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Logik in der Informatik
Prof. Dr. Nicole Schweikardt |
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Logik spielt eine grundlegende Rolle in vielen Bereichen der Informatik, etwa dem Schaltkreisentwurf, dem Software-Engineering, der künstlichen Intelligenz, der Datenbanken und der theoretischen Informatik. Die Logik in der Informatik baut auf der mathematischen Logik auf, die sich etwa seit Ende des 19. Jahrhunderts herausgebildet hat. In den letzten 30 Jahren hat sich die Logik in der Informatik aber in eine eigenständige, von den Anwendungen bestimmte Richtung entwickelt.
Die Vorlesung ist eine Einführung in die Logik und ihre Anwendungen in der Informatik. Darüber hinaus wird die logikbasierte Programmiersprache Prolog eingeführt.
Vorlesungsskript und Handout zu den in der Vorlesung verwendeten Folien:
Neben den Folien wird auch die Tafel verwendet, insbesondere um Beispiele und Beweise zu entwickeln.
Beachten Sie:
In den Vorlesungs- und Übungsstunden werden viele wichtige Dinge
(insbesondere Beweise, aber auch einiges andere) an der Tafel erklärt. Diese
Dinge sind für die Veranstaltung wesentlich und daher auch dann
prüfungsrelevant, wenn sie nicht in den auf den Webseiten erhältlichen
Materialien enthalten sind.
Zur Vorbereitung auf eine Prüfung wird dringend empfohlen,
das gesamte in den Vorlesungs- und Übungsstunden (mit Folie oder an
der Tafel) vermittelte Material durchzuarbeiten.
Es ist daher wichtig, dass Sie sich während der Vorlesungs- und Übungsstunden Notizen machen.
Hier finden Sie (nach den Vorlesungen) Informationen zum Inhalt der einzelnen Vorlesungsstunden, die in der Vorlesung verwendeten Folien, Teile des Skripts und gelegentlich auch Korrekturen und sonstige ergänzende Bemerkungen.
Ergänzend zu den Vorlesungen finden 2-stündige Übungen in kleinen Gruppen statt, in denen Fragen zur Vorlesung diskutiert und die Übungsaufgaben besprochen werden.
Die in der 1. Übungsstunde verwendeten Folien zu Beweistechniken und zur aussagenlogischen Modellierung finden Sie hier.
Die in der 2. Übungsstunde verwendeten Folien zu induktiven Beweisen und rekursiven Definitionen finden Sie hier.
Melden Sie sich bitte für eine Übungsgruppe bis zum 9. Oktober in AGNES an (Nachfrist bis 17. Oktober).
Bitte schreiben Sie sich außerdem zusätzlich in
den Moodle-Kurs
bis zum 19. Oktober mit dem Einschreibeschlüssel 0815 ein.
Ergänzend zu den Vorlesungen und Übungen finden jede Woche 2-stündige Prolog-Übungen statt, in denen Sie darin unterstützt werden, sich in die Programmiersprache Prolog einzuarbeiten. In den Prolog-Übungen werden zusätzliche Programmierbeispiele behandelt und Anleitungen zur Lösung der Prolog-bezogenen Übungsaufgaben gegeben. Die Teilnahme an den Prolog-Übungen ist freiwillig und bedarf keiner Anmeldung. Weitere Informationen zur Prolog-Übung und (zu gegebener Zeit) den Quellcode der in den Prolog-Übungen verwendeten Beispiele finden Sie hier.
Es wird wöchentlich ein Übungsblatt ausgegeben. Jedes Übungsblatt enthält drei theoretische Aufgaben und eine praktische Aufgabe. Auf jedem Übungsblatt können bis zu 100 Punkte erreicht werden. Die wöchentlichen Übungsaufgaben werden an dieser Stelle bereitgestellt.
Die Abgabe der bearbeiteten Aufgaben erfolgt jeweils in der übernächsten
Woche dienstags, bis spätestens 11:15 Uhr vor
Beginn der Vorlesung (oder alternativ im Briefkasten zwischen Raum 3.402 und 3.401 im
4. Stock von Haus 3 des Johann von Neumann-Hauses) in Papierform.
Eine verspätete Abgabe ist nicht möglich.
Für die Abgabe Ihrer Lösungen finden Sie sich bitte in Kleingruppen von
mindestens 2 und maximal 3
Personen zusammen, in denen Sie die Lösungen zusammen erarbeiten und dann
gemeinsam abgeben. Sie müssen dafür nicht in
ein und derselben Übungsgruppe sein. Notieren Sie bitte ganz oben auf Ihrer Abgabe die Daten aller Personen
Ihrer Kleingruppe
und die Übungsgruppe, in der Sie die korrigierte Lösung wieder abholen möchten.
So könnte der Kopf Ihrer Abgabe aussehen:
| Blatt Nr. x | Max Musterman, | Matr.Nr. 0101010, | ÜG Do 13-15 Frochaux |
| Sabine Musterfrau, | Matr.Nr. 1001001, | ÜG Mo 15-17 Keppeler | |
| Rückgabe: | ÜG Mo 15-17 Popova-Zeugmann |
Jede Person, die auf dem Kopf einer Abgabe steht, sollte den gesamten Inhalt der Abgabe kennen und in der Lage sein, diesen auf Nachfrage in der Übungsstunde vorzurechnen!
Achtung:
Erfüllt Ihre Abgabe eine oder mehrere der obigen Bedingungen nicht, so erhalten Sie ab einschließlich Blatt 2 einen Punktabzug von 2(Blattnr. - 1) Punkten. Das Blatt insgesamt wird aber stets mit mindestens 0 Punkten bewertet.
Die von Ihnen abgegebenen Lösungen werden von unseren Tutoren/innen korrigiert und in den Übungsstunden der darauffolgenden Woche(n) zurückgegeben. Die Theorie-Aufgaben werden in den Übungsstunden besprochen; die Prolog-basierten Aufgaben werden in den Prolog-Übungen besprochen.
Wichtig:
Für den Erwerb eines Übungs- oder Teilnahmescheins müssen
insgesamt 40% der erreichbaren Übungspunkte erzielt werden und es muss
mindestens einmal erfolgreich in der Übungsstunde vorgerechnet werden.
Der Erwerb eines Übungsscheins ist die Voraussetzung für die Teilnahme an der
Modulabschlussprüfung (d.h. an der Klausur).
Die Klausur dauert 2 Stunden und findet am 19.02.2020 von 11:40 Uhr bis 13:40 Uhr im Schrödinger-Zentrum in den Räumen 0'115 und 0'110 statt. Einlass ist ab 11:15 Uhr.
Eine Zusammenstellung von Hinweisen zur Klausur finden Sie hier.
Eine Wiederholungsprüfung (ebenfalls als 2-stündige Klausur) findet am
06.04.2020 von 09:40 Uhr bis 11:40 Uhr im Schrödinger-Zentrum in Raum 0'115
statt. Einlass ist ab 09:15 Uhr.
Covid-19-bedingt wurde die ursprünglich für den 6.4.20 geplante
Klausur verschoben auf Mittwoch, den 17.06.2020, ab 10:00 Uhr.
Auf Grund der derzeitigen Covid-19-Pandemie wird die Klausur ausschließlich als Take-Home-Klausur in digitaler Form durchgeführt. Die Anmeldung erfolgt unter den vom Prüfungsamt festgesetzten und hier zugänglichen Fristen wie gewöhnlich über AGNES.
Detaillierte Informationen zum Ablauf der Take-Home-Klausur finden Sie hier.
Hinweise zur An- und Abmeldung finden Sie auf der Seite des Prüfungsbüros.
Zur Vorbereitung finden Sie hier eine Beispielklausur aus einem vergangenen Semester. Beachten Sie: in diesem Semester wird es (im Gegensatz zur Beispielklausur) keine Ankreuzaufgaben in der Klausur geben.
Haupthema der Vorlesung ist die Logik. Folgende Bücher seien dazu zur Vertiefung des Vorlesungstoffes empfohlen:
| [B] | S. Burris, Logic for Mathematics and Computer Science. Prentice Hall, 1998. |
| [KK] | M. Kreuzer, S. Kühling. Logik für Informatiker. Pearson, 2006. |
| [S] | U. Schöning, Logik für Informatiker. 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, 2000. |
| [EFT] | Heinz-Dieter Ebbinghaus, Jörg Flum, Wolfgang Thomas, Einführung in die Mathematische Logik. 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, 2007. |
| [E] | Heinz-Dieter Ebbinghaus, Einführung in die Mengenlehre. 4. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, 2003. |
| [L] | Leonid Libkin, Elements of Finite Model Theory. Springer, 2004. Die für die Vorlesung relevanten Teile des Buchs sind hier unter dem mit "Download table of contents and a sample chapter" beschrifteten Link erhältlich. |
| [FG] | Jörg Flum, Martin Grohe, Parameterized Complexity Theory. Springer, 2005. |
| [C] | P. J. Cameron, Sets, Logic and Categories. Springer Verlag, 1998. |
| [vD] | D. van Dalen, Logic and Structure. 4th Edition, Springer Verlag, 2004. |
| [HR] | M. Huth and M. Ryan, Logic in Computer Science – Modelling and Reasoning About Systems . 2nd Edition, Cambridge University Press, 2004. |
| [BBS] | Patrick Blackburn, Johan Bos, Kristina Striegnitz, Learn PROLOG Now!. Kings College Publications, 2006. Online version. |
| [SS] | Ehud Shapiro, Leon Sterling, The Art of PROLOG: Advanced Programming Techniques. 2nd Edition, MIT Press, 1994. |
Programmierresourcen: Wir verwenden in der Vorlesung SWI-Prolog. Ein Kurzanleitung für den Einstieg in SWI-Prolog finden Sie hier.
snippets-of-logic: Die in der Vorlesung angesprochenen snippets-of-logic finden sich für Aussagenlogik hier.