Zentrale Gegenstände der Informatik sind Algorithmen und ihre sprachlichen Realisierungen als Programme sowie Problemlösungen durch Berechnungsverfahren. Die Vorlesung behandelt Grundlagen der theoretischen Informatik, mit denen zunächst eine Fundierung von Programmiersprachen gelegt werden soll. Im Teil I geht es um formale Sprachen und Grammatiken bis hin zu einer Typisierung von Sprachklassen nach ihrer Leistungsfähigkeit (Chomsky-Hierarchie). Unter dem Gesichtspunkt der Spracherkennung betrachtet der Teil II formale Sprachen und Automaten (deterministische und nichtdeterministische endliche Automaten, Kellerautomaten, Turing-Maschinen und RAM-Maschinen). Im Teil III folgen Einführungen in die Berechenbarkeitstheorie, die sich mit grundsätzlichen Möglichkeiten und Grenzen der Algorithmisierbarkeit befaßt, und in die Komplexitätstheorie, die untersucht, mit welchem Aufwand an Berechnungsressourcen (Rechenzeit, Speicherplatz) algorithmische Aufgaben gelöst werden können. Im abschliessenden Teil IV werden Grundzüge der Logik im Hinblick auf ihre Rolle in informatischen Aufgabenstellungen vermittelt. Auf diese Grundvorlesung können im Hauptstudium Vorlesungen zur Logik und Rekursionstheorie, Logik-Programmierung, zum Übersetzerbau und zur Künstlichen Intelligenz aufbauen.
Vorausgesetzt werden Kenntnisse der Programmierung, der naiven Mengenlehre, einfacher Logikkalküle und elementarer Beweistechniken wie des Beweisens durch Widerspruch und durch vollständige Induktion.
Literatur (genauere Angaben in der Vorlesung):
Beleg-Nr.: 392004
Veranstalter: Börner
Beginn: n.V.
Verbindliche Anmeldung bis 14.4.98
s. Listen auf M4
Die Teilnehmer/innen sollen selbständig Softwaresysteme erstellen und dadurch Programmiererfahrung sammeln. Lernziele sind Aspekte der Softwareentwicklung (wie Anforderungsanalyse, Spezifikation, Modularisierung, Test, Dokumentation), Organisation von Teamarbeit unter Verwendung von Software-Engineering Methoden. Weitere Ziele sind: Praktischer Umgang mit Programm- und Datenstrukturen sowie Einschätzung ihrer Angemessenheit, Beherrschung einer Programmiersprache und einer Programmierumgebung (Filemanagement, Editor usw.).
In der wöchentlich stattfindenden Veranstaltung sollen die Aufgaben dargestellt und ihre Lösung vorbereitet werden. Die Lösung sollen die Teilnehmer/innen in Gruppenarbeit selbst erstellen. Dafür werden Betreuungszeiten am Rechner angeboten. Es ist vorgesehen, eine Folge von Problemen steigender Komplexität zu bearbeiten.
Voraussetzungen: Die Veranstaltung wird empfohlen für Studierende
im 4. Semester. An Vorkenntnissen werden die Inhalte der Vorlesungen Algorithmen
und Datenstrukturen I und II erwartet. Vorgesehene Programmiersprache ist Java.
Die Künstliche Intelligenz (KI) beschäftigt sich u.a. mit verschiedenen Formen der Wissensrepräsentation. Wahrscheinlich am besten untersucht sind symbolische Repräsentationen wie z.B. logische Sprachen, Semantische Netze oder Frames. Symbolische Repräsentationen sind oft sehr ausdrucksstark und besitzen eine wohldefinierte Semantik. Sie werden besonders zur Modellierung von qualitativem Wissen verwendet. Eine andere Art von Repräsentationen sind sog. "analoge" Repräsentationen, die quantitative Information beschreiben, indem sie Eigenschaften des repräsentierenden Mediums ausnutzen. Beispiele für analoge Repräsentationen sind Diagramme, Karten oder dreidimensionale geometrische Szenenbeschreibungen aus der Computergraphik. Analoge Repräsentationen ermöglichen i.d.R. effiziente Schlußfolgerungsverfahren und werden oft (aber nicht ausschließlich) zur Repräsentation von räumlichem Wissen verwendet.
In diesem Seminar sollen die Eigenschaften, Stärken und Schwächen von symbolischen und analogen Repräsentationen untersucht werden. Besonderes Augenmerk gilt der Kombination der beiden Repräsentationsformen, bei der man (natürlich) die Stärken aber nicht die Schwächen der einzelnen Repräsentationen vereinen möchte. Anwendungen liegen z.B. in der Kinematik-Simulation, der Montageplanung oder dem Schlußfolgern über das Verhalten mechanischer Objekte.
Voraussetzungen:
Grundkenntnisse über symbolische Wissensrepräsentationen wie Prädikatenlogik oder Semantische Netze, welche z.B. in der Vorlesung "Methoden der KI" vermittelt werden.
Vertiefungsgebiete: Robotik, Sprachverarbeitung
Nicht selten wird in leicht heroisierender Darstellungsweise die Medizin als Handlungswissenschaft bezeichnet, die strategische Behandlungsregeln für die Bekämpfung heimtückischer Krankheiten formuliere. Diese Sichtweise kann den Eindruck erwecken, dass das Nachdenken in der täglichen Praxis von eher untergeordneter Bedeung wäre oder gar den Maschinen überlassen werden könnte. Dass das Gegenteil der Fall ist, will der etwas generalistische Seminartitel hervorheben. Unter dem Schlagwort "Medizinisches Denken" werden Vorgänge der medizinischen Informationsverarbeitung besprochen, die in aller Regel ärztlichen Aktivitäten vorausgehen sollten. Zentrale Facetten sind die Verarbeitung von Krankheitsvorstellungen (Krankheitskonzepte), von Krankheitsursachen (Kausalitaetstheorien), von Zeitvorstellungen, von aprognostischen Argumentationen. Ihre Abbildung in wissensbasierten Systemen (WBS) in der Medizin wird exemplarisch unter der Frage der Grenzen und Möglichkeiten solcher Modellierungen besprochen.
Das Seminar wird zu Beginn als Vorlesung gehalten und ist als Einführung
für Informatiker in das Medizinische Denken angelegt. Zu jeder Sitzung
wird ein ausführliches medizinisches Fallbeispiel als Grundlage der
Diskussion vorbereitet. Für den Erwerb eines Scheines ist die Niederschrift
einer Hausarbeit mit informatischem Thema erforderlich. Die begleitende
Literatur wird in der ersten Sitzung bekannt gegeben.
In logischen Grammatiken werden, unabhängig von einer natürlichen Sprache, Satzbaupläne für Sachverhaltsbeschreibungen erstellt. Um ihre Verwendung für Drehbücher und Pflichtenhefte zu untersuchen, behandeln wir in dieser Veranstaltung zunächst einen Klassiker der Informatik ([Dijkstra]; cf. Literaturangaben). In diesem Papier führt Dijkstra eine Unterscheidung ein zwischen Programmen(teilen), die zu "pleasantness" führen, und solchen, die zu "correctness" führen. Davon ausgehend nehmen wir an, daß die Spezifikation von Informationssystemen immer einen Drehbuch-Anteil (für Benutzer-Interaktion und Informationsdarstellung) und einen Pflichtenheft-Anteil (für die Konstruktion korrekter Programme) hat.
Dann behandeln wir Pflichtenhefte: Anhand von [Wedekind] untersuchen wir, wie sich logische Grammatiken für das Software-Engineering verwenden lassen. (Dieses Buch wird von allen Teilnehmern während der Veranstaltung durchgearbeitet: insbesondere arbeiten wir ein Minipflichtenheft bis zur Spezifikation ab.).
Dann gehen wir über zu einer Theorie der Drehbücher, die sich zwanglos in logische Grammatiken einbetten lassen: Dazu benutzen wir eigene Arbeiten.
Die Veranstaltung enthält Vorlesungsanteile und Seminaranteile. Ob die Veranstaltung als Vorlesung oder als 14täglicher Block in den Ferien stattfindet, entscheidet sich in einer Vorbesprechung zu Beginn des Sommersemesters (Mo., 20. April 1998, 12:15 Uhr in M4-126)
Literatur:
Abelson, Harold, and Gerald Jay Sussman. Structure and Interpretation of Computer Programs, MIT Press, 1985.
Dijkstra, Edsger W., On the Cruelty of Really Teaching Computer Science, Communications of the ACM, vol. 32 no. 12, December, 1989
Lorenzen, P., Lehrbuch der konstruktiven Wissenschaftstheorie, B.-I.-Verlag, Mannnheim, 1987.
Wedekind, H., Objektorientierte Schemaentwicklung: Ein kategorialer Ansatz
für Datenbanken und Entwicklung, Reihe Informatik, Band 85, B.-I.-Verlag,
Mannnheim, 1992.
Ziel des Seminars ist die Konzeption und Implementierung von 3D-grafisch simulierten Agenten, welche in einer VRML-Welt interagieren und kommunizieren.
Für die realistische grafische Umsetzung des Agenten ist mit der Virtual Reality Modeling Language (VRML 2.0) ein neuer Standard definiert worden, welcher die Programmierung interaktiver 3D Welten verhältnismäßig einfach macht. Durch die Definition einer externen Schnittstelle (External Application Interface, EAI) wird es möglich, auch komplexe Verhaltensweisen des Agenten zu implementieren. Dabei steuert ein externes JAVA-Programm den Agenten. JAVA eignet sich aus mehreren Gründen besonders für die Umsetzung dieses Projektes: Es unterstützt verteilte, nebenläufige Prozesse (Verhaltenshierarchien können einfach aufgebaut werden), der objektorientierte Ansatz erlaubt eine gute Modularisierung (was eine hohe Wiederverwendbarkeit von bereits entwickelten Modulen erlaubt), komplexe Attribut-Wert Strukturen sind einfach zu verwalten (Strukturen die in der maschinellen Sprachverarbeitung häufig verwendet werden).
Die Teilnehmerzahl ist auf 20 begrenzt. Bitte tragen Sie sich in die Listen vor C5-201 oder M4-125 ein.
Dieses Seminar wird gemeinsam von der Fakultät für Linguistik und Literaturwissenschaft und der Technischen Fakultät veranstaltet und richtet sich an Studierende beider Fakultäten.
Voraussetzungen: Praktische Programmiererfahrung in JAVA.
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Margret Barner, 1998-1-29