LTI
LTI

Höhere Algorithmik

Vorlesung

  • Dozent:
    Prof. Dr. Susanne Albers
  • Modul: IN2360, TUMonline
  • Bereich:
    3+2 SWS Vorlesung im Bereich Informatik III (Theoretische Informatik)
    Wahlpflichtvorlesung im Gebiet Algorithmen
  • Zeit und Ort:
    Der Kurs findet zu Beginn online statt. Während des Semesters kann auf einen Präsenzbetrieb gewechselt werden, abhängig von der Anzahl der aktiven Kursteilnehmer und der Verfügbarkeit eines geeigneten Hörsaals. Am Donnerstag von 14:00 bis 17:00 Uhr findet jeweils eine Zoom-Konferenz statt.
  • Übung:
    Die Übungen finden ebenfalls online jeweils am Montag um 14:00 Uhr statt.
    Die erste Übung ist am 01. November 2021. Weitere Informationen werden auf Moodle veröffentlicht.
    Übungsleitung: Sebastian Schubert
  • Hörerkreis:
    Studierende im Hauptstudium der Informatik
    Studierende mit Nebenfach Informatik
  • ECTS: 6 Punkte
  • Voraussetzungen:
    Stoff des Informatik Grundstudiums
  • Klausurtermin:
    Präsenzprüfung, Termin wird noch bekannt gegeben
Inhalt

Das Modul behandelt grundlegende und klassische Themen aus dem Bereich der effizienten Algorithmen. Dabei werden zentrale Techniken des Algorithmenentwurfs und der Analyse studiert. Konkret behandelt das Modul die Methoden Divide-and-Conquer, dynamische Programmierung, Randomisierung, Greedy-Verfahren sowie amortisierte Analyse. Diese Techniken werden angewandt, um grundlegende algorithmische Probleme zu lösen.

Divide and Conquer: Einführung: deterministischer Quicksort. Geometrisches Divide-and-Conquer: Problem des dichtesten Punktepaars; Schnitt von Liniensegmenten; Voronoi-Diagramme. Schnelle Fourier-Transformation (FFT).

Randomisierte Algorithmen: Las-Vegas und Monte-Carlo-Algorithmen. Randomisierter Quicksort. Randomisierter Primzahltest mit Anwendungen in Public-Key-Verschlüsselungsverfahren. Verifikation von Matrixmultiplikationen.

Datenstrukturen: Treaps – randomisierte Suchbäume. Suffixbäume.

Amortisierte Analyse: Dynamische Tabellen. Fibonacci-Heaps.

Greedy-Algorithmen: Einführung. Ablaufplanung von Zeitintervallen (Intervall-Scheduling). Planung mit dem Ziel der Minimierung von Verspätungen. Kürzeste Wege in Graphen.

Dynamische Programming: Einführung. Gewichtetes Intervall-Scheduling. Matrixkettenprodukt. Konstruktion von optimalen Suchbäumen. Segmentierung von Datenpunkten. Teilsummen- und Rucksackprobleme.

Graphenalgorithmen: Berechnung von minimalen Schnitten.

Komplexität: PSPACE – eine Klasse von Problemen oberhalb NP. Relaxierte Komplexitätsmaße.

Weitere Themen: Medianberechnung. Die probabilistische Methode.


Literatur

  • Th. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest and C. Stein. Introduction to Algorithms. Third Edition, MIT Press, 2009.
  • J. Kleinberg and E. Tardos. Algorithm Design. Pearson. Addison Wesley, 2006.
  • M. Mitzenmacher and E. Upfal. Probability and Computing: Randomization and Probabilistic Techniques in Algorithms and Data Analysis. Second Edition, Cambridge University Press, 2017.
  • Th. Ottmann und P. Widmayer. Algorithmen und Datenstrukturen. 6. Auflage, Springer Verlag, 2017.

Juli 2022: Jens Quedenfeld hat seine Promotion abgeschlossen.

Juni 2022: Maximilian Janke hat seine Promotion abgeschlossen.

March 2022: Alexander Eckl hat seine Promotion abgeschlossen.

Juni 2021: Leon Ladewig hat seine Promotion abgeschlossen.

Februar 2020: Susanne Albers ist Vorsitzende des Programmkomitees der SWAT 2020.

Februar 2020: Susanne Albers ist eingeladene Sprecherin auf dem ACM India Annual Event.

ESA/ALGO 2019 wird von Susanne Albers und ihrer Gruppe organisiert.

Juli 2019: Susanne Albers ist Festrednerin der Tagung SIROCCO 2019, Italien.

Mai 2019: Susanne Albers ist Festrednerin des Symposiums 50 Years Informatics

Dezember 2017: Susanne Albers hält Festvortrag am Tag der Informatik, Absolventenfest der RWTH Aachen.

April 2017: Neues DFG Graduiertenkolleg AdONE.

Susanne Albers erhaelt ERC Advanced Grant. Pressemitteilung Bayerisches Staatsministerium f. Bildung u. Kultus, Wissenschaft u. Kunst.

August 2016: Susanne Albers hält einen Plenarvortrag auf Euro-Par 2016, Grenoble.

Susanne Albers, Nicole Megow und Andreas S. Schulz organisieren MAPSP 2017.

Juni 2016: Susanne Albers hält einen eingeladenen Vortrag in der Akademie der Wissenschaften und der Literatur, Mainz.

September 2015: Susanne Albers ist eingeladene Sprecherin auf dem MPI-INF – 25th Anniversary. Vortragende im Programm sind mehrere Turing-Preisträger, Leibniz-Preisträger, Humboldt-Preisträger und Gewinner von ERC Grants.

Juni 2015: Susanne Albers hält einen Plenarvortrag auf dem 31st International Symposium on Computational Geometry (SOCG15), Eindhoven.

Juni 2015: Susanne Albers ist eingeladene Sprecherin des Tutorials Network Creation Games: How Does the Internet Form?, organisiert von Erik D. Demaine (MIT) und MohammadTaghi Hajiaghayi (University of Maryland). 16th Conference on Electronic Commerce (EC15), Portland, Oregon.

Lehrstuhl für Algorithmen und Komplexität
Prof. Dr. Susanne Albers

Boltzmannstr. 3
85748 Garching bei München

Tel +89.289.17706
Fax +89.289.17707

E-Mail
Aktuelles