Ideen und Konzepte der Informatik

Veranstaltung für Studierende anderer Fakultäten, 2+2

Ziele und Inhalte

Wir verfolgen drei Ziele:

Die Hörer sollen mit den Grundbegriffen der Informatik vertraut werden. Was ist ein Algorithmus? Was ist ein Computer? Sind alle Computer gleich?
Sie sollen die Grundlagen wichtiger Informatiksysteme verstehen. Welche wissenschaftlichen Erkenntnisse haben die informatische Revolution möglich gemacht? Wo sind die Grenzen dieser Systeme?
Sie sollen genügend Informatikwissen erwerben, damit sie die gesellschaftlichen Konsequenzen von Informatiksystemen fundiert diskutieren können.

Wir behandeln folgende Themen: Algorithmen und Programme, Programmiersprachen, Aufbau von Rechenanlagen, Sortieren, Suchen, Suchmaschinen, Kryptographie und Electronic Banking, Schnellste Wege und Navis, Verteiltes Entscheiden und algorithmische Spieltheorie, Optimierung, Internet, Email und WWW, maschinelles Lernen, Finden versus Verifizieren, Blockchains, Algorithmisches Entscheiden, Sicherheit und Privatsphäre.

Außerdem gehen wir darauf ein, wie die Erkenntnisse der Informatik das wissenschaftliche Weltbild verändert haben. Was ist Intelligenz? Werden soziale Netze eine Experimentierumgebung für die Sozialwissenschaften? Was folgt aus der Möglichkeit, sehr große Datenmengen zu analysieren? Außerdem werfen informatische Systeme neue ethische Fragen auf, etwa in Bereichen der Privatsphäre oder beim autonomen Fahren.

Zeitplan und Unterlagen

Achtung: Die Themen und die bereitgestellten Unterlagen sind erst ab dem Datum der Einheit final, der sie zugeordnet sind.
Bis dahin stellen wir Ihnen die Unterlagen aus dem Vorjahr als Service zur Verfügung.
Wenn Sie Themen vorarbeiten wollen, tun Sie das auf eigene Gefahr.

Die Aufzeichnungen der Übungen finden sie hier. Sie sind passwortgeschützt.

Endklausur

Zoomlink zur Endklausur

Datum	Thema und Folien	Materialien	Übungen	Videos	Artikel der Woche
02.11.2020	Einführung, Sicherheit und Privatheit	Traits and ... Erasmus-Lecture	Übung 1	Einführung-Teil1, Einführung-Teil2, Sicherheit-Privatheit	CovidSimulation
09.11.2020	Rechner Innenleben	Computer Museen	Übung 2	Rechner, ModerneRechner, Universalitaet, Innenleben Turing Turing-Iv TestVideo
16.11.2020	Algorithmen und Programme		Übung 3	AlgorithmenProgramme1, AlgorithmenProgramme2, AlgorithmenProgramme3
23.11.2020	Suchen und Sortieren		Übung 4	Einfuehrung, Suchen, Mischen, Quicksort
30.11.2020	Websuche		Übung 5	Einfuehrung, WebCrawl, Vorkommenslisten, PageRank, Von-Information-zu-Wissen.
07.12.2020	Schnellste Wege		Übung 6	Einfuehrung, Erster Algorithmus, Dijkstra, Navigationssysteme
14.12.2020	Internet	US House Report	Übung 7	Geschichte, Datenuebertragung, Hoehere Schichten
21.12.2020	Optimierung	Dantzig, Stigler	Übung 8	Einfuehrung, Ernaehrungsplan, Algorithmen
04.01.2021	Algorithmische Spieltheorie, Auktionen und verteiltes Entscheiden	Paarungsalgorithmen für die Nierentransplantation Paarungsalgorithmen für Wohnungszuweisung	Übung 9	Einfuehung, Vickrey Auktionen, Anzeigen im Internet, Verteiltes Entscheiden
11.01.2021	Kryptographie		Übung 10	Symmetrische Krypto, Asymmetrische Krypto, Electronic Banking
18.01.2021	Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen, Teil I	Studie zur Algorithmenregulierung	Übung 11	Einfuehrung und Beispiele, Bayesscher Filter und Spamerkennung, Zifferenerkunnung und Klassifizierung
25.01.2021	Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen, Teil II Ethische Fragen		Übung 12	NeuronaleNetze1, NeuronaleNetze2, NeuronaleNetze3, EthischeFragen
01.02.2021	Probeklausur
15.02.2021	Fragestunde	(beginnt um 15h30)
20.02.2021	Klausur
	Bitcoins und Blockchains	Blockchain DEMO	-	-
	Online Algorithmen		-	-
	P = NP?		-	Einfuehrung und Halteproblem, P und NP , SAT und Satz von Cook-Levin , Satz von Karp

Allgemeine Informationen

Dozenten:	Kurt Mehlhorn und Corinna Coupette Chefbremser: Angelina Mansion
Zeit und Raum:	Der Zoom Raum für die Vorlesung und die Übungen ist wie folgt. Meeting ID: 923 1640 4728 Passcode: 862308 Die erste Vorlesung findet am 02.11. statt und beginnt um 16:15. Die weiteren Vorlesungen werden in Form von Videos angeboten. Die Videos stehen auf der Webseite der Vorlesung zur Verfügung. Wir treffen uns jeden Montag (erstes Treffen am 09.11) von 16:00 -- 17:30 im Zoom Raum, um das Übungsblatt und Fragen zu den Videos zu besprechen.
Klausur:	20.02.2021, 10:00 -- 12:30 Uhr, Günter-Hotz-Hörsaal und virtuell, open book Nähere Informationen finden Sie auf den ersten Seiten der Probeklausur. Wenn Sie an der Klausur teilnehmen wollen, melden Sie sich bitte bis spätestens Montag, 15.02., so an, wie es auf den ersten Seiten der Probeklausur beschrieben ist.
Klausureinsicht:	Freitag, 26.02.2021, von 9h00 bis 13h00 physisch am Max-Planck-Institut für Informatik, Zimmer 300, nach Anmeldung
Wiederholungsstunde für die Nachprüfung:	Montag, 15.03.2021, 16h00-17h30, Zoom Raum (wird noch bekanntgegeben) Wenn Sie sicherstellen wollen, dass wir bestimmte Themen oder Fragen in der Wiederholungsstunde ansprechen, schreiben Sie bitte bis Sonntag, 14.03.2021, eine Email mit dem Betreff "[IdI] Wiederholungsstunde" und Ihren Besprechungswünschen an Angelina Mansion.
Nachprüfung:	Freitag, 26.03.2021, mündlich, Zoom Raum (wird noch bekanntgegeben) Wenn Sie an der Nachprüfung teilnehmen wollen, melden Sie sich bitte bis spätestens Montag, 15.03., durch eine Mail mit dem Betreff "[IdI] Anmeldung Nachprüfung <Matrikelnummer>", deren Text auch Ihren Namen enthält, bei Angelina Mansion an.
Übungen:	Montag 16h00-17h30, Zoom Raum Wir besprechen das Übungsblatt und beantworten Fragen zur Vorlesung. Bitte beachten Sie bei der Einreichung Ihrer Übungen folgende Vorgaben: Die Abgabe einer Übung hat bis spätestens vor Beginn der jeweils nächsten Veranstaltung (montags, 16 Uhr) per Mail an amansion@mpi-inf.mpg.de zu erfolgen (der jeweilige Abgabetermin ist auch auf dem Übungsblatt vermerkt); entscheidend für die Rechtzeitigkeit der Abgabe die Timestamp des Eingangs im Postfach der angegebenen Emailadresse. Schicken Sie Ihre Abgabe keinesfalls an die Mailingliste der Veranstaltung! Sie müssen Ihre Lösung als eine PDF-Datei im Anhang Ihrer Email abgeben; achten Sie also bitte darauf, ggf. mehrere Seiten zu einer Datei zusammenzufügen oder die Datei auf unter 10 MB zu verkleinern. Die PDF-Datei muss Ihre Matrikelnummer und Ihren Namen enthalten und wie der Dateiname muss wie folgt strukturiert sein: "<Matrikelnummer> Abgabe <Übungsnummer>.pdf" (Beispiel: "0123456 Abgabe 1.pdf"). Der Betreff Ihrer Email muss wie folgt strukturiert sein: "[IdI] <Matrikelnummer> Abgabe <Übungsnummer>" (Beispiel: "[IdI] 0123456 Abgabe 1"). Sie können Ihre Lösungen digital oder handschriftlich erstellen; für den Scan handschriftlicher Lösungen mit dem Smartphone eignet sich zum Beispiel die App CamScanner. Bei Fragen oder Problemen (die sich nicht mit einer Web-Suche klären lassen) wenden Sie sich bitte an amansion@mpi-inf.mpg.de. Gruppenabgaben sind nicht zulässig. Ihre Übungsabgaben werden korrigiert und per Email an Sie zurückgegeben. Weitere Informationen zum Übungsbetrieb werden ggf. über die Mailingliste bekannt gegeben.
Zielgruppe:	Die Veranstaltung ist für Hörer aller Fakultäten sowie Universitätsfremde offen und erfordert keinerlei Vorkenntnisse. Insbesondere sind keine Programmierkenntnisse nötig. Die Vorlesung wird auf Deutsch abgehalten.
Anmeldung:	Eine Anmeldung zur Vorlesung ist nur nötig, wenn ein Leistungsnachweis erworben werden soll. Neben einer Anmeldung in den entsprechenden Systemen für Ihren Studiengang (sofern erforderlich) sollten Sie sich auch auf der Mailingliste registrieren (klicken Sie auf den Link und folgen Sie den dortigen Instruktionen; schreiben Sie keine Email an uns oder die Mailingliste), da ein großer Teil der Kommunikation zwischen Ihnen und den Dozenten über die Mailingliste laufen wird. Die Mailingliste wurde am 9. Oktober eingerichtet. Davor war noch die Mailingliste vom letzten Semester aktiv. Wenn Sie sich also vor dem 9. Oktober eingetragen haben, bitte nochmals eintragen.
Credit Points:	5 ECTS

Alte Videos

Klausur/Credit Points:

Es kann ein Schein über 5LP erworben werden, wenn

die Übungen erfolgreich bearbeitet werden (mindestens 50% der möglichen Übungspunkte), und
die Klausur erfolgreich bestanden wird.
Die Gesamtnote ist die Klausurnote.
Zu Beginn des Sommersemesters wird eine Nachklausur angeboten.
Studenten der Informatik können keinen Schein für diese Vorlesung erwerben.

Achtung: Aus vergangenen Iterationen dieser VO wissen wir, dass sich Studenten mancher Studienrichtungen explizit bei Ihren jeweiligen Prüfungsreferaten zur Klausur anmelden müssen, um die Klausur mitschreiben zu können. Es obliegt daher den Studierenden sich rechtzeitig und korrekt anzumelden.

Literatur/Links

J. Gallenbacher: Abenteuer Informatik, auch als E-Book.
B. Vöcking, H. Alt, M. Dietzfelbinger, R. Reischuk, C. Scheideler, H. Vollmer, D. Wagner: Taschenbuch der Algorithmen (ISBN:9783540763932)
Minsky: The Society of Mind
Hofstadter: Gödel, Escher, Bach
Algorithmus der Woche

Die Bücher finden sich auch im Semesterapparat der Informatikbibliothek.