Algorithmen und Berechnungskomplexität II

Termine

Wann Wo Beginn Dozent
VorlesungMitwoch 12:30-14:00 AVZ III / HS 1 19. April 2017 Röglin
Übungen 24. April 2017

Inhalt

In dieser Vorlesung werden wir uns mit der Berechenbarkeit und Komplexität von Problemen beschäftigen. Es gibt viele verschiedene Probleme. Wir werden formalisieren, was wir unter einem Problem verstehen und Rechnermodelle angeben, die bestimmen, was für Operationen wir zur Bestimmung von Lösungen benutzen dürfen. Wir haben im vergangenen Semester effiziente Algorithmen zur Lösung einer Vielzahl von Problemen entworfen. In dieser Vorlesung werden wir die Grenzen der Algorithmik kennenlernen und uns damit beschäftigen, für welche Probleme es keine effizienten Algorithmen gibt und welche überhaupt nicht algorithmisch gelöst werden können.

Datum Inhalt Literatur
19. April 1 Einleitung
1.1 Probleme und Funktionen
1.2 Rechnermodelle
1.2.1 Turingmaschinen
Folien
26. April 1.2.1 Turingmaschinen (Fortsetzung)
1.2.2 Registermaschinen
Folien
3. Mai 1.2.2 Registermaschinen (Fortsetzung)
1.2.3 Die Church-Turing-These
2 Berechenbarkeitstheorie
2.1 Entwurf einer universellen Turingmaschine
Folien
10. Mai 2.2 Die Unentscheidbarkeit des Halteproblems
2.3 Turing- und Many-One-Reduktionen
17. Mai dies academicus (keine Vorlesung)
24. Mai 2.3 Turing- und Many-One-Reduktionen (Fortsetzung)
2.4 Der Satz von Rice
31. Mai 2.5 Rekursiv aufzählbare Sprachen
14. Juni 2.6 Weitere nicht entscheidbare Probleme
3 Komplexitätstheorie
3.1 Die Klassen P und NP
3.1.1 Die Klasse P
21. Juni 3.1.2 Die Klasse NP
28. Juni 3.1.3 P versus NP
3.2 NP-Vollständigkeit
5. Juli 3.2 NP-Vollständigkeit (Fortsetzung)
12. Juli 3.3 Weitere NP-vollständige Probleme
3.4 Ausblick
19. Juli 4 Approximationsalgorithmen
4.1 Traveling Salesman Problem
4.1.1 Nichtapproximierbarkeit
4.1.2 Metrisches TSP
4.1.3 Christofides-Algorithmus
26. Juli Keine Vorlesung

Übungen

Für den Erhalt des Übungsscheins müssen insgesamt mindestens 50% der zu erreichenden Punkte bei den Übungsaufgaben erreicht werden und Lösungen von zwei Aufgaben müssen im Laufe des Semesters erfolgreich in den Tutorien präsentiert werden. Eine Abgabe der Übungsaufgaben in Gruppen bis zu drei Studierenden ist möglich.

Nr. Wann Wo Tutor
1 Dienstag 10:15 - 11:45 AVZ III / A7a Torben Plitt
2 Dienstag 14:15 - 15:45 AVZ III / A6a Danny Rademacher
3 Dienstag 16:15 - 17:45 AVZ III / A6b Danny Rademacher
4 Mittwoch 14:15 - 15:45 AVZ III / A6b Florian Glässer
5 Mittwoch 16:15 - 17:45 AVZ III / A6a Florian Glässer
6 Donnerstag 10:15 - 11:45 AVZ III / A301 Florian Nelles
7 Donnerstag 12:15 - 13:45 AVZ III / A301 Florian Nelles
8 Freitag 10:15 - 11:45 AVZ III / A7a Jan Hoeckendorff
9 Freitag 12:15 - 13:45 AVZ III / A7a Jan Hoeckendorff

Literatur

Die Inhalte der Vorlesung finden sich in diesem Skript.