Das Affenpuzzle und weitere bad news aus der Computerwelt

David Harel ist der Dekan der Fakultät für Mathematik und Informatik des Weizmann-Instituts in Rehovot in Israel. Seine Forschungsinteressen liegen in der theoretischen Informatik, mit den Schwerpunkten Berechenbarkeit, Automatentheorie und Logik der Programmierung. Im Jahr 1992 erhielt er für herausragende Lehre den Karlstrom-Preis der Association for Computing Machinery und 1997 den Softwarepreis des israelischen Ministerpräsidenten. David Harel ist vielfacher Buchautor, und wurde einer breiteren Öffentlichkeit durch eine Reihe von Fernsehinterviews bekannt, die er mit herausragenden Mthematikern und Informatikern für einen israelischen Sender durchführte.

1 Worum geht es überhaupt?.- Algorithmen.- Elementare Anweisungen.- Text und Prozeß.- Eingaben.- Was können Algorithmen?.- Vereinfachen wir nicht zu sehr?.- Algorithmische Probleme lösen.- Programmieren.- Fehler und Korrektheit.- Aufhören.- 2 Manchmal können wir es nicht.- Endliche Probleme sind lösbar.- Das Dominoproblem.- Meinen wir das wirklich?.- Elementare Berechnungsmodelle.- Die Church-Turing-These.- Berechenbarkeit ist robust.- Dominoschlangen.- Programmverifikation.- Das Halteproblem.- Berechenbarkeit ist unberechenbar!.- Manches ist noch unberechenbarer.- 3 Manchmal ist es zu teuer.- Ressourcen: Laufzeit und Speicherplatz.- Wie man die Laufzeit verbessern kann.- Obere und untere Schranken.- Na und?.- Die Türme von Hanoi.- Die guten, die schlechten und die häßlichen.- Undurchführbarkeit.- Roadblock und Schach.- Noch schwierigere Probleme.- Zu wenig Speicherplatz.- 4 Manchmal wissen wir es nicht.- Das Affenpuzzle.- NP-vollständige Probleme.- Kürzeste Wege finden.- Planen und Packen.- Mehr über Spiele.- Netze färben.- Magische Münzen.- Zusammen rauf, zusammen runter.- Das große Geheimnis: Gilt P = NP?.- Können wir uns annähern?.- Manchmal klappt's.- 5 Schmerzlindernde Mittel.- Parallelität oder zusammen sind wir stark.- Parallelität: wird alles gut?.- Randomisierung oder Münzen werfen.- Mehr über Monte-Carlo-Algorithmen.- Primzahltests.- Randomisierte Primzahltests.- Randomisierung: wird nun alles gut?.- Können Computer den Zufall simulieren?.- Quantencomputer.- Quantenalgorithmen.- Kann es Quantencomputer geben?.- Molekularcomputer.- 6 Schlechtes in Gutes verwandeln.- Klassische Kryptographie.- Public-Key-Kryptographie.- Unterschreiben.- Kann dies funktionieren?.- Das RSA-Kryptosystem.- Interaktive Beweise.- Zero-Knowledge-Beweise.- Ichkann ein Netz 3-färben!.- Über Millionäre, Wahlen und anderes.- 7 Können wir selbst es besser?.- Algorithmische Intelligenz?.- Der Turing-Test.- ELIZA und Zupchoks.- Heuristiken.- Was ist Wissen?.- Natürliche Sprache verstehen.- Nachgedanken.

"... David Harel vermittelt die mathematischen Fakten spannend, unterhaltsam und allgemeinverständlich. ... Eine tour de force mit überraschenden Aspekten, die den Leser - ob vorgebildeter Laie oder Fachkundiger - fesseln wird."

Stormarner Tageblatt 24.4.04

"... Das Buch ist von einem weltbekannten Experten in einem unvergleichbaren Stil geschrieben: leicht und locker und dennoch präzise. Notwendige Vereinfachungen führen nicht nur zu nur noch fast richtigen Aussagen. Wer abstrakte Gedanken nicht fürchtet, wird dieses Buch mit Genuss lesen und hinterher die Informatik mit anderen Augen sehen. ...."

Ingo Wegener, Spektrum der Wissenschaft November 2003 

"...Zweifellos umfasst dieses Buch einen in der Praxis enorm wichtigen Bereich der Computer-Wissenschaft. Auf diesem Gebiet kennen sich selbst Computerfachleute wenig aus, und der Öffentlichkeit ist es weitgehend unbekannt. Harel hat ein verständliches und gleichzeitig wissenschaftlich fundiertes Buch geschrieben. Die Referenzen zu den Originalbeiträgen sind für den Spezialisten interessant, können aber vom breiten Leserpublikum problemlos beiseite gelassen werden.

Ein Buch also, das als Referenz in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung durchaus nicht fehl am Platze ist. Gleichzeitig spricht es jedoch einen großen Leserkreis an und ist für Computer-Wissenschaftler ganz praktisch von Nutzen. Es eignet sich sogar für Einführungsvorlesungen, auch wenn in den meisten Computerwissenschaft-Kursen eine ausgeprägtere Behandlung mathematischer Themen erwartet wird. Ein knapper Index macht das Buch zu einem nützlichen Nachschlagewerk.

Harels Stil ist einfach und gleichwohl überzeugend in seiner wissenschaftlichen Kompetenz. Damit ist das Buch einzigartig. Es gehört mit gleicher Berechtigung in die Bücherregale von Computerwissenschaftlern praktisch jeder Disziplin, in öffentliche Bibliotheken und in alleBuchhandlungen."

London Times, Higher Education Supplement, July 2001