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Theoretische Informatik
Theoretical Computer Science

Theoretische Informatik II - Sommersemester 2024

Stundenplan

Datum Inhalt
Mittwoch, 5. Juni 2024 Einen LR-Parser in Java implementieren.
Dienstag, 4. Juni 2024 Kontextfreie Grammatiken: Ableitungen, Ableitungsbäume, LR-Parsen per Hand.
Mittwoch, 29. Mai 2024 Reguläre Ausdrücke.
Dienstag, 28. Mai 2024 Die Grenzen regulärer Sprachen. Untere Schranken durch paarweise unterscheidbare Wortpräfixe.
Mittwoch, 22. Mai 2024 Reguläre Grammatiken, nichtdeterministische endliche Automaten und wie man die in einen regulären umwandelt.
Dienstag, 21. Mai 2024 Lehrfrei
Mittwoch, 15. Mai 2024 Reguläre Sprachen, endliche Automaten.
Dienstag, 14. Mai 2024 Formale Sprachen und Grammatiken.
Mittwoch, 17. April 2024 Untere Schranke $\Omega(2^n/n)$ für Boolesche Schaltkreise durch Abzählen (Shannon's Counting Argument). Lyupanovs obere Schranke $O(2^n/n)$. Da bin ich nicht fertiggeworden und bin später zu folgender Erkenntnis gekommen:
  1. Die Konstruktion geht deutlich einfacher, als ich es in der Vorlesung skizziert habe. Ich habe Kapitel 1.6 überarbeitet.
  2. Fan-in 2 versus unbeschränkter Fan-in ist nicht trivial. Die Anzahl der Gates kann bei der Konversion von unbeschränkt zu Fan-in 2 stark ansteigen (von $s$ auf $O(s^2)$ wenn man nicht aufpasst). Ich habe auf die schnelle keine Arbeiten gefunden, die hier obere oder untere Schranken zeigen. Daher: Shannon und Lupanov gelten für Fan-in 2.
Dienstag, 16. April 2024 Kapitel 1.5: Monotone Schaltkreise für Majority. Einen naiven, der ausnutzt, dass \begin{align*} \sum_{i=1}^n x_i \geq a \Longleftrightarrow \exists 0 \leq b \leq a: \sum_{j=1}^{\floor{n/2}} x_j \geq b \wedge \sum_{k=\floor{n/2}+1}^b x_k \geq a-b \ . \end{align*} Der Schaltkreis hat aber leider Tiefe $\Theta(\log^2 n)$ und superpolynomielle Größe.

Valiants randomisierte Konstruktion. Rekursive randomisierte Majority-Konstruktion. Analyse, wie die Erfolgswahrscheinlichkeit ansteigt. Zum Schluss Union-Bound.

Mittwoch, 10. April 2024 Kapitel 1.5: Schaltkreise für Majority. Tiefe $O(\log n)$ und Größe $O(n)$ mit dem 3-for-2-Trick. Einführung in monotone Schaltkreise (Kapitel 1.4). Rekursive Top-Down-Konstruktion.
Dienstag, 9. April 2024 Kapitel 1.3: Binäraddierer. Effiziente Carry-Lookahead-Konstruktion mit Hilfe der Binärintervalle.
Mittwoch, 3. April 2024 Boolesche Schaltkreise. Tiefe, Größe, Fan-in. Wahrheitstabellen. Jede Boolesche Funktion hat einen Booleschen Schaltkreis.
Dienstag, 2. April 2024 Begrüßung, Vorstellung, Übersicht. Zum Schluss das Spiel Nim und die optimale Strategie.