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Formale Sprachen und Automatentheorie

Vorlesung

Prof. Dr. Ulrich Hertrampf

Termine

Zeit Raum Termine
Di 14:00–15:30 V38.01 wöchentlich ab 10.04. bis 03.07. außer am 1.5. und 29.5. und 5.6.
Do 14:00–15:30 V38.01 wöchentlich ab 12.04. bis 28.06. außer am 17.5., 31.5., 7.6. und 28.6.

Folien:

Vorl. Datum Folien Inhalt
1 10.04. (pdf) Semesterplanung, Grammatiken: Definitionen und Beispiele 
2 12.04. (pdf) Chomsky-Hierarchie, Wortproblem
3 17.04. (pdf) Syntaxbäume, Backus-Naur-Form
4 19.04. (pdf) Reguläre Sprachen: Endliche Automaten, Nichtdeterministische Automaten (Teil 1)
5 24.04. (pdf) Nichtdeterministische Automaten (Teil 2)
6 26.04. (pdf) Reguläre Ausdrücke, das Pumping-Lemma
01.05. (Feiertag - keine Vorlesung)
7 03.05. (pdf) Äquivalenzrelationen und Minimalautomaten
8 08.05. (pdf) Erkennung durch Monoide, Abschlusseigenschaften, Entscheidbarkeit
9 10.05. (pdf) Kontextfreie Sprachen: Normalformen (Teil 1)
10 15.05. (pdf) Normalformen (Teil 2), uvwxy-Theorem
17.05. (Feiertag - keine Vorlesung)
11 22.05. (pdf) Das Pumping-Lemma (bzw. uvwxy-Theorem) für kontextfreie Sprachen
12 24.05. (pdf) Abschlusseigenschaften, der CYK-Algorithmus
29.05. (Pfingstferien - keine Vorlesung)
31.05. (Pfingstferien - keine Vorlesung)
05.06. (keine Vorlesung)
07.06. (Feiertag - keine Vorlesung)
13 12.06. (pdf) Kellerautomaten (Teil 1)
14 14.06. (pdf) Kellerautomaten (Teil 2)
15 19.06. (pdf) Determin. kontextfreie Sprachen, Entscheidbarkeit bei kontextfr. Sprachen
16 21.06. (pdf) Kontextsensitive und Typ-0 Sprachen, Turingmaschinen, LBA
17 26.06. (pdf) Satz von Kuroda
18 03.07. (pdf) Satz von Immerman und Szelepcsenyi
19 05.07. (pdf) Tabellen und Zusammenfassung

Ergänzungen

Jürn Laun

Webseite der Ergänzungen

Übungen

Tobias Walter

Übungsgruppen

Die Übungen beginnen in der zweiten bzw. dritten Semesterwoche und finden jeweils alle 14 Tage statt.

Gruppe Tutor Zeit Beginn Raum Besprechung
Blatt 1 Blatt 2 Blatt 3 Blatt 4 Blatt 5 Blatt 6
1 Steffen Hanikel Di 9:45-11:15 17.04. 0.124 17.04. 01.05.∗ 15.05. 05.06. 19.06. 03.07.
2 Tobias Walter Di 9:45-11:15 17.04. 0.363 17.04. 08.05. 15.05. 05.06. 19.06. 03.07.
3 Lukas Fleischer Di 15:45-17:15 17.04. 0.124 17.04. 01.05.∗ 15.05. 05.06. 19.06. 03.07.
4 Andreas Bühler Di 15:45-17:15 17.04. 0.363 17.04. 01.05.∗ 15.05. 05.06. 19.06. 03.07.
5 Thomas Mendel Mi 9:45-11:15 18.04. 0.124 18.04. 02.05. 16.05. 06.06. 20.06. 04.07.
6 André Nusser Mi 9:45-11:15 18.04. 0.363 18.04. 02.05. 16.05. 06.06. 20.06. 04.07.
7 Nataliya Donina Mi 15:45-17:15 18.04. 0.124 18.04. 02.05. 16.05. 06.06. 20.06. 04.07.
8 Andreas Bühler Mi 15:45-17:15 18.04. 0.363 18.04. 02.05. 16.05. 06.06. 20.06. 04.07.
9 Steffen Hanikel Di 9:45-11:15 24.04. 0.124 24.04. 08.05. 22.05. 12.06. 26.06. 10.07.
10 Nataliya Donina Di 15:45-17:15 24.04. 0.124 24.04. 08.05. 22.05. 12.06. 26.06. 10.07.
11 Andreas Bühler Di 15:45-17:15 24.04. 0.363 24.04. 08.05. 22.05. 12.06. 26.06. 10.07.
12 Thomas Mendel Mi 9:45-11:15 25.04. 0.124 25.04. 09.05. 23.05. 13.06. 27.06. 11.07.
13 André Nusser Di 15:45-17:15 24.04. 0.118 24.04. 08.05. 22.05. 12.06. 26.06. 10.07.
14 Nataliya Donina Mi 15:45-17:15 25.04. 0.124 25.04. 09.05. 23.05. 13.06. 27.06. 11.07.

∗ Die Übungen werden an diesem Tag verschoben. Ihr Tutor wird in der ersten Übung den alternativen Übungstermin bekanntgeben.

Übungsblätter

  • Blatt 1
  • Blatt 2 Update: Das Alphabet bei Aufgabe 3 soll {a,b,c} sein.
  • Blatt 3 Update: Das syntaktische Monoid aus Votieraufgabe 1 hat nur 6 Elemente.
  • Blatt 4
  • Blatt 5 Update: In Votieraufgabe 1 ist die Nichtterminalmenge natürlich {S,A,B,C}.
  • Blatt 6

Das aktuelle und, falls noch vorhanden, ältere Übungsblätter finden Sie in ausgedruckter Form bei den Abgabekästen im 1. Stock des Informatikgebäudes.

Scheinkriterien

  • Mindestens 50% der Punkte in den Hausübungen während des gesamten Semesters.
  • Mindestens 50% der Votierpunkte während des gesamten Semesters.
  • regelmäßige (mindestens 80% Anwesenheit) und aktive Übungsgruppenteilnahme.

Hinweis: Um an der Modulprüfung “Theoretische Grundlagen der Informatik” teilzunehmen benötigen Sie einen Übungsschein in “Logik und Diskrete Strukturen” oder in “Formale Sprachen und Automatentheorie”.

Modulprüfung

Die Modulprüfung findet voraussichtlich am 30. August statt. Uhrzeit und Ort werden erst im Prüfungsplan bekanntgegeben. (Man beachte: Der bisher vom Prüfungsamt veröffentlichte Plan ist nur ein vorläufiger Terminplan!)

Auch die erlaubten Hilfsmittel werden im Prüfungsplan angegeben sein. Es ist damit zu rechnen, dass es wie bisher üblich zwei beidseitig beschriebene DIN A4 Blätter sein werden. Die endgültige Regelung entnehmen Sie aber bitte dem Prüfungsplan, sobald dieser auf den Internetseiten des Prüfungsamts erscheint.

Literatur

  • Uwe Schöning: Theoretische Informatik – kurzgefasst, 5. Auflage, Spektrum, 2008. (Die ältere Auflage von 2000 tut’s auch!)
  • John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman: Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie, Addison-Wesley, 2002.

News

[Jun’23] The paper “Parallel algorithms for power circuits and the word problem of the Baumslag group” by Caroline Mattes and Armin Weiß has been accepted at Computational Complexity.

[Oct’22] The paper “Lower Bounds for Sorting 16, 17, and 18 Elements” by Florian Stober and Armin Weiß has been accepted at ALENEX 2023.

[Sep’22] The paper “Conelikes and Ranker Comparisons” by Viktor Henriksson and Manfred Kufleitner has been accepted at LATIN 2022.

[Sep’22] The paper “Improved Parallel Algorithms for Generalized Baumslag Groups” by Caroline Mattes and Armin Weiß has been accepted at LATIN 2022.

[Apr’22] The paper “Reachability Games and Parity Games” by Volker Diekert and Manfred Kufleitner has been accepted at ICTAC 2022.

[Apr’22] The paper “Satisfiability Problems for Finite Groups” by Pawel M. Idziak, Piotr Kawalek, Jacek Krzaczkowski and Armin Weiß has been accepted at ICALP 2022.

[Mar’22] The paper “The Power Word Problem in Graph Products” by Florian Stober and Armin Weiß was accepted at DLT 2022.

[Nov’20] Volker Diekert is Partner Investigator in the Australian ARC grant “Geodetic groups: foundational problems in algebra and computer science” at University of Technology Sydney.

[Apr’20] The paper “Groups with ALOGTIME-hard word problems and PSPACE-complete circuit value problems” by Laurent Bartholdi, Michael Figelius, Markus Lohrey and Armin Weiß has been accepted at CCC 2020.

[Apr’20] The paper “Hardness of equations over finite solvable groups under the exponential time hypothesis” by Armin Weiß has been accepted at ICALP 2020.

[Dec’19] The paper “An Automaton Group with PSPACE-Complete Word Problem” by Jan Philipp Wächter and Armin Weiß has been accepted at STACS 2020.

[Nov’19] Carlos Camino was awarded the stuvus Special Prize for exceptional commitment in teaching.

[Jun’19] The paper “The power word problem” by Markus Lohrey and Armin Weiß has been accepted at MFCS 2019.

[May’19] The paper “On the Average Case of MergeInsertion” by Florian Stober and Armin Weiß has been accepted at IWOCA 2019.

[Oct’18] The paper “Worst-Case Efficient Sorting with QuickMergesort” by Stefan Edelkamp and Armin Weiß has been accepted at ALENEX 2019.

[Jun’18] At CCC 2018, Lukas Fleischer received a Best Student Paper Award for his submission “On the Complexity of the Cayley Semigroup Membership Problem”.

[Jun’18] The paper “Testing Simon’s congruence” by Lukas Fleischer and Manfred Kufleitner was accepted at MFCS 2018.

[Jun’18] The paper “The Intersection Problem for Finite Semigroups” by Lukas Fleischer was accepted at DLT 2018.

[Apr’18] The paper “The isomorphism problem for finite extensions of free groups is in PSPACE” by Géraud Sénizergues and Armin Weiß was accepted at ICALP 2018.

[Apr’18] The paper “On the Complexity of the Cayley Semigroup Membership Problem” by Lukas Fleischer was accepted at CCC 2018.

[Jan’18] On March 24-29, 2019 Volker Diekert, Markus Lohrey, Olga Kharlampovich and Alexei Miasnikov will organize the Schloss Dagstuhl Seminar “Algorithmic Problems in Group Theory”.

[Dec’17] The paper “The Intersection Problem for Finite Monoids” by Lukas Fleischer and Manfred Kufleitner was accepted at STACS 2018.

[Jun’17] At the 12th International Computer Science Symposium in Russia (CSR), Lukas Fleischer and Manfred Kufleitner received a Best Paper Award for their publication “Green’s Relations in Finite Transformation Semigroups”, and Armin Weiss received a Best Paper Award for “The conjugacy problem in free solvable groups and wreath product of abelian groups is in $\text{TC}^0$ \text{TC}^0 “ which is joint work with Alexei Miasnikov and Svetla Vassileva.