Formale Sprachen, Compilerbau, Berechenbarkeit und Komplexitat

Dieser dritte und letzte Band der Buchreihe Informatik ist der Theoretischen Informatik gewidmet. Nach einer allgemeinen Diskussion formaler Sprachen, deren Beschreibungen und Grenzfallen der Erkennbarkeit werden die regularen Sprachen behandelt, welche in der lexikalischen Defi nition von Programmiersprachen ihre wichtigste Anwendung finden sowie die kontextfreien Sprachen, mit denen man die Syntax von Programmiersprachen definiert. Aus theoretischer Sicht befriedigend ist die eindeutige Entsprechung zwischen Sprachbeschreibung und Spracherkennung - den regularen Sprachen entsprechen die endlichen Automaten und den kontextfreien Sprachen die Stackmaschinen. Weitere Stufen der Chomsky-Hierarchie werden nur kurz behandelt, da sie in der Praxis von geringerer Bedeutung sind. Stattdessen zeigt ein eigenes Kapitel zum Thema Compilerbau weitere Techniken auf, die aus einer Sprachbeschreibung einen Parser, also das komplette front-end eines Compilers, entstehen lassen. Der Begriff des Algorithmus wird anhand verschiedener Maschinenmodelle erklart und bestatigt wird auch die Churchsche These, dass jede vernunftige Defi nition von Berechenbarkeit auf die gleiche Klasse von Funktionen fuhrt. Die Grenzen des algorithmisch Machbaren werden anhand des Halteproblems und des Satzes von Rice klar abgesteckt. Das abschlieende Kapitel zur Komplexitatstheorie erkundet unter den losbaren Problemen die Grenze zwischen denen, die mit einem vertretbaren (polynomiellen) Aufwand losbar sind und solchen, deren Losung nicht wesentlich effi zienter ist, als ein systematisches Ausprobieren von Losungskandidaten. Dieses Kapitel fuhrt den Leser zu dem bekanntesten noch ungelosten Problem der Theoretischen Informatik: P = NP? Der erste Band der Informatik erklart die grundlegenden Konzepte: Programmierung, Algorithmen und Datenstrukturen. Der zweite Band ist technischen Themen gewidmet - insbesondere der Rechnerarchitektur, Betriebssystemen, Rechnernetzen und speziell dem Internet. Das Buch richtet sich an alle Einsteiger, die sich ernsthaft mit Informatik beschaftigen wollen, sei es zum Selbststudium oder zur Begleitung von Vorlesungen. In den folgenden Banden dieses Buches werden die Themen, Rechnerarchitektur, Betriebssysteme, Rechnernetze, Internet, Compilerbau und Theoretische Informatik vertieft. Prof. Dr. Heinz-Peter Gumm ist Professor fur Theoretische Informatik in Marburg. Nach dem Studium in Darmstadt und Winnipeg (Kanada) von 1970 bis 1975 und der Habilitation 1981 folgten Professuren in Hawaii, Kalifornien und New York. Seine Forschungsgebiete sind Formale Methoden, Allgemeine Algebren und Coalgebren. Prof. Dr. Manfred Sommer ist emeritierter Professor fur Praktische Informatik in Marburg. Nach dem Studium in Gottingen und Munchen von 1964 bis 1969, war er Assistent am ersten Informatik-Institut in Deutschland an der TU Munchen. Es folgten zehn Jahre bei Siemens in Munchen und von 1984 bis 2014 war er Informatik-Professor in Marburg.