Calculabilité et logique - Agrégation de mathématiques option informatique

ENS Rennes - Année 2017-2018

Poly du cours de calculabilité
Poly du cours de logique

Mardi 19 septembre 2017, 10h15

Machines de Turing

Définitions machines de Turing déterministes, non-déterministes. Langages acceptés. Langages décidés. Equivalence entre machines à k-rubans et un ruban. Equivalence entre machines déterministes et non-déterministes (lemme de König). Classe R et RE. Enumérateurs.
Simulateur d'une machine de Turing déterministe
Mardi 19 septembre 2017, 13h45

Indécidabilité

Classes R et RE. Décidabilité et indécidabilité. Problème de l'arrêt. Machine universelle (simulation d'une machine passée en entrée). Problème de correspondance de Post. Théorème de Rice.
Mardi 10 octobre 2017, 10h15-12h15

NP-complétude

Rappels sur P et NP. ENS INDEP est NP-complet. Discussion autour de UNARY PRIMES et PRIMES. PRIMES est dans NP inter coNP. Discussion autour d'autres classes de complexité : L, NL, PSPACE, etc. Idée générale du théorème de Savitch.
Catalogue de réductions
Mardi 7 novembre 2017, 10h15-12h15

Logique propositionnelle

Quizz sur la logique propositionnelle. Panorama. Problème SAT. Solveur SAT en ligne. 2SAT est NL-complet.
vendredi 10 novembre 2017, 13h45-15h45

Théorie des fonctions récursives

Vidéo sur les fonctions primitives récursives
Exemples de fonctions récursives
D'autres exemples. Codage de couple d'entiers. Fonctions mu-récursives.
Equivalence entre fonctions récursives primitives et le langage de programmation FOR
Equivalence entre fonctions mu-récursives partielles et le langage de programmation WHILE
Equivalence entre fonctions mu-récursives et machines de Turing.
Fonctions mu-récursives vers machines de Turing, que l'on peut alors simuler dans le simulateur
mardi 14 novembre 2017, 13h30-15h30

Résolution

Motivation : certificats pour le problème NONSAT.
Règle de résolution. Preuves. Exemple d'arbre de réfutation.
Théorème de correction et complétude. Borne supérieure sur la taille d'une démonstration.
Borne inférieure sur la taille d'une démonstration [livre de Arora et Barak, p. 309-311].
Mardi 21 novembre, 13h45-15h45

Logique du premier ordre

Syntaxe, sémantique. Indécidabilité du problème de satisfiabilité et du problème de validité.
Fragments décidables : fragment monadique...
Vendredi 1er décembre, 13h45-15h45 Fragment EA. Exemple : si tout élément est d'ordre 2 dans un groupe, alors le groupe est abélien.

Déduction naturelle

Règles. Exemples de preuves. Correction.
Mardi 5 décembre, 13h45-15h45 Complétude de la déduction naturelle.
Mardi 9 janvier, 13h30-15h30

Calcul des séquents

Présentation des règles. Exemples d'arbres de preuve. Discussion sur la transformation d'une preuve en déduction naturelle en séquents et vice et versa. Discussion sur l'élimination de la coupure.
Mardi 16 janvier, 13h30-15h30

Résolution en premier ordre

Exemple de preuves. Unification. Correction. Modèle de Herbrand. Complétude.
Mardi 23 janvier, 10h15-12h15

Résolution en premier ordre

Complétude : lemme de relèvement (sur un exemple). Algorithme d'unification : terminaison, correction, exemple d'exécution.