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Theoretische Informatik

Eine umfassende Einführung

  • Fundierte Einführung in die Theoretische Informatik
  • Auch schwierigen Beweise werden im Detail ausgeführt
  • Ausführliche Darstellung aller Beweise

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Table of contents (15 chapters)

  1. Front Matter

    Pages I-XVI
  2. Einleitung

    • Lutz Priese, Katrin Erk
    Pages 1-1
  3. Begriffe und Notationen

    • Lutz Priese, Katrin Erk
    Pages 3-34
  4. Eine kurze Einführung in die Aussagenlogik

    • Lutz Priese, Katrin Erk
    Pages 35-49
  5. Formale Sprachen

    1. Front Matter

      Pages 51-51
    2. Grammatiken und formale Sprachen

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 53-61
    3. Reguläre Sprachen und endliche Automaten

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 63-107
    4. Kontextfreie Sprachen

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 109-163
    5. Turing-Maschinen

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 165-193
    6. Abschlusseigenschaften von Sprachklassen

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 215-223
  6. Berechenbarkeit

    1. Front Matter

      Pages 225-225
    2. Einleitung

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 227-231
    3. Registermaschinen

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 233-251
    4. Rekursive Funktionen

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 253-289
    5. Unentscheidbare Probleme

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 291-325
    6. Alternative Berechnungsmodelle

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 327-452
    7. Komplexität

      • Lutz Priese, Katrin Erk
      Pages 453-486
  7. Back Matter

    Pages 487-498

About this book

Die Theoretische Informatik untersucht die der Informatik zugrundeliegenden Konzepte, Modelle und Vorgehensweisen. Es ist ein Fachgebiet, das durch seine formalen Definitionen und vielen Beweise Parallelen zur Mathematik aufweist. Dieses Buch führt umfassend in die Theoretische Informatik ein. Dabei legen die Autoren besonderen Wert auf Verständlichkeit und gute Lesbarkeit. Zu Beginn stellen sie die mathematischen Konzepte mit ihren Begriffen und Notationen vor. In den folgenden drei Hauptabschnitten führt das Buch in die Theorie der formalen Sprachen und in die Theorie der Berechenbarkeit ein und gibt einen Überblick über die Komplexitätstheorie. Mit ihren verschiedenen Sprachklassen, Grammatiken und den Automaten werden die formalen Sprachen einerseits eingesetzt, um Compiler zu bauen und andererseits um Programme zu analysieren. Bei der Anwendung der Theorie der Berechenbarkeit werden Modelle eines Computers wie etwa die Registermaschine betrachtet. Weil sie einfacher aufgebaut sind als ein konkreter Computer, kann an ihnen untersucht werden, ob ein Problem überhaupt mit einem Computer gelöst werden kann. Auch alternative Rechenmodelle wie Zwei-Register-Maschinen, Tag-Systeme, Wang-Maschinen, Rödding-Netze, Splicing und reversible Rechnungen kommen in einem eigenen umfangreichen Kapitel zur Sprache. Abschließend wird die Komplexitätstheorie betrachtet, anhand derer sich herausfinden lässt, wie viel Rechenzeit für die Lösung eines Problems aufgewendet werden muss. 

Das Buch basiert auf Vorlesungen, die die Autoren für Studierende der Informatik im Grundstudium an den Universitäten Paderborn und Koblenz gehalten haben. Sämtliche Beweise werden in dem Buch detailliert ausgeführt. Und gerade die besonders schwierigen werden nicht abgekürzt, sondern umso eingehender betrachtet. Damit bietet dieses Buch zugleich eine Einführung in die Technik des Beweisens. Mit der ausführlichen Behandlung aller Beweise eignet sich das Lehrbuch besonders für Einsteiger indas Gebiet der Theoretischen Informatik. Aber auch Dozenten profitieren insbesondere von der Vorstellung alternativer Berechnungsmodelle. 

Authors and Affiliations

  • Universität Koblenz-Landau FB 4 Informatik, Koblenz, Germany

    Lutz Priese

  • Department of Linguistics, University of Texas, Austin College of Liberal Arts, Austin, USA

    Katrin Erk

About the authors

Lutz Priese: Studium der Mathematik an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, Promotion 1974; Habilitation in Informatik 1979 an der Universität Dortmund; C3-Professor für Informatik an der Universität-Gesamthochschule Paderborn 1980 – 1991; seit 1991 C4-Professor für Theoretische Informatik an der Universität Koblenz-Landau, Gründungsleiter des Instituts für Computervisualistik, Gründung einer Firma zur industriellen Bildverarbeitung, 1. Innovationspreis des Landes Rheinland-Pfalz 2000.

Katrin Erk: Studium der Informatik an der Universität Koblenz-Landau, Promotion an der Universität des Saarlandes 2002; wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Computerlinguistik, Universität des  Saarlandes 2002 – 2006; seit 2006 Professorin für Computerlinguistik an der University of Texas at Austin im Linguistics Department.

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