PTI06680 – Theoretical Computer Science

Module
Theoretical Computer Science
Theoretische Informatik
Module number
PTI06680
Version: 1
Faculty
Physikalische Technik / Informatik
Level
Bachelor
Duration
1 Semester
Semester
Summer semester
Module supervisor

Prof. Dr. Ralf Laue
ralf.laue(at)fh-zwickau.de

Lecturer(s)

Prof. Dr. Ralf Laue
ralf.laue(at)fh-zwickau.de
Lecturer in: "Theoretische Informatik"

Prof. Dr. Maren Hinrichs
Maren.Hinrichs(at)fh-zwickau.de
Lecturer in: "Theoretische Informatik"

Course language(s)

German
in "Theoretische Informatik"

ECTS credits

5.00 credits

Workload

150 hours

Courses

4.00 SCH (4.00 SCH Lecture with integrated exercise / seminar-lecture)

Self-study time

90.00 hours
40.00 hours Übungsaufgaben - Theoretische Informatik
30.00 hours Vor-/Nachbereitung - Theoretische Informatik
20.00 hours Self-study - Theoretische Informatik

Pre-examination(s)

Attestation
in "Theoretische Informatik"

Examination(s)

schriftliche Prüfungsleistung
Module examination | Examination time: 120 min | Weighting: 100%
in "Theoretische Informatik"

Media type
No information
Instruction content/structure

  • Formale Sprachen
    Syntax und Semantik von Programmiersprachen
    Sprachen und Grammatik, Syntaxdiagramme
    Chomsky-Hierarchie
    Erweiterte Backus-Naur-Form
  • Automaten
    Endliche Automaten (EA)
    EA und reguläre Sprachen, reguläre Ausdrücke
    Kellerautomaten
  • Anwendungen der Automatentheorie

  • Codierungs- und Informationstheorie
    Informationsgehalt einer Nachricht
    Entropie, Redundanz, Fehlertoleranz
    Huffman- und Fano-Code
    Datenkomprimierung
  • Algorithmen und Berechenbarkeitstheorie
    Definition des Begriffs „Algorithmus“
    Loop-Programme, While-Programme, Goto-Programme
    primitiv-rekursive Funktionen
    Turing-Maschinen
    Church'sche These
    Halteprobleme
    Entscheidbarkeit, Unentscheidbarkeit
    Erfüllbarkeitsproblem für Boole’sche Ausdrücke
  • Komplexitätstheorie
    O-Kalkül
    P und NP
    NP-Vollständigkeit

Qualification objectives

Die Studenten sind mit den grundlegenden Begriffen der theoretischen Informatik vertraut. Durch Erkennen der Zusammenhänge zwischen den theoretischen Konzepten und praktischen Anwendungen wird den Studenten die Wichtigkeit der Auseinandersetzung mit der theoretischen Informatik bewusst.

Die Studenten kennen wichtige Klassen formaler Sprachen und deren Zusammenhang mit verschiedenen Maschinenmodellen. Sie kennen die Grenzen der algorithmischen Lösbarkeit von Problemen, kennen wichtige Komplexitätsklassen und können die Komplexität praktischer Probleme einschätzen.

Sie kennen grundlegende Inhalte aus der Codierungs- und Informationstheorie und die Grundidee von Algorithmen zur fehlertoleranten und zur komprimierten Speicherung bzw. Übertragung von Informationen.

Special admission requirements

Kenntnisse der Inhalte der Module
Programmierung 1 und 2, Algorithmen und Datenstrukturen

Recommended prerequisites
No information
Continuation options
No information
Literature

Uwe Schöning: "Theoretische Informatik – kurz gefasst"

Dirk Hoffmann: "Theoretische Informatik"

Rolf Socher: "Theoretische Grundlagen der Informatik"

Notes
No information