Computability

voorjaar 2022

Toren Academiegebouw

Computability is een verplicht tweedejaars vak binnen de bachelor Informatica aan de Universiteit Leiden. Tot en met voorjaar 2020 heette dit vak Fundamentele Informatica 3.

Praktische informatie

Docent: Rudy van Vliet
te vinden op: kamer 140 van het Snellius
telefoon: 071-527 2876
email: rvvliet(at)liacs(dot)nl
Assistent: ...
Onderwijsvorm: hoorcollege, werkcollege, en een huiswerkopgave
Collegetijden: hoorcollege op donderdag, 11.15-13.00, in de Havingazaal in het Gorlaeus
werkcollege op vrijdag, 14.15-16.00, in zaal 106-109 in het Huygens.
van Rudy van Vliet, van 10 februari t/m 25 maart 2022.
Het hoorcollege werd ook gestreamd via Kaltura (Course Tools -> Kaltura Media Gallery -> Join Live Room). Daarnaast is achteraf een opname van het hoorcollege van vorig jaar gepubliceerd. Het werkcollege werd niet gestreamd, maar er is achteraf wel een opname van het werkcollege van vorig jaar gepubliceerd.

Studielast

Met het behalen van dit vak verdient u 3 EC. Het niveau van het vak wordt aangeduid als `300'.

Aanbevolen voorkennis

Foundations of Computer Science en Automata Theory.

Inhoud

Computers kunnen gebruikt worden voor het uitvoeren van vele soorten berekeningen. Toch zijn hier ook grenzen aan. Bij dit vak onderzoeken we de mogelijkheden en onmogelijkheden van een computer. We doen dit onder andere door een theoretisch model van de computer te bestuderen.

Onderwerpen die aan de orde komen zijn:
De Turingmachine als algemeen model voor berekenbaarheid: accepteren, beslissen en rekenen met Turingmachines, niet-determinisme, universele Turingmachines, Church-Turing these.
Recursief opsombare en recursieve talen, algemene grammatica's.
Het stopprobleem, (on)beslisbare problemen.

Voor globale informatie over het vak in studiejaar 2021-2022 wordt men verwezen naar de algemene webpagina.

Doelstelling

Toetsing

Schriftelijk tentamen aan het eind van het semester. Het eindcijfer van het vak is gelijk aan het tentamencijfer + maximaal 0.4 bonuspunt van de huiswerkopgave (het maximale eindcijfer blijft echter 10).

Tentamens

Er zijn twee tentamens geweest, allebei on-campus:
Eerste tentamen: donderdag 31 maart 2022, 09.00-12.00, in zaal 3 van het Gorlaeus (de schotel).
Hertentamen: donderdag 2 juni 2022, 10.15-13.15, in zaal 1 van het Gorlaeus (de schotel).
Beide tentamens zijn nagekeken. Je vindt je cijfers in Brightspace. Beide tentamens zijn nog terug te vinden in de lijst met oude tentamens onderaan deze pagina. Van het eerste tentamen staat daar ook een handgeschreven uitwerking van de docent.

Vragenuur

Op dinsdagmiddag 29 maart was er een (fysiek) vragenuur voor het tentamen, in zaal 401 van het Snellius. Daarbij kon je dan de vragen stellen die opgekomen waren bij het leren voor het tentamen.

Huiswerkopgave

In de loop van het semester wordt een huiswerkopgave opgegeven. Hiermee kun je maximaal 0.4 bonuspunt voor het eindcijfer verdienen.
De huiswerkopgave moet individueel gemaakt worden. Wanneer blijkt dat studenten teveel hebben samengewerkt voor hun oplossing, zullen de (voor een enkele oplossing) verdiende punten worden gedeeld door het aantal betrokken studenten.
De huiswerkopgave dient uiterlijk twee weken na publicatie ingeleverd te worden bij de nakijker. Haal je die deadline niet, maar lever je hem wel binnen (in totaal) drie weken plus drie dagen in, dan kun je nog de helft van de punten verdienen. Daarna inleveren levert geen punten meer op.
De cijfers van de huiswerkopgave zullen gepubliceerd worden in Brightspace. Zorg dus dat je je aanmeldt voor de cursus in Brightspace.

Resultaten voor de huiswerkopgave van Computability / Fundamentele Informatica 3 uit een eerder studiejaar zijn dit jaar niet meer geldig.

De huiswerkopgave is beschikbaar. Hiermee kun je maximaal 0.4 bonuspunt voor het eindcijfer verdienen.
Uiterste inleverdatum voor 0.4 pt: dinsdag 15 maart 2022, 23.59 uur.
Uiterste inleverdatum voor 0.2 pt: vrijdag 25 maart 2022, 23.59 uur. Daarna inleveren levert geen punten meer op.
Wellicht ten overvloede: bedenk bij onderdeel (b) dat voorkomens van de substring y kunnen overlappen. Bijvoorbeeld, de string x=aaaa bevat drie voorkomens van de substring y=aa.

Literatuur

John C. Martin, Introduction to Languages and the Theory of Computation, 4th edition, McGraw Hill, 2010/2011.


Twee keer de 4e editie: de Amerikaanse editie (ISBN-13: 978-0073191461) en de internationale editie (ISBN-13: 978-007-128942-9)
NB: dit boek werd t/m najaar 2018 ook gebruikt bij het college Fundamentele Informatica 2, en in najaar 2020 en najaar 2021 ook bij het college Automata Theory.
Er is een lijst met errata bij dit boek beschikbaar. Heeft u zelf (andere) foutjes in het boek ontdekt, meld het dan aan de docent. Dan kunnen die ook in de lijst worden opgenomen.

Dit boek schijnt niet meer in de winkel te liggen. Vorig jaar heeft de docent daarom een (klein) stukje dictaat geschreven. Het bevat hoofdzakelijk de benodigde voorkennis vanuit het vak Automata Theory.

Tentamenstof

De tentamenstof is in grote lijnen Concreet is dit geworden:

Opmerkingen: Begrippen en notaties behandeld bij Automata Theory worden bekend verondersteld; notaties en technieken uit het eerste hoofdstuk moeten kunnen worden gebruikt!

Behandelde stof, opgaven en slides

Voor wie door omstandigheden een hoorcollege of werkcollege moet missen, zullen we per week bijhouden welke stof en opgaven we hebben behandeld. U vindt dit overzicht hier (bijgewerkt t/m werkcollege van 25 maart 2022, compleet dus).

De slides die tijdens de colleges gebruikt worden, worden voor elk college hieronder gepubliceerd, samen met (achteraf) de links naar de weblectures.

Antwoorden bij opgaven

Van een deel van de opgaven uit het boek zijn nette uitwerkingen beschikbaar. Deze vindt u hieronder. Achterin het boek staan ook nog antwoorden van een aantal opgaven.

Oude tentamens (ook onder de naam Fundamentele Informatica 3)

De vorige keer dat het vak werd gegeven, was in het voorjaar van 2021. De website van die keer vindt u hier. Daar vindt u ook nog meer oude tentamens.
Vragen en opmerkingen kunt u sturen naar:
Rudy van Vliet; rvvliet(at)liacs(dot)nl
Laatste wijziging: 29 juli 2022 - https://www.liacs.leidenuniv.nl/~vlietrvan1/computability/