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教学时程

这份时程提供了这门课的课程与复习的重点,以及作业与测验的链结。
This calendar provides lecture and recitation topics, along with links to homework and quiz materials for the course.


介绍与复习
Introduction and Review

课程 1 (第1日):介绍
Lecture 1 (Day 1): Introduction
  • 必读:第0章
    Reading: Chapter 0
  • 讲义1,大纲
    Handout 1, General Information
  • 作业1,第4日开始上课时缴交。
    Homework 1 out, due Day 4 at the beginning of class (PDF)

复习 1 (第2日):数学复习
Recitation 1 (Day 2): Math Review


  • 必读:第0章
    Reading: Chapter 0
  • 讲义2:数学复习
    Handout 2: Math Review (PDF)


有限自动机,正规语言,正规表示式
Finite Automata, Regular Languages, Regular Expressions

课程 2 (第3日):确定性有限自动机
Lecture 2 (Day 3): Deterministic Finite Automata
  • 确定性有限自动机(FA) 与其可接受的语言
    Deterministic Finite Automata (FA) and the languages they accept
  • 必读:1.1 节
    Reading: Section 1.1

课程 3 (第4日):不确定性有限自动机
Lecture 3 (Day 4): Nondeterministic Finite Automata

  • 不确定性有限自动机(FA) 与其可接受的语言
    Nondeterministic FA & languages they accept
  • 确定性有限自动机(DFA)与不确定性有限自动机(NFA)相等的条件
    Equivalence of DFA and NFA
  • 必读:1.2 节
    Reading: Section 1.2
  • 作业1缴交日
    Homework 1 due
  • 作业2,第7日开始上课时缴交
    Homework 2 out, due Day 7 at the beginning of class (PDF)
  • 一般来说,作业的范围不会超出教材与课程的范围。
    In general homework covers material covered up to and including the lecture in which it is handed out

复习2 (第5日)
Recitation 2 (Day 5)

  • 有限自动机复习
    Review of FA

课程 4 (第6日):正规表示式
Lecture 4 (Day 6): Regular Expressions

  • 正规表示式
    Regular Expressions
  • 引理1.29 (用正规表示式方式描述正规语言)
    Lemma 1.29 (Regular expressions describe regular languages)
  • 必读:1.3 节
    Reading: Section 1.3

课程5 (第7日):正规表示式补充
Lecture 5 (Day 7): More Regular Expressions

  • 定理 1.28,引理 1.32
    Theorem 1.28, Lemma 1.32
  • 作业2缴交日
    Homework 2 due
  • 讲义3:随堂练习
    Handout 3: Quiz practice problems (PDF)

复习3 (第8日)
Recitation 3 (Day 8)

  • 正规表示式与正规语言的复习
    Review of regular languages, expressions
  • 讲义4:复习的问题
    Handout 4: Recitation Problems (PDF)

课程6 (第9日):自动机结尾
Lecture 6 (Day 9): End of Automata

  • 非正规语言
    Non-regular languages
  • 推入引理
    Pumping Lemma
  • 必读:1.4 节
    Reading: Section 1.4

课程7 (第10日):测验1
Lecture 7 (Day 10): Quiz 1


  • 随堂考1
    Quiz 1 (PDF), in class
  • 范围:课程1~6
    Covers lectures 1 through 6
  • 作业3,第13日缴交
    Homework 3 (PDF) out, due Day 13

复习4 (第11日)
Recitation 4 (Day 11)

  • 随堂考复习
    Quiz Review


可计算性理论
Computability Theory

课程8 (第12日):机器状态转换
Lecture 8 (Day 12): Turing Machines
  • Turing机导论
    Introduction to Turing Machines
  • Church-Turing 论题
    Church-Turing Thesis
  • 多磁带 Turing 机
    Multi-tape Turing Machines
  • 必读:第3章
    Reading: Chapter 3

课程9 (第13日):不确定性 II
Lecture 9 (Day 13): Non-determinism II

  • 不确定性的 Turing 机并没有更好
    Non-deterministic Turing Machines are no better
  • “可决定的语言”的定义;范例
    Definition of Decidable Languages; Examples
  • 必读:4.1 节
    Reading: Section 4.1
  • 作业3缴交日
    Homework 3 due
  • 作业4,第16日缴交
    Homework 4 out, due Day 16 (PDF)

复习5 (第14日)
Recitation 5 (Day 14)

  • Turing 机
    Turing Machines
  • 讲义9:复习问题集
    Handout 9: Recitation Problems (PDF)

课程10 (第15日):不可判定性
Lecture 10 (Day 15): Undecidability

  • 停机问题
    The Halting Problem
  • 停机问题是不可判定的
    The Halting Problem is Undecidable
  • 必读:第4.2章
    Reading: Chapter 4.2

课程11 (第16日):不可判定性 II
Lecture 11 (Day 16): Undecidability II

  • Post对应问题是不可判定性的
    Post Correspondence Problem is Undecidable
    (译注:一般译为“波斯特对应问题”)。
  • 必读:5.2 节
    Reading: Section 5.2
  • 作业4缴交日
    Homework 4 due
  • 作业5,第19日缴交
    Homework 5 out, due Day 19 (PDF)

复习6 (第17日)
Recitation 6 (Day 17)

  • 不可判定性
    Undecidability

课程12 (第18日):不可判定性III
Lecture 12 (Day 18): Undecidability III

课程13 (第19日):简化
Lecture 13 (Day 19): Reductions

  • 简化与对应可简化性
    Reductions and Mapping Reducibility
  • 必读:5.3 节
    Reading: Section 5.3
  • Rice定理:会发Kozen的讲义34的影本。
    Rice's Theorem: A photocopy of Lecture 34 from Kozen was passed out
  • 作业5缴交日
    Homework 5 due

复习7 (第20日)
Recitation 7 (Day 20)

  • 不可判定性与递回
    Undecidability and Recursion

课程14 (第21日):可计算性结尾
Lecture 14 (Day 21): End of Computabillity

  • 计算机病毒与不可判定性
    Computer Viruses and Undecidability

课程15 (第22日):测验2
Lecture 15 (Day 22): Quiz 2

  • 随堂考2
    Quiz 2, in class (PDF)
  • 范围:课程8~14
    Covers lectures 8 through 14
  • 测验2a,不在课堂上举行的补考
    Quiz 2a, a make-up test not given out in class (PDF)
  • 作业6,第 24日缴交
    Homework 6 out, due Day 24 (PDF)


复杂度理论
Complexity Theory

课程16 (第23日):复杂度
Lecture 16 (Day 23): Complexity
  • 复杂性理论导论
    Introduction to Complexity Theory
  • 时间复杂度
    Time Complexity
  • P 类别
    The Class P
  • 必读:7.1 - 7.2 节
    Readings: Sections 7.1 - 7.2

课程17 (第24日):不确定性复杂度
Lecture 17 (Day 24): Nondeterministic Complexity

  • NP类别; 范例
    The Class NP; Examples
  • P 与 NP
    P vs. NP
  • 必读:7.3 节
    Reading: Section 7.3
  • 作业6缴交日
    Homework 6 due
  • 作业7,第26日缴交
    Homework 7 out, due Day 26 (PDF)

复习9 (第25日)
Recitation 9 (Day 25)

  • 复杂度类别
    Complexity Classes

课程18 (第26日):NP-完整
Lecture 18 (Day 26): NP-Completeness

  • NP 完整
    NP Completeness
  • 多项式时间的可简化性
    Poly-time Reducibility
  • 必读:7.4 节
    Reading: Section 7.4
  • 作业7缴交日
    Homework 7 due
  • 作业8,第29日缴交
    Homework 8 out, due Day 29 (PDF)

复习10 (第27日)
Recitation 10 (Day 27)

  • 简化
    Reductions
  • 讲义14以问题集形式发放
    Handout 14 given out as problems (PDF)

课程19 (第28日):Cook-Levin 定理
Lecture 19 (Day 28): Cook-Levin Theorem

  • Cook-Levin 定理的叙述与证明
    Statement and Proof of Cook-Levin Theorem

课程20 (第29日):NP-完整 II
Lecture 20 (Day 29): NP-Completeness II

  • 附加的NP-完整 问题
    Additional NP-complete Problems
  • 必读:7.5 节
    Reading: Section 7.5
  • 作业8缴交日
    Homework 8 due

复习11 (第30日)
Recitation 11 (Day 30)

  • 更多关于 NP-完整 的资讯
    More on NP-completeness
  • 讲义16以问题集形式发放
    Handout 16 given out as problems (PDF)

课程21 (第31日):NP-完整 III
Lecture 21 (Day 31): NP-Completeness III

  • 附加的NP-完整 问题
    Additional NP-complete Problems

课程22 (第32日):测验 3
Lecture 22 (Day 32): Quiz 3

  • 随堂考3
    Quiz 3, in class (PDF)
  • 范围:课程16-21
    Covers Lectures 16-21
  • 作业9,第35日缴交
    Homework 9 out, due Day 35 (PDF)
  • 测验3a,不在课堂上举行的补考
    Quiz 3a, a make-up test not given out in class (PDF)

复习12 (第33日)
Recitation 12 (Day 33)

  • 选修课程:NP延伸出的复杂度类别。
    Optional lecture on Complexity Classes Beyond NP


特别主题
Special Topics

课程23 (第34日):随机
Lecture 23 (Day 34): Randomness

课程24 (第35日):随机 II
Lecture 24 (Day 35): Randomness II

  • 概率算法
    Probabilistic Algorithms
  • 讲义来自Randomized 算法 (Motwani 与 Raghavan) 会在课堂上发给各位,其他在课堂抽屉里。
    Handout from Randomized Algorithms (Motwani and Raghavan) given out in class. Extras in course drawer
  • 附加的教材可以在 http://icg.harvard.edu/~cs225/Scribenotes/ 的标注的第2节中找到。
    Additional material can be found in Section 2 of the scribe notes at http://icg.harvard.edu/~cs225/Scribenotes/
  • 作业9缴交日
    Homework 9 due

复习13 (第36日)
Recitation 13 (Day 36)

  • 概率算法
    Probabilistic Algorithms
  • 讲义19以问题集形式发放
    Handout 18 given out as problems (PDF)

课程25 (第37日):密码学
Lecture 25 (Day 37): Cryptography

  • 密码学与复杂度理论
    Cryptography and Complexity Theory
  • 必读:10.6节,讲义
    Readings: Section 10.6, handout

课程26 (第38日):密码学 II
Lecture 26 (Day 38): Cryptography II

  • 密码学与复杂度理论
    Cryptography and Complexity Theory

复习14 (第39日)
Recitation 14 (Day 39)

  • 取消!
    Canceled!

期末考(第40日)
Final Exam (Day 40)

  • 期末考:3 小时,7 个问题
    Final exam: 3 hours, 7 problems (PDF)



 
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