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Theoretische Informatik II

Vorlesung

  • Dozent: Prof. Dr. Ulrich Hertrampf

  • Lernziele: Die Teilnehmer beherrschen wichtige theoretische Grundlagen der Informatik und können Probleme in Kategorien einordnen wie entscheidbar/unentscheidbar oder effizient lösbar (durch deterministische/nichtdeterministische Berechnungen).

  • Inhalt: Grundbegriffe der Aussagenlogik und der Prädikatenlogik. Gleichwertigkeit der verschiedenen Konkretisierungen des Algorithmenbegriffs, Churchsche These, Grenzen zwischen Entscheidbarkeit und Unentscheidbarkeit. Turing-Berechenbarkeit, Halteproblem, Satz von Rice. Wichtige Komplexitätsklassen, P-NP-Problem, NP-Vollständigkeit, Satz von Cook.

Termine

Vorlesung:

Zeit Raum Termine
Di 15:45-17:15 V47.02  
Mi 15:45-17:15 V47.02  

Übungen

Anmeldung & Scheinkriterien

Die Anmeldung für die Übungen beginnt am 12.04. um 13:00 im Campus-System.

Zur Teilnahme an der schriftlichen Prüfung benötigen Sie einen Übungsschein. Die Scheinbedingungen finden Sie auf Blatt 0. Bitte beachten Sie auch die weiteren Hinweise zum Übungsbetrieb auf diesem Blatt. Dieses wird im ILIAS veröffentlicht.

Alte Scheine bleiben gültig. Dies gilt auch für Scheine, die beim MINT-Kolleg erworben wurden.

Übungsgruppen

Die Übungsgruppen finden 14-tägig mit einer Dauer von jeweils 90 Minuten statt. Die Übungsgruppen werden in Präsenz abgehalten.

Bitte melden Sie sich über das Campus-System zu den Übungsgruppen an. Die Termine entnehmen Sie folgender Tabelle oder dem Campus-System. Die Termine können sich aufgrund von Ferien oder Feiertagen nochmals ändern. Für Termine, die auf einen Feiertag fallen wird in Absprache mit der Gruppe ein Ersatztermin gesucht.

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Gruppe Tutor Zeit Raum Blatt 0 Blatt 1 Blatt 2 Blatt 3 Blatt 4 Blatt 5
A01 Tilman Dietz Mi. 08:00 – 09:30 U38 0.124. 19.04. 03.05. 17.05. 14.06. 28.06. 12.07.
A02 Silas NattererMi. 08:00 – 09:30 U38 0.463. 19.04. 03.05. 17.05. 14.06. 28.06. 12.07.
A03 Johanna Hofmann Mi. 14:00 – 15:30 U38 0.453. 19.04. 03.05. 17.05. 14.06. 28.06. 12.07.
A04 Mehmethan Basaer Mi. 14:00 – 15:30 U38 0.463 19.04. 03.05. 17.05. 14.06. 28.06. 12.07.
A05 Felix Röhr Do. 09:45-11:15 U38 0.124. 20.04. 04.05. 18.05. 15.06. 29.06. 13.07.
A06 Helmut Waldschmidt Do. 09:45-11:15 U38 0.463. 20.04. 04.05. 18.05. 15.06. 29.06. 13.07.
A07 Caroline Mattes Do. 08:00-09:30 U38 0.124. 20.04. 04.05. 18.05. 15.06. 29.06. 13.07.
A08 Tobias Schmid Do. 11:30-13:00 U38 0.463 20.04. 04.05. 18.05. 15.06. 29.06. 13.07.
A09 Björn Aheimer Do. 15:45-17:15 U38 0.124. 20.04. 04.05. 18.05. 15.06. 29.06. 13.07.
A10 Christof Schuster Do. 15:45-17:15 U38 0.463. 20.04. 04.05. 18.05. 15.06. 29.06. 13.07.
A11 Fabio Tucciarone Fr. 8:00 – 09:30 U38 0.124. 21.04. 05.05. 19.05. 16.06. 30.07. 14.07.
A12 Timo Behrens Fr. 8:00 – 09:30 U38 0.363. 21.04. 05.05. 19.05. 16.06. 30.07. 14.07.
A13 entfällt Fr. 8:00 – 09:30 U38 0.463. 21.04. 05.05. 19.05. 16.06. 30.07. 14.07.
B01 Tilman Dietz Mi. 08:00-09:30 U38 0.124. 26.04. 10.05. 24.05. 21.06. 05.07. 19.07.
B02 Silas Natterer Mi. 08:00-09:30 U38 0.463. 26.04. 10.05. 24.05. 21.06. 05.07. 19.07.
B03 Johanna Hofmann Mi. 14:00-15:30 U38 0.453. 26.04. 10.05. 24.05. 21.06. 05.07. 19.07.
B04 Mehmethan Basaer Mi. 14:00-15:30 U38 0.463. 26.04. 10.05. 24.05. 21.06. 05.07. 19.07.
B05 Felix Röhr Do. 09:45-11:15 U38 0.124. 27.04. 11.05. 25.05. 22.06. 06.07. 20.07.
B06 Helmut Waldschmidt Do. 09:45-11:15 U38 0.463. 27.04. 11.05. 25.05. 22.06. 06.07. 20.07.
B07 Axel Schneewind Do. 08:00-09:30 U38 0.124. 27.04. 11.05. 25.05. 22.06. 06.07. 20.07.
B08 Tobias Schmid Do. 11:30-13:00 U38 0.463 27.04. 11.05. 25.05. 22.06. 06.07. 20.07.
B09 Björn Aheimer Do. 15:45-17:15 U38 0.124. 27.04. 11.05. 25.05. 22.06. 06.07. 20.07.
B10 Christof Schuster Do. 15:45-17:15 U38 0.463. 27.04. 11.05. 25.05. 22.06. 06.07. 20.07.
B11 Patrick Epple Fr. 08:00-09:30 U38 0.124. 28.04. 12.05. 26.05. 23.06. 07.07. 21.07.
B12 Timo Behrens Fr. 08:00-09:30 U38 0.363. 28.04. 12.05. 26.05. 23.06. 07.07. 21.07.
B13 entfällt Fr. 08:00-09:30 U38 0.463. 28.04. 12.05. 26.05. 23.06. 07.07. 21.07.

Übungsblätter

  • Blatt 0 (Abgabe: Di, 18.04. um 23:59 über ILIAS)

Literatur

Die Inhalte der Vorlesung entstammen im ersten Teil im Wesentlichen dem Buch von Uwe Schöning. Der zweite Teil stützt sich hauptsächlich auf das Skript der früheren Vorlesung Komplexitätstheorie:

  • Uwe Schöning: Theoretische Informatik – kurzgefasst, 5. Auflage, Spektrum, 2008.
  • Volker Diekert: Komplexitätstheorie, Skript, Universität Stuttgart, 10.12.2007

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.