Volker Diekert – författare

This book constitutes the proceedings of the 26th International Conference on Developments in Language Theory, DLT 2022, which was held in Tampa, FL, USA, during May, 2022. The conference took place in an hybrid format with both in-person and online participation.

The 21 full papers included in these proceedings were carefully reviewed and selected from 32 submissions. The DLT conference series provides a forum for presenting current developments in formal languages and automata.

Die Grundidee des vorliegenden Lehrbuchs ist, wesentliche Elemente der diskreten Mathematik zu vermitteln, um die modernen Entwicklungen im Informationszeitalter kompetent mathematisch beurteilen zu können. Hierzu gehören das Verständnis von Graphen, das Rechnen mit großen Zahlen und das Rechnen modulo n. Die Autoren beginnen mit einer Darstellung der elementaren Zahlentheorie. Insbesondere wird die Verschlüsselung mit dem RSA-Verfahren erläutert. Danach werden Abschätzungen behandelt, die unerlässlich sind, wenn man Objekte zählen oder Laufzeiten wichtiger Algorithmen verstehen möchte. Diverse in der Praxis vollkommen zuverlässige Algorithmen nehmen den Zufall zu Hilfe, um überhaupt zu einem Ergebnis zu kommen. Daher darf ein Kapitel zur diskreten Wahrscheinlichkeit nicht fehlen. Danach begibt sich der Leser ins Zentrum der diskreten Mathematik. Es werden Kombinatorik, erzeugende Funktionen und Graphentheorie behandelt. Zum Abschluss widmen sich die Autoren Ordnungsstrukturen und Verbänden sowie booleschen Funktionen und Schaltkreisen.

Das Buch ergänzt und vertieft Grundlagen und zeigt mögliche Anwendungen auf. Es werden aber auch Themen behandelt, die über den Standardstoff hinaus gehen. Einen hohen Stellenwert nehmen Aufgaben und Lösungen ein. Für alle wichtigen Aussagen geben die Autoren vollständige Beweise an. Am Ende eines jeden Kapitels sind kurze Kapitelzusammenfassungen als Lern- und Merkhilfe hinzugefügt.

Das benötigte Vorwissen ist gering. Die behandelten Grundlagen sind keine bloßen Aneinanderreihungen von Definitionen und elementaren Zusammenhängen. Das Buch vermittelt ein tieferes Verständnis für die behandelten mathematischen Zusammenhänge und stellt Wissen, Techniken und Denkweisen vor, welche den Leser in die Lage versetzen, selbstständig mathematische Probleme zu lösen.

Bei diskreten algebraischen Methoden handelt es sich um ein zukunftsweisendes Gebiet, dessen Grundlagen weiter an Bedeutung gewinnen werden. Die Grundidee des vorliegenden Lehrbuchs ist, wesentliche Elemente der diskreten Mathematik zu vermitteln, um die modernen Entwicklungen im Informationszeitalter kompetent mathematisch beurteilen zu können. Es beginnt mit einem allgemeinen Kapitel über algebraische Strukturen, welches die Grundlage für das gesamte Buch bereitstellt. Das folgende Kapitel vermittelt Grundkenntnisse in Kryptographie. Kapitel 3 über zahlentheoretische Algorithmen ist wichtig für das Erzeugen von Kryptosystemen, für die beispielsweise große "zufällige" Primzahlen benötigt werden. In Kapitel 4 über Primzahlerkennung in Polynomialzeit stellen die Autoren den deterministischen Polynomialzeittest von Agrawal, Kayal und Saxena vor. Im folgenden Kapitel über elliptische Kurven stehen wieder die zahlentheoretischen und kryptographischen Anwendungen im Vordergrund. Mit den beiden Kapiteln "Kombinatorik auf Wörtern" und "Automatentheorie" begibt sich der Leser in das Teilgebiet der theoretischen Informatik, in dem die Halbgruppentheorie eine zentrale Rolle spielt. Das letzte Kapitel widmet sich diskreten unendlichen Gruppen.

Das Buch ergänzt und vertieft Grundlagen und zeigt mögliche Anwendungen auf. Es werden aber auch Themen behandelt, die über den Standardstoff hinaus gehen. Einen hohen Stellenwert nehmen Aufgaben und Lösungen ein. Für alle wichtigen Aussagen geben die Autoren vollständige Beweise an. Am Ende eines jeden Kapitels sind kurze Kapitelzusammenfassungen als Lern- und Merkhilfe hinzugefügt.

Das Buch wendet sich an Masterstudierende der Mathematik und Informatik mit fortgeschrittenen Kenntnissen in Mathematik. Die behandelten Grundlagen sind keine bloßen Aneinanderreihungen von Definitionen und elementaren Zusammenhängen. Das Buch vermittelt ein tieferes Verständnis für die behandelten mathematischen Zusammenhänge und stellt Wissen, Techniken und Denkweisen vor, welche den Leser in die Lage versetzen, selbstständig mathematische Probleme zu lösen.

The idea behind this book is to provide the mathematical foundations for assessing modern developments in the Information Age. It deepens and complements the basic concepts, but it also considers instructive and more advanced topics. The treatise starts with a general chapter on algebraic structures; this part provides all the necessary knowledge for the rest of the book. The next chapter gives a concise overview of cryptography. Chapter 3 on number theoretic algorithms is important for developping cryptosystems, Chapter 4 presents the deterministic primality test of Agrawal, Kayal, and Saxena. The account to elliptic curves again focuses on cryptographic applications and algorithms. With combinatorics on words and automata theory, the reader is introduced to two areas of theoretical computer science where semigroups play a fundamental role.The last chapter is devoted to combinatorial group theory and its connections to automata.

Contents:Algebraic structuresCryptographyNumber theoretic algorithmsPolynomial time primality testElliptic curvesCombinatorics on wordsAutomataDiscrete infinite groups

The idea behind this book is to provide the mathematical foundations for assessing modern developments in the Information Age. It deepens and complements the basic concepts, but it also considers instructive and more advanced topics. The treatise starts with a general chapter on algebraic structures; this part provides all the necessary knowledge for the rest of the book. The next chapter gives a concise overview of cryptography. Chapter 3 on number theoretic algorithms is important for developping cryptosystems, Chapter 4 presents the deterministic primality test of Agrawal, Kayal, and Saxena. The account to elliptic curves again focuses on cryptographic applications and algorithms. With combinatorics on words and automata theory, the reader is introduced to two areas of theoretical computer science where semigroups play a fundamental role.The last chapter is devoted to combinatorial group theory and its connections to automata.

Contents:Algebraic structuresCryptographyNumber theoretic algorithmsPolynomial time primality testElliptic curvesCombinatorics on wordsAutomataDiscrete infinite groups

This book treats the elements of discrete mathematics that have important applications in computer science, thus providing the necessary tools for the reader to come to a competent mathematical judgement of modern developments in the age of information. Almost all assertions are shown with full proofs. Exercises are provided, with solutions presented in full detail.

This book treats the elements of discrete mathematics that have important applications in computer science, thus providing the necessary tools for the reader to come to a competent mathematical judgement of modern developments in the age of information. Almost all assertions are shown with full proofs. Exercises are provided, with solutions presented in full detail.

This book contains surveys and research articles on the state-of-the-art in finitely presented groups for researchers and graduate students. Overviews of current trends in exponential groups and of the classification of finite triangle groups and finite generalized tetrahedron groups are complemented by new results on a conjecture of Rosenberger and an approximation theorem. A special emphasis is on algorithmic techniques and their complexity, both for finitely generated groups and for finite Z-algebras, including explicit computer calculations highlighting important classical methods. A further chapter surveys connections to mathematical logic, in particular to universal theories of various classes of groups, and contains new results on countable elementary free groups. Applications to cryptography include overviews of techniques based on representations of p-groups and of non-commutative group actions. Further applications of finitely generated groups to topology and artificial intelligence complete the volume. All in all, leading experts provide up-to-date overviews and current trends in combinatorial group theory and its connections to cryptography and other areas.

This book contains surveys and research articles on the state-of-the-art in finitely presented groups for researchers and graduate students. Overviews of current trends in exponential groups and of the classification of finite triangle groups and finite generalized tetrahedron groups are complemented by new results on a conjecture of Rosenberger and an approximation theorem. A special emphasis is on algorithmic techniques and their complexity, both for finitely generated groups and for finite Z-algebras, including explicit computer calculations highlighting important classical methods. A further chapter surveys connections to mathematical logic, in particular to universal theories of various classes of groups, and contains new results on countable elementary free groups. Applications to cryptography include overviews of techniques based on representations of p-groups and of non-commutative group actions. Further applications of finitely generated groups to topology and artificial intelligence complete the volume. All in all, leading experts provide up-to-date overviews and current trends in combinatorial group theory and its connections to cryptography and other areas.

This volume presents the lecture notes from the authors’ three summer courses offered during the program “Automorphisms of Free Groups: Geometry, Topology, and Dynamics,” held at the Centre de Recerca Matemàtica (CRM) in Bellaterra, Spain.

The first two chapters present the basic tools needed, from formal language theory (regular and context-free languages, automata, rewriting systems, transducers, etc) and emphasize their connections to group theory, mostly relating to free and virtually-free groups. The material covered is sufficient to present full proofs of many of the existing interesting characterizations of virtually-free groups. In turn, the last chapter comprehensively describes Bonahon’s construction of Thurston’s compactification of Teichmüller space in terms of geodesic currents on surfaces. It also includes several intriguing extensions of the notion of geodesic current to various other, more general settings.