Prof. Dr. Heiner Klocke, Algorithmische Anwendungen im WS 2005/06

 

Themen der Praktikumsprojekte, Liste vom 03.11.2005

 

Recherchieren Sie bitte auch in der ACM Digital Library: http://portal.acm.org/portal.cfm

Falls Sie dort etwas finden, sagen Sie mir Bescheid. Ich schicke Ihnen den Artikel dann per E-Mail.

 

Thema

Team

 

String-Searching, KMP-Algorithmus, Boyer-Moore-Algorithmus

Literatur:

BOYER R.S., MOORE J.S., 1977, A fast string searching algorithm. Communications of the ACM. 20:762-772.

HUME A. and SUNDAY D.M. , 1991. Fast string searching. Software - Practice & Experience 21(11):1221-1248.

A_lila

 

Lineare Programmierung, Simplex-Algorithmus

Literatur:

George Dantzig. 1947

Ellipsoidverfahren von L.G. Khachiyan in O(n6), interior-point-Methode von Karmarkar in O(n3.5)

L.G. Khachiyan, "A polynomial algorithm in linear programming", Doklady Akademiia Nauk SSR 244 (1979), 1093-1096

http://citeseer.ist.psu.edu/173633.html

N. Karmarkar. A new Polynomial-Time Algorithm for Linear-Programming.

A_blau

 

The shifting algorithm technique fort he partitioning of trees. Alternativ: Alpha-Beta Suche zur optimalen Zugermittlung bei Spielen

A_rot

 

Space Optimizations for Total Ranking. Ähnlichkeitssuche, invertierte Indizes. Heuristische Suchstrategien

A_gelb

 

Data Compression with the Burrows-Wheeler Transform. Kompression von Testdateien.

A_grün

 

Symmetrische Verschlüsselung mit dem Blowfish-Algorithmus von Bruce Schneier (1994).

Lit.:

·    http://www.schneier.com/

·    B. Schneier, "Description of a New Variable-Length Key, 64-Bit Block Cipher (Blowfish)," Fast Software Encryption, Cambridge Security Workshop Proceedings (December 1993), Springer-Verlag, 1994, pp. 191-204.

·    B. Schneier, "The Blowfish Encryption Algorithm," Dr. Dobb's Journal, v. 19, n. 4, April 1994, pp. 38-40.

C_rot

 

Backtracking-Algorithmen, NP-vollständige Algorithmen

·       8-Damen-Problem

·       4-Farben-Problem

·       Labyrinth-Problem

C_blau

 

Algorithmen zur Berechnung konvexer Hüllen von Punkten im 2-dim. Raum

  • Graham Scan Algorithmus, O(n log n).

Lit.: Ronald Graham. An Efficient Algorithm for Determining the Convex Hull of a Finite Planar Set, Info.Proc. Letters, 1 (1972), 132-133.

·       Gift wrapping Algorithmus, O(nk) [n = Anzahl der Punkte, k = Anzahl der Punkte auf der konvexen Hülle]

C_lila

 

DES, symmetrischer Verschlüsselungs-Algorithmus

C_grün

 

Advanced Encryption Standard (AES). Symmetrisches Kryptosystem. Der Rijndael-Algorithmus.

Lit.: Joan Daemen, Vincent Rijmen: The Design of Rijndael. The Wide Trail Strategy. ISBN 3540425802

C_gelb

 

Genetische Algorithmen. Lit.: Goldberg, Holland

B_rot

 

Bayes-Filter zur Text-Klassifizierung, Anwendung: SPAM-Bekämpfung

B_grün

 

Fourier-Transformation und Fast-Fourier-Transformation. Anwendung: Bildanalyse

B_blau

 

Beste-Wege-Suche. Algorithmen: Floyd, Dijkstra mit Fibonacci-Heaps, Parallelisierung durch Relaxed Heaps, negative Kantengewichte zugelassen.

B_lila

 

Biologische Algorithmen zur redundanten Wegesuche. Unscharfe Suche. Wie organisieren Ameisen ihre Informationsübermittlung?

B_gelb

 

Hough-Transformation. Image Processing. Auffinden von Kanten und Formen in Bildern.

Lit.:

P. V. C. Hough, “Methods and means for recognition complex pattern,” U. S. Patent 3,069,654 (1962).

E_rot

 

Quine McCluskey-Verfahren zur Minimierung von logischen Schaltungen.

Karnaugh-Veitch-Verfahren Quine McCluskey-Verfahren zur Minimierung von logischen Schaltungen.

E_grün

 

Finanz-Mathematische Verfahren. Kapitalwert-Algorithmen. Net Present Value.

E_blau

 

Heuristische Algorithmen. A*-Algorithmus.

E_gelb

 

Multigrid-Algorithmen zur Simulation

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MD5-Codierung für Integritätsprüfungen. Stempel in JPG-Bildern-

F_gelb

 

Lempel-Ziv-Algorithmus. Kompression.

D_rot

 

Schwachstellen der MD5-Verschlüsselung, Beispiele, Anwendungen. Absprache mit Gruppe F_gelb

D_gruen

 

ShellSort

D_blau

 

Erweiterungen und Verbesserungen des Boyer-Moore-String-Searching-Algorithmus.

Literatur

Richard S. Bird. Polymorphic String Searching.

D_gelb

 

Plane-Sweep-Technik

D_lila

 

Pixelorientierte Verfahren zur Segmentierung von digitalen Bildern. Schwellwertverfahren.

Lit.:

N. Otsu. A threshold selection method from grey level histograms. IEEE Trans Systems Man and Cybernetics, Vol 9, 1979

F_rot

 

Numerische Algorithmen für das exakte Berechen von Wurzeln.

F_gruen

 

Transportproblem

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Asymmetrische Verschlüsselung mit dem RSA-Algorithmus. Mathematische Grundlagen. Implementation in Java.

Lit.

R. L. Rivest , A. Shamir , L. Adleman.  A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems. Communications of the ACM.  Volume 21,  Issue 2  (February 1978) Pages: 120 – 126, ISSN:0001-0782

F_pink

 

Sequence Alignment. Wiki: „Ein Alignment (englisch: Abgleich, Anordnung, Ausrichtung) dient dem Vergleich mehrerer Strings (technischer Begriff für Zeichenfolge, Sequenz) und wird besonders häufig in der Bioinformatik verwendet, um die funktionelle oder evolutionäre Verwandtschaft (Homologie) von DNA- oder Proteinsequenzen zu untersuchen. Sequenzalignment ist ein Teil des Pattern Matching.“

Algorithmen:

Needleman-Wunsch Algorithmus

Smith-Waterman-Algorithmus

Linearspace-Algorithmus (Hirschberg-Algorithmus)

Heuristische Algorithmen

F_lila

 

 

 

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