This page was taken from an older version of this website.
Lehrveranstaltungen im SS 2000
-
Grundstudium:
-
Hauptstudium:
-
Oberseminar:
-
Grundstudium:
-
Einführung in die Informatik IV
-
Reischuk,
Bläser
Übung: Reischuk und Mitarbeiter
-
Form:
-
Vorlesung und Übung (4V+3Ü)
-
Termine:
-
Vorlesung: Mi, 8.00h-10.00h Raum H1/Transistorium und
-
Fr, 8.00h-10.00h, Raum R3/21.
-
Übungen: Mo 10 -12/14-16h/16-18h und Do 15-16h, 16-17h,
17-18h
-
-
Inhalt:
-
Grundlagen der Berechenbarkeit:
-
Maschinenmodelle, Programmiermodelle, primitiv-rekursive und rekursive
Funktionen,
-
Universelle Maschinen, Churchsche These Entscheidbarkeit, Aufzählbarkeit,
Halteproblem,
-
Rekursionstheorem, Fixpunktsatz, Satz von Rice
-
Formale Sprachen:
Formale Grammatiken, Normalformen, kontextfreie und kontextsensitive
Sprachen, Comsky Hierarchie, reguläre Sprachen, reguläre
Ausdrücke, endliche Automaten, Pumping Lemma, Wortprobleme
-
Komplexität algorithmischer Probleme:
Zeit- und Platzmasse, Programmierung von TM, Simulation, Reduktion,
Komplexitätsabschätzungen, Beschleunigung, untere Schranken,
Zeit- und Platzhierarchien, Nichtdeterminismus sequentielle Komplexitätsklassen,
NP-Vollständigkeit Erfüllbarkeitsproblem für Boolesche Formeln,
Optimierungsprobleme
-
Auswahl Lehrbücher
-
[Sm94] C. Smith, A Recursive Introduction to the Theory
of Computation, Springer 1994
-
[HU94] J. Hopcroft, J. Ullman, Einführung in die
Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie, Add.Wesley
1994
-
[Ha78] M. Harrison, Introduction to Formal Language.
Theory, Add.Wesley 1978
-
[Sa98] J. Savage, Models of Computation,
Add.Wesley 1998
-
[Re98] R. Reischuk, Komplexitätstheorie,
Band I: Grundlagen, Maschinenmodelle, Zeit- und Platzkomplexität,
Nichtdeterminismus, Teubner 1998 (Hörerschein zum verbilligten Bezug
im Sekretariat erhältlich)
-
[GJ79] M. Garey, D. Johnson, Computers and Intractability,
Freeman, 1979
-
Effiziente Algorithmen
-
Form:
-
Proseminar (2S)
-
Termin:
-
Fr, 11.00h - 13.00h, Raum H1 /SFS.
-
Inhalt:
Es gibt zahlreiche algorithmische Techniken, die ganz grundlegend die
Effizienz unserer Programme erheblich verbessern können. Angesichts
der immer schneller werdenden Rechner, wird die Bedeutung effizienter Algorithmen
immer mehr zunehmen, da im Bereich von Giga-Byte grossen Eingaben die Effizienz
der Bearbeitung immer wichtiger wird. Wir werden uns mit Themen wie Sortieren
und Mischen, Suchen mit Hashing, Suchbäume, Suchen in Zeichenfolgen,
Pattern Matching, Bestimmung der konvexen Hülle, Minimal spannende
Bäume, Matching in paaren Graphen, Dynamisches Programmieren und anderen
auseinandersetzen.
-
Durchführung:
-
Zum ersten Termin werden Themen vergeben. Zu den weiteren Terminen werden
die Teilnehmer ihre Algorithmen mit besonderer didaktischer Aufbereitung
den anderen vermitteln.
-
Literaturhinweise:
-
Robert Sedgewick: Algorithmen. Addison Wesley, 1992
-
Thomas Ottmann und Peter Widmayer: Algorithmen und Datenstrukturen.
BI Wissenschaftsverlag 1993
Hauptstudium:
-
Parallele und Verteilte Systeme, Logik
-
Veranstalter:
-
Buntrock, Liskiewicz
-
Übung: Genther
-
Form:
-
Pflichtvorlesung und Wahlpflichtübung
(4V+2Ü)
-
Termine:
-
Vorlesung: Mi, 10.00h - 12.00h und Fr, 14.00h - 16.00h, Raum H1/SFS.
-
Übung: Di, 17.00h - 19.00h, Raum H2 + H3/SFS.
-
Inhalt:
-
Logische Kalküle, Temporale Logiken, Petri-Netze, Synchronisationsprobleme
und logisches Schliessen in Verteilten Systemen, parallele Programmier-
und Maschinenmodelle, Verifikation paralleler Programme, Entwurf paralleler
Algorithmen, Beschleunigung und Effizienz, Parallele Komplexitätsklassen.
-
Es wird von Woche zu Woche ein Übungsblatt geben, das dann in der
Übung besprochen wird. Die Bearbeitung der Aufgaben ist zum Scheinerwerb
obligatorisch (in der Regel in Zweiergruppen). Am Ende des Semesters findet
eine Rücksprache über die Aufgaben statt.
-
Auswahl Lehrbücher
-
[B93] M. Ben-Ari, Mathematical Logic for Computer Science,
Prentice Hall 1993
-
[MP92] Z. Manna, A. Pnueli, The Temporal Logic of Reactive and Concurrent
Systems - Specification, Springer 1992
-
[L96] Lynch, Distributed Algorithms, Morgan Kaufmann
1996
-
[AG89] Almasi, Gottlieb, Highly Parallel Computing, Benjamin/Cummings 1989
-
[S90] Stone, High-Performance Computer Architecture,
Add. Wesley 1990
-
[J92] JaJa, An Introduction to Parallel Algorithms,
Add. Wesley 1992
-
Wahlpflichtvorlesungen:
-
Algorithmische Geometrie
-
Veranstalter:
-
Reischuk
-
Form:
-
Vertiefende Vorlesung
-
Termine:
-
Vorlesung: Mo, 12.00h - 14.00h, Raum H1/SFS.
Inhalt:
Die algorithmische Geometrie beschäftigt sich mit der Verarbeitung
geometrischer Daten auf dem Computer. Probleme der konstruktiven Geometrie
waren bereits im griechischen Altertum von Interesse. Effiziente Datenstrukturen
und Algorithmen zur maschinellen Lösung von geometrischen Problemen
haben sich in den letzten 20 Jahren zu einer wichtigen Thematik der Informatik
entwickelt.
Die Vorlesung behandelt grundlegende Methodiken und Problemstellungen
in diesem Bereich. Diese sind Grundlagen in der grafischen Datenverarbeitung
und finden neuerdings auch vermehrt Anwendung in intelligenten Informationssystemen.
Konkrete Fragestellungen werden sein: die Berechnung der konvexen Hülle,
Voronoi Diagramme, geometrisches Suchen, Schnitt- und Sichtbarkeitsprobleme.
Literaturhinweise:
-
K. Mehlhorn, Data Structures and Algorithms, Vol. 3: Multidimensional
Data Structures and Computational Geometry, Springer 1984 (deutsche Ausgabe,
Teubner 1987)
-
F.Preparata, M. Shamos, Introduction to Computational Geometry, Springer
1985
-
H.Edelsbrunner, Algorithms in Combinatorial Geometry, Springer 1987
-
M. de Berg, M.V. Kreveld, M.Overmars, O. Schwarzkopf, Computational Geometry,
Springer 1997
-
Algorithmisches Lernen, Data Mining
-
Veranstalter:
-
Zeugmann
-
Form:
-
Vertiefende Vorlesung
-
Termine:
-
Vorlesung: Do, 14.00h - 16.00h, Raum H1/SFS.
Inhalt:
Die Fähigkeit
lernen zu können wurde für Computer bereits als Ziel formuliert,
nachdem dem der erste praktische Einsatz eines Rechners gelungen war. Für
Alan Turing war die Lernfähigkeit eines Computers die wichtigste Intelligenzleistung.
In der Vorlesung werden wir die wichtigsten grundlegenden Entwicklungen
und Erkenntnisse, die zur Umsetzung dieses anspruchsvollen Zieles in den
vergangenen 50 Jahren verfolgt bzw. gewonnen wurden, unter einem einheitlichen
Gesichtspunkt behandeln und aktuelle Anwendungen im Data Mining aufzeigen.
Im ersten Teil der Vorlesung spezifizieren wir zunächst allgemeinste
Anforderungen an die Modellierung des intuitiven Begriffes ``Lernen''.
Danach stellen wir die wichtigsten Lernmodelle exemplarisch vor. Es folgen
vertiefende Untersuchungen, die insbesondere die Frage klären, unter
welchen Bedingungen ein angestrebtes Lernziel erreicht werden kann. Abschließend
wird das Problem der Wissensentdeckung in großen Datenbanken behandelt
(Data Mining).
Zur Vorlesung wird ein Skript bereitgestellt.
-
Sprachen im Web: Formalsprachliche Eigenschaften der Sprachen
im Internet
-
Seminar:
-
Sicherheit in Rechner- und Kommunikationsnetzen
-
Veranstalter:
-
Reischuk. Liskiewicz
-
Form:
-
Seminar (2S)
-
Termine:
-
Mo, 16.00h - 18.00h, Raum H3/SFS.
Inhalt:
Es werden folgende Themen behandelt:
Rechnersicherheit
Gefährliche Software: Viren, Trojanische Pferde, Würmer
Systemsicherheit - Protokolle
Secure Email: Key-Management, PGP,
Finanzanwendungen: Smart Cards, Electronic Cash
Watermarking, Fingerprinting
Netzsicherheit
Firewalls
Internet-Privacy
Als Grundlage dient die folgende Literatur, sowie weitere aktuelle Publikationen:
-
Internet Privacy, Communication of ACM 42, 2, 1999, 28-67
-
S. Fischer, A. Steinacker, R. Bertram, R. Steinmetz, Open Security, Springer
1998
-
B. Preneel, V. Rijmen (Eds.), State of the Art in Applied Cryptology,
LNCS 1528, Springer 1997
-
A. Menezes, P. Oorschot, S. Vanstone, Handbook of Applied Cryptography,
CRC Press 1997
-
Abrams, Jajodia, Podel, Information Security (Eds), IEEE CS 1995
-
S. Shaffer, A. Simon, Network Security, AP Professional, 1994
-
R. Farrow, Unix System Security, Addison Wesley 1991
-
W. Cheswick, S. Bellowin, Firewalls and Internet Security, Adison Wesley-ATT
1994
-
P. Denning (Ed.) Computers under Attach, Addision Wesley 1990
Interessenten sollten sich zwecks Themenwahl möglichst früh mit
den Veranstaltern in Verbindung setzen.
1. Sitzung: 10.4.00, 16 Uhr
-
Computer Algebra
-
Veranstalter:
-
Reischuk, Bläser
-
Form:
-
Seminar (2S)
-
Termine:
-
Di, 10.00h - 12.00h, Raum H3/SFS.
Inhalt:
Viele Probleme in der Mathematik, Informatik und vielen anderen Naturwissenschaften
lassen sich auf das Lösen einer Menge von Gleichungen zurückführen.
Während in der numerischen Mathematik versucht wird, solche Gleichungen näherungsweise zu lösen, sucht man in der Computeralgebra
nach exakten Lösungen. Oftmals existieren solche exakten Lösungen
nicht oder sind wesentlich aufwendiger zu berechnen als eine näherungsweise
Lösung, doch immer wenn es möglich ist, eine exakte Lösung
zu berechnen, so vermittelt sie weitaus mehr Einsichten in die Natur des
Problems als eine näherungsweise Lösung.
Moderne Computeralgebra-Systeme, wie z.B. Mathematica, Maple oder Axiom,
bieten eine Vielzahl von bereits vorhandenen Datentypen und Algorithmen
für mathematische Probleme, auf die man beim Implementieren und Testen
eigener Algorithmen zurückgreifen kann.
In einem ersten Teil des Seminars soll jeder Teilnehmer sich mit einem
Problem (und dessen Lösung) aus der Computeralgebra bzw. einem Anwendungsbereich
der Computeralgebra vertraut machen (anhand von Originalliteratur) und
darüber vortragen. Im zweiten Teil soll dann der vorgestellte Algorithmus
mit Hilfe eines Computeralgebra-Systems implementiert werden.
-
Praktikum
-
Veranstalter:
-
Reischuk,
Liskiewicz,
Genther
-
Termin:
-
Mi, 14.00h - 17.00h, Raum H3/SFS.
-
Inhalt:
Mit dem Frühjahr 2000 wird die die Lübecker Informatik einen
Hochleistungs Shared Memory Cache-Cohärenten Parallelrechner neuester
Technologie in Betrieb nehmen. Wir wollen dies zum Anlaß nehmen,
um praktische Aspekte der Parallverarbeitung eingehender zu studieren.
Die folgenden Thematiken werden behandelt:
Algorithmische Entwurfsmethoden
Dekompositionstechniken
Datenpartionierung
Präfix-Operationen, List-Ranking, Pointer-Jumping
Programmierung
Programmiermodelle: Message Passing versus Shares Memory
Programmiersprachen: paralleles Fortran, C, Java
Programmier- und Entwicklungsumgebungen: MPI, (PVM)
Parallelisierende Compiler
Effiziente Shared Memory Implementierungen mit Cache Cohärenz
Algebraische Berechnungen: MM
Paralleles Sortieren
Graphalgorithmen
Kombinatorische Optimierungsprobleme
Leistungsmessungen
Überwachungstools
Standard Benchmarks
Entwurf eigener Benchmarks für Kommunikationsleistung und Cache-Cohärenz
-
M. Snir et al., MPI - The Complete Reference Vol 1, MIT Press 1998
-
J. Gropp, E. Lusk, A. Skjellum, Using MPI, MIT Press 1997
-
G. Wilson, Practical Parallel Programming, MIT Press 1995
-
H. Stone, High-Performance Computer Architecture, Adison Wesley 1990
-
T. Bräunl, Parallele Programmierung, Vieweg 1993
-
J. JaJa, An Introduction to Parallel Algorithms, Adison Wesley 1992
-
Kumar, grama, Gupta, Karypis, Introduction to Parallel Computing,
Benjamin/Cummings 1994
-
G. Almasi, A. Gottlieb, Highly Parallel Computing, Benjamin/Cummings, 1989
Es werden nicht alle Punkte behandelt werden können. Unter
Berücksichtigung der Interessen der Teilnehmer werden wir zu Anfang
eine Auswahl treffen. Zunächst sollen gemeinsame Grundlagen erarbeitet
werden. Sobald die Maschine verfügbar ist, werden zu den verschiedenen
Punkten kleinere Projekte durchgeführt.
-
Interessenten sollten sich mit Herrn Liskiewicz in Verbindung setzen.
-
1. Sitzung: 12.4.00, 14 Uhr
-
Oberseminar Theoretische Informatik
-
Veranstalter:
-
Reischuk, Zeugmann
-
Form:
-
Oberseminar (3S)
-
Termin:
-
Inhalt:
-
Die Mitglieder und Studenten der Arbeitsgruppe Theoretische Informatik
-
tragen über aktuelle Forschungsresultate vor.