460-2005/01 – Úvod do teoretické informatiky (UTI)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Zdeněk Sawa, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Zdeněk Sawa, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Odkaz na webhttp://www.cs.vsb.cz/sawa/utiJazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BEH01 Ing. Marek Běhálek, Ph.D.
SNE10 Mgr. Pavla Dráždilová, Ph.D.
KOT06 Ing. Martin Kot, Ph.D.
MEN059 Mgr. Marek Menšík, Ph.D.
SAW75 doc. Ing. Zdeněk Sawa, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Posluchač umí zacházet se základními pojmy teoretické informatiky a umí je používat v běžné programátorské praxi. Zároveň jsou předmětem podány teoretické základy nutné pro další studium informatiky na vyšším stupni.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět je přehledovým úvodem do základních oblastí teoretické informatiky. Studenty seznámí se základy logiky, formálních jazyků, automatů, algoritmické složitosti, včetně některých jejich aplikací pro řešení praktických programátorských úkolů. Konkrétně se studenti seznámí se se základy výrokové a predikátové logiky. Naučí se formalizovat tvzení v jazyce těchto logik a naučí se používat několik metod logického vyvozování. Dozví se o použití konečných automatů, regulárních výrazů a bezkontextových gramatik při tvorbě překladačů (lexikální a syntaktická analýza) a při vyhledávání v textu. Studenti se seznámí se základy teorie vyčíslitelnosti a složitosti. Naučí se posuzovat výpočetní složitost algoritmu a používat asymptotickou notaci. Stručně se také seznámí se složitostí problémů a se třídami složitosti. Dozví se také, že některé problémy jsou algoritmicky nerozhodnutelné, a jakým způsobem se to dá dokázat.

Povinná literatura:

- doc. Ing. Zdeněk Sawa, Ph.D.: Úvod do teoretické informatiky - slidy (k dispozici na adrese http://www.cs.vsb.cz/sawa/uti/slides/uti-cz.pdf, anglická verze na adrese http://www.cs.vsb.cz/sawa/uti/slides/uti-en.pdf) - doc. Ing. Zdeněk Sawa, Ph.D.: Úvod do teoretické informatiky - logika a algoritmy, (k dispozici na adrese http://www.cs.vsb.cz/sawa/uti/materialy/uti-2014.02.09.pdf) - prof. RNDr. Petr Jančar, CSc.: Úvod do teoretické informatiky - učební text, 2007, (k dispozici na adrese http://www.cs.vsb.cz/sawa/uti/materialy/uti.pdf). - doc. RNDr. Marie Duží, CSc.: Matematická logika, (k dispozici na adrese http://www.cs.vsb.cz/sawa/uti/materialy/Matlogika.pdf).

Doporučená literatura:

- Sipser, M.: Introduction to the Theory of Computation, PWS Publishing Company, 1997. - Kozen, D.: Automata and Computability. Undergraduate Text in Computer Science, Springer Verlag, 1997. - Papadimitriou, C.: Computational Complexity, Addison Wesley, 1993. - Hopcroft, J.E., Motwani, R., Ullman, J, D.: Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation (3rd Edition), Addison Wesley, 2006. - Gruska, J.: Foundation of Computing. International Thomson Computer Press, 1997. - Huth, M., Ryan, M.: Logic in Computer Science: Modelling and Reasoning about Systems, Cambridge University Press, 2004. - Švejdar, V.: Logika - neúplnost, složitost a nutnost, Academia, 2002. - Suppes, P.: Introduction to Logic, Dover Publications, 1999. - Tarski, A.: Introduction to Logic and to the Methodology of Deductive Sciences, Dover Publications, 1995. - Devlin, K.: Introduction to Mathematical Thinking, Keith Devlin, 2012.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Průběžná kontrola studia: - Písemka v průběhu semestru (za 22 bodů). Požadavky na zápočet: Pro udělení zápočtu musí student získat z písemky nejméně 7 bodů. Zkouška: - Zkouška bude písemná a případně může být doplněna o volitelnou ústní část, která slouží zejména k vyjasnění případných nejasností v písemné části. Zkouška se bude skládat ze tří částí věnovaných následujícím oblastem: - úvod do logiky - teorie formálních jazyků a automatů - vyčíslitelnost a složitost Celkem je možné získat za zkoušku až 78 bodů. Pro absolvování zkoušky je nutné získat z každé z jejích tří částí minimálně 10 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Minimální znalostní požadavky

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Náplň přednášek: - Úvod. Logika. Důkazy. Logické spojky. - Další logické spojky. Syntaxe a sémantika v logice. - Tabulková metoda. Ekvivalentní úpravy. Predikátová logika. - Kvantifikátory. Naivní teorie množin. - Formální jazyky - základní pojmy (abeceda, slovo, jazyk). Operace na jazycích. Konečné automaty. - Konstrukce konečných automatů. Nedeterministické konečné automaty. - Převod nedeterministických konečných automatů na deterministické. Regulární výrazy. - Bezkontextové gramatiky a jazyky. - Algoritmické problémy. Modely výpočtu (Turingovy stroje a stroje RAM). - Asymptotická notace. Složitost algoritmů. - Složitost problémů. Třídy složitosti. Převody mezi problémy. NP-úplné problémy. - Algoritmicky nerozhodnutelné problémy. Cvičení: - Zopakování základů teorie množin, relací a funkcí a teorie grafů. - Výroková a predikátová logika. - Analýza vět přirozeného jazyka v jazyce výrokové a predikátové logiky. - Odvozování důsledků. Množinové / sémantické důkazy. - Rezoluční metoda. - Operace s jazyky. - Konstrukce konečných automatů. - Převod nedeterministických automatů na deterministické. - Regulární výrazy. - Bezkontextové gramatiky. - Turingovy stroje a stroje RAM. - Asymptotická notace. Složitost algoritmů. - Složitost problémů. Třídy složitosti.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2015/2016 zimní semestr, platnost do: 2015/2016 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 22 (22) 12
                Zápočtová písemka Písemka 22  12
        Zkouška Zkouška 78 (78) 30
                Logika Písemná zkouška 26  10
                Jazyky a automaty Písemná zkouška 26  10
                Vyčíslitelnost a složitost Písemná zkouška 26  10
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2646) Informační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2646) Informační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2646) Informační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2646) Informační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
V - ECTS - bc. 2014/2015 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2013/2014 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2012/2013 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2011/2012 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok