Das Neue an dieser Einführung in die Theoretische Informatik ist die konsequent algorithmenorientierte Sichtweise, d.h. eine Umsetzung in praktisch und theoretisch effiziente Algorithmen wird angestrebt. Auf diese Weise bietet das Buch eine Einführung in die zentralen Gebiete der Theoretischen Informatik, wie sie in einer Einführungsvorlesung an deutschen Universitäten vorgesehen ist.

Das Buch führt umfassend in das Gebiet der theoretischen Informatik ein und behandelt den Stoffumfang, der für das Bachelor-Studium an Universitäten und Hochschulen in den Fächern Informatik und Informationstechnik benötigt wird. Die Darstellung und das didaktische Konzept verfolgen das Ziel, einen durchweg praxisnahen Zugang zu den mitunter sehr theoretisch geprägten Themen zu schaffen. Theoretische Informatik muss nicht trocken sein. Sie kann Spaß machen und genau dies versucht das Buch zu vermitteln. Die verschiedenen Methoden und Verfahren werden anhand konkreter Beispiele eingeführt und durch zahlreiche Querverbindungen wird gezeigt, wie die fundamentalen Ergebnisse der theoretischen Informatik die moderne Informationstechnologie prägen. Das Buch behandelt die Themengebiete: Logik und Deduktion, Automatentheorie, formale Sprachen, Entscheidbarkeitstheorie, Berechenbarkeitstheorie und Komplexitätstheorie. Die Lehrinhalte aller Kapitel werden durch zahlreiche Übungsaufgaben komplettiert, so dass sich die Lektüre neben der Verwendung als studienbegleitendes Lehrbuch auch bestens zum Selbststudium eignet.

Das Lehrbuch führt in verständlicher Sprache in die theoretische Informatik ein. Es umfasst die Theorie der formalen Sprachen, die Theorie der Berechenbarkeit und gibt einen Überblick zur Komplexitätstheorie. Das Buch eignet sich insbesondere für Einsteiger: Alle Beweise sind im Detail ausgeführt. Für Dozenten ist das Buch ebenfalls interessant, da auch Nicht-Standard-Berechnungsmodelle vorgestellt werden. Das Buch basiert auf Vorlesungen der letzten zehn Jahre für Studierende der Informatik im Grundstudium.

Der Autor bietet eine umfassende Einführung sowohl in die Automatentheorie und die Formalen Sprachen als auch in die Berechenbarkeits- und Komplexitätstheorie sowie in die Algorithmik. Der Verzicht auf die übliche Trennung der ´´klassischen´´ Theoretischen Informatik von der Algorithmik macht es möglich, Automatentheorie und Formale Sprachen anwendungsorientiert aus der Sicht des Übersetzerbaus einzuführen. Gelernte Methoden der Algorithmik werden angewendet, damit effiziente Algorithmen zur Lösung von Aufgaben der lexikalischen Analyse und der Syntaxanalyse entwickelt werden können. Ebenso werden Algorithmen zur Lösung von grundlegenden Problemen auf Graphen und auf Strings vorgestellt und eine Einführung in die schnelle Fouriertransformation sowie in die lineare Programmierung gegeben. Die Stoffauswahl erfolgte so, dass die Inhalte auch für die Praxis relevant sind. Das Buch baut auf Vorlesungen des Autors im Grund- und Hauptstudium auf. Weiterführende Hinweise zum Buch.

Diese kompakte Einführung in die Theoretische Informatik stellt die wichtigsten Modelle für zentrale Probleme der Informatik vor. Dabei werden u.a. folgende Fragestellungen behandelt: Welche Probleme sind algorithmisch lösbar? (Theorie der Berechenbarkeit und Entscheidbarkeit) Wie schwierig ist es algorithmische Probleme zu lösen? (Theorie der Berechnungskomplexität, NP-Theorie) Wie sind informationsverarbeitende Systeme prinzipiell aufgebaut? (Theorie der endlichen Automaten) Welche Strukturen besitzen Programmiersprachen? (Theorie der formalen Sprachen) In der Erarbeitung dieser Themen wird der Abstraktionsprozeß von den realen Gegenständen der Informatik zu den in der Theoretischen Infromatik etabliertern Modellen, wie z.B. Random-Access-Maschinen, Turingmaschinen und endliche Automaten, nachvollzogen und umgekehrt verdeutlicht, was diese Modelle aufgrund der über sie gewonnenen Erkenntnisse für die Praxis leisten können.

Das Ziel dieses Buches ist es, den Leser an den Grundlagen der Informatik zu begeistern. Um dies zu erreichen, bieten wir außer der üblichen rigorosen und detaillierten Präsentation eine leicht verständliche und anschauliche Darstellung der Grundkonzepte und Ideen und erweitern die klassischen Themen wie Berechenbarkeit und Komplexität um die faszinierenden Errungenschaften neuer Gebiete wie Randomisierung, Kryptographie und Kommunikation in Netzen.

Theoretische Informatik stellt für viele Studenten ein Angstfach dar, sie gilt als abstrakt, stark formalisiert und dem Alltag entrückt. Das vorliegende Buch macht die Grundideen der Theoretischen Informatik auch für Studenten verständlich, deren erster Schwerpunkt nicht Informatik und schon gar nicht Mathematik ist. Automatentheorie, formale Sprachen und Grammatiken, Komplexität und Berechenbarkeit sind die wesentlichen Inhalte der Theoretischen Informatik, die in diesem Buch behandelt werden. Durch die Vielzahl der Beispiele, auch aus dem täglichen Leben, und den lockeren Schreibstil kann jeder interessierte Studierende die Hürde ´´Theoretische Informatik´´ nehmen - und vielleicht sogar etwas von der Faszination spüren, die von ihr ausgeht.

Diese Theorie-Einführung hat konsequent aktuelle Anwendungen im Blick. Seien es Suchmaschinen, Workflow-Managementsysteme, Web Services, Verschlüsselung von Informationen, Authentifizierungsprotokolle - all diese Technologien beruhen auf theoretischen Grundlagen der Informatik. So trägt das Buch dazu bei, dass Studierende die Grundlagen der Theoretischen Informatik nicht nur kennen lernen, sondern auch anwenden können, um effektiv und produktiv an informationstechnischen Problemlösungen mitwirken zu können. Wegen seiner speziellen inhaltlichen und didaktischen Qualität ist das Buch neben dem Einsatz in der Lehre auch für das Selbststudium geeignet.

Dieses in der 5. Auflage vorliegende Standardwerk macht Studierende in kompakter Form mit den wesentlichen Grundzügen der Theoretischen Informatik vertraut. Der erste und größte Teil behandelt Formale Sprachen, Grammatiken und Automaten. Es schließt sich die Behandlung der Berechenbarkeitstheorie und der Komplexitätstheorie an. Dem Autor gelingt durch seinen verständlichen Beweisstil und viele Beispiele eine übersichtliche und im Detail gut nachvollziehbare Darstellung der Theoretischen Informatik.