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Formale Grundlagen der Informatik 1
(Sommersemester 2016)

Veranstalter: Frank Heitmann
Zeit und Ort: Montag, 12-14 und Dienstag, 08-10 in ErzWiss H (erste Vorlesung am Montag, 4. April!)

Aktuelles:

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Folien:

Im Sommersemester 2017 startet ein neuer Durchgang mit dann neuen Veranstaltern und neuen Folien! Hier die vom letzten Durchgang:

Skript:

Im Sommersemester 2017 startet ein neuer Durchgang mit dann neuen Veranstaltern und neuen Materialien!

Kommentare/Inhalte:

Die Modellierung und Analyse von Problemen sowie die Beurteilung gefundener Lösungen sind grundlegende Bestandteile der Informatik. Das Modul Grundlagen der Theoretischen Informatik beschäftigt sich auf mathematischer Basis mit Abstraktionen, Modellbildungen und Verfahren zur Beschreibung und Analyse von Algorithmen und Prozessen. Formale Methoden spielen in der Informatik die Rolle eines "Denkzeugs", mit dem der (abstrakte) Kern einer Sache knapp und präzise beschrieben werden kann. Wesentliche Hilfsmittel zur Modellierung von Problemen sind Kalküle, insbesondere logische Kalküle, formale Sprachen, Grammatiken und Automaten. Dadurch werden Modelle und Problemlösungen einer mathematischen Analyse zugänglich.

Eine ausführliche Modulbeschreibung findet sich im Modulhandbuch unter InfB-FGI 1:
http://www.inf.uni-hamburg.de/de/studies/orga/mhb/modulhandbuch_2013.pdf

Die Vorlesung umfasst zwei Themenbereiche:

  • Logik: Logikkalküle sind Grundlage für eine formale Semantik von sprachlichen Beschreibungen wie auch von Anweisungen in Programmier-, Spezifikations, und Repräsentationssprachen. In der Vorlesung wird die Aussagenlogik und die Prädikatenlogik behandelt.
  • Automatentheorie, Formale Sprachen und Berechenbarkeit: Automaten dienen als einfache mathematische Modelle von Computern oder auch Algorithmen. Mit Formalen Sprachen wird der prinzipielle, strukturelle Aufbau von Programmier- und Spezifikationssprachen beschrieben. Die Theorie der Berechenbarkeit untersucht, in Verbindung mit der formalen Beschreibung von Komplexität, die Abgrenzung zwischen effektiv Ausführbarem und prinzipiell niemals Möglichem.
Im Zentrum der Vorlesung steht insbesondere auch die mathematische Beschäftigung mit den oben genannten Themen, d.h. das Aufstellen und formale Beweisen von Behauptungen.

Lernziel:

Die Studierenden sollen grundlegende formale Konzpete und Methoden, die für fast alle Teilgebiete der Informatik von Bedeutung sind, kennenlernen. Ferner sollen grundlegende Hilfsmittel für die Beschreibung, die Analyse, den Entwurf und die Bewertung von Problemen und deren Lösung besprochen und benutzt werden. Die Fähigkeit mathematische Beweise verstehen und selbst führen zu können ist hierbei ein weiteres zentrales Lernziel.

Vorgehen:

Vorlesung; ferner kommt den Übungen eine besondere Bedeutung zu, um den Umgang mit den formalen Methoden zu erlernen. Informationen zu den Übungen sind hier zu finden: http://www2.informatik.uni-hamburg.de/tgi/lehre/vl/SS16/FGI1Ue

Literatur:

Jedes einführende Lehrbuch zur Logik und zur Automatentheorie eignet sich für die Veranstaltung. Wir empfehlen die nachfolgenden Bücher (das erste für den Logik-Teil, das zweite für den Automatenteil).
  • Schöning, Uwe (2000). Logik für Informatiker. Spektrum, Akademischer Verlag
  • Hopcroft, John E., Motwani, Rajeev und Ullman, Jeffrey D. (2007) Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation, 3ed, Pearson/Addison-Wesley (auch auf Deutsch erhältlich).
Imprint/Disclaimer
Last Change: 12:45 10/06/2016   Seitenanfang