Technische Universität Ilmenau

Effiziente Algorithmen - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Die Interaktiven Studienpläne sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Bitte beachten Sie, dass auf dieser Seite keine Aktualisierungen mehr vorgenommen werden. Alle Module und Studienpläne ab der PO-Version 2021 (Bachelor- und Master-Studiengänge) sind ab sofort im Campus-Portal erreichbar.

Modulinformationen zu Effiziente Algorithmen im Studiengang Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2022
Modulnummer200065
Prüfungsnummer2200714
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2242 (Algorithmik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Christoph Berkholz
TurnusWintersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 25 Minuten
Details zum Abschluss
Link zum Moodle-Kurs https://moodle.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3558
Lehrende

Berkholz

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

Bachelorstudium Informatik, insbesondere:

Algorithmen und Programmierung

Algorithmen und Datenstrukturen 1 und 2

Mathematik 1 und 2

Grundlagen und Diskrete Strukturen

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Fach- und Methodenkompetenz: Die Studierenden kennen einige wesentliche fortgeschrittene Algorithmen und die hierfür notwendigen Entwurfs- und Analysetechniken. Sie können mit den erlernten Techniken Algorithmen für abgewandelte Fragestellungen entwerfen und analysieren. Sie können Algorithmen auch auf nicht offensichtliche Anwendungsfragestellungen übertragen. Sie können eine amortisierte Laufzeitanalyse durchführen, wenn die wesentlichen Festlegungen angegeben sind. Die Studierenden kennen die vielfältige Anwendbarkeit von Flussalgorithmen. Sie kennen nichttriviale grundlegende Techniken für die Verarbeitung von Wörtern (Textsuche) und die relevanten Beweistechniken. 

In der Vorlesung konnten die notwendigen Kenntnisse und Methoden erworben werden; durch die Übungen sind die Studierenden darin geübt, die Methoden in neuen Aufgabenstellungen selbst anzuwenden und dabei eigene, selbständige, gut begründete Überlegungen anzustellen, im Rahmen der erlernten Methoden und des Standes der Technik. 

Sozialkompetenz: Die Studierenden haben in den Übungen die Gelegenheit genutzt, eigene Lösungen zu präsentieren und damit der Diskussion in der Gruppe auszusetzen. Wertschätzende Diskussion durch die Gruppe wurde angeleitet, beim Vortrag konnten die Studierenden wertvolle Erfahrung in der Rolle der Präsentierenden machen.

Inhalt

Flussprobleme und -algorithmen: Ford-Fulkerson-Methode, Algorithmus von Edmonds/Karp, Sperrflussmethode (Algorithmus von Dinitz).

Matchingprobleme und ihre Algorithmen: Kardinalitätsmatching, Lösung über Flussalgorithmen, Algorithmus von Hopcroft/Karp; gewichtetes Matching: Auktionsalgorithmus, Ungarische Methode; Stabile Paarungen: Satz von Kuhn/Munkres, Algorithmus von Gale/Shapley.

Amortisierte Analyse von Datenstrukturen: Ad-Hoc-Analyse, Bankkontomethode, Potentialmethode.

Implementierung von adressierbaren Priority Queues: Binomialheaps und Fibonacci-Heaps.

Textsuche: Randomisiertes Verfahren; Algorithmus von Knuth/Morris/Pratt, Algorithmus von Aho/Corasick, Algorithmus von Boyer/Moore, Vorverarbeitung für Boyer-Moore-Algorithmus.

Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Bereitgestellt: Skript auf der Webseite

Tafelvortrag, Presenter-Projektion, Folien

Literatur

Neben Vorlesungsskript:

  • J. Kleinberg, E. Tardos, Algorithm Design, Pearson Education, 2005
  • T. H. Cormen, C. E. Leiserson, R. L. Rivest, C. Stein, Introduction to Algorithms, 2nd ed., MIT Press, 2001 (auch auf deutsch bei Oldenbourg)
  • M. Dietzfelbinger, K. Mehlhorn, P. Sanders, Algorithmen und Datenstrukturen - Die Grundwerkzeuge, Springer, 2014
  • S. Dasgupta, C. Papadimitriou, U. Vazirani, Algorithms, McGraw-Hill, 2007
  • V. Heun, Grundlegende Algorithmen, 2. Auflage, Vieweg, 2003
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