460 — Theoretische Informatik
(engl. Theoretical Computer Science)

Niveaustufe, Verpflichtungsgrad Aufbaumodul, Wahlpflichtmodul
Lehr- und Lernformen,
Arbeitsaufwand		 Vorlesung (4 SWS), Übung (2 SWS),
270 Stunden (90 Std. Präsenzzeit, 180 Std. Selbststudium)
Leistungspunkte,
Voraussetzungen zum Erwerb		 9 LP
Studienleistung(en): Erreichen von mindestens 50 Prozent der Punkte aus den wöchentlich zu bearbeitenden Übungsaufgaben und mündliche Präsentation der Lösung von mindestens zwei der Übungsaufgaben.
Prüfungsleistung: Klausur
Sprache,
Benotung		 Deutsch,
Die Benotung erfolgt mit 0 bis 15 Punkten gemäß der Prüfungsordnung für den Studiengang B.Sc. Informatik.
Dauer des Moduls,
Häufigkeit		 Ein Semester,
Jedes Wintersemester
Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. Christian Komusiewicz

Inhalt

  • Automatentheorie und formale Sprachen: Grammatiken und Chomsky-Hierarchie, Endliche Automaten und reguläre Ausdrücke, Kontextfreie Grammatiken und Push-Down Automaten, Abschlusseigenschaften formaler Sprachen, Entscheidbarkeitsfragen
  • Berechenbarkeit: Verschiedene Modelle der Berechenbarkeit: Turing-, Loop- und While-Berechenbarkeit, Primitive und μ-Rekursion, Church-Turing-These; Entscheidbarkeit, Aufzählbarkeit, unlösbare Probleme
  • Komplexitätstheorie: Aufwand von Berechnungen; P und NP; Reduktionen und NP-vollständige Probleme

Qualifikationsziele

Die Studierenden

  • können mit regulären Ausdrücken, endlichen Automaten und Grammatiken umgehen,
  • kennen deren Möglichkeiten und Grenzen,
  • verstehen formale Modelle des Berechnens,
  • kennen prinzipielle Grenzen des algorithmischen Rechnens,
  • kennen Grenzen des effizienten Lösens von Problemen,
  • können wissenschaftliche Arbeitsweisen befolgen (Erkennen, Formulieren, Lösen von Problemen, Schulung des Abstraktionsvermögens),
  • sind in der Lage über wissenschaftliche Inhalte frei zu sprechen, sowohl vor einem Publikum als auch in einer Diskussion.

Voraussetzungen

Keine. Empfohlen werden mathematische Grundkenntnisse, wie sie in den Basismodulen Grundlagen der linearen Algebra und Grundlagen der Analysis vermittelt werden.


Verwendbarkeit

Importmodul aus dem B.Sc. Informatik.

Es kann im FB12 verwendet werden im Studiengang bzw. in den Studiengängen

  • B.Sc. Data Science
  • B.Sc. Informatik
  • M.Sc. Data Science
  • M.Sc. Mathematik
  • M.Sc. Wirtschaftsinformatik

Im Studiengang M.Sc. Mathematik kann das Modul im Studienbereich Profilbereich Informatik absolviert werden.


Literatur

  • E. Hopcroft, R. Motwani, J.D. Ullman: Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie, Pearson Studium, 2002.
  • U. Schöning: Theoretische Informatik – kurzgefasst, Spektrum 2008.
  • G. Vossen, K.-U. Witt: Grundkurs der Theoretischen Informatik, Vieweg 2011.
  • D.W. Hoffmann: Theoretische Informatik, Hanser Verlag 2009.
  • H.P.Gumm, M.Sommer: Einführung in die Informatik, Kapitel 9, Oldenbourg 2009.



Bitte beachten Sie:

Diese Seite beschreibt ein Modul gemäß dem im Wintersemester 2023/24 aktuellsten gültigen Modulhandbuch. Die meisten für ein Modul gültigen Regeln werden nicht durch die Prüfungsordnung festgelegt, und können daher von Semester zu Semester aktualisiert werden. Folgende Versionen liegen im Online-Modulhandbuch vor:

Das Modulhandbuch enthält alle Module, unabhängig vom aktuellen Veranstaltungsangebot, vergleichen Sie dazu bitte das aktuelle Vorlesungsverzeichnis in Marvin.

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