Modulhandbuch von Bachelor-Studiengang Angewandte ...bmai.inf.uni-due.de/fileadmin/Dokumente_BMAI/BAI-modulhandbuch.pdf · Die Mathematik für Informatiker 1 fokussiert auf Analysis

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Modulhandbuch von

Bachelor-Studiengang Angewandte Informatik

(Stand: 6.5.11)

Gliederung:

Teil I: Vorbemerkungen und Studienverlaufsplan [2-3]

Teil II: Verzeichnis der Kataloge [4-13]

Teil III: Verzeichnis der Module und Veranstaltungen [14-77]

Teil IV: Bachelor-Projekt, -Seminar, -Arbeit [78-80]

Teil V: Index der Module/Veranstaltungen [81-82]

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Teil I: Vorbemerkungen und Studienverlaufsplan

Vorbemerkungen Zur einfachen Planbarkeit des Studiums ist das vorliegende Modulhandbuch wie folgt aufgebaut. Die oberste Strukturierungsebene bilden Kataloge, in denen Module zusammengefasst sind. Die Module fassen selbst wiederum eine oder mehrere Lehrveranstaltungen bzw. Veranstaltungskomponenten zusammen. Sie sind inhaltlich zusammenhängend und mit Kreditpunkten versehen. Modulabhängig können eine oder mehrere Lehrveranstaltungen des Moduls zum Erreichen der erforderlichen Kreditpunktezahl des Moduls erforderlich sein. Im Bachelor-Studiengang können die Studierenden wählen zwischen zwei möglichen Schwerpunkten:

Ingenieurinformatik Medieninformatik

Folgende Kataloge bilden die Hauptbestandteile des Studiums:

Pflichtkatalog „Grundlagen der Informatik“, welcher 9 Module bzw. 15 Veranstaltungen umfasst.

Wahlpflichtkatalog „Anwendungsfächer der Informatik“, woraus zwei Module/ Veranstaltungen zu wählen sind.

Wahlpflichtkatalog „Schwerpunkt Ingenieurinformatik“ für Studierende mit diesem Schwerpunkt, woraus drei Module/Veranstaltungen ausgewählt werden.

Wahlpflichtkatalog „Schwerpunkt Medieninformatik“ für Studierende mit diesem alternativen Schwerpunkt, woraus dann alternativ drei Module/Veranstaltungen ausgewählt werden.

Pflichtkatalog „Grundlagen der Mathematik“, welcher 4 Module/Veranstaltungen umfasst.

Pflichtmodul „Mathematische Grundlagen des Schwerpunkts Ingenieurinformatik“ für Studierende mit diesem Schwerpunkt, welches aus einer Veranstaltung besteht.

Pflichtmodul „Mathematische Grundlagen des Schwerpunkts Medieninformatik“ für Studierende mit diesem alternativen Schwerpunkt, welches aus einer Veranstaltung besteht.

Wahlpflichtkatalog „Ergänzungsbereich 1 (Schlüsselqualifikationen)“, woraus zwei Veranstaltungen zu wählen sind (oder andere Veranstaltungskombination mit gleicher Gesamtzahl von Credits).

Wahlpflichtkatalog „Ergänzungsbereich 2 (Allgemeinbildende Grundlagen)“ , woraus zwei Module zu wählen sind.

Wahlpflichtkatalog „Ergänzungsbereich 3 (Studium Liberale/Generale)“ , woraus drei Veranstaltungen zu wählen sind (oder andere Veranstaltungskombination mit gleicher Gesamtzahl von Credits).

Hinzu kommen:

Bachelor-Projekt Bachelor-Seminar Bechelor-Arbeit

3

Studienverlaufsplan

Studienverlaufsplan (bei Beginn im Sommersemester)

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Teil II: Verzeichnis der Kataloge

Katalogname Katalogkürzel

Grundlagen der Informatik B-GI

Katalogverantwortlicher Fachbereich/Abteilung

Prof. Dr. W. Luther Informatik

Verwendung in Studiengang

Bachelor Angewandte Informatik

Studienjahr Dauer in Semestern Modultyp

1+2+3 5 Pflichtmodul

Voraussetzungen laut PO Empfohlene Voraussetzungen

Siehe bei den Veranstaltungen

Nr. Veranstaltungen, semesterbezogen Semester SWS Arbeitsauf-wand in h

ECTS-Credits

1 Grundlegende Programmiertechniken 1 3 120 4

2 Fortgeschrittene Programmiertechniken 2 3 120 4

3 Programmierparadigmen 1 3 120 4

4 Modellierung 1 3 120 4

5 Digitaltechnische Grundlagen und Mikrocomputer 1 4 180 6

6 Rechnerarchitektur 2 4 150 5

7 Datenstrukturen und Algorithmen 2 6 240 8

8 Automaten und formale Sprachen 2 4 150 5

9 Berechenbarkeit und Komplexität 3 4 150 5

10 Software-Technik 3 6 240 8

11 Rechnernetze und Kommunikationssysteme 3 3 120 4

12 Sicherheit in Kommunikationsnetzen 4 3 120 4

13 Logik 4 3 120 4

14 Datenbanken 5 4 180 6

15 Betriebssysteme 5 4 180 6

Summe 57 77

Nummern der Veranstaltungen

Module, semesterbezogen Semester SWSArbeitsauf-wand in h

ECTS-Credits

1+2 Programmiertechnik 1+2 6 240 8

3+4 Abstraktionskonzepte 1 6 240 8

6+6 Rechnersysteme 1+2 8 330 11

7 Datenstrukturen und Algorithmen 2 6 240 8

8+9 Theoretische Informatik 2+3 4 300 10

5

10 Software-Technik 3 6 240 8

11+12 Rechnernetze und Sicherheit 3+4 3 240 8

13+14 Logik und Datenbanken 4+5 7 300 10

15 Betriebssysteme 5 4 180 6

Summe 57 77

Beschreibung

Der allgemeine Informatik-Pflichtkatalog "Grundlagen der Informatik" umfasst die Pflichtmodule zur Kerninformatik entsprechend der oben angeführten Auflistung.

Ziele

Die Absolventen beherrschen grundlegende und fortgeschrittene Programmiertechniken, kennen die wichtigsten Datenstrukturen und deren Handhabung in ausgewählten Algorithmen. Sie verstehen die Bedeutung der Abstraktion und Modellierung und deren Umsetzung in Form verschiedener Programmierparadigmen, auch unter Einbezug von Automaten und Formale Sprachen. Die verschiedene Vorgehensmodelle und Phasen der Softwareentwicklung sind bekannt, sowie die Prinzipien der Objektorientierung, systematisches Testen von Software, sowie Qualitätssicherungstechniken. Im Bereich der theoretischen Informatik erfahren die Studierenden die Grundlagen und Rolle der Logik, Ansätze zur Erfassung der Komplexität von Algorithmen, und gewinnen Erkenntnisse über die prinzipielle Berechenbarkeit von Problemen. Hinzu kommen theoretische Grundlagen zu Datenbanken inklusive Konzepte wie Sichten, Zugriffsrechte und Transaktionen und praktische Erfahrungen mit SQL und dem Entwurf von Datenbankschemata. Im Bereich der praktischen/technischen Informatik erhalten die Absolventen ein grundlegendes Verständnis des Rechneraufbaus, zur Digitaltechnik, über Rechnerarchitekturen und –systeme, sowie über Rechner- und Kommunikationsnetze. Die Absolventen kennen und verstehen grundlegende Konzepte des Betriebssystemdesigns und von Prozess- und Speicherverwaltung. Vertiefende Kenntnisse werden erworben zu Mikrocomputern, sowie zu Technologien für die Sicherheit in Verteilten Systemen. Zur weiteren Vertiefung der Technischen Informatik können Veranstaltungen aus der Elektro- und Informationstechnik im Ergänzungsbereich B-EB2 gewählt werden.

Prüfungen

Separate Prüfungen der Module/Veranstaltungen, siehe jeweilige Hinweise

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Anwendungsfächer der Informatik B-AI


Prof. Dr. W. Hoeppner Informatik




2+3 2 Wahlpflichtmodul



Module/Veranstaltungen im Katalog

Grundlagen der Künstlichen Intelligenz Programmiertechniken für Intelligente Systeme Mensch-Computer Interaktion Grundlagen der Bildverarbeitung

Nr. Module, semesterbezogen Semester SWS Arbeitsaufwand in h ECTS-Credits

1 Anwendungsfach der Informatik 1 4 4 150 5

2 Anwendungsfach der Informatik 2 5 4 150 5

Summe 8 300 10

Beschreibung

Der Katalog "Anwendungsfächer der Informatik" enthält aktuell die Veranstaltungen: - Grundlagen der Bildverarbeitung - Grundlagen der Künstlichen Intelligenz - Programmiertechniken für Intelligente Systeme - Mensch-Computer Interaktion. Diese Veranstaltungen sind interdisziplinär relevant und somit auch übergreifend für beide Schwerpunkte Ingenieurinformatik bzw. Medieninformatik angesiedelt. Sie dienen zur Unterstützung der individuellen Fokussierung im gewählten Schwerpunkt. Die Studierenden wählen zwei Veranstaltungen aus diesem Katalog.

Ziele

Durch die "Anwendungsfächer der Informatik" erfahren die Studierenden exemplarisch, wie bestimmte "Grundlagenfächer der Informatik" in die Realisierung bestimmter Anwendungen einfließen. Damit erschließt sich beispielhaft die Rolle der Informatik bei Systemen der maschinellen Wahrnehmung, Systemen der Künstlichen Intelligenz oder Systemen der Mensch-Maschine Interaktion. Detaillierte Ziele der Veranstaltungen, siehe unten.

Prüfungen

Separate Prüfungen der gewählten Module bzw. Veranstaltungen

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Schwerpunkt Ingenieurinformatik B-SII


Prof. Dr. J. Pauli Informatik, Mathematik, Maschinenbau


Bachelor Angewandte Informatik (Ingenieurinformatik)

Studienjahr Dauer in Semestern Katalogtyp

2+3 3 Wahlpflicht




Einführung in die Numerische Mathematik Programmieren in C/C++ Neuroinformatik und Organic Computing Eingebettete Systeme Modellbildung und Simulation


1 Schwerpunkt Ingenieurinformatik 1 3 4 150 5



Summe 12 450 15

Beschreibung

Basierend auf den "Grundlagen der Informatik" und ergänzend zu den "Anwendungsfächern der Informatik" spezialisieren sich die Studierenden etwa auf den Schwerpunkt "Ingenieurinformatik", indem sie aus diesem Katalog drei Veranstaltungen wählen. Im Schwerpunkt Ingenieurinformatik werden Informatikveranstaltungen mit Ausrichtung auf die Behandlung ingenieurwissenschaftlicher Fragestellungen durchgeführt. Beispiele für Veranstaltungen im Informatik-Wahlbereich Ingenieur-informatik: - Einführung in die Numerische Mathematik - Eingebettete Systeme - Modellbildung und Simulation - Neuroinformatik und Organic Computing - Programmierung in C/C++ .

Ziele

Basierend auf entsprechend ausgerichteten Informatik-Veranstaltungen sind die Studierenden in der Lage, Lösungen für ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen zu entwickeln. Sie haben etwa ver-tiefte Kenntnisse der numerischen Mathematik und/oder kennen bekannte Techniken zur Modellbil-dung und Simulation, etwa auch unter Einbezug von Verfahren der Neuroinformatik. Bei entsprechen- der Wahl kennen sie systematische Vorgehensweisen zur Entwicklung Eingebetteter Systeme, und können Komponenten realisieren etwa in Programmiersprache C/C++. Detaillierte Ziele der Veranstaltungen, siehe unten.

Prüfungen

Separate Prüfungen der gewählten Module/Veranstaltungen

8

Katalogname Modulkürzel

Schwerpunkt Medieninformatik B-SIM


Prof. Dr. J. Ziegler Informatik


Bachelor Angewandte Informatik (Medieninformatik)


2+3 3 Wahlpflichtmodul




Einführung in Information Retrieval Multimedia Engineering Internet-Technologie und Web Engineering Electronic Business Sprachtechnologie


1 Schwerpunkt Medieninformatik 1 3 4 150 5



Summe 12 450 15

Beschreibung

Basierend auf den "Grundlagen der Informatik" und ergänzend zu den "Anwendungsfächern der Informatik" spezialisieren sich die Studierenden auf den Schwerpunkt "Medieninformatik", indem sie aus diesem Katalog drei Veranstaltungen wählen. Im Schwerpunkt Medieninformatik werden Informatikveranstaltungen mit Ausrichtung auf die Behandlung medien-basierter/-orientierter Problemstellungen durchgeführt. Beispiele für Veranstaltungen im Informatik-Wahlbereich Medieninformatik: - Einführung in Information Retrieval - Electronic Business - Internet-Technologie und Web Engineering - Multimedia Engineering – Sprachtechnologie.

Ziele

Basierend auf entsprechend ausgerichteten Informatik-Veranstaltungen sind die Studierenden in der Lage, Lösungen für medien-basierte/orientierte Problemstellungen zu entwickeln. Sie kennen die Formate/Repräsentationen verschiedener Medientypen, und deren Verwendung im Internet-/Web Kontext und/oder beim Electronic Business. Gegebenenfalls kennen sie einführende Verfahren zur Informationsrecherche in Datenbanken. Ein weiteres Wahlfach betrifft grundlegende Verfahren zum maschinellen Verstehen menschlicher Sprache in mündlicher oder gesprochener Form. Detaillierte Ziele der Veranstaltungen, siehe unten.

Prüfungen


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Grundlagen der Mathematik B-GM

Katalogverantwortlicher Fachbereich

Prof. Dr. Hans Bernd Knoop Mathematik




1 Diskrete Mathematik 1 1 4 180 6

2 Diskrete Mathematik 2 4 4 180 6

3 Mathematik für Informatiker 1 2 6 240 8

4 Wahrscheinlichkeitsrechnung und Stochastik 3 3 120 4

Summe 17 24

Beschreibung

Der allgemeine Mathematik-Pflichtkatalog "Grundlagen der Mathematik" enthält die oben angeführten Module/Veranstaltungen.

Ziele

Die Studierenden beherrschen ein Spektrum von Mathematik-Grundlagen, welches sowohl für den Schwerpunkt Ingenieur- als auch Medieninformatik relevant ist. Die Veranstaltungen Diskrete Mathematik 1 und 2 vermitteln insbesondere die Mengenlehre, Relationen, Abbildungen, algebraische Grundstrukturen wie Gruppen Ringe, Körper, Vektorräume, sowie Gleichungssysteme, Matrizen, Eigenräume, Polynomringe, Kombinatorik. Die Mathematik für Informatiker 1 fokussiert auf Analysis mit Reellen und Komplexen Zahlen, Folgen, Reihen, Grenzwerten und Stetigkeiten, Differential- und Integralrechnung einer Veränderlichen, sowie Integration. Die Wahrscheinlichkeitsrechnung und Stochastik enthält die Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung, wichtige diskrete und kontinuierliche Verteilungen, Grenzwertsätze, Markovprozesse.

Prüfungen

Separate Prüfungen der Module/Veranstaltungen

10


Mathematische Grundlagen des Schwerpunkts Ingenieurinformatik B-SMI


Prof. Dr. Hans Bernd Knoop Mathematik




1 Mathematik für Informatiker 2 3 3 120 4

Summe 3 120 4

Beschreibung

Siehe Beschreibung der Veranstaltung

Ziele

Siehe Ziele der Veranstaltung

Zusammensetzung der Prüfungen

Siehe Prüfungshinweise zur Veranstaltung


Mathematische Grundlagen des Schwerpunkts Medieninformatik B-SMM


Prof. Dr. Matthias Brand Psychologie




1 Statistik 3 3 120 4

Summe 3 120 4

Beschreibung

Siehe Beschreibung der Veranstaltung

Ziele

Siehe Ziele der Veranstaltung

Prüfungen

Siehe Prüfungshinweise zur Veranstaltung

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Ergänzungsbereich 1 (Schlüsselqualifikationen) B-EB1


Prof. Dr. H.-D. Kochs Verschiedene Nicht-Informatik-Abteilungen




2+3 3 Wahlmodul



Veranstaltungen im Katalog

Projektmanagement Qualitätsmanagement Technisches Englisch und andere


1 B-EB1 1 4 2 90 3

2 B-EB1 2 4 2 90 3

3 Bachelor-Seminar (anteilig 1 Cr) 6 1 30 1

Summe 5 210 7

Beschreibung

Der Katalog zum „Ergänzungsbereich 1“ vermittelt interdisziplinär relevante (nicht informatik-spezifische) Schlüsselqualifikationen. Wichtige Beispiele für zugehörige Veranstaltungen sind: - Projektmanagement - Qualitätsmanagement - Technisches Englisch. Die gesonderte Schlüsselqualifikation betreffend der Vortrags- und Diskussionstechnik ist verpflichtend und wird im Rahmen des informatik-bezogenen Bachelor-Seminars mit erworben.

Ziele

Die Schlüsselqualifikationen sind für Bachelor-Absolventen entweder beim unmittelbaren Eintritt in den Beruf bzw. alternativ auch im Falle eines anschließenden Master-Studiengangs unabdingbar. Hierzu gehören beispielsweise Grundkenntnisse über Projektmanagement zur erfolgreichen Durch-führung von Projekten unter Einhaltung vorgegebener Fristen. Im Hinblick auf die Realisierung von Produkten (z.B. Software-Produkte) erwerben die Studierenden Grundkenntnisse über Methoden der Qualitätskontrolle sowie über Vorgehensweisen zur Qualitätssicherung (Qualitätsmanagement). Im Hinblick auf das Verstehen und Verfassen von englisch-sprachigen Dokumentationen oder wissen-schaftlichen Artikeln erwerben die Studierenden englische Grundbegriffe und Ausdrucksformen in der technischen, vorzugsweise informatik-bezogenen Domäne.

Prüfungen


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Ergänzungsbereich 2 (Allgemeinbildende Grundlagen)

B-EB2


Prof. Dr. J. Pauli Verschiedene Nicht-Informatik-Abteilungen




1+3 6 Wahlmodul



Veranstaltungen im Katalog

Elektrotechnische Grundlagen Grundlagen elektronischer Bauelemente und Schaltungen Grundlagen der Mechanik und Dynamik Grundlagen der Roboter-Kinematik Mechatronik Mathematische Grundlagen der Kryptographie Angewandte Betriebswirtschaftslehre


1 B-EB2 1 1 3-4 150 5

2 B-EB2 2 6 3-4 150 5

Summe 300 10

Beschreibung

Aus dem Katalog zum „Ergänzungsbereich 2 (Allgemeinbildende Grundlagen)" wählen die Studierenden zwei Veranstaltungen zur Verbreiterung des Wissens im Umfeld des gewählten Schwerpunkts. Für den Schwerpunkt Ingenieurinformatik sind dies beispielsweise Grundlagen der Elektrotechnik und Grundlagen der Mechanik und Dynamik. Für den Schwerpunkt Medieninformatik sind dies beispielsweise Angewandte Betriebswirtschaftslehre und Mathematische Grundlagen der Kryptographie. Es handelt sich dabei um keine Informatikfächer, sondern um mathematische, wirtschaftswissenschaftliche, elektrotechnische oder maschinenbau-bezogene Grundlagen- oder Vertiefungsfächer.

Ziele

Mit den Veranstaltungen dieses Katalogs verbreitern die Studierenden ihr Wissen im Umfeld des gewählten Schwerpunkts durch Nicht-Informatik Fächer. Dadurch lernen sie, Anwendungsszenarien für Informatik-Systeme besser zu verstehen im Hinblick auf eine effiziente, zielgerichtete Erarbeitung von Informatik-Lösungen.

Prüfungen

Separate Prüfungen der gewählten Veranstaltungen, siehe jeweilige Hinweise

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Ergänzungsbereich 3 (Studium Liberale/Generale) B-EB3


Prof. Dr. M. Heisel Verschiedene Nicht-Informatik-Abteilungen




3 1 Wahlmodul




1 B-EB3 1 6 2 90 3

2 B-EB3 2 6 2 90 3

3 B-EB3 3 6 2 90 3

Summe 6 270 9

Beschreibung

Der Katalog zum „Ergänzungsbereich 3 (Studium Liberale/Generale)“ enthält ein überfachliches Studienangebot, das sowohl fachfremde als auch genuin interdisziplinäre Module umfasst. Dabei geht es um Lehrveranstaltungen, die den Studierenden grundlegende Inhalte in einer nicht-affinen Disziplin vermitteln, z.B. in Form eines nach Themenfeldern strukturierten kultur- und sozialwissenschaftlichen Studienangebots für natur- bzw. ingenieurwissenschaftliche Studiengänge (wie die Angewandte Informatik). Darüber hinaus sind genuin interdisziplinäre Lehrveranstaltungen enthalten, in denen Themen und Fragestellungen aus der Sicht verschiedener Disziplinen bearbeitet werden und einen reflektierten Praxisbezug mit einbeziehen. Organisation dieses Angebots durch das Institut für Optionale Studien (IOS) an der Universität Duisburg-Essen.

Ziele

Die Lehrveranstaltungen, die den Studierenden grundlegende Inhalte in nicht-affinen Disziplinen und über die Fachwissenschaften hinausgehendes Wissen vermitteln, sollen die kognitiven Fähigkeiten der Studierenden fördern und sie befähigen, Zusammenhänge in neuen Feldern zu analysieren, einzuordnen, zu reflektieren und zu hinterfragen. Gleiches gilt für die genuin interdisziplinären Lehrveranstaltungen, die in der Regel voraussetzen, dass mindestens zwei Lehrende verschiedener Fächer oder ein Team aus Lehrenden und Externen ein themenorientiertes Studienangebot entwickeln, das sie gemeinsam verantworten und durchführen.

Prüfungen

Separate Prüfungen der gewählten Veranstaltungen, siehe jeweilige Hinweise

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Teil III: Verzeichnis der Module und Veranstaltungen



Modulname Modulkürzel

Programmiertechnik B-PRT

Modulverantwortlicher Fachbereich/Abteilung

Prof. Dr. Wolfgang Hoeppner Informatik




1 2 Pflichtmodul


Inhaltlich Voraussetzung für die Veranstaltung "Fortgeschrittene Programmiertechniken": - Veranstaltung „Grundlegende Programmiertechniken“ - UML aus der Veranstaltung „Modellierung“,


1 Grundlegende Programmiertechniken 1 3 120 4

2 Fortgeschrittene Programmiertechniken 2 3 120 4

Summe 6 240 8

Beschreibung

Das Modul „Programmiertechnik“ führt die Programmiersprache Java als moderne, objektorientierte Programmiersprache ein. Im ersten Teil des Moduls werden die grundlegenden Sprachkonstrukte und das objektorientierte Paradigma besprochen. Hierauf aufbauend werden im zweiten Teil komplexere Sprachelemente und Application Programming Interfaces (APIs) besprochen, die in vielen Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen.

Ziele

Die Studierenden lernen exemplarisch am Beispiel einer modernen, objektorientierten Sprache die Konzepte und Techniken des Programmierens kennen und können eigenständig wesentliche Algorithmen und Datenstrukturen umsetzen. Sie beherrschen aktuelle Entwicklungsmethoden und – umgebungen und können diese für komplexere abr begrenzte Entwicklungsaufgaben einsetzen. Gleichzeitig besitzen sie Kenntnisse über bewährte Entwurfsmuster und wenden diese im Systementwurf an.

Zusammensetzung der Modulprüfung / Modulnote

Schriftliche Modul-Gesamtklausur

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Veranstaltungsname Veranstaltungskürzel

Grundlegende Programmiertechniken b-gpt

Lehrende Fachbereich/Abteilung


Semester Turnus Sprache Voraussetzungen

1 WS deutsch

SWS Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitsaufwand in h ECTS-Credits

3 45 75 120 4

Lehrform

Vorlesung (2 SWS) und Übung (1 SWS)

Lernziele

Die Studierenden sollen die Konzepte einer modernen, objektorientierten Programmiersprache kennen und anwenden lernen. Sie sollen dem Problem angemessene Datenstrukturen und Programmkonstrukte wählen, beurteilen und verwenden können. Ausgehend von den elementaren Sprachkonstrukten sollen die Studierenden in der Lage sein, kleinere Problemstellungen in einen Algorithmus zu überführen und in Java zu implementieren. Hierbei sollen die Studierenden lernen, den Standards und Konventionen entsprechenden, verständlichen und gut dokumentierten Quellcode zu erzeugen.

Beschreibung

Anhand der Programmiersprache Java werden grundlegende Programmiertechniken in einer objektorientierten, modernen Sprache besprochen. Inhalte im Einzelnen: - Einführung und grundlegende Struktur von Programmen - Lexikalische Elemente, Datentypen und Variablen, Ausdrücke und Anweisungen - Objektorientierte Programmierung: Klassen, Methoden, Vererbung, Interfaces, Abstrakte Klassen - Standard und Utilityklassen - Generische Datentypen – Anwendung von Standardtypen - Ausnahmebehandlung - Ein- und Ausgabe mittels Streams - Graphische Oberflächen (Einführung) - Einführung - Ereignisbehandlung - Anwendung der JSDK Utility Programme (Javadoc etc.).

Studien-/Prüfungsleistung

Testat (praktische Aufgabe) sowie Teil der Gesamt-Klausurarbeit über das Modul "Programmiertechnik" am Ende des 2. Semesters

Literatur

- Judith Bishop: Java lernen. 2. Auflage, Pearson Studium - Guido Krüger: Handbuch der Java-Programmierung. 4. Auflage. Addison-Wesley, 2004 - Christian Ullenboom: Java ist auch eine Insel. 5. Auflage, Galileo Computing, 2005 - Sun JSDK und zugehörige Tutorials

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Fortgeschrittene Programmiertechniken b-fpt




2 SS deutsch Veranstaltung "Grundlegende Programmiertechniken"


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sollen die in der Veranstaltung des ersten Semesters erlernten Konzepte vertiefen und auf komplexere Fragestellungen anwenden können. Hierbei sollen sie die in der Veranstaltung "Modellierung" erlernten Techniken, wie z.B. UML an konkreten Fragestellungen einsetzen. Die Studierende sollen weiterführende Sprachelemente und APIs verstehen und anwenden können, die sie in die Lage versetzen, größere Anwendungen, z.B. im Netzwerk- und Datenbankbereich erfolgreich zu implementieren.

Beschreibung

Aufbauend auf die grundlegenden Programmiertechniken aus der Veranstaltung des 1. Semesters werden weiterführende Sprachelemente und komplexere APIs besprochen und anhand von komplexeren Fragestellungen angewendet. Hierbei kommen Modellierungstechniken, wie z.B. UML zum Einsatz. Inhalte im Einzelnen: - Nebenläufige Programmierung mittels Threads - Objektserialisierung - Erweiterte graphische Benutzeroberflächen, Entwurfsmuster, Model-View-Controller Prinzip - Generische Datentypen (Definition und Konzeption) - Datenbankanbindung mittels JDBC - Einführung in die Netzwerkprogrammierung - Verteilte Programmierung mittels Remote Method Invocation (RMI) - Applets und Servlets.


Testat (praktische Aufgabe) sowie Teil der Gesamt-Klausurarbeit über das Modul "Programmiertechnik" am Ende des 2. Semesters

Literatur

- Judith Bishop: Java lernen. 2. Auflage, Pearson Studium - Guido Krüger: Handbuch der Java-Programmierung. 4. Auflage. Addison-Wesley, 2004 - Christian Ullenboom: Java ist auch eine Insel. 5. Auflage, Galileo Computing, 2005 - Sun JSDK und zugehörige Tutorials

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Abstraktionskonzepte B-AKO


Prof. Dr. rer. soc. Heinz Ulrich Hoppe Informatik




1 1 Pflichtmodul


Nr. Veranstaltungen Semester SWS Arbeitsaufwand in h ECTS-Credits

1 Programmierparadigmen 1 3 120 4

2 Modellierung 1 3 120 4

Summe 6 240 8

Beschreibung

Das Modul "Abstraktionskonzepte" umfasst die Veranstaltungen "Modellierung" und "Programmierparadigmen". In beiden Veranstaltungen geht es nicht nur um formale Konzepte (i.S. von bestimmten Beschreibungssprachen) an sich, sondern auch um Techniken der Formalisierung, Operationalisierung und informatischen Modellierung sowie um übergeordnete Vergleichskriterien (Meta-Ebene).

Ziele

Verallgemeinerte Lenziele auf der Modul-Ebene sind - die Befähigung zur problemadäquaten Auswahl und Anwendung formaler Beschreibungstechniken - der Erwerb eines Basis-Funduses an Beschreibungstechniken und Grundkonzepten - die Befähigung zu präzisen, aber nicht unnötig überladenen Fachkommunikation unter Einsatz formaler und visueller Beschreibungsmittel. Für Details, siehe die beteiligten Veranstaltungen.


Modul-Gesamtprüfung oder Einzel-Prüfungen.

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Modellierung b-mod




1 WS deutsch


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Durch diese Veranstaltung sollen die Studierenden in die Lage versetzt werden, wesentliche praxisrelevante Modellierungsmethoden (UML mit OCL, Petri-Netze) zu verstehen und anzuwenden. Sie werden befähigt, praktische Beispiele bzw. Weltausschnitte mit Hilfe von Modellierungstechniken zu analysieren und Modelle daraus zu erstellen, zu synthetisieren sowie verschiedene Vorgehens-weisen der Modellierung bezüglich des Detailgrads und der Formalisierung zu kennen und beurteilen zu können.

Beschreibung

Neben der Programmierung und dem Verständnis der theoretischen Grundlagen ist die Fähigkeit zur Abstraktion und Bildung von Modellen eine wesentliche Grundkompetenz eines Informatikers. Diese Veranstaltung behandelt die Aspekte der informatischen Modellierung von intuitiven Methoden bis hin zu formalen Techniken. Inhalte im Einzelnen: - Einführung der Grundbegriffe (Modellbegriff, Repräsentationssysteme, Repräsentation und Interpretation - Nichtformale Ansätze (Narrative Ansätze, Szenarien und Storycards; Graphische Ansätze, Diagramme und Anwendungsfalldiagramme) - Semi-formale Ansätze (Unified Modelling Language mit wesentlichen Diagrammtypen Klassen, Interaktion, Zustand, Aktivität, Entity/Relationship-Modellierung) - Formale Ansätze (State Charts, Petri-Netze, Object Constraint Language in Kombination mit UML).


Schriftliche Klausurarbeit im Rahmen des Moduls "Abstraktionskonzepte"

Literatur

- Broy: Informatik, eine grundlegende Einführung (Springer 1998) - Sowa: Conceptual Structures (Addison-Wesley 1984) - Jeckle et al. : UML2 glasklar (Hanser 2003) - Baumgarten: Petri-Netze (Spektrum-Verlag 1996) - Harel/Politi, Modeling Reactive Systems with Statecharts (McGraw-Hill 1998)

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Programmierparadigmen b-prp




1 WS deutsch


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Ziel der Veranstaltung ist es, folgende Fähigkeiten auszubilden: - Beurteilung von Programmier-sprachen vom höheren Standpunkt - Befähigung zur problemadäquaten Auswahl einer Programmiersprache - Verbesserung der Kommunikations- und Reflexionsfähigkeit beim Programmieren/Implementieren - Präsentation/Diskussion von Beispielaufgaben in den Übungen.

Beschreibung

Für die problembezogene Beurteilung von Programmiersprachen und operationalen Beschreibungen ist es nicht hinreichend eine oder auch zwei Programmiersprachen gut zu kennen. Vielmehr geht es darum, auch Meta-Konzepte zu erwerben, die es erlauben, die Eigenschaften von Programmiersprachen zu vergleichen und einzuschätzen. Hierzu existiert eine reichhaltige Literatur, die in dieser Veranstaltung zu einem Grundkurs kondensiert wird. Dabei geht es auch um die Entwicklung einer Metasprache für die informatische Fachkommunikation, speziell im Hinblick auf Implementierungstechniken. Inhalte im Einzelnen: - Entwicklung von Programmiersprachen im historischen Überblick - Typkonzepte, Variablen und Werte - Ausdrücke und Anweisungen - Prozedurale und funktionale Abstraktion - Modularisierungskonzepte und Kapselung - Polymorphismus, Vererbung und dynamische Bindung - Spezifische Programmierkonzepte für Nebenläufigkeit und Verteilung - Logische Programmierung.


Schriftliche Klausurarbeit im Rahmen des Moduls "Abstraktionskonzepte"

Literatur

- Sebesta: Concepts of Programming Languages (6th Ed., Addison-Wesley, 2003) - Wilson/Clark: Comparative Programming Languages (3rd Ed., Addison-Wesley, 2001) - D. Watt: Programmiersprachen – Konzepte und Paradigmen (Hanser, 1996)

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Rechnersysteme B-RST


Prof. Dr.-Ing. Hans-Dieter Kochs Informatik




1 2 Pflichtmodul



1 Digitaltechnische Grundlagen und Mikrocomputer

1 4 180 6

2 Rechnerarchitektur 2 4 150 5

Summe 8 330 11

Beschreibung

Das Modul "Rechnersysteme" umfasst die Veranstaltungen "Digitaltechnische Grundlagen und Mikrocomputer" und "Rechnerarchitektur". Dieses Modul führt in die Grundlagen der Hardware von Rechnern ein. In der Veranstaltung Digitaltechnische Grundlagen und Mikrocomputer werden nach den mathematisch-logischen Grundlagen zu Zahlensystemen und Boolescher Algebra die grundlegenden Komponenten digitaler Schaltkreise eingeführt und der Aufbau grundlegender Schaltungen komplexerer Funktionen behandelt. Daran anschließend wird der Aufbau von Rechnern eingeführt, der in der Veranstaltung Rechnerarchitektur weiter vertieft wird. Ausgehend von der klassischen von-Neumann-Architektur wird eine detaillierte Einführung in die einzelnen Komponenten bis hin zur Mikroarchitektur gegebenen und ein Fokus auf die hardwarenahe Programmierung gelegt. Weiterhin werden RISC-Architekturen und parallele Rechnerarchitekturen bis hin zu Höchstleistungsrechnern vorgestellt.

Ziele

Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Hardware heutiger moderner Rechnersysteme und das zugrunde liegende mathematisch-logische Fundament. Sie kennen den Aufbau und die Arbeitsweise traditioneller und innovativer Rechnerarchitekturen (vom PC bis hin zu spezialisierten Hochleistungsrechnern) und können einfache Programmieraufgaben selbständig hardwarenah programmieren. Das grundlegende Vorwissen zur weiterführenden Veranstaltung Betriebssysteme ist vermittelt. Für Details, siehe die beteiligten Veranstaltungen.


Modul-Gesamtprüfung oder Einzel-Prüfungen

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Digitaltechnische Grundlagen und Mikrocomputer b-dgm


Prof. Dr.-Ing. Han Vinck Informatik


1 WS deutsch


4 60 120 180 6

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden können die wesentlichen Grundbegriffe und den Aufbau von Rechnersystemen erläutern. Sie verstehen die Prinzipien von Elementen in digitalen Systemen, logischen Funktionen und deren Komplexität. Sie können die unterschiedlichen Bausteine zum Aufbau von Schaltungen und Rechnersystemen einsetzen.

Beschreibung

Der Entwurf digitaler Systeme gehört zum Kernwissen der technischen Informatik und Informationstechnik. Es werden einige wichtige Prinzipien und Komponenten behandelt, die dabei eine entscheidende Rolle spielen. Inhalte im Einzelnen: - Zahlensysteme und damit Rechnen - Allgemeine Aspekte von Digitalen Systemen; Logische Entwicklung; Komponenten - Logische Schaltungen - Boolsche Algebra, Vereinfachung von Funktionen, Addierer - Praktische Beispiele, logische Komponenten, Karnaugh Map - Sequentielle Logik, Flip-Flop, Schieberegister - Speicher; ROM, RAM, Struktur - Prozessoren, ALU, Programmierung.


Schriftliche Klausurarbeit im Rahmen des Moduls "Rechnersysteme"

Literatur

- J. Wakerly: Digital Design: Principles & Practices; 3rd ed., Prentice-Hall, 2000 - N. Wirth: Digital Circuit Design. An Introductory Textbook; Springer - U. Tietze, Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik; 11. Auflage, Springer-Verlag - Vorlesungsskripte (in englischer Sprache)

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Rechnerarchitektur b-rch




2 SS deutsch


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden kennen und verstehen den Aufbau und die Arbeitsweise aktueller Rechnerhardware. Sie verstehen die verschiedenen Prinzipien des Computeraufbaus und lernen die verschiedenen Ansätze der Parallelität in Rechnerarchitekturen kennen. Sie sind in der Lage, kleine Aufgaben in Assembler selbst zu programmieren.

Beschreibung

Ausgehend vom grundsätzlichen Aufbau von Prozessoren und Rechnern werden die klassische Architektur der von-Neumann-Rechner eingeführt, Mikrocomputer und Mikroprozessorsysteme bis zum heutigen PC vorgestellt sowie moderne Höchstleistungsrechner behandelt. Inhalte im Einzelnen: - Datenpräsentation, Speicher- und Registermodelle, Adressierungsarten, Stacks, DMA - Befehlstypen und -Formate, Programmflusssteuerung (Jumps, Calls), Interrupts - Ausgewählte Bussysteme wie der USB - Mikroarchitektur und Mikroprogrammierung - RISC Prozessoren und Architekturen, Pipelining, Vergleich CISC- und RISC-Konzepte - Parallele Rechnerarchitekturen, Mehrkern- und Mehrprozessorarchitekturen - Vektorrechner, Clustercomputing und Gridcomputing, Höchstleistungsrechner.


Schriftliche Klausurarbeit oder mündliche Prüfung

Literatur

Oberschelp, W. & Vossen, G.: Rechneraufbau und Rechnerstrukturen, 10. Aufl. Oldenbourg, 2006 Tanenbaum, A.: Computerarchitektur. Strukturen - Konzepte - Grundlagen, 5. Aufl. Pearson, 2005

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Datenstrukturen und Algorithmen M-DSA


Datenstrukturen und Algorithmen b-dsa


Prof. Dr.-Ing. Norbert Fuhr Informatik


2 SS deutsch Veranstaltung "Grundlegende Programmiertechniken"


6 90 150 240 8

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden können die Bedeutung von Datenstrukturen und Algorithmenerläutern und einordnen. Sie sind in der Lage, wichtige Datenstrukturen und Algorithmen zu benennen und ihre Eigenschaften zu erklären-. Sie können problemadäquate Datenstrukturen und Algorithmen auswählen, spezifizieren und implementieren.

Beschreibung

Die Veranstaltung stellt das Konzept der Abstrakten Datentypen vor, führt die wichtigsten Beispiele von Abstrakten Datentypen ein und zeigt deren Anwendung/Handhabung im Rahmen der Behandlung von wichtigen grundlegenden Algorithmen. Inhalte im Einzelnen: - Konzept der Abstrakten Datentypen - Notation zur Spezifikation von Abstrakten Datentypen und Algorithmen - Bedeutung von Vor- und Nachbedingungen - Wichtige Abstrakte Datentypen (Listen, Keller, Schlangen, Mengen, Binärbäume, ausgewogene Bäume, B-Bäume, Graphen, Hash-Tabellen) - Implementierung von Abstrakten Datentypen - Wichtige Klassen von Algorithmen (Divide-and-Conquer-Algorithmen, Such- und Sortieralgorithmen, Graphalgorithmen, Greedy-Algorithmen, Optimierungsalgorithmen).



Literatur

- Robert Sedgewick: Algorithms, Addison Wesley, 1998 - Bertrand Meyer: Object-Oriented Software Construction, Prentice Hall, 1997 - sowie andere Literatur zu diesem Thema gemäß Mitteilung in Veranstaltung

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Theoretische Informatik B-THI


Prof. Dr. Barbara König Informatik




1+2 2 Pflichtmodul



1 Automaten und formale Sprachen 2 4 150 5

2 Berechenbarkeit und Komplexität 3 4 150 5

Summe 8 300 10

Beschreibung

Das Modul "Theoretische Informatik" umfasst die Veranstaltungen "Automaten und formale Sprachen" und "Berechenbarkeit und Komplexität". Es werden die Grundlagen von formalen Sprachen, Berechnungen und Berechnungsmodellen vorgestellt. In der Veranstaltung "Automaten und Formale Sprachen" wird dabei vor allem auf reguläre und kontextfreie Sprachen, auf ihre Maschinenmodelle und auf ihre Anwendungen in der Informatik eingegangen. Anschließend werden in der Veranstaltung "Berechenbarkeit und Komplexität" die Grundlagen der Berechenbarkeits- und Komplexitätstheorie vermittelt. (Was kann überhaupt berechnet werden? Wie viele Resourcen verbraucht diese Berechnung?)

Ziele

Die Studierenden sollen formale und theoretische Aspekte der Informatik kennen lernen. Dabei erwerben sie fundierte Kenntnisse sowohl im Bereich der Formalen Sprachen als auch in der Berechenbarkeits- und Komplexitätstheorie. Neben dem Kennen lernen von Konzepten (Chomsky-Hierarchie, etc.) sollen vor allem die entstehenden Probleme und Fragestellungen und ihre Lösungen im Vordergrund stehen. Dabei sollen sowohl die formalen Fähigkeiten der Studierenden ausgebildet werden, als auch die Befähigung dazu geschaffen werden, theoretischere Ergebnisse in der Praxis umzusetzen und anzuwenden. Für Details, siehe die beteiligten Veranstaltungen.


Mündliche Modulprüfung

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Automaten und formale Sprachen b-afs




2 SS deutsch Vorlesungen "Grundlagen der Programmiertechnik", "Programmierparadigmen", "Modellierung"


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sollen Kenntnisse auf dem Gebiet Automaten und Formale Sprachen erwerben. Sie sollen sowohl reguläre, als auch kontextfreie Sprachen und die dazugehörigen Automatenmodelle (endliche Automaten, Kellerautomaten) kennen lernen. Sie sollen selbst in der Lage sein, Automaten und Grammatiken aufzustellen und über ihre Adäquatheit zu argumentieren. Ferner sollen Sie die entsprechenden Algorithmen (Minimierung, CYK, etc.) und Beweismethoden (Pumping-Lemma, etc.) verstehen und anwenden können. Außerdem sollten sie Kenntnisse über Turing-Maschinen und die Grundlagen der Berechenbarkeitstheorie erwerben. Insgesamt sollen sie in die Lage versetzt werden, mit formalen Konzepten umzugehen, selbst formal korrekte Notationen zu verwenden und kleinere Beweise zu führen.

Beschreibung

Die Theorie der formalen Sprachen bildet die Grundlage für viele andere Gebiete der Informatik, beispielsweise für Informationsverarbeitung, Compilerbau, Verifikation, Modellierung. Im Rahmen dieser Veranstaltung werden die Grundlagen der formalen Sprachen vermittelt und Fertigkeiten im Umgang mit Automaten und Grammatiken eingeübt. Außerdem soll vermittelt werden, in welchen Bereichen diese Theorie zur Anwendung kommt. Inhalte im Einzelnen: - Grammatiken, Chomsky-Hierarchie - Wortproblem, Syntaxbäume - Reguläre Sprachen (Endliche Automaten, Reguläre Ausdrücke, Pumping-Lemma, Äquivalenzrelationen und Minimalautomaten, Abschlusseigenschaften, Entscheidbarkeit, Anwendung bei Verifikation eines Protokolls zum wechselseitigen Ausschluss) - Kontextfreie Sprachen (Normalformen, Pumping-Lemma, CYK-Algorithmus, Kellerautomaten, deterministisch kontextfreie Sprachen, Abschluss-eigenschaften, Entscheidbarkeit, Anwendung bei XML und DTDs) - Kontextsensitive und Typ-0-Sprachen, Turing-Maschinen.


Mündliche Prüfung im Rahmen des Moduls "Theoretische Informatik"

Literatur

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- Uwe Schöning: Theoretische Informatik – kurzgefaßt. Spektrum, 2001 - John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman: Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie. Addison-Wesley/Pearson, 2002

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Berechenbarkeit und Komplexität b-bko




3 WS deutsch Vorlesungen "Formale Sprachen und Automaten", "Grundlagen der Programmiertechnik", "Programmierparadigmen"


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sollen Kenntnisse auf dem Gebiet Berechenbarkeitstheorie und Komplexität erwerben. Sie sollen verschiedene Berechnungsmodelle wie Turing-Maschinen, LOOP-, WHILE-, GOTO-Programme, primitiv rekursive und mu-rekursive Funktionen kennen lernen. Durch den Beweis der Äquivalenz dieser Berechnungsmodelle sollen sie die Churchsche These nachvollziehen. Sie sollen Begriffe wie Unentscheidbarkeit und Reduzierbarkeit verstehen und anwenden können und unentscheidbare Probleme (Halteproblem, Postsches Korrespondenzproblem, etc.) kennen lernen. Dabei sollen sie selbst in die Lage versetzt werden, die Unentscheidbarkeit einer Problemstellung einschätzen und beweisen zu können. Im Bereich der Komplexitätstheorie sollen sie verschiedene Komplexitätsklassen kennen lernen und das P-NP-Problem und das Konzept der (NP-)Vollständigkeit verstehen. Dabei sollen sie die Komplexität von Problemen abschätzen können und in der Lage sein, einfache Reduktionen durchzuführen. Außerdem sollen sie randomisierte Algorithmen kennen lernen.

Beschreibung

Die Berechenbarkeits- und Komplexitätstheorie ist eine wichtige Grundlage der Informatik. Hierbei geht es um Fragestellungen der Form: was kann überhaupt berechnet werden? Wie teuer ist diese Berechnung? Mit dem P-NP-Problem erläutert dieses Gebiet auch das wichtigste bisher ungelöste Problem der theoretischen Informatik. Im Rahmen dieser Veranstaltung werden grundlegende Kenntnisse zu den Bereichen Berechenbarkeit und Komplexität vermittelt. Inhalte im Einzelnen: - Berechenbarkeit (Turing-Maschinen, Intuitiver Berechenbarkeitsbegriff, Churchsche These, LOOP-, WHILE-, GOTO-Berechenbarkeit, Primitiv rekursive und mu-rekursive Funktionen, Ackermannfunktion, Halteproblem, Unentscheidbarkeit, Reduktionen, Postsches Korrespondenzproblem, Weitere unentscheidbare Probleme) - Komplexität (Komplexitätsklassen, P-NP-Problem, NP-Vollständigkeit, Weitere NP-vollständige Probleme, Randomisierung, Primzahltests).


Mündliche Prüfung im Rahmen des Moduls "Theoretische Informatik"

Literatur

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- Uwe Schöning: Theoretische Informatik – kurzgefaßt. Spektrum, 2001 - John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman: Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie. Addison-Wesley/Pearson, 2002

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Software-Technik B-SWT


Software-Technik b-swt


Prof. Dr. rer. nat. Maritta Heisel Informatik


3 WS deutsch Modul "Programmiertechniken", sowie Veranstaltungen "Modellierung (UML)", "Datenstrukturen und Algorithmen"


6 90 150 240 8

Lehrform

Vorlesung (4 SWS) und Praktikum (2 SWS)

Lernziele

Die Studierenden können den Unterschied zwischen Softwareentwicklung und Programmierung erklären und verschiedene Vorgehensmodelle und Phasen der Softwareentwicklung erläutern. Sie sind in der Lage, Prinzipien der Objektorientierung zu benennen und zu erklären und können objektorientierte Software systematisch nach einem gegebenen Prozess entwickeln. Weiterhin können sie unterschiedliche Software-Qualitätssicherungstechniken erklären und sind in der Lage, Software systematisch zu testen.

Beschreibung

Die Veranstaltung vermittelt verschiedene Vorgehensmodelle und die Phasen der Software-Entwicklung, die Prinzipien der Objektorientierung bei Programmierung und Software-Entwicklung, systematisches Testen von Software, sowie Qualitätssicherungstechniken. In einem begleitenden Praktikum werden die vorgestellten Konzepte beispielhaft angewendet. Inhalte im Einzelnen: - Motivation: Unterschied zwischen Programmierung im Kleinen und Softwareentwicklung im Großen, Erfolgsfaktoren für Softwareprojekte - Software-Prozessmodelle - Analysephase (Terminologie, insbes. Anforderungen versus Spezifikationen, Ableitung von Spezifikationen aus Anforderungen und Domänenwissen, Zerlegung komplexer Probleme in einfache Unterprobleme, Problem Frames als Muster für einfache Softwareentwicklungsprobleme) - Prinzipien der Objektorientierung - Objektorientierter Softwareentwicklungsprozess (Fusion) unter Verwendung von UML (Modelle und Notationen für die Analyse, Modelle und Notationen für den Entwurf, Umsetzung des Entwurfs in eine objektorientierte Implementierung) - Architektur- und Entwurfs-muster - Testen - Weitere Techniken zur Qualitätssicherung, darunter Metriken, Inspektionen.


Schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

Literatur

- H. Balzert: Lehrbuch der Softwaretechnik, 2 Bände, Spektrum-Verlag. - I. Sommerville: Software Engineering, Addison-Wesley.

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- S. L. Pfleeger: Software Engineering, Prentice-Hall, 2001. - M. Jackson: Problem Frames. Analyzing and structuring software development problems, Addison-Wesley, 2001. - M. Jeckle, et al.: UML 2 glasklar. - D. Coleman, et al.: Object-Oriented Development (The Fusion Method), Prentice-Hall, 1994. - E. Gamma, et al.: Design Patterns, Addison Wesley, 1995. - P. Liggesmayer: Software-Qualität, Spektrum, 2002.

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Rechnernetze und Sicherheit B-RSI


Prof. Dr. rer. nat. Wolfram Luther Informatik




2 2 Pflichtmodul


Nr. Veranstaltungen Semester SWSArbeitsauf- wand in h

ECTS-Credits

1 Rechnernetze und Kommunikationssysteme 3 3 120 4

2 Sicherheit in Kommunikationsnetzen 4 3 120 4

Summe 6 240 8

Beschreibung

Das Modul "Rechnernetze und Sicherheit" umfasst die Veranstaltungen "Rechnernetze und Kommunikationssysteme" und "Sicherheit in Kommunikationsnetzen". Das Modul baut auf dem Modul "Rechnersysteme" auf und bereitet die Veranstaltung Betriebssysteme vor. Es führt in die Rechnerkommunikation anhand von Schichtenmodellen ein und stellt gängige Komponenten, Protokollfamilien, Dienste und Standards vor. Aufbauend auf den Grundfunktionalitäten einer zuverlässigen Kommunikation rücken dann Sicherheitsaspekte in den Vordergrund. Sie umfassen die Grundlagen der Kryptologie, bauen die Begrifflichkeiten wie Sicherheit, Vertraulichkeit, Authentikation anhand formaler oder beschreibender Modelle auf und wenden die Konzepte im Kontext von Rechtsvorschriften, Standardisierungen in modernen Rechner- und Kommunikationsarchitekturen aus der Sicht des Nutzers wie auch des Systemverwalters an.

Ziele

Die Studierenden gewinnen ein grundlegendes Verständnis der Rechnerkommunikation anhand von Schichtenmodellen, sie ordnen physikalische und logische Komponenten, wie z. B. Adressen, sowie Dienste den Schichten zu, kennen wichtige Zugangsstandards und Protokollfamilien und ihre Bedeu-tung für den Datenaustausch. Weiterhin verstehen sie die unterschiedlichen Aspekte von Sicherheit bei Informations- und Kommunikationssystemen. Sie können die erlernten Begrifflichkeiten in umfang-reichen Sicherheitsarchitekturen einordnen, beherrschen grundlegende Sicherheitsaspekte beim Zu-gang zu Rechenanlagen und sind mit wichtigen Softwareanomalien und notwendigen Schutzmaß-nahmen vertraut. Schließlich Schließlich können sie Erweiterungen von Netzwerkprotokollen um Sicherheits- und Vertraulichkeitseigenschaften analysieren und Schutzmaßnahmen zur Sicherung des geistigen Eigentums in Einklang mit den rechtlichen Grundlagen beurteilen.



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Rechnernetze und Kommunikationssysteme b-rks




3 WS deutsch


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden begreifen Rechnerkommunikation anhand von Schichtenmodellen, sie ordnen physikalische und logische Komponenten, wie z. B. Adressen, sowie Dienste den Schichten zu, kennen wichtige Zugangsstandards und Protokollfamilien und ihre Bedeutung für den Datenaustausch. Sie identifizieren verschiedene Kommunikationsformen in den betrachteten Architekturen, die bereitgestellten Dienste und verstehen ihr Zusammenspiel zur Gewährleistung eines Informationsflusses im Rahmen von Qualitätszusicherungen.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt Hardwaregrundlagen für Rechnernetze, Technologien zur Paketübertragung, Schichtenmodell und Protokolle, Netzwerkanwendungen. Inhalt im Einzelnen: - Hardwaregrundlagen für Rechnernetze (Übertragungsmedien, Übertragungskomponenten, Topologien) - Technologien zur Paketübertragung (Zugriffsstandards, Ethernet, 10Base2, 10Base5, 10BaseT, 100BaseTX/FX, Gigabit-Ethernet, FDDI, ATM, Wireless-LAN, DSL-Techniken) - Schichtenmodell und Protokolle (Protokollfamilie TCP/IP, wichtigste Dienstprotokolle, IPv6, IPsec etc.) - Netzwerkanwendungen (Client/Server Interaktion, Sockets, Dienste im Internet wie DNS, FTP, WWW etc.)


Mündliche Prüfung im Rahmen des Moduls "Rechnernetze und Sicherheit"

Literatur

- A. Tanenbaum: Computernetzwerke, 3. Auflage, Pearson Studium 2000 - J. Kurose, K. Ross: Computernetze, Pearson Studium 2002

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Sicherheit in Kommunikationsnetzen b-skn




4 SS deutsch


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden lernen die verschiedenen Facetten des Begriffs Sicherheit kennen. Ausgehend von Verfahren zur Generierung von Schlüsseln und Signaturen beherrschen sie den Ablauf von Kommunikationsprotokollen und sind mit den Begriffsbildungen zum Zero Knowledge Proof vertraut. Sie identifizieren die erlernten Begrifflichkeiten in umfangreichen Sicherheitsarchitekturen, beherrschen grundlegende Sicherheitsaspekte beim Zugang zu Rechenanlagen und sind mit wichtigen Softwareanomalien und notwendigen Schutzmaßnahmen vertraut. Schließlich analysieren sie Erweiterungen von Netzwerkprotokollen um Sicherheits- und Vertraulichkeitseigenschaften und beurteilen Schutzmaßnahmen zur Sicherung des geistigen Eigentums in Einklang mit den rechtlichen Grundlagen.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt grundlegende Technologien, Protokolle, Architekturen, Subsysteme für die Sicherheit in Kommunikationsnetzen. Inhalte im Einzelnen: - Grundlagen der Kryptographie - Symmetrische und asymmetrische Verfahren – Hash-Funktionen - Digitale Signaturen – Authenti-kations- und Schlüsselaustauschprotokolle - Zero-Knowledge Proofs – Sicherheitsmanagement Schlüsselverwaltung - Zugangs- und Zugriffskontrollen -Sicherheitsarchitekturen, Kerberos etc. - Softwareanomalien und Manipulationen Schutzmassnahmen -Sicherheit in offenen Systemen, LAN und WAN, Internet IPSec - Copyrightaspekte, Pay-TV und DVD - Digitale Wasserzeichen.


Mündliche Modulprüfung

Literatur

- Bruce Schneier: Angewandte Kryptographie. Pearson Studium 2006 - G. Schäfer: Netzsicherheit. dpunkt.verlag, 2003 - Aktuelle Internetliteratur

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Logik und Datenbanken B-LDB






2+3 2 Pflichtmodul



1 Logik 4 3 120 4

2 Datenbanken 5 4 180 6

Summe 7 300 10

Beschreibung

Das Modul "Logik und Datenbanken" umfasst die Veranstaltungen "Logik" und "Datenbanken". Logik dient in der Informatik als Grundlage von Beschreibungs- Modellierungs-, Spezifikations-, Anfrage- und Programmiersprachen. Bei Datenbanksystemen spielt die Logik im Zusammenhang mit Integritätsbedingungen und der Anfragesprache (SQL) eine wichtige Rolle. In diesem Modul werden die Grundlagen der Aussagen- und Prädikatenlogik sowie die zentralen Konzepte von Datenbank-systemen vermittelt. Folgende Themen werden behandelt: - Aussagenlogik - Prädikatenlogik erster Stufe - Grundlagen der Logik-Programmierung - Datenmodelle - SQL - Datenbank-Entwurf.

Ziele

Die Studierenden sollen die Sprache der Aussagenlogik und der Prädikatenlogik erster Stufe beherrschen lernen. Sie sollen algorithmische Aspekte der Logik kennen lernen und Beweisverfahren anwenden können. Im Bereich der Datenbanken sollen die Studierenden deren theoretische Grundlagen kennen lernen, zentrale Konzepte wie Sichten, Zugriffsrechte und Transaktionen verstehen und SQL sowie Methoden des Datenbankschemaentwurfs anwenden können. Für Details, siehe die beteiligten Veranstaltungen.



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Logik b-log




4 SS deutsch Vorlesung "Modellierung"


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sollen die Sprache der Aussagenlogik und der Prädikatenlogik erster Stufe beherrschen lernen. Sie sollen mit den Grundbegriffen der mathematischen Logik vertraut werden und einige grundlegende Sätze wie den Endlichkeitssatz und die Unentscheidbarkeit der Prädikatenlogik kennen lernen. Ein Schwerpunkt wird auf algorithmische Aspekte der Logik gelegt (Hornformel-Markierungsalgorithmus, Resolutionskalkül, BDDs, Grundlagen der Logikprogrammierung). Neben der Kenntnis und Anwendung von Algorithmen und Beweisverfahren sollen die Studierenden auch in die Lage versetzt werden, natürlichsprachige Aussagen in logische Formeln umzusetzen und sicher mit Werkzeugen zum automatischen Beweis solcher Aussagen umgehen.

Beschreibung

Logik dient in der Informatik unter anderem als Grundlage der Datenbanken (Abfragesprache SQL), als Beschreibungssprache für Schaltkreise und als Modellierungs- und Spezifikationssprache, wo sie auch für die Analyse und Verifikation von Programmen eingesetzt wird. In Form der Logik-Programmiersprache Prolog wird Logik auch zur Wissensverarbeitung und für Expertensysteme eingesetzt. Außerdem ist die Logik ein Anwendungsgebiet der Informatik, beispielsweise bei der Entwicklung von Theorembeweisern. Im Rahmen dieser Veranstaltung werden die Grundlagen der Aussagen- und Prädikatenlogik und ihre Anwendungen vermittelt. Inhalte im Einzelnen: - Aussagenlogik (Grundbegriffe, Äquivalenz und Normalformen, Hornformeln, Resolution in der Aussagenlogik, Anwendung SAT-Solver, Binary Decision Diagrams) – Prädikaten-logik erster Stufe (Grundbegriffe, Normalformen, Unentscheidbarkeit der Prädikatenlogik, Herbrand-theorie, Resolution in der Prädikatenlogik) - Grundlagen der Logik-Programmierung (SLD-Resolution).


Schriftliche Klausurarbeit im Rahmen des Moduls "Logik und Datenbanken"

Literatur

- Uwe Schöning: Logik für Informatiker. Spektrum, 2000 - Jon Barwise and John Etchemendy: Language, Proof, and Logic. Seven Bridges Press, 2000

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Datenbanken b-dbk




5 WS deutsch


4 60 120 180 6

Lehrform

Vorlesung (2 SWS) und Übung (1 SWS) und Praktikum (1 SWS)

Lernziele

Die Studierenden sollen Theorie und Konzepte relationaler Datenbanken, Grundkonzepte relationaler Anfragesprachen und Grundlagen des Datenbankentwurfs kennen lernen und SQL ebenso wie Methoden des Datenbankschemaentwurfs anwenden können. Ferner sollen sie die Konzepte Sichten, Zugriffsrechte und Transaktionen verstehen, die Eignung und Grenzen des relationalen Datenmodells beurteilen können, die Folgen von Datenbankschema-Änderungen abschätzen können und die Risiken von schlecht entworfenen DB-Schemata kennen.

Beschreibung

Datenbanksysteme sind ein unentbehrliches Werkzeug bei der Verwaltung großer Informationsmengen. Im Rahmen dieser Veranstaltung werden die wesentlichen Grundlagen von Datenbanksystemen vermittelt sowie grundlegende Fertigkeiten im Umgang mit solchen Systemen eingeübt. In der Übung werden die theoretischen Konzepte anhand von Beispielen vertieft und kleine praktische Aufgaben am Rechner durchgeführt. Im Praktikum wird eine vollständige DB-Entwicklung von der konzeptionellen Phase bis hin zur Programmierung einer Anwendung durchgeführt. Inhalte im Einzelnen: - Entity-Relationship-Modell und konzeptueller Datenbankentwurf - Relationales Datenmodell - Relationale Algebra, Tupelkalkül, Domainkalkül und relationale Vollständigkeit - Datendefinitionssprache von SQL - Datenmanipulation in SQL - Die Anfragesprache von SQL - Sichten, Zugriffsrechte und View-Update-Problematik - Transaktionen in SQL - Eingebettetes SQL - Funktionale Abhängigkeiten, Schlüssel und andere Integritätsbedingungen - Datenbankschemaentwurf und Normalformen.


Schriftliche Klausurarbeit im Rahmen des Moduls "Logik und Datenbanken"

Literatur

- Ramiz Elmasri, Shamkant B. Navathe: Grundlagen von Datenbanksystemen. Ausgabe Grundstudium. Pearson, 2005 - Alfons Kemper, Andre Eicker: Datenbanksysteme. Eine Einführung. 6. Auflage, Oldenbourg, 2006

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Betriebssysteme B-BSY


Betriebssysteme b-bsy


NNVS / Dr. Werner Otten Informatik


5 WS deutsch


4 60 120 180 6

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sollen Theorie und Konzepte des Betriebssystemdesigns kennen lernen und die Konzepte und Modelle zur Prozess- und Speicherverwaltung in modernen Betriebssystemen verstehen. Ferner sollen sie die Eignung und den Einsatz verschiedener Dateisysteme und Peripheriegeräte beurteilen sowie die für die Sicherheit eines Betriebssystems notwendigen Mechanismen und Verfahren abschätzen können.

Beschreibung

Im Rahmen dieser Veranstaltung werden die wesentlichen Grundlagen von Betriebssystemen vermittelt und an Beispielbetriebssystemen der Microsoft Windows Familie sowie an UNIX/Linux Derivaten deren Umsetzung studiert. Inhalt im Einzelnen: - Einführung (Allg. Anforderungen an Betriebssysteme, Schichtung in Betriebssystemen, Rechnerarchitekturen) - Prozesse (Prozesszustände, Threads, Scheduling , Einprozessor und Mehrprozessorsysteme, Parallele Prozesse) - Prozesssynchronisation (Semaphore, Monitore, Anwendungen wie etwa Erzeuger-Verbraucher-Problem, Deadlocks, Prozesskommunikation) - Speicherverwaltung (Direkte Speicherverwaltung, Speicherzuteilungsverfahren, Virtuelle Speicherverwaltung, Adressierung, Seitenersetzungsverfahren, Implementierungen des Pagings, Segmentierte Speicher, Cache Speicher) - Dateisysteme, Namenskonventionen, Attribute und Sicherheit, Dateifunktionen, Strukturierte Dateien, Gemeinsam genutzte Dateien, Dateisysteme und deren Implementierung - Ein- und Ausgabe (Aufgaben und Schichtung, Gerätemodelle, Geräteschnittstellen Multiple Plattenspeicher, RAID, Optimierungsstrategien) - Multiprozessorsysteme (Betriebssysteme für Multiprozessorsysteme und Multicomputer) - Einführung zur Sicherheit in Betriebssystemen (Ziele und Bedrohungen, Benutzerauthentifikation, Angriffe von innerhalb des Systems wie Trojaner, Pufferüberläufe, Angriffe von außerhalb des Systems wie Viren und Würmer, Sicherheitsstufen und Klassifikation von Betriebssystemen.



Literatur

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- A. Tanenbaum: Moderne Betriebssysteme. 2. Auflage, Pearson Studium 2002 - R. Brause: Betriebssysteme – Grundlagen und Konzepte. 3. Auflage, Springer 2004 - W. Stallings: Betriebssysteme – Prinzipien und Umsetzung. 4. Auflage, Pearson Studium 2003

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Modulname Katalogkürzel

Grundlagen der Künstlichen Intelligenz B-GKI


Grundlagen der Künstlichen Intelligenz b-gki




4 o. 5 WS o. SS deutsch


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden kennen Definitionsversuche von "Künstlicher Intelligenz" sowie verschiedene Ansätze zur Wissensrepräsentation im Computer. Sie verstehen anhand verschiedener Einsatzgebiete, wie dieses Wissen maschinell verarbeitet wird im Hinblick auf die Realisierung von Systemen der Künstlichen Intelligenz.

Beschreibung

In der Veranstaltung werden die unterschiedlichen Ansätze des Forschungsbereichs Künstliche Intelligenz behandelt, Computersysteme zu realisieren, die ‘intelligente‘ Fähigkeiten besitzen. Umstritten ist nach wie vor, wie der Begriff Intelligenz genau zu definieren ist, unumstritten ist jedoch, dass dazu ‘Weltwissen‘ gehört. In Computeranwendungen muss dieses Wissen in geeigneter Weise dargestellt und verarbeitet werden. Die Veranstaltung behandelt hierzu auch Anwendungsbeispiele. Inhalte im Einzelnen: - Begriff und Definitionsversuche für Künstliche Intelligenz - Modellierung/ Repräsentation von Fachwissen, Allgemeinwissen, Weltwissen - Repräsentationsformalismen/-sprachen(z.B. semantische Netze, Frames, Terminologiemodelle) - Beispielhafte Wissensmodellierung und -verarbeitung (z.B. Verarbeitung natürlicher Sprache, Bildverstehen, Robotik, Maschinelles Lernen und Expertensysteme) - Einsatz von ‘intelligenten‘ Systemen.



Literatur

- Stuart J. Russell, Peter Norvig: Künstliche Intelligenz. Ein moderner Ansatz. Pearson Studium 2004- Alison Cawsey: Künstliche Intelligenz im Klartext. Pearson Studium 2003 - Uwe Lämmel, Jürgen Cleve: Lehr- und Übungsbuch Künstliche Intelligenz. Hanser 2004 - Günther Görz, Claus-Rainer Rollinger, Josef Schneeberger: Handbuch der Künstlichen Intelligenz. Oldenbourg 2003

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Programmiertechniken für intelligente Systeme B-PIS


Programmiertechniken für intelligente Systeme b-pis




4 o. 5 WS o. SS deutsch Logik, Programmierparadigmen


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Wesentliche Ziele der Veranstaltung sind: - Vertiefung von Prolog-Kenntnissen (aus Logik oder Modellierung) an nicht-trivialen Beispielen - Einführung in klassische Methoden der Symbolverarbeitung für intelligente Anwendungen

Beschreibung

Die Veranstaltung soll in klassische Methoden der Implementierung wissensbasierter Systeme (Wissensrepräsentation, Problemlösen durch heuristisch gelenkte Suche, Strategiespiele, "meta level reasoning") einführen. Dies geschieht mittels der Programmiersprache Prolog, deren Grundprinzipien in kompakter Form dargestellt werden. Inhalte im Einzelnen: - Überblick über Anwendungsgebiete und Typen intelligenter Systeme - „Prolog revisited“ (Syntax und Semantik von Prolog-Programmen, Listen in Prolog) - Problemlösen als Suche, Graphsuche, A* - Strategiespiele - Spielstrategien - Wissensrepräsentation und semantische Verarbeitung (Semantische Netze, Bayes-Netze) - Meta-Interpreter und Anwendungen bei Diagnoseproblemen.



Literatur

- I. Bratko: Prolog Programming for Artificial Intelligence (3rd Ed., Addison-Wesley, 2001) - J. F. Sowa: Knowledge Representation - Logical, Philosophical, and Computational Foundations (Brooks Cole Publishing, 2000)

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Mensch-Computer Interaktion B-MCI


Mensch-Computer Interaktion b-mci


Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ziegler Informatik


4 SS englisch


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden können die wesentlichen Konzepte, Modelle und Techniken der Mensch-Computer-Interaktion in ihrem Zusammenhang darstellen und erläutern. Sie sind mit Gestaltungsfragen unterschiedlicher Interaktionformen wie graphische direkte Manipulation oder sprachbasierten Schnittstellen vertraut und können diese in eigenen Entwurfsarbeiten anwenden. Sie sind fähig, unter Anwendung erprobter Methoden des Usability Engineering systematisch Benutzungsschnittstellen zu entwerfen und diese zu realisieren. Weiterhin können sie die Gebrauchstauglichkeit interaktiver Systeme mit Hilfe gängiger Evaluationsverfahren untersuchen und beurteilen.

Beschreibung

Die Vorlesung behandelt Modelle, Methoden und Techniken der Mensch-Computer-Interaktion und führt in ein systematisches Vorgehen zur nutzer- und aufgabenangemessenen Gestaltung interaktiver Systeme ein. In der Veranstaltung werden die nachfolgend aufgeführten Themen behandelt und durch Übungen vertieft, die teilweise in Form kleinerer Übungsprojekte durchgeführt werden. Hierdurch erhöht sich der Übungsaufwand, da dafür spezifische Vor- und Nachbereitungen erforderlich werden. Inhalte im Einzelnen: - Modelle und Gestaltungsprinzipien der Mensch-Computer-Interaktion - Psychologische Grundlagen und kognitive Modelle - Nutzerorientierte Entwicklungsprozesse, Usability Engineering - Interaktionstechniken (u.a. graphisch-interaktive Systeme, Kommandosprachen, natürlichsprachliche Interaktion) - Aufgabenanalyse - Konzeptueller Entwurf von Benutzungsschnittstellen - Navigationsentwurf - Visuelle Gestaltung von Nutzerschnittstellen, Informationsvisualisierung - Evaluationsverfahren für Benutzungsschnittstellen - Barrierefreie Gestaltung von Systemen - Organisatorische und wirtschaftliche Aspekte des Usability Engineering.


Schriftliche Klausarbeit oder mündliche Prüfung

Literatur

- Dix, A.; Finlay, J.; Abowd, G. & Beale, R. (2003): Human-Computer-Interaction. 3rd edition, Prentice Hall - Rosson, M.B. & Carroll, J. (2002): Usability Engineering. Morgan Kaufmann Publishers.

42

- van Duyne, D. K.; Landay, J. A. & Hong, J. I. (2003): The Design of Sites - Patterns, Principles and Processes for Crafting a Customer-Centered Web Experience. Boston: Addison-Wesley

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Grundlagen der Bildverarbeitung B-GBV


Grundlagen der Bildverarbeitung b-gbv


Prof. Dr. rer. nat. Josef Pauli Informatik




4 60 90 150 5

Lehrform

Vorlesung (2 SWS) und Computer-gestützte Übung (2 SWS)

Lernziele

Die Studierenden sollen den Prozess der digitalen Bilderzeugung kennen lernen und die Verwendung eines Bildverarbeitungssystems beherrschen. Es sollen die grundlegenden mathematischen Ansätze zur Bestimmung von Bildeigenschaften verstanden werden und ausgewählte Verfahren der Bildvorverarbeitung, Segmentierung, und elementaren Strukturextraktion verstanden und implementiert werden. Für ausgewähltes Bildmaterial sollen die Studierenden fundierte Ratschläge geben können, wie eine Verarbeitung erfolgen soll, um bestimmte einfache Strukturen zu extrahieren.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt die Grundlagen der maschinellen Bildverarbeitung, bestehend aus Bildvorverarbeitung, Bildsegmentierung und Strukturextraktion. Vorweg werden der Begriff des digitalen Bildes eingeführt, der Aufbau und die Funktionsweise von CCD-, CMOS-Kameras erläutert und diverse Merkmale zur Bildcharakterisierung vorgestellt. Inhalte im Einzelnen: - Einführung (Anwendungen, Ablauf eines Bildverarbeitungssystems) - Digitale Bilder (Digitale Repräsentation, Orts-/Frequenzraum, Bildeigenschaften) - Bildaufnahme (Einfluß-größen, Linsensysteme, industrielle Kameras) - Bildvorverarbeitung (Korrelation/Faltung, Glättung, Grauwertkanten, Grauwertecken) - Bildsegmentierung (Vordergrund/Hintergrund Separierung, Regionen-/Berandungsorientierte Segmentierung) - Morphologische Operationen (Strukturextraktion, Dilatation, Erosion, Opening, Closing) - Strukturbeschreibung (Form-/Farb-/Textur-Beschreibung von Segmenten, relationale Beschreibung).



Literatur

- R. Steinbrecher: Bildverarbeitung in der Praxis, Oldenbourg Verlag, 1993 - K. Tönnies: Grundlagen der Bildverarbeitung, Pearson Studium, München, 2005 - P. Soille: Morphological Image Analysis - Principles and Applications, Springer-Verlag, 1999

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Einführung in die Numerische Mathematik B-ENM


Einführung in die Numerische Mathematik b-enm


Dr. Peter Wilhelm Meyer Mathematik


3 o. 4 o. 5 WS englisch Mathematik für Informatiker 1, Mathematik für Informatiker 2, Diskrete Mathematik 1, Diskrete Mathematik 2


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden werden in die Lage versetzt, Algorithmen für überschaubare Teilprobleme der Analysis und der linearen Algebra zu erstellen und auf dem Computer zu realisieren, die durch die Maschinengenauigkeit, den Speicherplatz und die beschränkte Rechenzeit bedingten Fehler der betrachteten Algorithmen richtig zu analysieren und abzuschätzen.

Beschreibung

1. Fehleranalyse: Darstellung von Zahlen, Gleitpunktzahlen, Rundungsfehler, Fehlerfortpflanzung, Fehlerfortpflanzung bei arithmetischen Operationen, Konditionierung . 2. Nichtlineare Gleichungen: Die Sekantenmethode, das Newtonverfahren, Fixpunktverfahren, Nullstellen von Polynomen, Systeme nichtlinearer Gleichungen, das Newtonverfahren für Systeme . 3. Lineare Gleichungssysteme: Die LR-und Cholesky-Zerlegung, die LR-Zerlegung, die Cholesky-Zerlegung, das Gaußsche Eliminationsverfahren, die QR-Zerlegung, Problem der kleinsten Quadrate, Iterative Lösungen, das Jacobi-Verfahren, das Gauß-Seidel-Verfahren, Konvergenzeigenschaften. 4. Bestimmung von Eigenwerten: Die Potenzmethode, Gerschgorinkreise, die QR-Methode, Hessenbergmatrizen. 5. Gewöhnliche Differentialgleichungen: Trennung der Veränderlichen und lineare Gleichungen, Einschrittverfahren, das Eulerverfahren, das verbesserte Eulerverfahren, das Runge-Kutta-Verfahren. 6. Interpolation: Lagrangepolynome, Interpolationsfehler, Dividierte Differenzen, Splines. 7. Integration: Gausssche Quadraturformeln


Schriftliche Klausurarbeit

Literatur

·1 Gautschi, W. Numerical Analysis, Birkhäuser,1997. ·2 Hämmerlin und Hoffmann. Numerische Mathematik, Springer,1994. ·3 Householder. A.S. Principles of Numerical Analysis, Dover Publications,1974. ·4 Kincaid,D. and Cheney, W. Numerical Analysis, Brooks/Cole Publishing,1991. ·5 Locher. Numerische Mathematik für Informatiker,1993.

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·6 Phillipps,C. and Cornelius, B. Computional Numerical Methods, Ellis Hoorwood. ·7 Stoer, J. and Burlisch, R. Introduction to numerical Analysis,2005.




Programmieren in C/C++ B-PCP


Programmieren in C/C++ b-pcp




3 o. 4 o. 5 WS o. SS deutsch


4 60 90 150 5

Lehrform

Vorlesung (2 SWS) und Übung (2 SWS) und freiwilliges Praktikum

Lernziele

Die Studierenden kennen und verstehen die grundlegenden Konzepte der objektorientierten Methodik und können diese auf kleinere Beispiele in C++ selbständig anwenden.

Beschreibung

Die Veranstaltung setzt die in den vorherigen Semestern gelernten grundlegenden Konzepte und Methoden der objektorientierten Programmierung (OOP) in C++ um. Inhalte im Einzelnen: - OO-Analyse, -Design und -Modellierung mit UML - C++ als Erweiterung von C - Zeigerkonzepte - Klassen, Klassen-Hierarchien, einfache und mehrfache Vererbung, Zugriffsschutzmechanismen, virtuelle Basisklassen, virtuelle Funktionen, statisches und dynamisches Binden, Typisierung und Typkonvertierungen - Funktions- und Operator-Überladen - Exception Handling - Templates - Modularität, Namespaces - Libraries - Streams - Standard Template Library (z.B. Algorithmen, Iteratoren, Container) - kleine Projektbeispiele aus den Anwendungsbereichen der Ingenieurwissenschaften.



Literatur

- Stroustrup, Bjarne. The C++ Programming Language. Addison Wesley, New York. 3. Edition. ISBN: 0-201-70073-5, 2000 - Stroustrup, Bjarne. The Design and Evolution of C++. Addison Wesley, New York. 1994 - Bernd Oestereich. Analyse und Design mit UML 2.1. Oldenbourg Verlag. 2006 - Robert Sedgewick. Algorithmen in C++. Teil 1-4. Addison-Wesley Longman Verlag. 3. Auflage. ISBN 3827370264. 2002

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- Bernd Oestereich. Objektorientierte Softwareentwicklung - Analyse und Design mit der UML. Oldenbourg Verlag. 2001 - Heide Balzert. Lehrbuch der Objektmodellierung. Analyse und Entwurf.Spektrum Akademischer Verlag. 2004 - Helmut Balzert. Lehrbuch der Software- Technik 1/2. Spektrum Akademischer Verlag. 2000 - http://www.uml.org/ - EDV-Broschüre C++ des ZIM (HRZ), http://www.uni-duisburg-essen.de/hrz/information/hrz07662.shtml

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Neuroinformatik und Organic Computing B-NIO


Neuroinformatik und Organic Computing b-nio


Prof. Dr. rer. nat. Josef Pauli Informatik




4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sollen für ausgewählte Typen von Neuronalen Netzen deren Struktur und Lernmethodik verstehen, die grundlegende mathematische Fundierung nachvollziehen können, die prinzipielle Wirkung und die mögliche Anwendbarkeit kennen. Sie sollen für ausgewählte Problemstellungen sinnvolle Netztypen und Lernverfahren vorschlagen können.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt einige wichtige Typen von vorwärts gerichteten Neuronalen Netzen, wie Adaline, Mehrschicht-Perzeptron, Radiale Basisfunktionen Netze, und Support Vektor Netzen, sowie rekurrente, dynamische Netztypen wie Selbstorganisierende Karten und Dynamische Zellstrukturen. Ein besonderer Wert wird hierbei darauf gelegt, einen Zusammenhang zu grundlegenden Methodologien aus anderen Disziplinen herzustellen, wie Gradientenabstieg, lineare und quadratische Optimierung, statistische Entscheidungstheorie, Bayes Netze, Fuzzy-Reasoning und Dynamische Systeme. Typische Anwendungen werden exemplarisch behandelt wie Signalfilterung, Mustererkennung, Roboterkontrolle. Inhalte im Einzelnen: - Einführung - McCulloch-Pitts Zelle, Perzeptron, Adaline - Statistische Entscheidungstheorie - Mehrschichtnetze - Netze radialer Basisfunktionen - Selbstorganisierende Karten - Neuronale, dynamische Zellstrukturen - Netze von Support Vektoren - Organic Computing.


Schriftliche Klausurarbeit oder Mündliche Prüfung

Literatur

- C. Bishop: Neural Networks for Pattern Recognition; Oxford Press, 1995 - R. Rojas: Neuronale Netze; Springer-Verlag, 1996 - A. Zell: Simulation neuronaler Netze; Addison-Wesley, 1994 - Aktuelle Zeitschriftenartikel und Diplom-/Doktorarbeiten

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Eingebettete Systeme B-EBS


Eingebettete Systeme b-ebs


Prof. Dr. rer. nat. Maritta Heisel Informatik


3 o. 4 o. 5 WS o. SS deutsch Modul "Software-Technik"


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden erwerben die folgenden Kenntnissse und Fähigkeiten:- Eingebettete Systeme charakterisieren können - Beispiele für Eingebettete Systeme nennen können - Klassen Eingebetteter Systeme unterscheiden können - Eingebettete Systeme nach einem definierten Prozess entwickeln können - für Eingebettete Systeme geeignete UML-Notationen anwenden können - Grundlegende Sicherheitstechniken nennen und erklären können.

Beschreibung

Eingebettete Systeme (Embedded Systems) sind Computersysteme, die mit einem anderen Produkt als einem Computer verbunden sind. Inzwischen wird die überwiegende Mehrzahl der produzierten Prozessoren in Eingebetteten Systemen eingesetzt. Inhalte im Einzelnen: - Charakterisierung Eingebetteter Systeme - Prozess zur Entwicklung Eingebetteter Systeme - Strukturierung der Systemumgebung mit Kontextdiagrammen - Klassen Eingebetteter Systeme, darunter vollautomatische Steuerungsprobleme, Steuerungsprobleme mit Operateur, Anzeigeprobleme - Zerlegung eines komplexen Problems in Unterprobleme, die bekannten Systemklassen angehören - Spezifikation von Eingebetteten Systemen mittels Sequenzdiagrammen - Architekturentwurf für Eingebettete Systeme, bestehend aus Software- und Hardwarekomponenten - Softwarearchitektur für Eingebettete Systeme: Schichtenarchitektur nach dem 4-Variablen-Modell - Spezifikation von Softwarekomponenten für Eingebettete Systeme mit Zustandsmaschinen und Klassendiagrammen - Umsetzung von Zustandsmaschinen in Programme - Test unter Verwendung der als Sequenzdiagramme repräsentierten Spezifikationen - Sicherheit in Eingebetteten Systemen (Terminologie, Risikoklassen, Analyse von Gefahrensituationen, Umgehen mit Gefahrensituationen).



Literatur

- Peter Liggesmeyer, Dieter Rombach (Hrsg.): Software Engineering eingebetteter Systeme. Grundlagen - Methodik - Anwendungen. Spektrum Akademischer Verlag, 2005. - Peter Marwedel: Embedded System Design . Kluwer Academic Publishers, 2003.

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- Wayne Wolf: Computers as Components – Principles of Embedded Computing System Design . Academic Press, 2001. - Michael Jackson: Problem Frames. Analyzing and structuring software development problems. Addison-Wesley, 2001. - M. Jeckle, C. Rupp, J. Hahn, B. Zengler, S. Queins:UML 2 glasklar. - Nancy Leveson. Safeware: System Safety and Computers. Addison-Wesley,1995.

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Modellbildung und Simulation B-MBS


Modellbildung und Simulation b-mbs


Prof. Dr.-Ing. Dieter Schramm Maschinenbau


3 o. 4 o. 5 WS o. SS englisch


4 60 90 150 5

Lehrform

Vorlesung (2 SWS) und Übung (1 SWS) und Computerpraktikum (1 SWS)

Lernziele

Die Teilnehmer sollen in die Lage versetzt werden, für technische Systeme jeweils geeignete Simulationsmethoden auszuwählen, damit entsprechende Modelle zu erstellen und zu simulieren sowie die Anwendung numerischer Lösungsmethoden für Differentialgleichungen und Differential-algebraische Gleichungen beherrschen. Weiterhin sollen die Teilnehmer der Vorlesung Simulationsergebnisse richtig interpretieren und deren Genauigkeit einschätzen können.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt die grundlegende Methodik der Modellbildung und Simulation technischer Systeme (Vorlesung) und Anwendungen (Übung). Inhalte im Einzelnen: - Definitionen, allgemeine Begriffe - Methoden der Modellbildung technischer Systeme - Aufstellung und Lösung differentieller und differential-algebraischer Gleichungen - Numerische und analytische Methoden zur Lösung der linearen und nichtlinearen Zustands-gleichungen - Simulation mit objekt-orientierten Simulationssprachen - Identifikation von Parametern und Optimierung - Anwendung von Matlab/Simulink und Dymola im Rahmen der Übungen.



Literatur

- F.E. Cellier: Continuous System Modeling, Springer Verlag, 1991 - M. Hermann: Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen. München, Wien: Oldenbourg, 2004 - H. Bossel : Systemdynamik. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg, 1987 - D. Möller: Modellbildung, Simulation und Identifikation Dynamischer Systeme, Springer-Lehrbuch, 1992 - Manuskripte in englischer und deutscher Sprache

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Einführung in Information Retrieval B-EIR


Einführung in Information Retrieval b-eir






4 60 90 150 5

Lehrform

Vorlesung (2 SWS) und Übung (1 SWS) und Praktikum (1 SWS)

Lernziele

Die Studierenden sollen die grundlegenden Konzepte und die verschiedenen Modelle des Information Retrieval kennen lernen und verstehen. Sie sollen die verschiedenen Methoden zur Repräsentation von Textinhalten anwenden können und die Evaluierungsmethoden beherrschen. Neben der Kenntnis der Ebenen-Architektur sollen sie insbesondere auch die verschiedenen Ansätze zur Gestaltung von Benutzungsschnittstellen von IR-Systemen kennen. Ferner sollen sie in der Lage sein, die Leistungs-fähigkeit der Methoden zur Textrepräsentation sowie der verschiedenen Retrievalmodelle beurteilen zu können.

Beschreibung

Information Retrieval beschäftigt sich primär mit der inhaltsorientierten Suche in Textdokumenten. In dieser Lehrveranstaltung werden die grundlegenden Modelle und Methoden hierzu vorgestellt. In der Übung werden die theoretischen Konzepte anhand von Beispielen vertieft und kleine praktische Aufgaben am Rechner durchgeführt. Im Praktikum sollen wesentliche Teile eines IR-Systems implementiert und evaluiert werden. Inhalte im Einzelnen: - Basiskonzepte (Vagheit und Unsicherheit, Daten-Information-Wissen) - Evaluierung im IR (Effektivität, Relevanz, Präferenzen; Evaluierung von Booleschem Retrieval; Evaluierung von linearen Rangordnungen) - Repräsentation von Textinhalten (Freitextsuche, Dokumentationssprachen) - IR-Modelle (Boolesches und Fuzzy-Retrieval, Vektorraummodell, Probabilistisches Retrieval, Clustering, Modelle für WWW-Retrieval) - Ebenen-Architektur von IR-Systemen (kognitive Ebene, Präsentationsebene, Implementierungsebene).



Literatur

- R. Baeza-Yates, B. Ribeiro-Neto: Modern Information Retrieval. Addison Wesley, 1998 - Reginald Ferber: Data Mining und Information Retrieval. dpunkt Verlag, 2003

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Multimedia Engineering B-MME


Multimedia Engineering b-mme


Prof. Dr. Maic Masuch Informatik




4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sollen detailliert Eigenschaften von Bildformaten (z.B. GIF, TIFF, PNG, JPEG), Videoformaten (MPEG1/2/4), Audioformaten (WMA, MP3, AAC) kennen lernen, und deren technische Realisierung verstehen inklusive der Kompressionsmethodik und von Datenträgern (z.B. CD, DVD). Standards zum Content Management (z.B. MPEG7) und Grundlagen von Multimedia-Frameworks sollen im Überblick verstanden werden.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt digitale Medienformate für Bilder, Video, Audio und Multimedia-objektesowie Kompressionstechniken und technische Datenträger, welches die Grundlage zur Realisierung multimedialer Systeme ist. Beschrieben werden auch Formate für Content und Digital Rights Management, sowie Multimedia-Frameworks. Inhalte im Einzelnen: - Grundbegriffe der Multimedia-Technik - Grundlagen der maschinellen Wahrnehmung - Digitalisierung, Kodierung, Kompression - Bild-Medium-Formate - Video-Audio-Formate - Multimediaobjekte - Content Management Formate - Digital Rights Management - Multimedia Frameworks - Multimedia-Geräte und -Datenträger.



Literatur

- R. Steinmetz: Multimedia - Technologie, Springer Verlag, 2005 - M. Jackel: Folien zu Vorlesung Medientechnik, Uni Koblenz - N. Hendrich: Folien zu Vorlesung Medientechnik, Uni Hamburg - Eigene Folien zur Vorlesung - Diverse Wikipedia Verweise

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Internet-Technologie und Web Engineering B-ITW


Internet-Technologie und Web Engineering b-itw




3 o. 4 o. 5 WS o. SS deutsch Grundlegende Programmierkenntnisse


4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden haben Kenntnisse der unterschiedlichen Techniken, Standards, Methoden und Werkzeuge, die zur Entwicklung von Web-Anwendungen eingesetzt werden. Sie können selbstständig Web-Applikationen entwerfen und realisieren. Sie können unterschiedliche Rahmensysteme und Werkzeuge hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit einschätzen. Sie sind mit spezifischen Methoden und Modellierungsansätzen für das Web Engineering vertraut.

Beschreibung

Die Veranstaltung gibt eine Einführung in grundlegende Techniken und Standards des Internet und insbesondere des World Wide Web, und in die Funktionsweise wesentlicher Plattformen und Werkzeuge für Web-Anwendungen. Schwerpunkte liegen dabei auf Content-bezogenen Techniken und Standards sowie Rahmensystemen und Sprachen zur Erstellung von Web-Anwendungen. Weiterhin werden Methoden vorgestellt, die spezifisch zum Entwurf von Web-Anwendungen geeignet sind. In der begleitenden Übung werden insbesondere auch kleinere Entwicklungsprojekte durchgeführt. Inhalte im Einzelnen: - Das WWW als verteiltes System, grundlegende Web-Protokolle und Standards (HTTP, URI u.a.) - Content-orientierte Standards wie XML, XHTML, RDF, Dublin Core, RSS - Client-seitige Implementierung von Web-Systemen (Browser, Scripting, neue Erweiterungen wie AJAX, XUL) - Server-seitige Implementierung von Web-Systemen (Web-Server, dynamische Seitengenerierung, Server-Skripte, Java Servlets) - Architekturkonzepte und Frameworks für komplexe Web-Anwendungen - Middleware-Technologien und Web Services - Konzepte und Techniken für Content Management und Publikationssysteme - Ziele und Techniken des Semantic Web - Web-spezifische Entwicklungsmethoden (z.B. WebUML, UWE, WISE).



Literatur

- Dumke, R.; Lother, M.; Wille, C. & Zbrog, F.: Web Engineering. Pearson Studium, 2003 - Kappel, G.; Pröll, B.; Reich, S. & Retschitzegger, W.: Web Engineering. Systematische Entwicklung

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von Webanwendungen. d-punkt Verlag, 2003 - Spezifische Internetquellen nach Angabe

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Electronic Business B-ELB


Electronic Business b-elb






4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden kennen die wesentlichen Technologien und Anwendungsbereiche des Electronic Business und sind mit technischen und fachlichen Standards, insbesondere auf Basis von XML vertraut. Sie können Geschäftsprozesse analysieren, modellieren und in für das Internet geeigneten Formaten beschreiben. Weiterhin sind sie in der Lage, begrenzte Anwendungsbeispiele zuimplementieren. Sie können spezifische E-Business-Systeme aus technischer und betriebswirtschaftlicher Sicht einordnen und bewerten.

Beschreibung

Electronic Business bezeichnet die Unterstützung von intra- und interorganisationalen Geschäftsprozessen durch Informations- und Kommunikationstechnologien, insbesondere Internet-Technologien. In der Veranstaltung wird ein Überblick über die unterschiedlichen Bereiche des Electronic Business gegeben und wesentliche Standards und Technologien für die Realisierung von E-Business-Anwendungen vorgestellt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Web Services basierenden Verfahren sowie semantischen Beschreibungsverfahren für Geschäftsobjekte wie z. B. Produkte oder Dienstleistungen. Weiterhin werden Anwendungsbereiche wie Customer Relationship Management und Supply Chain Management diskutiert. In der begleitenden Übung erfolgt eine Präsentation und Diskussion von Fallbeispielen. Inhalte im Einzelnen: - Ziele und Formen des Electronic Business - Klassifikation von Standards des E-Business - XML, XML Schema und XSLT - Produktkataloge und Transaktionsstandards - Analyse und Modellierung elektronisch gestützter Geschäftsprozesse - Standards für Web Services - Verteilte Geschäftsprozesse auf Basis von Web Services - Architekturen und Rahmensysteme zur Realisierung von E-Business-Anwendungen - Supply Chain Management - Customer Relationship Management und Recommender-Systeme - Zahlungssysteme und Sicherheit - Entwurfskriterien und -methoden für E-Business-Anwendungen.



Literatur

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- Merz, M.: E-Commerce und E-Business. dpunkt Verlag 2002, - sowie diverse W3C und OASIS-Standards

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Sprachtechnologie B-SPT


Sprachtechnologie b-spt






4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden kennen Technologien zur Verarbeitung natürlicher Sprache in schriftlicher und gesprochener Form sowie eine Reihe von Anwendungsgebieten

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt die Verarbeitung natürlicher Sprache in gesprochener oder schriftlicher Form und präsentiert Anwendungsgebiete. Inhalte im Einzelnen: - Verarbeitung natürlicher Sprache in gesprochener Form - Verarbeitung natürlicher Sprache in schriftlicher Form - Anwendungsgebiete (Korrekturprogramme, Informations-extraktion, automatisches Abstracting, Spracherkennungssysteme, Dialogsysteme und Maschinelle Übersetzung).



Literatur

- Kai-Uwe Carstensen, Christian Ebert, Cornelia Endriss, Susanne Jekat, Ralf Klabunde (Hrsg): Computerlinguistik und Sprachtechnologie. Eine Einführung. Spektrum Akademischer Verlag 2004 - Daniel Jurafsky, James H. Martin: Speech and Language Processing. An Introduction to Natural Language Processing, Computational Linguistics, and Speech Recognition. Prentice Hall 2003 - Ruslan Mitkov: The Oxford Handbook of Computational Linguistics. Oxford University Press 2005

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Diskrete Mathematik 1 B-DM1


Diskrete Mathematik 1 b-dm1


Prof. Dr. rer. nat. Gerlind Plonka-Hoch Dr. rer. nat. John Klinkhammer

Mathematik


1 WS deutsch


4 60 120 180 6

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden erlernen zu Beginn den Umgang mit den wesentlichen methodischen Konzepten der Mathematik (Logik, Beweise). Anschließend werden die elementaren Begriffe der Mathematik eingeführt (Mengen, Relationen und Abbildungen) und deren Eigenschaften studiert. Anhand der dadurch erworbenen Kenntnisse werden die grundlegenden algebraischen Strukturen (Gruppen, Ringe, Körper), deren Unterstrukturen (Untergruppen, Normalteiler, Ideale) und strukturverträglichen Abbildungen (Homomorphismen) vorgestellt und untersucht. Die gewonnenen Ergebnisse werden dabei jeweils durch Beispiele vertieft (Permutationsgruppen, Restklassen, Polynomringe). In der zweiten Hälfte der Vorlesung lernen die Studierenden zunächst die wesentlichen Begriffe und Methoden der linearen Algebra kennen (Vektorräume, Unterräume, Basis, Dimension, lineare Abbildungen). Die dadurch angeeigneten Kenntnisse finden anschließend Anwendung beim Matrizenkalkül und bei der Lösung linearer Gleichungssysteme. Begleitend zur Vorlesung werden Übungen angeboten, in denen der erlernte Stoff anhand von Übungsaufgaben und weiteren Beispielen gefestigt wird.

Beschreibung

Die Vorlesung vermittelt Grundlagen der linearen Algebra und diskreten Mathematik. Inhalte im Einzelnen: - Methodische Konzepte der Mathematik - Elementare Mengenlehre - Korrespondenzen, Relationen und Abbildungen - Algebraische Grundstrukturen: Gruppen, Ringe, Körper - Homomorphismen - Vektorräume und lineare Abbildungen - Matrizen und lineare Gleichungssysteme, Gauß-Algorithmus.


Es werden wöchentlich Übungsaufgaben zu dem in der Vorlesung behandelten Stoff gestellt, die von den Studierenden schriftlich bearbeitet werden sollen. Diese Aufgaben werden in den Übungen vorbereitet, die Lösungen werden korrigiert und in den Übungsstunden entweder von den Studierenden selbst oder dem Übungsgruppenleiter vorgerechnet. Schriftliche Klausurarbeit.

Literatur

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- W. Dörfler: Mathematik für Informatiker I, Hanser, München 1977 - G. Fischer: Lineare Algebra, Vieweg, Braunschweig/Wiesbaden 2005 - D. Lau: Algebra und Diskrete Mathematik 1, Springer, Berlin Heidelberg 2004

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Diskrete Mathematik 2 B-DM2


Diskrete Mathematik 2 b-dm2


Prof. Dr. rer. nat. Gerlind Plonka-Hoch Mathematik


4 SS deutsch


4 60 120 180 6

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden erlernen zunächst die Eigenschaften und die Methoden zur Berechnung von Determinanten. Diese Kenntnisse werden durch Anwendungsbeispiele zusätzlich vertieft (Cramersche Regel, Berechnung inverser Matrizen). Anschließend erfolgt eine Einführung in die Theorie der Eigenwerte und Eigenvektoren. Die Studierenden lernen, die Eigenwerte von Matrizen und die zugehörigen Eigenräume zu bestimmen. Anhand der Teilbarkeitseigenschaften ganzer Zahlen werden die Grundzüge der Ring- und Idealtheorie erarbeitet (Hauptidealringe, euklidische Ringe, Primideale). In diesem Zusammenhang wird der Begriff des größten gemeinsamen Teilers und dessen Berechnung mittels des Euklidischen Algorithmus‘ erörtert. Die Behandlung der primen Restklassengruppen, diophantischer Gleichungen und des Chinesischen Restsatzes erzielen einen sicheren Umgang mit den zuvor erlernten Konzepten. Im weiteren Verlauf der Veranstaltung erwerben die Studierenden grundlegende Kenntnisse im Bereich der endlichen und endlich erzeugten Gruppen (zyklische Gruppen, Satz von Laplace, kleiner Fermatscher Satz, Satz von Euler). Das im Anschluss daran vorgestellte RSA Kryptoverfahren demonstriert eine praktische Anwendung der Gruppentheorie. Nach Einführung der grundlegenden Begriffe der Körpertheorie (Charakteristik, Primkörper, Körpererweiterung) werden die Eigenschaften endlicher Körper dargestellt und deren Existenz nachgewiesen. Anschließend werden die grundlegenden Konzepte und Methoden der Kombinatorik vorgestellt und anhand des Urnenmodells erläutert. Eine Einführung in die Codierungstheorie bildet den Abschluss der Veranstaltung. Dazu werden zunächst die wesentlichen Fragestellungen und Konzepte der Codierung erörtert (Quell-/Kanalcodierung, Block Codes, Maximum Likelihood/Minimum Distance Decoding, Hamming-Abstand,Fehlererkennung, Fehlerkorrektur, Kugelpackungsschranke). Die linearen Codes bieten schließlich die Gelegenheit, sämtliche bisher erlernten Stoffgebiete anzuwenden. Begleitend zur Vorlesung werden Übungen angeboten, in denen der erlernte Stoff anhand von Übungsaufgaben und weiteren Beispielen vertieft wird.

Beschreibung

Die Vorlesung vermittelt Grundlagen der Algebra und diskreten Mathematik. Inhalte im Einzelnen: - Determinanten - Eigenwerte und Eigenvektoren - Teilbarkeit in Ringen/elementare Zahlentheorie - Endliche und endlich erzeugte Gruppen - Endliche Körper - Grundlagen der Kombinatorik - Grundlagen der Codierungstheorie - Lineare Codes.

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Es werden wöchentlich Übungsaufgaben zu dem in der Vorlesung behandelten Stoff gestellt, die von den Studierenden schriftlich bearbeitet werden sollen. Diese Aufgaben werden in den Übungen vorbereitet, die Lösungen werden korrigiert und in den Übungsstunden entweder von den Studierenden selbst oder dem Übungsgruppenleiter vorgerechnet. Schriftliche Klausurarbeit

Literatur

- W. Dörfler: Mathematik für Informatiker I, Hanser, München 1977 - D. Lau: Algebra und Diskrete Mathematik 1, Springer, Berlin Heidelberg 2004 - D. Lau: Algebra und Diskrete Mathematik 2, Springer, Berlin Heidelberg 2004 - H.-J. Reiffen, G. Scheja, U. Vetter: Algebra, BI Verlag, Mannheim 1984

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Mathematik für Informatiker 1 B-MI1


Mathematik für Informatiker 1 b-mi1


Prof. Dr. rer. nat. Hans Bernd Knoop Mathematik


2 SS deutsch


6 90 150 240 8

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Analysis insbesondere durch das Lösen der Aufgaben zum Stoff der Vorlesung. Gerade bezüglich der Analysis wird den Studierenden auch klar, dass die (aus einer axiomatischen Charakterisierung der reellen Zahlen) erzielten Ergebnisse beim Übergang auf den Rechner mit Vorsicht zu betrachten sind.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt die Grundlagen der Analysis. Inhalte im Einzelnen: - Reelle und komplexe Zahlen - Folgen und Reihen, Grenzwert, Stetigkeit - Elementare Funktionen - Differential- und Integralrechnung von Funktionen einer Veränderlichen - Numerische Integration.



Literatur

- O. Forster: Analysis I, Differential- und Integralrechnung einer Veränderlichen. F. Vieweg & Sohn, Braunschweig-Wiesbaden, 7. verb. Aufl. 2004 - H. Heuser: Lehrbuch der Analysis, Teil 1. B.G. Teubner, Stuttgart-Leipzig-Wiesbaden, 15. Aufl. 2003 - W. Preuß u. G. Wenisch (Hrsg.): Lehr- und Übungsbuch Mathematik, Bd. 3: Analysis. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München-Wien, 3. Aufl. 2003

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Wahrscheinlichkeitsrechnung und Stochastik B-WRS


Wahrscheinlichkeitsrechnung und Stochastik b-wrs




3 WS deutsch Vorlesungen "Diskrete Mathematik 1", "Mathematik für Informatiker 1"


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden lernen die Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung kennen. Sie sollten die Approximation der standardisierten Binomialverteilung durch die Gaußsche Glockenkurve verinnerlicht haben. Sie lernen die Bestandteile eines statistischen Testproblems kennen und wissen, dass man mit der Interpretation der Ergebnisse vorsichtig umgehen muss.

Beschreibung

Inhalte im Einzelnen: - Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung (bedingte Wahrscheinlichkeit, Mehrfeldertafeln, wichtige diskrete und kontinuierliche Verteilungen, speziell die Binomial- und Normalverteilung, Erwartungswert, Varianz, Grenzwertsätze, Markovketten, stochastische Matrizen) - Grundbegriffe der Testtheorie (einseitige und zweiseitige Hypothesentests, Fehler 1. und 2. Art).



Literatur

- N. Henze: Stochastik für Einsteiger. Eine Einführung in die faszinierende Welt des Zufalls. Vieweg, Wiesbaden, 6. Aufl. 2006 - U. Krengel: Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik. Vieweg, Wiesbaden, 8. Aufl. 2005 - W. Preuß u. G. Wenisch (Hrsg.): Lehr- und Übungsbuch Mathematik, Bd. 2: Lineare Algebra-Stochastik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München-Wien, 2. Aufl. 2001 - M. Sachs: Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München-Wien, 2003

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Mathematische Grundlagen des Schwerpunkts Ingenieurinformatik B-SMI


Mathematik für Informatiker 2 B-MI2


Mathematik für Informatiker 2 b-mi2




3 WS deutsch Veranstaltung "Mathematik für Informatiker 1"


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Für den Schwerpunkt Ingenieurinformatik ist zusätzlich die "Mathematik für Informatiker 2" verpflichtend. Dadurch erwerben die ingenieurwissenschaftlich ausgerichteten Studierenden Grundkonzepte der Differential- und Integralrechnung von Funktionen mehrerer Veränderlicher, der Differentialgeometrie, sowie von Fourierreihen, Fourier- und Laplace-Transformation.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt fortgeschrittene Analysis sowie Differentialgeometrie. Inhalte im Einzelnen: - Grundlagen der Differential- und Integralrechnung von Funktionen mehrerer Veränderlicher - Kurven-, Flächen- und Volumenintegral - Krümmung von Kurven und Flächen - Anfangswertprobleme - Fourier-Reihen - Fourier-Transformation - Laplace-Transformation.


Es werden wöchentlich Übungsaufgaben zu dem in der Vorlesung behandelten Stoff gestellt, die von den Studierenden schriftlich bearbeitet werden sollen. Diese Aufgaben werden in den Übungen vorbereitet, die Lösungen werden korrigiert und in den Übungsstunden entweder von den Studierenden selbst oder dem Übungsgruppenleiter vorgerechnet. Schriftliche Klausurarbeit

Literatur

- M.P. do Carmo: Differentialgeometrie von Kurven und Flächen. F. Vieweg & Sohn, Braunschweig-Wiesbaden, 1983 - O. Forster: Analysis II, Differentialrechnung im Rn - Gewöhnliche Differentialgleichungen. F. Vieweg & Sohn, Braunschweig-Wiesbaden, 5. durchges. Aufl. 2002 - H. Heuser: Lehrbuch der Analysis, Teil 2. B.G. Teubner, Stuttgart-Leipzig-Wiesbaden, 12. Aufl. 2002 - W. Preuß u. G. Wenisch (Hrsg.): Lehr- und Übungsbuch Mathematik, Bd. 3: Analysis. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München-Wien, 3. Aufl. 2003

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Mathematische Grundlagen des Schwerpunkts Medieninformatik B-SMM


Statistik B-STS


Statistik b-sts


Prof. Dr. Matthias Brand Psychologie


3 WS deutsch


3 45 75 120 4

Lehrform


Lernziele

Für den Schwerpunkt Medieninformatik ist zusätzlich die "Statistik" verpflichtend. Dadurch erwerben die medieninformatisch ausgerichteten Studierenden die Grundlagen der statistischen Schlussweisen und Hypothesentests und können die wichtigsten Methoden dazu anwenden. Sie lernen empirische Daten statistisch zu beschreiben, kennen Verteilungen und statistische Kennwerte.

Beschreibung

In dieser Veranstaltung wird eine Einführung in die quantitativen Methoden der Psychologie gegeben. Von der Erhebung der Daten (Messung) über die deskriptive (beschreibende) Statistik und die schließende Statistik werden verschiedene Testverfahren im Laufe des Semesters besprochen und anhand von Beispielrechnungen vertieft. Die deskriptive Statistik beinhaltet die statistische Beschreibung empirischer Daten. Die Inferenzstatistik beschäftigt sich dagegen mit Schlüssen von Stichprobenergebnissen auf die gesamte Population. Es werden verschiedene Maße zur Beschreibung von Zusammenhängen (z.B. Korrelationen), die einfache und multiple lineare Regression, die Faktorenanalyse sowie varianzanalytische Verfahren behandelt. Begleitend finden Übungen mit dem Statistik-Programm SPSS statt.



Literatur

- Bortz, J. (1999). Statistik für Sozialwissenschaftler. (5. Aufl.) Berlin: Springer.

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Projektmanagement B-PRM


Projektmanagement b-prm


Prof. Dr.-Ing. Diethard Bergers / NN Maschinenbau, oder andere


4 SS englisch


2 30 60 90 3

Lehrform

Vorlesung (1.5 SWS) und Übung (0.5 SWS)

Lernziele

Die Studierenden lernen Methoden und Hilfsmittel, um eine Aufgabe mit ingenieurwissenschaftlichen Mitteln zeit- und kostengerecht zu lösen.

Beschreibung

Die Vorlesung Project Management beschäftigt sich mit der Frage, was ein Projekt ist und wie ein Projekt durchgeführt wird. Hierbei spielen Einflussgrößen wie z.B. Zeit, Kosten oder technische Anforderungen usw. eine wesentliche Rolle. Es werden Methoden / Vorgehensweisen vorgestellt, mit denen Projekte geplant, überwacht und erfolgreich abgeschlossen werden. Neben der Vorlesung werden Übungen angeboten.



Literatur

- P. Rinza: Projektmanagement, 4. Auflage, Springer, ISBN 3-540-64021-5 - S. Seibert: Technisches Management, 5. Auflage, Schäffer-Poeschel, ISBN 3-7910-0694-0

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Qualitätsmanagement B-QUM


Qualitätsmanagement b-qum


Prof. Dr.-Ing. Horst W. Bester / NN Maschinenbau, oder andere


4 SS deutsch


2 30 60 90 3

Lehrform

Vorlesung (2 SWS)

Lernziele

Die Studierenden kennen die Motivation und Entwicklungsgeschichte der Qualitätssicherung, kennen Methoden der Qualitätssicherung und Qualitätssteigerung, kennen den Zusammenhang mit dem Qualitätsmanagement, kennen nationale und internationale Standards, kennen den Zusammenhang mit Zuverlässigkeit, und wissen um die Bedeutung der Produkthaftung.

Beschreibung

Inhalte im Einzelnen:- Geschichte der Qualitätssicherung Messen und Prüfen (Messmittelgenauigkeit, Festlegung von Toleranzen, Prüfmittelplanung, Prüfplanung als Element der Fertigungsplanung) - Statistische Methoden der Qualitätssicherung (Verteilungsarten, Standardabweichung, Maschinenfähigkeit, Prozessfähigkeit, Regelkarten für quantitative und qualitative Merkmale, Summenhäufigkeit, Wahrscheinlichkeitsnetz) - Prozessorientiertes Qualitätsmanagement bei Entwicklung, Konstruktion, Einkauf, Fertigung und Prüfung von Produkten - Qualitätsmanagementsysteme nach ISO 9001 (internationaler Standard), VDA 6.1 (europäische Automobilindustrie) und QS-9000 (Daimler-Chrysler, Ford, General Motors) - Strategien zur Qualitätssteigerung und Kostensenkung (TQM, FMEA, fishbone-diagram, QFD/house of quality, Mitarbeitermotivation, Qualitätskostenerfassung, Fehlervermeidungsstrategien). - Einführung in die Zuverlässigkeitslehre (Zusammenhang zwischen Qualität und Zuverlässigkeit technischer Systeme, fault tree analysis) - Produkthaftung und rechtliche Grundlagen der Qualitätssicherung (u.a. zivil- und strafrechtliche Haftung von Ingenieuren).



Literatur

- T. Pfeifer: Qualitätsmanagement (Strategien, Methoden, Techniken), Carl Hanser Verlag, München 2001 - W. Masing: Handbuch Qualitätsmanagement, Carl Hanser Verlag, München 1999

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Technisches Englisch B-TEN


Technisches Englisch b-ten

Lehrende Fachbereich

StR Astrid Klooth Erziehungswissenschaften


4 SS englisch


2 30 60 90 3

Lehrform

Vorlesung (2 SWS)

Lernziele

Im Hinblick auf das Verstehen und Verfassen von englisch-sprachigen Dokumentationen oder wissenschaftlichen Artikeln erwerben die Studierenden englische Grundbegriffe und Ausdrucksformen in der technischen, vorzugsweise informatik-bezogenen Domäne.

Beschreibung

Inhalte werden nach Möglichkeit teilnehmer-spezifisch ausgestaltet, d.h. Bezug nehmend auf Studiengang mit gewählten Schwerpunkten.



Literatur

- Literatur nach Vereinbarung

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Ergänzungsbereich 2 (Allgemeinbildende Grundlagen) B-EB2


Elektrotechnische Grundlagen B-ETG


Elektrotechnische Grundlagen b-etg


Prof. Dr.-Ing. Heinrich Brakelmann Elektro- und Informationstechnik


1 o. 6. WS o. SS deutsch


3 45 105 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sind nach Besuch der Veranstaltung in der Lage, die wesentlichen Grundlagen der genannten elektrotechnischen Fragestellungen zu begreifen und einfache Fragestellungen aus diesen Gebieten selbständig zu lösen. Hierzu gehören insbesondere die Berechnung von Gleichstrom- und Wechselstromkreisen sowie das Berechnen einfacher elektrischer oder magnetischer Felder.

Beschreibung

Die Vorlesung führt die Studierenden in die Grundlagen der Elektrotechnik ein. Inhalte im Einzelnen: - Stationäres elektrisches Strömungsfeld - Gleichstromkreise - Stationäres elektrisches Feld - Stationäres magnetisches Feld – Wechselstromkreise.



Literatur

- H. Linse: Elektrotechnik für Maschinenbauer, Teubner-Verlag, Stuttgart, 1992 - F. Moeller, at al.: Grundlagen der Elektrotechnik, Teubner-Verlag, Stuttgart, 1992 - G. Flegel, K. Birnstiel: Elektrotechnik für Maschinenbauer, Hanser-Verlag, München, 1993 - H. Lindner: Elektroaufgaben, Bd. 1: Gleichstrom, Bd. 2: Wechselstrom, Fachbuchverlag Leipzig, 1990 u. 1989 - K. Lunze: Einführung in die Elektrotechnik, Verlag Technik Berlin, 1991

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Grundlagen elektronischer Bauelemente und Schaltungen B-GBS


Grundlagen elektronischer Bauelemente und Schaltungen b-gbs


Prof. Dr. rer. nat. Franz-Josef Tegude Elektro- und Informationstechnik




3 45 105 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden sind fähig, die grundlegenden Konzepte elektronischer Bauelemente zu verstehen und die Abhängigkeiten von technologischen Größen abschätzen zu können.

Beschreibung

Im Rahmen der Veranstaltung werden zunächst MOS-Kondensatoren und Ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD) behandelt. Im Anschluss daran werden die Grundlagen von - Feldeffekttransistoren (MOSFET, Sperrschicht-FET (MESFET, JFET)) sowie - bipolaren Bauelementen (pn-Dioden, npn- bzw. pnp-Transistoren, und spezielle Bauteile wie Tunnel- und Zenerdioden) erarbeitet und die DC-Eigenschaften dieser Bauelemente hergeleitet.



Literatur

- F.J.Tegude, Festkörperelektronik, Skript zur Vorlesung, Universität Duisburg - Essen, 2004 - K.-H. Rumpf, K.Pulvers, Elektronische Halbleiterbauelemente – Vom Transistor zur VLSI-Schaltung, Dr. Alfred Hüthig Verlag Heidelberg, ISBN 3-7785-1345-1, 1987 - K.Bystron, J.Borgmeyer, Grundlagen der Technischen Elektronik, Carl Hanser Verlag, München Wien, Studienbücher, ISBN 3-446-15869-3, 1990 - R.S. Muller, T.I.Kamins, Device Electronics for Integrated Circuits, John Wiley & Sons, 1986, ISBN 0-471-88758-7

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- H.Tholl, Bauelemente der Halbleiterelektronik, B.G.Teubner, Stuttgart, 1978, II, Teil 2, ISBN 3-519-06419-7 - M.Shur, GaAs Devices and Circuits, Plenum Press, Microdevices: Physics and Fabrication Technologies, New York 1987, ISBN 0-306-42192-5

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Grundlagen der Mechanik und Dynamik B-GMD


Grundlagen der Mechanik und Dynamik m-gmd


Prof. Dr.-Ing. Andres Kecskemethy Maschinenbau




4 60 90 150 5

Lehrform

Vorlesung (2 SWS) und Übung (1 SWS) und Tutorium (1 SWS)

Lernziele

Beherrschung der Grundlagen der Dynamik und die Fähigkeit, technische Fragestellungen und Probleme der Dynamik selbständig zu strukturieren und zu lösen.

Beschreibung

Die Veranstaltung stellt eine grundlegende Einführung in den Bereich der Dynamik dar. Nach der Einführung der Grundbegriffe der Kinematik steht die Dynamik starrer Körper im Zentrum der Betrachtungen. Inhalte im Einzelnen: 0. Grundlagen der Vektorrechnung, Grundlagen der Statik. 1. Kinematik des Punktes: Darstellung in kartesischen und krummlinigen Koordinaten, natürliche, Bahn-, Polar-, Zylinder- und Kugelkoordinaten; eindimensionale Bewegung; graphische Darstellungsmöglichkeiten: Hodographen- und Tachographenkurve. 2. Kinematik des starren Körpers: ebene Bewegung, Momentanpol, Rast- und Gangpolbahn; räumliche Bewegung, Elemente der räumlichen Drehung, Euler- und Kardanwinkel, allgemeine räumliche Bewegung, Geschwindigkeitsschraube und -winder. 3. Grundlagen der Kinetik: Impuls- und Drallsatz. 4. Kinetik starrer Körper: der Drall des starren Körpers, Eigenschaften des Trägheitstensors, Drallsatz für die allgemeine Drehung des starren Körpers: Eulersche Ableitungsregeln für Relativbewegungen, dynamische Eulergleichungen, freie Bewegung des Kreisels; ebene Bewegungen, Trägheitsradius. Kinetik des Schwerpunktes: Impulssatz für Systeme veränderlicher Masse, Zentralbewegungen. 4. Energiesatz: Begriffe der Arbeit und Leistung, Potential- bzw. konservative Kräfte; Energiesatz für Punktmassen und starre Körper. 5. Schwingungen: Struktur der Bewegungsgleichungen eines eindimensionalen Schwingers, Gleichgewichtslagen, Linearisierung der Bewegungsgleichungen; freie, ungedämpfte Schwingungen, Körperpendel, lineare gedämpfte Schwingungen, erzwungene Schwingungen, harmonische Erregung. 6. Stoßvorgänge, Grundgleichungen für den freien Stoß, gerade, zentrale, exzentrische, schiefe und Lagerstöße, Stoßzentrum. 7. Elemente der analytischen Mechanik; geometrische/kinematische, skleronome/rheonome, einseitige/zweiseitige, holonome/nichtholonome Bindungen; Freiheitsgrade und virtuelle Verschiebungen; Fundamentalgleichung der Dynamik, eingeprägte und Reaktionskräfte, ideale Bindungen; Lagrange`sche Gleichungen 2. Art, verallgemeinerte Koordinaten.


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Literatur

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Grundlagen der Roboter-Kinematik B-GRK


Grundlagen der Roboter-Kinematik b-grk


Prof. Dr.-Ing. Andres Kecskemethy Maschinenbau




4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Studierende sollen nach Besuch der Veranstaltung typische Fragestellungen der Kinematik strukturieren und selbstständig lösen können.

Beschreibung

Die Veranstaltung beinhaltet spezifische Betrachtungen der Kinematik von Getrieben und Robotern. Inhalte im Einzelnen: - Vektorräume - Starrkörperbewegung: eben, räumlich, Parametrisierung von Rotationen (Euler-Winkel, Rotationsvektor, Rodriguez-Parameter), infinitesimale Rotationen, Kinematik serieller Ketten, Kinematik geschlossener Ketten - Prinzip der kinetostatischen Übertragung, Übertragung von Lasten - Dynamische Gleichungen mit Hilfe der Kinematik - Kinematik ebener Getriebe: Momentanschraube, Krümmungmittelpunkt.



Literatur

- O. Bottema and B. Roth: Theoretical Kinematics, Dover Publications, 1990 - K.H. Hunt: Kinematic Geometry of Mechanisms, Oxford University Press, 1978 - S.L. Altmann: Rotations, Quaternions and Double Groups, Dover Publications, 2005 - R.P. Paul: Robot Manipulators: Mathematics, Programming and Control, MIT Press, 1981

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Mechatronik B-MCH


Mechatronik b-mch


Prof. Dr.-Ing. Dieter Schramm Maschinenbau


1 o. 6 SS deutsch


3 45 105 150 5

Lehrform


Lernziele

Kenntnis und Verständnis des Grundaufbaus mechatronischer Systeme, der speziellen Anforderungen an die Entwicklungs- und Entwurfsprozesse sowie der Grundprinzipien der für mechatronische Systeme typischen Begriffe Funktions- und Hardwareintegration. Die Studierenden sollen die Analyse und Beurteilung mechatronischer Systeme hinsichtlich der Funktionsprinzipien, der eingesetzten Komponenten (Sensoren, Aktoren, mechanischer Grundprozess), Signalverabeitung, Kommunikation (Bussysteme) sowie der Prozessführung (Informationsverarbeitung, Nutzung des Prozesswissens) beherrschen lernen.

Beschreibung

Mechatronik verknüpft die drei Einzeldisziplinen Mechanik (Maschinenbau), Elektronik (Elektrotechnik) und Informatik miteinander. Diese Vorlesung gibt einen ersten Überblick über Konzepte und Prozesse bei mechatronischen Systemen. Diese werden anhand praxisnaher Beispiele veranschaulicht. Inhalte im Einzelnen: - Begriffsbildung - Entwicklungsmethodik und Entwurfsprozess in der Mechatronik - Modellbildung technischer Systeme - Dynamik mechanischer Prozesse - Signalverarbeitung, -aufbereitung und Schwingungsanalyse - Sensoren (Überblick) - Aktoren (Überblick) - EMV - Bussysteme - Qualitätsmanagement in der Mechatronik.



Literatur

- Bolton, W.: "Bausteine mechatronischer Systeme", Pearson Studium, München, 2004 - Roddeck, W.: "Einführung in die Mechatronik", Teubner, Stuttgart, 2003 - Isermann, R.: "Mechatronische Systeme - Grundlagen", Springer Verlag, Berlin, 1999 - Online-Foliensatz (deutsch und englisch)

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Mathematische Grundlagen der Kryptographie B-MGK


Mathematische Grundlagen der Kryptographie b-mgk


Prof. Dr.-Ing. Han Vinck Experimentelle Mathematik und Informatik




4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Der Studierende soll die mathematischen Grundlagen und Prinzipien der Kryptographie verstehen und die Komplexität der angewandten Algorithmen einschätzen können.

Beschreibung

Die Veranstaltung fokussiert die mathematischen Grundlagen der Kryptographie. Inhalte im Einzelnen: - Kryptographie in der Kommunikation - Klassische Kryptographie, Substitution, Vernam, Vigenere, Enigma, Transposition, DES, AES - Public Key und die Mathematik, Diffie-Hellman, ElGamal, RSA - Algorithmen und Protokolle, Komplexität, Challenge-response - Authentifizierung, Passwort, Zertifikat - Signaturen, Hash Funktionen - Strom Chiphre, Zahlen Generator - Sicherheit in Netzen, Schlüsselverteilung, Zertifizierung, Zugriffskontrolle.



Literatur

- B. Schneier: Applied Cryptology; John Wiley and Sons, 1996 - H. van Tilborg, An Introduction to Cryptology, Kluwer, 1988 - Skript von Prof. Vinck

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Angewandte Betriebswirtschaftslehre B-EB2


Angewandte Betriebswirtschaftslehre m-abw


Prof. Dr.-Ing. Thomas Steinhäuser Materialtechnik




4 60 90 150 5

Lehrform


Lernziele

Die Studierenden - kennen die Rechtform von Unternehmen - kennen Lohnfindungssysteme und Arbeitsbewertungsmethoden - kennen die arbeitsrechtlichen Grundlagen - können Maschinenstundensätze berechnen - sind in der Lage, Kalkulationen durchzuführen - können einfache Investitionsrechnungen durchführen - können in Grundzügen Bilanzen lesen.

Beschreibung

Die Veranstaltung behandelt aus Anwendersicht die Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre. Inhalte im Einzelnen: - Unternehmensformen - Arbeitsbewertung/Entgelt - Mitbestimmung - Betriebsmittel - AfA - Kostenarten, Kostenstellen, Kostenträgerrechnung - Kalkulationsmethoden - Produktions- und Kostenfunktion - Investitionsrechnung statisch/dynamisch – Bilanzen.



Literatur

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Teil IV: Bachelor-Projekt, Bachelor-Seminar, Bachelor-Arbeit


Software-zentriertes Praxisprojekt (Bachelor-Projekt) B-PRO


Software-zentriertes Praxisprojekt (Bachelor-Projekt) b-pro

Modulverantwortliche Fachbereich/Abteilung

Alle Professoren der Abteilung Informatik Informatik


5 WS deutsch


6 90 150 240 8

Lehrform

Projekt (15 Wochen)

Lernziele

Im Laufe des BA-Projektes lernen die Studierenden, typische Methoden und Werkzeuge aus den verschiedenen Phasen eines Softwareprojektes zu beherrschen, wobei insbesondere kollaborative Werkzeuge im Vordergrund stehen. Ferner sollen die Studierenden außerfachliche Methoden der Gruppenarbeit beherrschen lernen, wie die Arbeitsorganisation, die Diskussion der weiteren Vorgehensweise, das Treffen von Absprachen und die Präsentation von Ergebnissen. Durch gemeinsames Arbeiten an einer komplexen Aufgabenstellung, durch die Zuweisung und Lösung von Teilaufgaben durch Untergruppen und anschließender Fusion der Ergebnisse wird auf die in der späteren Berufspraxis maßgebliche arbeitsteilige Vorgehensweise vorbereitet.

Beschreibung

Das BA-Projekt ist eine Einheit bestehend aus einem praktischen Teil und einem theoretischen Teil. Im praktischen Teil wird ein Software-System bzw. ein Hardware-Software-System realisiert, der begleitende theoretische Teil hat die Form einer Spezialvorlesung oder eines Seminar oder eines Kolloquiums. Die Studierenden erstellen in einer Gruppe von bis zu 12 Mitgliedern ein Software-System, angelehnt an das Forschungsgebiet des jeweils gewählten Lehrstuhls (wechselnde Themenstellungen). Dabei werden über den Zeitraum eines Semesters wichtige Inhalte aus den Grundlagen und Anwendungsfächern der Informatik sowie der Mathematik exemplarisch an einem konkreten Szenario angewendet. Es werden grundlegende innovative Systemkonzepte aus den jeweiligen Forschungsgebieten der Lehrstühle prototypisch realisiert. Dabei werden alle Phasen eines typischen Softwareprojektes durchlaufen.


Beurteilung der individuellen Leistung im Projekt, auch im Hinblick auf Beitrag zur Gruppenleistung

Literatur

Wird individuell bekannt gegeben

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Bachelor-Seminar B-SEM


Bachelor-Seminar b-sem




6 SS deutsch Alle Veranstaltungen gemäß dem Bachelor-Studienplan bis zum 5. Sem.

SWS Präsenzstudium EigenstudiumArbeitsauf-wand in h

ECTS-Credits

2 30 60 90 3 (darin enthalten anteilig 1 Cr für Ergänzungsbereich 1)

Lehrform

Seminar (2 SWS)

Lernziele

Durch die erfolgreiche Teilnahme am BA-Seminar zeigen die Studierenden, dass sie ein eng fokussiertes grundlegendes Thema eines Forschungsgebietes verstehen, aufarbeiten, einen Vortrag dazu vorbereiten, durchführen und Fragen beantworten, sowie eines Ausarbeitung dazu erstellen können, und zwar innerhalb einer vorgegebenen zeitlichen Frist. Mit integriert ist ebenso die aktive Beteiligung an der Diskussion bei allen Vorträgen, sodass die Studierenden im Rahmen des Proseminars ebenfalls ihre Vortrags- und Diskussionstechnik entwickeln und verbessern werden.

Beschreibung

Die Studierenden arbeiten sich unter enger wissenschaftlicher Betreuung in ein eng fokussiertes grundlegendes Thema eines Forschungsgebietes ein, bereiten das Thema zu einem Vortrag auf, und erstellen hierzu eine Ausarbeitung. Zusätzlich zum eigenen Vortrag beteiligen sich die Studierenden an den Diskussionen im Kontext von allen Vorträgen des Seminars. Im Rahmen dieses informatik-bezogenen Bachelor-Seminars wird ebenfalls die Vortrags- und Diskussionstechnik verbessert, und damit eine gesonderte Schlüsselqualifikation (relevant für Ergänzungsbereich 1) mit erworben.


Beurteilung von Vortrag, Ausarbeitung, Diskussion

Literatur


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Bachelor-Arbeit und Kolloquium B-BAK


Bachelor-Arbeit und Kolloquium b-bak




6 SS deutsch

Qualifikationen basierend auf allen Veranstaltungen bis zum 4. Semester, und vorteilhaft alle Module im 5. Semester, jedoch zwingend das Schwerpunkt-Modul sowie das Software-zentriertes Praxisprojekt im 5. Semester.

Wochen Präsenzstudium Eigenstudium Arbeitsaufwand in h ECTS-Credits

13 0 360 360 14

Lehrform

Bachelor-Arbeit (13 Wochen) inklusive begleitendes Kolloquium

Lernziele

Mit der Bachelor-Arbeit zeigen die Studierenden, dass sie in der Lage sind, innerhalb einer vorgegebenen Frist ein Problem der Angewandten Informatik selbständig auf der Grundlage der bis dahin im Bachelor-Studiengang erzielten Qualifikationen zu bearbeiten. Die Ausrichtung der Arbeit hat eher praktischen Charakter, so dass im Allgemeinen ein Programm oder kleines Softwaresystem zu realisieren ist, zusammen mit einer Dokumentation und Ausarbeitung. Die Betreuungsbeziehung ist hierbei ziemlich eng, wobei jedoch genügend Freiräume eingeräumt werden. Im Rahmen des Kolloquiums lernen die Studierenden, Zwischen- und Endergebnisse innerhalb festgesetzter Zeitdauer verständlich zu präsentieren.

Beschreibung

Die Bachelor-Arbeit schließt die wissenschaftliche Ausbildung im Bachelor-Studiengang Angewandte Informatik ab. Über einen Zeitraum von etwa 13 Wochen wird selbständig unter wissenschaftlicher Betreuung ein Thema bearbeitet, welches an die Grundlagen und neuen Forschungsergebnisse des jeweiligen Fachgebiets angelehnt ist. Im Rahmen des begleitenden Kolloquiums stellen die Studieren-den Zwischen- und Endergebnisse ihrer Bachelor-Arbeit vor, und beteiligen sich ebenfalls an Diskus-sionen über andere vorgestellte Bachelor-Arbeiten. Themen für Bachelor-Arbeiten stammen aus dem Schwerpunkt Ingenieurinformatik oder Medieninformatik bzw. werden an der Schnittstelle von beiden formuliert. Angelehnt an die Forschungsschwerpunkte der Informatik-Professuren kann dieses im Besonderen eines der folgenden Themengebiete betreffen: - Wissenschaftliches Rechnen, Computer-graphik und Bildverarbeitung - Kooperative und lernunterstützende Systeme – Wissensbasierte und natürlichsprachliche Systeme - Informationssysteme - Interaktive Systeme und Interaktionsdesign - Theoretische Informatik - Intelligente Systeme - Informationslogistik - Verteilte Systeme.


Begutachung der Bachelor-Arbeit zusammen mit dem Kolloquiumsvortrag

Literatur


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Teil V: Index der Module/Veranstaltungen

Modul/Veranstaltung Seite, B1:

Abstraktionskonzepte 17

Angewandte Betriebswirtschaftslehre 77

Automaten und formale Sprachen 25

Bachelor-Arbeit 80

Bachelor-Projekt 78

Bachelor-Seminar 79

Berechenbarkeit und Komplexität 27

Betriebssysteme 37

Datenbanken 36

Datenstrukturen und Algorithmen 23

Digitaltechnische Grundlagen und Mikrocomputer 21

Diskrete Mathematik 1 58

Diskrete Mathematik 2 60

Einführung in Information Retrieval 51

Einführung in die Numerische Mathematik 44

Eingebettete Systeme 48

Electronic Business 55

Elektrotechnische Grundlagen 69

Fortgeschrittene Programmiertechniken 16

Grundlagen der Bildverarbeitung 43

Grundlagen der Künstlichen Intelligenz 39

Grundlagen der Mechanik und Dynamik 72

Grundlagen der Roboter-Kinematik 74

Grundlagen elektronischer Bauelemente und Schaltungen 70

Grundlegende Programmiertechniken 15

Internet-Technologie und Web Engineering 53

Logik 35

Logik und Datenbanken 34

Mathematik für Informatiker 1 62

Mathematik für Informatiker 2 64

Mathematische Grundlagen der Kryptographie 76

Mechatronik 75

Mensch-Computer Interaktion 41

Modellbildung und Simulation 50

Modellierung 18

Multimedia Engineering 52

Neuroinformatik und Organic Computing 47

82

Programmieren in C/C++ 45

Programmierparadigmen 19

Programmiertechnik 14

Programmiertechniken für Intelligente Systeme 40

Projektmanagement 66

Qualitätsmanagement 67

Rechnerarchitektur 22

Rechnernetze und Kommunikationssysteme 32

Rechnernetze und Sicherheit 31

Rechnersysteme 20

Sicherheit in Kommunikationsnetzen 33

Software-Technik 29

Sprachtechnologie 57

Statistik 65

Technisches Englisch 68

Theoretische Informatik 24

Wahrscheinlichkeitsrechnung und Stochastik 63

Documents

Modulhandbuch von Bachelor-Studiengang Angewandte ...bmai.inf.uni-due.de/fileadmin/Dokumente_BMAI/BAI-modulhandbuch.pdf · Die Mathematik für Informatiker 1 fokussiert auf Analysis