TU BRAUNSCHWEIG
| Carl Friedrich Gauß Faculty | Department of Computer Science
Informatikzentrum

Bachelor-Seminar Algorithmik

SemesterWinter 2018/2019 [ Other terms: Sommer 20 · Winter 19/20 · Sommer 19 · Sommer 18 · Winter 17/18 · Sommer 17 · Winter 16/17 · Sommer 16 · Winter 15/16 · Sommer 15 · Winter 13/14 · Sommer 13 · Winter 12/13 · Sommer 12 · Winter 11/12 · Sommer 11 · Winter 10/11 · Winter 09/10 · Sommer 09 · Winter 08/09 ]
ProgrammesBachelor Informatik, Bachelor Wirtschaftsinformatik, Bachelor Informations-Systemtechnik
IBR Group(s)ALG (Prof. Fekete)
TypeSeminar
Lecturer
PhotoProf. Dr. Sándor P. Fekete
Abteilungsleiter
s.fekete[[at]]tu-bs.de
+49 531 3913111
Room 335
Assistants
PhotoPhillip Keldenich
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
keldenich[[at]]ibr.cs.tu-bs.de
+49 531 3913112
Room 318
PhotoChristian Rieck
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
rieck[[at]]ibr.cs.tu-bs.de
+49 531 3913114
Room 314
PhotoPD Dr. Christian Scheffer
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
scheffer[[at]]ibr.cs.tu-bs.de
+49 531 3913113
Room 317
PhotoArne Schmidt
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
aschmidt[[at]]ibr.cs.tu-bs.de
+49 531 3913115
Room 319
Credits5
Hours0+2
Prerequisites Voraussetzungen für die Bearbeitung der einzelnen Themen sind jeweils individuell aufgeführt. Sind diese in Klammern gesetzt, sind sie zwar hilfreich, aber keine Voraussetzung.
Certificates Schriftliche Ausarbeitung und erfolgreicher Seminarvortrag. Die Note wird abhängig von der aktiven Teilnahme am Seminar sowie der Qualität des Vortrages und der Ausarbeitung bestimmt.
Registration Anmeldung zentral (über StudIP). Das Kick-off Meeting findet am Donnerstag, den 11.10.2018 um 13:30 Uhr im IZ 313 statt.
Content Das Seminar Algorithmik beschäftigt sich dieses Semester mit einer Reihe von Tourproblemen. Die genauen Themen sowie ein Abstract sind weiter unten zu finden.
Schedule
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DateDescription
11.10.2018, 13:30 Uhr Kick-off Meeting (IZ313)
29.10.2018 Deadline Pflichttreffen mit dem Betreuer
07.12.2018 Peer-Review
14.12.2018 Feedback
21.12.2018 Finale Abgabe der Ausarbeitung
14.01.2019, 10:00 Uhr Vorträge (IZ313)
References Literaturrecherche: Ausarbeitung und Vortrag: How to read/write a paper:

Hinweise

Teilnehmerzahl

Es werden 6 Plätze für Studierende auf Bachelorniveau angeboten.

Ausarbeitung

Die Ausarbeitung soll etwa 6-8 Seiten lang sein. Generell interessiert uns, dass Sie da eine selbstverfasste Zusammenfassung eines selbst verstandenen Artikels abgeben. Wesentlich mehr als die genannte Seitenzahl sollte es nicht werden, immerhin geht es hier um die Kunst des Zusammenfassens. Wir erwarten, dass Sie selbstständig zusätzliche Quellen recherchieren.

Vortrag

Ihr Vortrag soll etwa 30 Minuten (reine Vortragszeit) dauern. Anschließend wird es eine kurze Diskussionsrunde mit Fragen geben. Das Medium ist frei, Sie können also Whiteboard, Overhead-Projektor, Beamer mit PowerPoint, Beamer mit PDF, oder was auch immer Sie für sinnvoll erachten, einsetzen. Natürlich sollten Sie bei exotischen Wünschen diese erstmal mit dem Betreuer klären, und unbedingt auch Programm-, Programmversions- und sonstige Kompatibilitätsfragen besprechen.

Themen für Bachelorstudenten im Wintersemester 2018/2019

Das Algorithmikseminar beschäftigt sich in diesem Semester mit einer Reihe von Tourproblemen. Die angegebenen Voraussetzungen sind Empfehlungen.

Hamiltonkreise, Einführung und Varianten des Traveling Salesman Problems

Beim Hamiltonkreisproblem sucht man in einem ungewichteten Graphen einen Kreis, der jeden Knoten genau einmal besucht. Das TSP beschreibt dieses Problem auf gewichteten Graphen. Es lässt sich zeigen, dass beide Probleme in unterschiedlichesten Szenarien NP-schwer sind.

Voraussetzungen: Algorithmen und Datenstrukturen, Theoretische Informatik 2

Approximationen und Heuristiken

Es lässt sich zeigen, dass das allgemeine TSP nicht approximierbar ist. Sobald man die Dreiecksungleichung auf die Kantengewichtsfunktion anwenden kann, lässt sich eine 1.5-Approximation finden. Des Weiteren gibt es einfache Heuristiken, um eine gegebene Tour zu verbessern.

Voraussetzungen: Algorithmen und Datenstrukturen (1+2), Netzwerkalgorithmen

Max TSP

Beim MaxTSP wird eine Tour größtmöglichen Gewichts gesucht. Es lässt sich zeigen, dass das Problem in der Ebene unter der Manhattan-Metrik in linearer Zeit lösbar ist. Im dreidimensionalen Raum ist das Problem NP-schwer.

Voraussetzungen: Algorithmen und Datenstrukturen, Theoretische Informatik 2

Lawn Mower und Milling Problem

Bei diesen Problemen betrachtet man ein gegebenes Gebiet, welches man mit einem Rasenmäher in einer kürzestmöglichen Tour überdecken möchte. Beim Lawn Mower Problem ist es erlaubt, das Gebiet zu verlassen; beim Milling ist man gezwungen, dauerhaft innerhalb des Gebiets zu bleiben. Es kann gezeigt werden, dass die Probleme NP-schwer und approximierbar sind.

Voraussetzungen: Algorithmen und Datenstrukturen (1+2), Theoretische Informatik 2, Netzwerkalgorithmen

Minimum Covering with Travel Cost

Bei diesem Problem ist ein Polygon gegeben, welches mit einem Roboter mittels Scans erkundet werden soll. Die Scanreichweite des Roboters ist dabei begrenzt. Zusätzlich soll der Roboter so wenig Strecke wie möglich bei der Erkundung zurücklegen. Das Problem ist NP-schwer. Für verschiedene Varianten existieren O(1)-Approximationen.

Voraussetzungen:Algorithmen und Datenstrukturen (1+2), Theoretische Informatik 2, Netzwerkalgorithmen

IP Formulierungen

In der Praxis lässt sich das TSP mit ganzzahliger Optimierung relativ gut lösen. Dabei sind gute IP-Formulierungen mit zusätzlichen und geeigneten Cuts notwendig.

Voraussetzungen: Lineare Optimierung

Concorde

Concorde ist ein Solver für das TSP, der unterschiedliche Ansätze zum Lösen verwendet und kombiniert.

Voraussetzungen: Lineare Optimierung


last changed 2019-01-07, 21:23 by Christian Rieck
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