Theoretische Grundlagen der Informatik, Vorlesung, WS19/20
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
18 episodes
9 months ago
Inhalt der Vorlesung sind die Grundlagen der Theoretischen Informatik: Berechnungsmodelle, Determinismus und Nichtdeterminismus, Fragen der Berechenbarkeit, Komplexitätstheorie, NP-Vollständigkeit, Grammatiken, formale Sprachen.
Dozentin: Prof. Dr. Dorothea Wagner | Karlsruher Institut für Karlsruher Technologie (KIT), Institut für Theoretische Informatik
Vorlesungsaufzeichnung: http://webcast.kit.edu
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Inhalt der Vorlesung sind die Grundlagen der Theoretischen Informatik: Berechnungsmodelle, Determinismus und Nichtdeterminismus, Fragen der Berechenbarkeit, Komplexitätstheorie, NP-Vollständigkeit, Grammatiken, formale Sprachen.
Dozentin: Prof. Dr. Dorothea Wagner | Karlsruher Institut für Karlsruher Technologie (KIT), Institut für Theoretische Informatik
Vorlesungsaufzeichnung: http://webcast.kit.edu
10 |
0:00:00 Start
0:00:27 Letzte/Diese Vorlesung
0:04:04 Das Problem SUBSET SUM
0:05:37 NP-Vollständigkeit von SUBSET SUM
0:21:39 Das Problem PARTITION
0:22:29 Beweis: NP-Vollständigkeit von PARTITION
0:28:40 Das Problem KNAPSACK
0:31:18 Beweis: NP-Vollständigkeit von KNAPSACK
0:33:39 Auswirkung auf die Frage P= NP
0:40:15 Zusammenfassung
0:45:01 Die Klassen NPC und NPI
0:46:23 Die Klassen co-P und co-NP
0:51:28 Das TSP-Komplement-Problem
0:54:27 NP-vollständig vs. co-NP
0:58:19 Das Problem Subgraphisomorphie
1:00:17 Das Problem Graphisomorphie
1:02:06 Die Polynomielle Hierarchie
1:12:34 Suchprobleme
1:13:13 Beispiel: TSP-Suchproblem
1:14:53 Beispiel: Hamilton-Kreis Suchproblem
1:16:18 NP-Schwere bei Suchproblemen
1:20:15 Beispiel: Hamilton-Kreis Aufzählungsproblem
09 |
0:00:00 Start
0:00:08 Letzte Vorlesung
0:08:16 Plan für heute
0:10:46 Das Problem 3SAT
0:12:53 Beweis: NP-Vollständigkeit von 3SAT
0:31:50 Das Problem 2SAT
0:34:00 Das Problem MAX2SAT
0:36:49 Das Problem CLIQUE
0:39:07 Beweis: NP-Voillständigkeit von CLIQUE
0:54:25 Das Problem COLOR
0:55:33 Beweis: NP-Vollständigkeit von 3COLOR
0:57:09 Konstruktion von 3COLOR-Instanz G
1:02:30 Polynomialität der Reduktion
1:03:12 Instanz G 3-färbbar
1:08:08 Zwischenstand Polynomiale Reduktion
1:10:27 Das Problem EXACT COVER
1:12:53 Beweis: NP-Vollständigkeit von EXACT COVER
1:14:34 Konstruktion von (X, S)
1:22:00 G 3-färbbar -> exakte Überdeckung
08 |
0:00:00 Start
0:07:42 Bemerkungen zur NTM
0:11:20 Zeitkomplexität für NTM
0:14:40 Die Klasse NP
0:18:28 P vs NP
0:24:03 Polynomiale Transformation
0:34:35 Das Problem SAT
0:39:55 Satz von Cook
0:43:37 Setup
0:48:19 Konstruktion der Variablen
1:05:51 Zwischenbilanz
07 |
0:00:00 Start
0:00:29 Letzte Vorlesung
0:04:12 Halteproblem
0:10:25 Die universelle Sprache
0:16:34 Satz von Rice - Motivation
0:20:52 Bemerkungen zum Satz von Rice
0:22:30 Das Post´sche Korrespondenzproblem
0:34:51 Eigenschaften von (semi-) entscheidbaren Sprachen
0:39:07 Komplexitätstheorie
0:42:09 Wie sieht das Problem aus?
0:47:37 Definition: Problem
0:49:42 Definition: Kodierungsschema
0:55:30 Äquivalenz von kodierungsschemata
0:57:11 Entscheidungsproblem
1:02:21 Zeitkomplexität
1:07:08 Schwierigkeit von Entscheidungs- und Optimierungsproblem
1:11:35 Algorithmus OPT-TOUR (als beweis) 1/2
1:16:27 Laufzeit des Algorithmus
1:18:26 Zwischenstand Komplexitätstheorie
1:21:56 Die Nichtdeterministische turing-Maschine
1:23:25 Die Orakel-Turing-Maschine
04 |
0:00:00 Start
0:00:41 Satz (Pumping-Lemma für reguläre Sprachen)
0:03:23 Satz (Verallgemeinertes Pumping-Lemma)
0:13:22 Beispiel (3) - Anwendung Verallgemeinertes PL
0:21:54 Finden nicht überflüssiger Zustände
0:29:44 Der Äquivalenzklassenautomat
0:49:04 Beispiel zur Vorgehensweise
0:57:27 Zusammenfassung
1:01:50 Testen Sie sich
03 |
0:00:00 Start
0:00:00 Start
0:00:20 Nichtdeterministische endliche Automaten
0:05:09 Zwischenstand
0:10:45 Entfernen von ɛ-Übergängen
0:21:09 EA -> Regularität
0:41:31 Beispiel
0:47:34 Satz von Kleene
0:48:58 Was können endliche Automaten nicht?
0:53:44 Pumping-Lemma für reguläre Sprachen
1:19:05 Zusammenfassung
1:20:03 Bemerkungen zu 'Testen Sie sich'-Aufgabe
Theoretische Grundlagen der Informatik, Vorlesung, WS19/20
Inhalt der Vorlesung sind die Grundlagen der Theoretischen Informatik: Berechnungsmodelle, Determinismus und Nichtdeterminismus, Fragen der Berechenbarkeit, Komplexitätstheorie, NP-Vollständigkeit, Grammatiken, formale Sprachen.
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