Modulhandbuch
Bachelor Informatik
FernUniversität in Hagen
Fakultät für Mathematik und Informatik
Stand:
30.11.2016
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Inhaltsverzeichnis
Pflichtmodule
3
Katalog B2: Computersysteme
19
Katalog B3: Informationssysteme und Künstliche Intelligenz
28
Katalog B4: Software Engineering und Programmiersprachen
35
Katalog B7: Computer und Mensch
39
Katalog M1: Grundlagen der Informatik
44
Katalog M2: Computersysteme
58
Katalog M3: Informationssysteme und Künstliche Intelligenz
71
Katalog M4: Software Engineering und Programmiersprachen
85
Katalog M7: Computer und Mensch
96
Fachpraktika
103
Seminare
122
Integriertes Nebenfach
125
Abschlussmodul
139
Detailliertes Inhaltsverzeichnis
143
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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Pflichtmodule
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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Einführung in die imperative Programmierung und Datenstrukturen I
Lehrende/r
Jörg Desel
Ralf Hartmut Güting
Dauer des Moduls
ECTS
zwei oder drei Semester, die Kurse 10
bauen aufeinander auf
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Inhalte
Modulbeauftragte/ Jörg Desel
Ralf Hartmut Güting
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01613 Einführung in die imperative Programmierung
WS/SS
SWS
2+1
01661 Datenstrukturen I
SS
SWS
2+1
Bearbeitung der Kurseinheiten: 150 Stunden
Lösungen der Einsendeaufgaben erstellen: 80 Stunden
Klausursvorbereitung, Klausur: 70 Stunden
Nach erfolgreicher Teilnahme sind die Studierenden mit grundlegenden imperativen
Programmierkonzepten vertraut. Sie kennen Richtlinien für guten Programmierstil sowie
Grundlagen des Testens. Die sinnvolle Anwendung sämtlicher Lerninhalte beherrschen sie
im Rahmen von kleineren Programmieraufgaben. Sie kennen die wichtigsten
grundlegenden Datenstrukturen und Algorithmen der Informatik. Sie sind in der Lage, für
die eigene Softwareentwicklung die jeweils geeignete Datenstruktur auszuwählen und sie
ggf. anzupassen. Sie besitzen ein eingehendes Verständnis der Analyse von Algorithmen
und können somit zwischen effizienten und ineffizienten Lösungen in der Programmierung
unterscheiden.
Kurs 01613 stellt grundlegende imperative Programmierkonzepte und ihre sinnvolle
Anwendung vor. Behandelt werden u.a. einfache und strukturierte Datentypen, Zeiger und
einfache dynamische Datenstrukturen (lineare Listen, Binärbäume), einfache und
zusammengesetzte Anweisungen, Schleifen, Prozeduren, Funktionen und Rekursion. Es
wird eine Pascal-ähnliche Programmiersprache verwendet. Bei der Vermittlung der
Konzepte wird darauf geachtet, dass der Zugang zur Objektorientierung nicht verstellt wird.
Die Bedeutung der Software-Qualitätssicherung wird dadurch unterstrichen, dass von
Beginn an Wert auf guten Programmierstil gelegt wird sowie Grundlagen des Softwaretests
vermittelt werden.
Kurs 01661 behandelt grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen der Informatik.
Algorithmen sind Methoden zum Lösen von Problemen. Ein Datentyp ist eine Menge von
Objekten zusammen mit Operationen auf diesen Objekten; eine Datenstruktur
implementiert einen Datentyp, wobei eine Repräsentation für die Objekte und Algorithmen
für die Operationen festgelegt wird.
Inhalte: Grundlegende Datentypen (Listen, Stacks, Queues, Bäume), Dictionaries (Hashing,
Suchbäume, AVL-Bäume), Sortieralgorithmen, Graphen, Algorithmus von Dijkstra zur
Bestimmung kürzester Wege, B-Bäume. Zur Darstellung von Algorithmen und
Datenstrukturen gehört jeweils die Analyse von Laufzeit und Platzbedarf.
Ergänzende Literatur:
T. Ottmann, P. Widmayer: Programmierung mit Pascal, 8. Auflage, Teubner Verlag, 2011.
P. Liggesmeyer: Software-Qualität: Testen, Analysieren und Verifizieren von Software, 2.
Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, 2009.
R.H. Güting und S. Dieker, Datenstrukturen und Algorithmen. 3. Aufl., Teubner- Verlag
Stuttgart, 2004.
T. Ottmann und P. Widmayer, Algorithmen und Datenstrukturen. 5. Aufl., Spektrum
Akademischer Verlag, Heidelberg, 2012.
G. Saake und K.U. Sattler, Algorithmen und Datenstrukturen. Eine Einführung mit Java. 4.
Aufl., dpunkt.verlag, Heidelberg, 2010.
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
01613: Mathematische Schulkenntnisse.
01661: Grundkenntnisse der Programmierung (z.B. aus Kurs 01613), Grundkenntnisse der
Programmiersprache Java (können auch noch parallel zum Kurs erworben werden, etwa
anhand eines einführenden Buches zu Java).
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
in jedem Kurs Kursabschlussklausur
bestanden
Quote erfolgreicher Einsendeaufgaben zu jedem
Kurs
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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Mathematische Grundlagen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Luise Unger
Luise Unger
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01141 Mathematische Grundlagen
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes, insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Klausurvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 55 Stunden
Die Studierenden entwickeln Vertrautheit mit grundlegenden Konzepten der Mathematik,
sehen den zum Teil aus der Schule bekannten Stoff in neuen Zusammenhängen und lernen
die Grundbegriffe und -techniken sicher zu beherrschen. Sie erlernen mathematische
Arbeitsweisen, entwickeln mathematische Intuition und üben deren Umsetzung in präzise
Begriffe ein. Ferner erwerben sie Basiswissen und Fertigkeiten für das gesamte weitere
Studium. Durch die Teilnahme an Internet-Diskussionsgruppen sowie an den optionalen
Präsenzveranstaltungen wird Teamarbeit und das Einüben wissenschaftlicher
Kommunikation gefördert.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS/SS
SWS
4+2
Das Modul besteht aus einem Kurs mit sieben Kurseinheiten und bietet eine Einführung in
die mathematische Argumentation sowie einen Einblick in zentrale Themen der Linearen
Algebra, Analysis und Logik.
Nach einer Einführung in wissenschaftliche Arbeitstechniken, elementare Aussagenlogik
und Beweisprinzipien werden in den ersten drei Kurseinheiten Themen der Linearen
Algebra behandelt. Zu nennen sind Matrizenrechnung, elementare Zeilenumformungen
von Matrizen, Existenz und Eindeutigkeit der Treppennormalform einer Matrix,
Lösungsalgorithmen für lineare Gleichungssysteme, endlich erzeugte Vektorräume und
lineare Abbildungen sowie der Zusammenhang zwischen abstrakten endlich erzeugten
Vektorräumen und ihren Koordinatenräumen, beziehungsweise linearen Abbildungen und
ihren Matrixdarstellungen.
Die folgenden drei Kurseinheiten widmen sich den Grundlagen der Analysis. Hier sind zu
nennen reelle Zahlen, Folgen, Reihen, Stetigkeit, Differenzierbarkeit, Taylorentwicklung,
Potenzreihen und das Riemann Integral.
In der letzten Kurseinheit wird in die Grundlagen der Aussagen- und Prädikatenlogik
eingeführt.
Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Studientag/e
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
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Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
bestandene Kursabschlussklausur
keine
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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Algorithmische Mathematik
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Winfried Hochstättler
Winfried Hochstättler
Dominique Andres
Immanuel Albrecht
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01142 Algorithmische Mathematik
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 18 Stunden): 126 Stunden
Einüben des Stoffes, insbes. Durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Klausurvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 69 Stunden
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls könnnen die Studierenden abstrakte
Zusammenhänge formal analysieren und logisch und formal korrekt schließen.
Die Studierenden sind in der Lage, algorithmische Probleme zu modellieren und zu lösen.
Die Studierenden besitzen Grundkenntnisse der Graphentheorie, der Algorithmen auf
Graphen, deren Datenstrukturen und der Analyse der Laufzeit und von
Optimierungsalgorithmen.
Die Studierenden kennen elementare Kenntnisse numerischer Berechnungen. Sie sind
sensibilisiert, bei numerischen Ergebnissen rundungsfehlerbehaftete Berechnungen zu
berücksichtigen.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS/SS
SWS
4+2
Das Modul "Algorithmische Mathematik" setzt sich zusammen aus zwei Teilen, der
"Diskreten Mathematik" und der "Numerik und Optimierung". Im Kurs werden zunächst
Beweismethoden an einfachen Beispielen vorgestellt und anhand von kombinatorischen
Problemen eingeübt. Dabei werden elementare Abzählprobleme und Abschätzungen für
Fakultäten und Binomialkoeffizienten vorgestellt. Dann werden Graphen eingeführt und als
algorithmische Probleme Breitensuche, Eulertouren, Erkennen von Valenzsequenzen,
minimale aufspannende Bäume und bipartites Matching diskutiert.
Im numerischen Teil stellen wir die Kodierung von Zahlen vor, mögliche Fehlerquellen bei
rundungsfehlerbehafteten Rechnungen und klassische Verfahren der Linearen Algebra wie
LU-Zerlegung und Cholesky-Faktorisierung. In der nicht-linearen Optimierung stellen wir
notwendige und hinreichende Bedingungen für Extremwerte im unrestringierten und im
restringierten Fall vor. Wir diskutieren Suchverfahren, das Newton-Verfahren und das
konjugierte-Gradienten-Verfahren. Aus der linearen Optimierung stellen wir den SimplexAlgorithmus vor.
Ergänzende Literatur:
Jiri Matousek und Jaroslav Nesetril: Diskrete Mathematik - Eine Entdeckungsreise. SpringerVerlag, 2. Aufl., 2007
R.L. Graham, D. E. Knuth und O. Patashnik: Concrete Mathematics - A Foundation for
Computer Science. Addison-Wesley, 2nd Edition, 1994
R. Schaback und H. Wendland: Numerische Mathematik. Springer-Verlag, 5. Aufl., 2005
W. Struckmann und D. Wätjen: Mathematik für Informatiker. Spektrum Akademischer
Verlag, 2006
D. G. Luenberger: Linear and Nonlinear Programming. Addison-Wesley, 3rd Edition, 2010
Inhaltliche
Voraussetzungen
Der Kurs setzt die Inhalte des Moduls "Mathematische Grundlagen" voraus.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Modulhandbuch
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Bachelor Informatik
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internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Zusatzmaterial
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
bestandene Kursabschlussklausur
keine
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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Computersysteme
Lehrende/r
Dauer des Moduls
ein oder zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Modulbeauftragte/ Jörg Keller
Jörg Keller
Wolfram Schiffmann
Wolfram Schiffmann
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01608 Computersysteme I
WS/SS
1.Hälfte
SWS
2+1
01609 Computersysteme II
WS/SS
2.Hälfte
SWS
2+1
Kurseinheiten: 150 Stunden
Einsendearbeiten: 75 Stunden
Studientage u. Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Nach erfolgreicher Teilnahme können die Teilnehmer Schaltfunktionen algebraisch
beschreiben und Wertetabellen sowie Primimplikanten bestimmen. Sie können Schaltnetze
wichtiger Schaltfunktionen wie Addierer oder Multiplexer aus parametrisierten
Definitionen ableiten und ihre Komplexität analysieren. Sie können Automaten und
komplexe Schaltwerke synthetisieren und analysieren.
Nach erfolgreicher Teilnahme können die Teilnehmer die Teile eines Computersystems
identifizieren und ihre Funktionsweise erklären. Sie können Architekturkonzepte erläutern,
insbesondere Zusammenhänge zwischen Befehlssatz- und Mikroarchitektur. Sie können die
Hitraten verschiedener Cache-Architekturen bei gegebener Zugriffssequenz bestimmen. Sie
können verschiedene Formen der Parallelität zur Leistungssteigerung darstellen.
Inhalte
Der Kurs 01608 führt in die Grundlagen ein, die zum Verständnis von Mikroprozessoren und
Rechnersystemen notwendig sind. Dies sind Schaltfunktionen und Schaltnetze,
Speicherglieder und Schaltwerke, komplexe Schaltwerke. Schaltfunktionen werden
algebraisch durch Boole'sche Ausdrücke beschrieben, hierbei werden auch kürzeste
Normalformen bestimmt. Weiterhin wird die Realisierung von Schaltfunktionen durch
Gatter sowie viel benutzte Schaltnetze vorgestellt. Als Kombination von Schaltnetzen mit
Speichergliedern entstehen Schaltwerke, die als endliche Automaten beschrieben,
analysiert und synthetisiert werden. Für komplexe Schaltwerke mit einer sehr großen Zahl
von Zuständen erfolgt eine Beschreibung mittels ASM-Diagrammen und eine Aufteilung der
Realisierung Operations- und Steuerwerk.
Der Kurs 01609 beschreibt den Aufbau eines Computers und das Zusammenspiel seiner
Komponenten, die einem komplexen Schaltwerk entsprechen. Dabei werden verschiedene
Ausführungsvarianten zur Realisierung der (Teil)Schaltwerke erläutert. Dann wird gezeigt,
welchen Einfluss die Befehlssatzarchitektur eines Prozessors auf dessen HardwareImplementierung hat und es wird anhand des MIPS-Prozessors ein typisches Beispiel für
den Befehlssatz eines so genannten Reduced Instruction Set Comupter (RISC) vorgestellt.
Danach werden verschiedene Mikroarchitekturen für Prozessoren untersucht und Beispiele
von drei Mikroarchitektur-Typen für exemplarische Befehle des zuvor vorgestellten MIPSBefehlssatzes werden ausführlich behandelt. Zum Schluss werden Möglichkeiten zur
Optimierung der Speicherarchitektur vorgestellt und am Beispiel der drei möglichen CacheVarianten analysiert.
Ergänzende Literatur:
J. Keller und W. Paul: Hardware Design. Formaler Entwurf digitaler Schaltungen, 3. Auflage,
Teubner-Verlag, 2005
W. Schiffmann: Technische Informatik 2 - Grundlagen der Computertechnik, 5. Auflage,
Springer-Verlag, 2005
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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H. Bähring: Mikrorechner-Technik, Springer-Verlag, 2005
U. Brinkschulte und T. Ungerer: Mikrocontroller und Mikroprozessoren, Springer-Verlag,
2002
Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Studientag/e
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Das Modul Computersysteme (Kurse 01608 und 01609) wird zum Sommersemester
2017 grundlegend überarbeitet. Bis einschließlich Wintersemester 2017/2018 wird die
Prüfungsklausur Computersysteme in zwei Varianten (neue und alte Kursversion)
angeboten. Die Anmeldung erfolgt für beide Varianten in gleicher Weise.
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
keine
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
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Bachelor Informatik
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Softwaresysteme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Ralf Hartmut Güting
Jörg M. Haake
Dauer des Moduls
zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Jörg M. Haake
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01671 Datenbanken I
SS 1.Hälfte SWS
2+1
01801 Betriebssysteme und Rechnernetze
WS
SWS
2+1
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (8 mal 20 Stunden): 160 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben inkl. Verarbeitung des Korrektur-Feedbacks
(8 mal 6 Stunden): 48 Stunden
Durchführung der praktischen Übungen: 10 Stunden
Mitwirkung an den Diskussionen in der Kurs-Newsgroup: 22 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 60 Stunden
Qualifikationsziele
Nach erfolgreicher Teilnahme können Studierende die Grundkonzepte von
Datenbanksystemen erklären. Sie sind in der Lage, ER-Diagramme für einfache
Anwendungen zu erstellen und diese auf Relationenschemata abzubilden. Sie können
zentrale Begriffe, wie z.B. Relation, Schlüssel, funktionale Abhängigkeit formal definieren.
Sie können die Operationen der Relationenalgebra erklären und Anfragen in Algebra oder
SQL formulieren. Sie können wesentliche Konzepte und Komponenten moderner
Betriebssysteme benennen, erklären und vergleichen sowie ihre Abhängigkeiten
analysieren und erklären. Sie können wesentliche Konzepte von Rechnernetzen und
benennen und erklären sowie den Aufbau und die Funktionsweise der Schichten und
Protokolle erklären und bzgl. ihrer Leistungsfähigkeit bewerten.
Inhalte
Das Modul bietet Einführungen in fundamentale Komponenten der Systemsoftware,
nämlich Datenbanksysteme, Betriebssysteme und Rechnernetze. Datenbanksysteme
verwalten die Daten eines Unternehmens insgesamt, unabhängig von speziellen
Anwendungen. Sie bieten Benutzern eine einfache Vorstellung davon, welche Daten es gibt
und wie man auf sie zugreifen kann in Form eines Datenmodells.
Kurs 01671 behandelt die 3-Ebenen-Architektur, das relationale Modell und seine
Anfragesprachen wie Relationenalgebra, Relationenkalkül und SQL. Im Bereich des
Datenbankentwurfs werden das Entity-Relationship-Modell und Grundzüge der
Normalisierung von Relationenschemata eingeführt (Studientag).
Kurs 01801 führt in die Grundlagen von Betriebssystemen und Rechnernetzen ein. Nach
einem Überblick über den Aufgaben und Komponenten von Betriebssystemen werden
Prozesse und Dateisysteme als wichtige Teilbereiche betrachtet. Im zweiten Teil werden die
oberen Schichten von Rechnernetzen und ihre Nutzung am Beispiel des Internets
behandelt, gefolgt von Vermittlung und Sicherung in Rechnernetzen, mit einem Fokus auf
den tieferen Schichten des Schichtenmodells und Aspekten des Netzwerkkerns.
Ergänzende Literatur:
C.J. Date: An Introduction to Database Systems. Pearson Addison Wesley, 2004.
J.D. Ullman, H. Garcia-Molina, J. Widom: Database Systems: The Complete Book. Prentice
Hall, 2008.
A.S. Tanenbaum: Moderne Betriebsysteme. 3. Auflage, Pearson Studium, 2009.
A.S. Tanenbaum, D. J. Wetherall: Computernetzwerke. 3. Auflage. Pearson Studium. 2012.
G.F. Coulouris, J. Dollimore, T. Kindberg, G. Blair: Distributed Systems. 5. Auflage, Addison
Wesley, 2011.
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
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Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Zusatzmaterial
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
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Bachelor Informatik
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Einführung in die objektorientierte Programmierung
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Friedrich Steimann
Friedrich Steimann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01618 Einführung in die objektorientierte Programmierung
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeitung des Kurstextes: 150 Stunden
Bearbeitung der Übungs- und Einsendeaufgaben: 100 Stunden
Nachbearbeitung und Klausurvorbereitung: 50 Stunden
Nach erfolgreicher Bearbeitung des Moduls
- haben die Studierenden ein Grundverständnis der Konzepte der objektorientierten
Programmierung.
- kennen die Studierenden die wesentlichen Konstrukte der objektorientierten
Programmierung am Beispiel der Programmiersprache Java.
- sind die Studierenden in der Lage, unter Ausnutzung dieser Konstrukte Anwendungen in
der Programmiersprache Java zu entwickeln.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Der Kurs gibt eine Einführung in die Konzepte der objektorientierten Programmierung und
erläutert alle wichtigen Konstrukte der objektorientierten Programmiersprache Java.
Zusammen mit den Einsende-aufgaben will er insbesondere auch programmiertechnisches
Rüstzeug zur Eigenentwicklung von Java-Programmen vermitteln.
Der Kurs behandelt die grundlegenden Konzepte objektorientierter Programmierung:
Objekte, Klassen, Kapselung, Vererbung, Schnittstellen. Diese werden anhand ausgewählter
Beispiele vorgestellt. Der Kurs zeigt auf, wie diese Konzepte zur Realisierung von
Programmbausteinen und von Programmgerüsten herangezogen werden können. Zur
Illustration werden wichtige Eigenschaften von Javas Klassenbibliothek zur Realisierung
graphischer Bedienoberflächen erläutert. Schließlich werden ausgesuchte Aspekte zur
parallelen und verteilten Programmierung mit Java behandelt.
Ergänzende Literatur:
G. Krüger, H. Hansen, Handbuch der Java-Programmierung. Das Handbuch zu Java 8,
O'Reilly, 2014 (http://www.javabuch.de/)
J. Gosling, B. Joy, G. Steele, G. Bracha, A. Buckley, The Java Language Specification. Java SE 8
Edition, Addison-Wesley, 2015 (https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/jls8.pdf)
Inhaltliche
Voraussetzungen
Grundkenntnisse der imperativen Programmierung z.B. aus Kurs 01613
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Zusatzmaterial
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
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Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
bestandene Kursabschlussklausur
keine
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 15 von 145
Grundpraktikum Programmierung
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg M. Haake
Hochschullehrende der
Informatik
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01584 Grundpraktikum Programmierung
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Programmieraufgaben: 250 Stunden
Überarbeitung der Teillösungen gemäß Rückmeldung (sofern notwendig): 40 Stunden
Teilnahme an Präsenzphase (sofern angekündigt): 10 Stunden
Die Teilnehmenden können eine größere Programmieraufgabe selbstständig lösen und
hierzu ein objektorientiertes Programm entwerfen und realisieren, welches die
vorgegebene Anforderungsspezifikation erfüllt. Sie können dazu in einer modernen
objektorientierten Programmierumgebung (Java, Eclipse) ein Programm implementieren,
testen und dokumentieren. Die dabei anfallenden Dateien und Versionen können sie
mittels eines Versionenverwaltungssystems (z.B. CVS) verwalten. Sie können zudem
Kommentare und Änderungsspezifikationen verstehen und umsetzen sowie fachbezogene
Diskussionen mit den Betreuenden führen.
Qualifikationsziele
WS/SS
SWS
4
Inhalte
Im Grundpraktikum Programmierung wird den Teilnehmenden eine Programmieraufgabe
vorgegeben, anhand derer sie die Bedeutung der Modularisierung schätzen lernen. Die
Teilnehmenden bearbeiten die Programmieraufgabe zu Hause. Während der
Bearbeitungszeit werden ihre Fragen mit Hilfe der Praktikumsnewsgroup und per E-Mail
von den Betreuenden beantwortet. Auf Basis der eingereichten Teillösungen erhalten die
Teilnehmenden detailliertes Feedback und ggf. eine Aufforderung, innerhalb einer Nachfrist
Änderungen durchzuführen. Bei der Ankündigung des Praktikums wird darüber informiert,
ob eine Präsenzphase in Hagen stattfindet. Sofern eine Präsenzphase angekündigt wird,
stellen die Teilnehmenden ihre Lösung am Semesterende in Hagen vor.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Für die Teilnahme am Programmierpraktikum sind fundierte Java-Kenntnisse erforderlich.
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Softwaresysteme oder Computersysteme
und Module Einführung in die imperative
Programmierung und Datenstrukturen I sowie
Einführung in die objektorientierte
Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 16 von 145
Grundlagen der Theoretischen Informatik
Lehrende/r
Dauer des Moduls
zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Modulbeauftragte/ André Schulz
André Schulz
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01657 Grundlagen der Theoretischen Informatik A
WS
SWS
2+1
01658 Grundlagen der Theoretischen Informatik B
SS
SWS
2+1
Das Modul besteht aus 2 Kursen mit je 7 Kurseinheiten.
Bearbeitungszeit je Kurseinheit (incl. Übungs- und Einsendeaufgaben): 14 Stunden
(insgesamt 196 Stunden).
Hinzu kommen 104 Stunden für Studientage und Prüfungsvorbereitung.
Nach Bearbeiten des Kurses 01657
nnen die Studierenden mit den wesentlichen
Grundbegriffen (Berechenbarkeit, Entscheidbarkeit,
hlbarkeit) umgehen. Sie können
mit formalen Sprachen arbeiten und diese wichtigen Klassen zuordnen (regulär, kontextfrei,
entscheidbar). Sie kennen zudem Berechnungs- und Beschreibungsmodelle dieser
Sprachklassen.
Nach erfolgreicher Bearbeitung von Kurs 01658
nnen die Studierenden mit
tsmaßen umgehen, Probleme
tsklassen zuordnen und bei
schwierigen Problemen
tzen, ob sie NPndig sind. Sie lernen, wie man zeigen
kann, dass Probleme nicht berechenbar sind.
Inhalte
Im Kurs 01657 wird mit Hilfe formaler Sprachen der Begriff der Berechenbarkeit entwickelt.
chst werden verschiedene Berechnungsmodelle vorgestellt, welche sich an der
Chonsky-Hierarchie orientieren. Besonderes Augenmerk erfahren die regulären,
kontextfreien und entscheidbaren Sprachen. Dies hrt zur Formulierung und Diskussion
der Churchschen These. Es werden die rekursiven und die rekursivhlbaren Mengen
definiert.
Anschließend an den Kurs 01657 widmet sich der Kurs 01658 den nichtberechenbaren
Problemen. Hier werden wichtige Probleme, wie das Halteproblem, vorgestellt und
wichtige Konsequenzen (Satz von Rice, Rekursionstheorem)
utert. Des Weiteren wird
eine
hrung in die
tstheorie gegeben. In diesem Zusammenhang werden die
tsmaße Zeit und Speicherplatz
hrt. Mit einer eingehenden Behandlung
des P-vs-NP-Problems und der NPndigkeitstheorie schließt dieser Teil.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Elementare Begriffe und Methoden der Mathematik, wie sie in den einführenden
Mathematikkursen des Studiengangs verwendet werden.
01658 baut auf 01657 auf.
Kursmaterial
Lehr- und
Betreuungsformen
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 17 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 18 von 145
Katalog B2: Computersysteme
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 19 von 145
Anwendungsorientierte Mikroprozessoren
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Lenhardt
Jörg Lenhardt
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01706 Anwendungsorientierte Mikroprozessoren
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes, insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Selbststudium): 55 Stunden
Nach dem Bearbeiten des Kurses verstehen die Studierenden den komplexen Aufbau
anwendungsorientierter Mikroprozessoren und das Zusammenwirken ihrer Komponenten.
Außerdem wissen sie, wie ein einfacher Mikroprozessor in seine analoge oder digitale
"Umwelt" eingebettet ist und mit ihr kommuniziert. Dadurch werden Ausbildungslücken
geschlossen, die in vielen Kursen über Mikroprozessor-technik bleiben, die sich
hauptsächlich mit den "High-End"-Prozessoren und ihren komplexen Komponenten
beschäftigen. Nach dem Bearbeiten des Kurses sind die Studierenden in der Lage, den
Einsatz z.T. sehr einfacher Mikroprozessoren in den Hunderten von technischen Geräten
(Fernbedienungen, Handys, Haushaltsgeräte usw.) zu verstehen und zu würdigen, die ihnen
täglich das Leben erleichtern.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Der Kurs beschäftigt sich mit der Architektur und der Funktionsweise von
anwendungsorientierten Mikroprozessoren. Das sind zum einen die Mikrocontroller, die im
Prinzip vollständige Rechner in einem einzigen Baustein darstellen, zum anderen die auf die
digitale Verarbeitung analoger Signale spezialisierten Digitalen Signalprozessoren. Im
Mittelpunkt des Kurses stehen technisches Grundlagenwissen und praktischer Einsatz. Es
wird gezeigt, aus welchen Komponenten diese Mikroprozessoren aufgebaut sind und wie
diese zusammenwirken. Dabei wird insbesondere hervorgehoben, wie sie an ihre
spezifischen Anwendungen angepasst sind. Als Grundlage für die Programmierung der
Prozessoren wird ihre Schnittstelle zwischen der Hardware und Software ausführlich
behandelt. Für beide Prozessortypen werden Produktbeispiele präsentiert und es wird auf
aktuelle Entwicklungstrends eingegangen. Ein weiterer Schwerpunkt wird auf die
Beschreibung der Komponenten gelegt, die einen Mikroprozessor zu einem Mikrorechner
erweitern, also insbesondere die verschiedenen Speicherbausteine, Bussysteme sowie
Schnittstellen- und Systemsteuerbausteine.
Ergänzende Literatur:
H. Bähring: Mikrorechner-Technik, 2 Bände, Springer Verlag, 2002, ISBN: 3-540-41648 X,
3-540-43693-6
W. Schiffmann: Technische Informatik 2, Springer Verlag, 2002, ISBN: 3-540-43854-8
U. Brinkschulte, T. Ungerer: Mikrocontroller und Mikroprozessoren, Springer Verlag, 2007,
ISBN: 978-3- 540-46801-1
H. Bähring: Anwendungsorientierte Mikroprozessoren, Springer Verlag, 2010, ISBN:
978-3-642-12291-0
Inhaltliche
Voraussetzungen
Grundkenntnisse in Digitaltechnik und elektrotechnischen Grundlagen
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 20 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 21 von 145
Parallel Programming
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Wolfram Schiffmann
Jörg Keller
Wolfram Schiffmann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01727 Parallele Programmierung und Grid-Computing
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden
Bearbeiten der Einsendearbeiten: 75 Stunden
Studientage und Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Nachdem die Studierenden das Modul bearbeitet haben, können sie bei der Lösung
komplexer Problemstellungen parallelisierbare Komponenten identifizieren, auf homogene
oder heterogene Prozessorarchitekturen verteilen, Softwareimplementierungen für diese
Rechnerarchitekturen
konstruieren, Testfälle generieren und damit die parallele
Implementierung evaluieren, Fehler in einer Implementierung identifizieren und beheben,
Optimierungsmöglichkeiten gegenüberstellen und beurteilen, die Implementierung
rekonstruieren und somit möglichst gut angepasste parallele Softwareimplementierungen
für die einzelnen Problemstellungen hervorbringen.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Mit dem Aufkommen von Multicore-Prozessoren in Desktop-PCs verlässt die parallele
Programmierung die Nischenecke der Großrechner und wird für eine Vielzahl von
Anwendungen interessant. Gleichzeitig werden traditionelle Arbeitsfelder von
Parallelrechnern zunehmend durch das Grid-Computing erobert. Der Kurs enthält Beiträge
zu folgenden Themengebieten: Grundlagen und Modelle der parallelen Programmierung,
Parallele Programmiertechniken wie Shared Memory Programmierung mit POSIX Threads,
Message Passing Interface (MPI) und OpenMP, parallele Matrizenrechnung, parallele
Graphalgorithmen, Einführung in das Cluster- und Grid-Computing, Einführung in die
Middleware Condor, Scheduling von Metatasks, Fallstudien realer Grid-Systeme und
grundlegende Scheduling-Techniken für Workflows in Grids sowie eine kurze Einführung in
Virtuelle Maschinen und Cloud-Computing. Für die Übungen werden verschiedene parallele
Computersysteme bereitgestellt und die Studierenden müssen selbst parallele Software
erstellen.
Ergänzende Literatur:
B.Wilkinson, M. Allen: Parallel Programming, Second Edition, Pearson Education
International, 2005, ISBN 0-13-191865-6
A. Gramma, A. Gupta, G. Karypis, V. Kumar: Introduction to Parallel Computing, Second
Edition, Addison Wesley, 2003, ISBN 0-201-64865-2
B. Jacob Elektrotechnik al.: Introduction to Grid Computing, IBM Redbook,
http://ibm.com/redbooks Barry Wilkinson: Grid Computing, Chapman & Hall, 2009
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Kenntnisse aus den Kursen "Computersysteme", "Einführung in die imperative
Programmierung", "Datenstrukturen I", "Betriebssysteme und Rechnernetze" sowie
"Datenbanken I"
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 22 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 23 von 145
Verteilte Systeme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg M. Haake
Jörg M. Haake
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01678 Verteilte Systeme
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Std.): 140 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben inkl. Verarbeitung des Korrektur-Feedbacks (7 mal 10
Std.): 70 Stunden
Mitwirkung an den Diskussionen in der Kurs-Newsgroup: 20 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 70 Stunden
Die Teilnehmenden entwickeln ein grundlegendes Verständnis für Design und
Implementierung von verteilten Systemen auf der Basis moderner Betriebssysteme und
Rechnernetze. Sie können gängige Probleme bei verteilten Systemen mittels
Designprinzipien lösen und die Einsatzmöglichkeiten und Realisierungsmöglichkeiten
verteilter Anwendungen beurteilen. Durch die Teilnahme an der Kurs-Newsgroup wird das
Einüben wissenschaftlicher Kommunikation gefördert.
Qualifikationsziele
WS
SWS
4+2
Inhalte
Das Modul behandelt die Funktionsweise und Designprinzipien von verteilten Systemen,
die zum Verständnis heutiger Anwendungssysteme im Internet unentbehrlich sind. Ein
verteiltes System besteht aus mehreren Komponenten, die auf vernetzten Rechnern
installiert sind und ihre Aktionen durch den Austausch von Nachrichten über
Kommunikationskanäle koordinieren. Im Vergleich zu autonomen Rechensystemen treten
bei verteilten Systemen ganz neue Probleme auf: Daten, welche auf unterschiedlichen
Rechensystemen auch unterschiedlich dargestellt werden, sollen ausgetauscht werden,
Prozesse müssen synchronisiert werden, verteilte persistente Datenbestände sollen
konsistent gehalten werden. Schwerpunktmäßig behandelt werden die Grundlagen
verteilter Systeme, Prozesse und Kommunikation, Namen und Synchronisierung, Konsistenz
und Replikation, Fehlertoleranz, Sicherheit und verteilte Dateisysteme.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Inhalte des Moduls "Einführung in die imperative Programmierung" und "Datenstrukturen"
und des Kurses 01801 "Betriebssysteme und Rechnernetze" aus dem Modul
Softwaresysteme des Bachelor Informatik sowie Erfahrungen im Umgang mit einem
verbreiteten Betriebssystem wie Unix, MacOSX oder Windows.
Wenn Ihnen Grundkenntnisse über Betriebssysteme oder Rechnernetze fehlen, so sollte es
für Sie möglich sein, ergänzend zur Bearbeitung des Kurses die Ihnen unbekannten
Sachverhalte in einschlägigen Fachbüchern nachzulesen.
Eine gewisse Erfahrung im Programmieren mit einer Programmiersprache wie Java oder C
sollten Sie auch mitbringen, um einige Beispiele zu verstehen.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Anmerkung
Modulhandbuch
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext: Andrew S.
Tanenbaum, Maarten van Stehen, Verteilte Systeme: Prinzipien und Paradigmen.
Zweite Auflage, Pearson Studium, 2007, ISBN 3-8273-7293-3
oder als englische Version
Andrew S. Tanenbaum, Maarten van Stehen: Distributed Systems: Principles and
Paradigms. Second Edition, Prentice Hall, 2006, ISBN 0-13-239227-5
oder als Paperback, 2008, ISBN 0-13-613553-6
Bachelor Informatik
Seite 24 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 25 von 145
Sicherheit im Internet
Lehrende/r
Dauer des Moduls
zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Inhalte
Modulbeauftragte/ Jörg Keller
Klaus Gotthardt
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01866 Sicherheit im Internet I
SS 2.Hälfte SWS
2+1
01868 Sicherheit im Internet I - Ergänzungen
WS 1.Hälfte SWS
2+1
Kurseinheiten: 150 Stunden
Einsendearbeiten: 75 Stunden
Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Nach erfolgreicher Bearbeitung können Studierende ihre fundierten Kenntnisse von
Sicherheitsmaßnahmen und -mechanismen erläutern. Sie können Wissen aus den
Bereichen Mathematik, Rechnernetze und IT Sicherheit kombinieren und mit der
entstehenden Komplexität umgehen. Sie kennen die Grundlagen der wichtigsten Techniken
im Bereich IT-Sicherheit und können diese darlegen, selbständig erweitern und vertiefen.
Die Studierenden können unvollständig definierte Probleme aus dem Bereich IT-Sicherheit
lösen und die Lösungen auch technisch umsetzen. Die Studierenden erwerben in den
Übungen die Fähigkeit zu eigenverantwortlicher Tätigkeit (Einarbeitung, Analyse, Entwurf
und Umsetzung).
Das Modul behandelt zunächst die grundlegenden Konzepte des Themas IT-Sicherheit.
Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität und Verfügbarkeit werden als allgemeine
Schutzziele vorgestellt. Konkrete Bedrohungen wie Viren und Würmer und mögliche
Probleme beim Surfen im Netz werden vorgestellt. Danach werden symmetrische und
asymmetrische Verschlüsselungsverfahren sowie Hash-Funktionen, digitale Unterschriften
und die Grundlagen von Zertifikaten behandelt. Es wird vorgestellt, wie man sicher durch
das Internet surfen kann, wie man sicher per Email kommuniziert, und wie man sicher an
entfernten Rechnern arbeiten kann. Anschließend wird vorgestellt, was man zum Schutz
seines privaten Rechners tun kann und soll, und worauf man bei der Konfiguration von
Web-Servern achten muss. Daneben wird in diesem Teil auch auf Firewalls, ihre Aufgaben,
ihre Architektur, ihre Konfiguration und ihr Betrieb eingegangen. Den Abschluss bildet ein
Abschnitt mit organisatorischen Hinweisen zum Thema Sicherheit. Schließlich werden die
Themen Anonymität im Internet, aktive Inhalte, Computer-Forensik, Zugriffskontrollen,
Benutzerauthentisierung und Kommunikationssicherheit in Wireless LANs und in
Mobiltelefonnetzen behandelt.
Ergänzende Literatur:
C. Eckert: IT-Sicherheit. 9. Auflage. Oldenbourg 2014
R. Oppliger: Security Technologies for the World Wide Web 2nd Edition, Artech House 2003
B. Schneier: Applied Cryptography 2nd Edition, Wiley 1996
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Kurs 01801 "Betriebssysteme und Rechnernetze" aus Modul "Softwaresysteme" des B.Sc.
Informatik bzw. Modul "Einführung in die technischen und theoretischen Grundlagen der
Informatik" des B.Sc. Wirtschaftsinformatik
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 26 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 27 von 145
Katalog B3: Informationssysteme und Künstliche Intelligenz
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 28 von 145
Vertiefende Konzepte von Datenbanksystemen
Lehrende/r
Dauer des Moduls
zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Inhalte
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Ralf Hartmut Güting
Wolfgang Wilkes
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
SWS
2+1
01664 Implementierungskonzepte für Datenbanksysteme
WS
01672 Datenbanken II
SS 2.Hälfte SWS
2+1
Bearbeiten der Kurseinheiten: 160 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben inkl. Verarbeitung des Korrektur: 80 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung, Prüfung: 60 Stunden
Nach erfolgreicher Teilnahme besitzen Studierende einen guten Überblick wie auch
Detailkenntnisse der Architektur und Implementierung von Datenbanksystemen. Sie
können die Schichtenarchitektur beschreiben und alle wesentlichen Komponenten der
Implementierung benennen. Sie können verschiedene Indexstrukturen für Standard- und
Geodaten im Detail erklären. Sie können die Schritte der Verarbeitung einer SQL-Anfrage in
der Optimierung und Planerzeugung beschreiben. Sie können erklären, wann verzahnte
Abläufe von Transaktionen als korrekt anzusehen sind und wie der Transaktionsmanager
des Datenbanksystems sicherstellt, dass nur solche Abläufe zugelassen werden. Sie können
erklären, wie nach Systemabstürzen der korrekte Zustand der Datenbank wiederhergestellt
wird. Sie sind damit in der Lage, im Beruf etwa als Datenbankadministrator
Effizienzproblemen auf den Grund zu gehen.
Kurs 01664 führt zu Beginn eine relativ detaillierte Software-Architektur ein. Die folgenden
Kapitel stellen Implementierungsaspekte anhand dieser Schichten dar. Dazu gehören
Externspeicher- und Systempufferverwaltung, Indexstrukturen, externes Sortieren und
Anfrageverarbeitung. Bei den Indexstrukturen werden neben klassischen B-Baum- und
dynamischen Hashverfahren auch Strukturen für die Verwaltung von Geodaten, wie etwa
Grid-Files oder R-Bäume behandelt. Zur Anfrageverarbeitung gehört vor allem die
Optimierung, d.h. die Ermittlung eines kostengünstigen Plans für die gegebene SQLAnfrage, auf der Basis von Kostenschätzungen für Planoperationen.
Kurs 01672 führt die Studierenden in die wichtigsten Konzepte ein, auf deren Grundlage die
Dienste moderner Datenbanksysteme realisiert werden. Ein zentrales Thema ist dabei der
Mehrbenutzerbetrieb (Transaktionsmanagement), da in vielen Anwendungen eine große
Zahl von Benutzern gleichzeitig auf die Datenbank zugreift. In engem Zusammenhang damit
stehen dann Fragen wie Ausfallsicherheit und Wiederherstellung nach Fehlern von Softund Hardware (Recovery). Schließlich wird ein Überblick gegeben über neuere
Anwendungen und Tendenzen auf dem Gebiet der Datenbanksysteme.
Ergänzende Literatur:
A. Kemper und A. Eickler: Datenbanksysteme: Eine Einführung. 8. Auflage, OldenbourgVerlag, 2011.
H. Garcia-Molina, J.D. Ullman, and J. Widom: Database Systems: The Complete Book. 2.
Auflage, Prentice-Hall, 2008.
M. Schneider: Implementierungskonzepte für Datenbanksysteme. Springer-Verlag, 2003.
C.J. Date: An Introduction to Database Systems. Pearson Addison Wesley, 2004.
R. Elmasri, S. Navathe: Grundlagen von Datenbanksystemen: Bachelorausgabe, Pearson
Verlag, 2009.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Modulhandbuch
Kenntnisse der Konzepte von Standard-Datenbanksystemen, z.B. aus Kurs 01671
"Datenbanken I" im Modul "Softwaresysteme" des Bachelor Informatik
Bachelor Informatik
Seite 29 von 145
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 30 von 145
Wissensbasierte Systeme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Christoph Beierle
Christoph Beierle
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01696 Wissensbasierte Systeme
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 130 - 150 Stunden,
Bearbeiten der Übungsaufgaben: 60 - 75 Stunden,
Studientage und Prüfungsvorbereitung: 60 - 75 Stunden
Die Studierenden können grundlegende Kenntnisse der wichtigsten Formalismen und
Techniken der Wissensrepräsentation und Inferenz sowie Verständnis für deren sinnvollen
Einsatz in realen Systemen demonstrieren. Sie können zentrale Verfahren wissensbasierter
Syteme auf entsprechende Problemstellungen anwenden. Dazu zählen Repräsentation von
einfachen Sachverhalten mit formaler Logik, Inferenzen in regelbasierten Systemen, Lernen
von Entscheidungsbäumen und von Konzepten, Datamining mit dem Apriori-Verfahren.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Wissensbasierte Systeme unterscheiden sich von herkömmlichen Softwaresystemen
dadurch, dass in ihnen bereichsspezifisches Wissen in einer mehr oder weniger direkten
Form repräsentiert ist und zur Anwendung kommt. Typische Beispiele für wissensbasierte
Systeme sind Expertensysteme, die das Fachwissen und die Schlussfolgerungsfähigkeit von
Experten nachbilden. Für wissensbasierte Systeme werden daher komplexe Instrumente
zur maschinellen Repräsentation, Verarbeitung und Nutzung von Wissen benötigt. Für die
vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten steht ein reichhaltiges Repertoire an Methoden der
Wissensrepräsentation und der Inferenz zur Verfügung. Der Kurs soll grundlegende
Kenntnisse der wichtigsten Formalismen und Techniken vermitteln, darüber hinaus aber
auch ein Verständnis für deren sinnvollen Einsatz in realen Systemen. So veranschaulicht
eine Vielzahl praktischer Beispiele Möglichkeiten und Grenzen wissensbasierter Systeme.
Die Themenbereiche des Kurses sind im Einzelnen: Aufbau und Arbeitsweise
wissensbasierter Systeme, logikbasierte Wissensrepräsentation und Inferenz, regelbasierte
Systeme, maschinelles Lernen, Data Mining und Wissensfindung in Daten, fallbasiertes
Schließen, Problemstellungen bei der Verwendung nichtmonotonen Schließens und
quantitativer Methoden.
Ergänzende Literatur:
C. Beierle, G. Kern-Isberner. Methoden wissensbasierter Systeme - Grundlagen,
Algorithmen, Anwendungen. Vieweg+Teubner Verlag, 4., verbesserte Auflage, 2008.
S. Russell, P. Norvig, Künstliche Intelligenz: ein moderner Ansatz, Pearson Studium, 2004
Inhaltliche
Voraussetzungen
Die Module des Pflichtbereichs eines Bachelor-Studiengangs sollten im wesentlichen
abgeschlossen sein.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 31 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 32 von 145
Betriebliche Informationssysteme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Lars Mönch
Lars Mönch
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01770 Betriebliche Informationssysteme
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 140 Stunden,
Bearbeiten der Übungsaufgaben: 70 Stunden,
Wiederholung des Stoffs, Studientage und Prüfungsvorbereitung: 90 Stunden.
Die Studierenden kennen ein Gesamtkonzept der integrierten betrieblichen
Informationsverarbeitung. Die Studierenden werden mit dem Architekturbegriff für
betriebliche Informationssysteme vertraut gemacht und kennen ausgewählte
Architekturkonzepte. Sie werden mit der Konstruktion betrieblicher Informationssysteme
vertraut gemacht. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, eigenständig
Auswahlentscheidungen für betriebswirtschaftliche Standardsoftware treffen zu können.
Die Studierenden werden mit grundlegenden Funktionen und Prozessen im
Produktionssektor und im Vertrieb eines Industriebetriebs vertraut gemacht. Weiterhin
werden den Studierenden Kenntnisse über die Architektur und die Funktionsweise
ausgewählter Informationssysteme für den Produktions- und Vertriebssektor vermittelt.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS/SS
SWS
4+2
Dieser Kurs stellt Grundlagen, Konzepte und Techniken des Gebiets "Betriebliche
Informationssysteme"
bereit
und
behandelt
die
Themen
Integrierte
Informationsverarbeitung, Architekturen betrieblicher Informationssysteme, Konstruktion
betrieblicher Informationssysteme, Anwendungssysteme, Funktionen und Prozesse im
Produktions- und Vertriebssektor. Außerdem werden an ausgewählten Beispielen für
betriebliche Informationssysteme die genannten Themen exemplarisch vertieft.
Betriebliche Anwendungssoftware hat sich in den letzten Jahren von monolithischen
Systemen hin zu komponentenbasierten, dienstorientierten Softwaresystemen entwickelt.
Moderne unternehmensweite Software besteht aus Komponenten zur Lösung betrieblicher
Problemstellungen und aus Komponenten, die unabhängig von den betrieblichen Aufgaben
sind und zum Beispiel Vermittlungsfunktionalität, Datenhaltung, Ablauflogik sowie das
Betriebssystem zur Verfügung stellen. Es wird gezeigt, wie moderne Technologien wie
Middleware, XML und Webservices für die Implementierung von betrieblichen
Informationssystemen verwendet werden.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
"Einführung in die objektorientierte Programmierung" und "Datenbanken I"
Grundkenntnisse in BWL, insbesondere über die Funktionsweise eines Unternehmens, sind
für das Verständnis des Stoffes nützlich.
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 33 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich und mind. 50 Prozent der
möglichen Punkte bei den Einsendeaufgaben der
Kurseinheiten 2 und 3
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 34 von 145
Katalog B4: Software Engineering und Programmiersprachen
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 35 von 145
Software Engineering I
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Desel
Jörg Desel
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01793 Software Engineering I
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes, insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 55 Stunden
Die Studierenden sind mit den vielschichtigen Problemen der Entwicklung großer
(objektorientierter) Softwaresysteme vertraut. Sie kennen die systematische Ermittlung
und UML-basierte Modellierung von Anforderungen sowie die schrittweise Verfeinerung
bzw. Transformation der Modelle in ein unmittelbar ausprogrammierbares
Entwurfsklassenmodell. Sie können die Lerninhalte auf der Ebene von Übungsaufgaben
anwenden und mit UML-Editoren umgehen.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS/SS
SWS
4+2
Gegenstand des Moduls ist die methodische Entwicklung objektorientierter
Softwaresysteme. Der Kurs beginnt mit einem knappen Überblick über das Gebiet Software
Engineering und konzentriert sich danach auf "Informatikaspekte" der objektorientierten
Softwareentwicklung. Aus Software Engineering-Sicht besteht ein wichtiger Vorteil der
Objektorientierung darin, dass ihre Konzepte eine große Durchgängigkeit durch die
Entwicklungsabschnitte besitzen. Dies spiegelt sich auch in der Unified Modeling Language
(UML) wider, die sich als de-facto-Standard etabliert hat und deren Konstrukte in der
Anforderungsermittlung und Realisierung gleichermaßen verwendet werden. Nach dem
Überblick werden daher zunächst die für den Kurs relevanten UML-Elemente vorgestellt.
Anschließend werden typische Arbeitsschritte der Anforderungsermittlung, der Erstellung
der Softwarespezifikation und des Entwurfs besprochen, wobei die UML als
Modellierungssprache benutzt wird. Der Kurs ist inspiriert von den Ideen der
modellgetriebenen Softwareentwicklung, die die Entwicklung von Softwaresystemen als
Folge systematischer Transformationen von Modellen begreift.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Vertiefte Kenntnisse in der objektorientierten Programmiersprache Java
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 36 von 145
Übersetzerbau
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Ralf Hartmut Güting
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01810 Übersetzerbau
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben: 75 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung, Prüfung: 75 Stunden
Nach erfolgreicher Teilnahme besitzen Studierende einen guten Überblick über die
Techniken des Übersetzerbaus. Sie können erklären, mit welchen Schritten höhere
Programmiersprachen in Maschinensprache überführt werden. Sie sind in der Lage, eigene
kleine Programmiersprachen für spezielle Anwendungen, komplexe Dateiformate oder
Protokolle für die Client-Server-Kommunikation zu definieren und dafür mit Hilfe von
Werkzeugen wie Lex/Yacc (Flex/Bison) entsprechende lexikalische Analysatoren und Parser
zu konstruieren. Sie können Definitionen für wesentliche Begriffe der zugrundeliegenden
Theorie angeben, etwa für kontextfreie Grammatiken, reguläre Sprachen/Ausdrücke,
endliche Automaten, attributierte Grammatiken. Sie können die Konstruktion und
Arbeitsweise von Top-Down- oder Bottom-Up-Parsern im Detail erklären.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Der Kurs behandelt Techniken und Werkzeuge zur Übersetzung einer (formalen)
Quellsprache in eine Zielsprache. Zumindest die Quellsprache ist durch eine geeignete
Grammatik definiert. Der klassische Anwendungsfall ist die Übersetzung von einer höheren
Programmiersprache in Maschinen- oder Assemblersprache. Übersetzungstechniken haben
aber viel weitergehende Anwendbarkeit: Andere Quellsprachen können z.B.
Dokumentbeschreibungssprachen
sein
(LaTeX,
HTML),
Anfragesprachen
in
Datenbanksystemen, VLSI-Entwurfssprachen usw. oder auch komplex strukturierte
Eingabedateien für Anwendungsprogramme. Es gibt mächtige Werkzeuge (Scanner- und
Parsergeneratoren auf der Basis attributierter Grammatiken), deren Kenntnis für jeden
Informatiker nützlich ist, auch wenn nur wenige klassische Übersetzer (Compiler)
implementieren.
Inhalte: Lexikalische Analyse (Scanner), Syntaxanalyse (Parser), Syntaxgesteuerte
Übersetzung, Übersetzung einer Dokument-Beschreibungssprache, Übersetzung
imperativer Programmiersprachen, Übersetzung funktionaler Programmiersprachen,
Codeerzeugung und Optimierung.
In den Übungen wird u.a. ein größeres durchgängiges Projekt zum Compilerbau bearbeitet.
Ergänzende Literatur:
A.V. Aho, M.S. Lam, R. Sethi, J.D. Ullman: Compilers: Principles, Techniques, and Tools. 2.
Aufl. Addison-Wesley, 2006.
R. Wilhelm, D. Maurer, Übersetzerbau: Theorie, Konstruktion, Generierung. 2. Aufl.,
Springer-Verlag, 2007.
R.H. Güting, M. Erwig: Übersetzerbau: Techniken, Werkzeuge, Anwendungen. SpringerVerlag, 1999.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Grundbegriffe der Theorie der formalen Sprachen sind nützlich, werden aber auch in
diesem Kurs vermittelt.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 37 von 145
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 38 von 145
Katalog B7: Computer und Mensch
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 39 von 145
Einführung in Mensch-Computer-Interaktion
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Gabriele Peters
Gabriele Peters
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01697 Einführung in Mensch-Computer-Interaktion
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden
Bearbeiten der Selbsttest- und Einsendeaufgaben: 75 Stunden
Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Durch die Teilnahme an diesem Kurs erhalten die Studierenden einen Überblick über
Entwicklungen, Begriffe und Zusammenhänge im Kontext der Mensch-ComputerInteraktion. Darüber hinaus sind sie mit den Grundlagen der menschlichen Wahrnehmung
vertraut. Die Studierenden lernen die wesentlichen Entwicklungen und Zusammenhänge im
Umfeld der Mensch-Computer-Interaktion kennen. Sie besitzen das Wissen, wie man die
Eigenschaften der menschlichen Wahrnehmung gezielt bei der Gestaltung interaktiver
Systeme berücksichtigen kann und sie kennen verschiedene Methoden und Verfahren, die
es erlauben, die Entwicklung und Evaluation interaktiver Systeme durchzuführen und in den
regulären Softwareentwicklungsprozess zu integrieren.
Qualifikationsziele
WS/SS
SWS
4+2
Inhalte
Der Kurs führt in die grundlegenden Konzepte und Techniken des Gebiets MenschComputer-Interaktion (MCI) ein. Er beginnt mit einer Übersicht über die bisherige
Entwicklung dieses Teilgebiets der Informatik sowie einer Klärung und Definition seiner
Grundbegriffe. Im Anschluss werden die möglichen technischen Schnittstellen einer
Interaktion zwischen Mensch und Computer (haptische, auditive und visuelle) beschrieben
und hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften untersucht. Dieser Betrachtung der
technischen Seite der MCI folgt eine Einführung in die neurobiologischen Grundlagen der
menschlichen Wahrnehmung am Beispiel der visuellen Informationsverarbeitung.
Ausgewählte wahrnehmungspsychologische Phänomene werden beschrieben, aus denen
sich schließlich grundlegende Prinzipien für die Gestaltung von Interaktion herleiten lassen.
Anschließend werden verschiedene Aspekte der Implementierung interaktiver Systeme
beleuchtet. Die abschließende Kurseinheit befasst sich mit der Evaluation von
Funktionalität und Bedienbarkeit von Benutzungsschnittstellen mithilfe statistischer
Methoden.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Mathematik-Kenntnisse, die durch die Erlangung der allgemeinen Hochschulreife erworben
wurden
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 40 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
Für die Klausurzulassung ist eine erfolgreiche
Bearbeitung der Einsendeaufgaben
Voraussetzung. Die genauen Bedingungen
werden in den Prüfungsinformationen der
Fakultät für Mathematik und Informatik
veröffentlicht.
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 41 von 145
Interaktive Systeme
Lehrende/r
Dauer des Moduls
ein oder zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Modulbeauftragte/ Gabriele Peters
Gabriele Peters
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01698 Interaktive Systeme I: Konzepte und Methoden des Computersehens
WS/SS
SWS
2+1
01699 Interaktive Systeme II: Konzepte und Methoden bildbasierter 3DRekonstruktion
WS/SS
SWS
2+1
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden
Bearbeiten der Selbsttest- und Einsendeaufgaben: 75 Stunden
Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
In beiden Kursen erlangen die Studierenden fundierte Kenntnisse sowohl der
theoretischen,
mathematischen
Grundlagen
als
auch
der
vorgestellten,
anwendungsorientierten Konzepte und Methoden. Die Studierenden besitzen ein solides
Wissen über digitale Signalverarbeitungsmethoden, z.B. die Fouriertransformation und die
derzeit wichtigsten Verfahren der Bildverarbeitung. Darüber hinaus kennen die
Studierenden weiterführende Datenverarbeitungsmethoden wie z.B. Clusteringverfahren
oder die Verwendung probabilistischer Modelle. Desweiteren besitzen die Studierenden
Kenntnisse über Methoden der dreidimensionalen Bildrekonstruktion sowie Verfahren der
linearen und nicht-linearen Optimierung.
Inhalte
Der Kurs 01698 führt zunächst in Konzepte und Methoden der allgemeinen
Signalverarbeitung und -interpretation ein. Darauf aufbauend werden wesentliche
Konzepte
und
Methoden
des
Computersehens
und
weiterführender
Signalverarbeitungskonzepte vermittelt. Es werden u.a. die Eigenschaften linearer Systeme,
die Fouriertransformation, Methoden des Computersehens, sowie Clusteringverfahren und
modellbasierte Methoden der Signalinterpretation im Detail behandelt. Der Kurs 01699
behandelt Konzepte und Methoden, mit deren Hilfe sich eine dreidimensionale, visuelle
Darstellung eines realen Objektes aus einer Reihe von zweidimensionalen Bildern
errechnen lässt. Hierzu erfolgt zunächst eine Einführung in die mathematischen Grundlagen
wie etwa die projektive Geometrie. Anschließend werden Methoden vorgestellt, die es
ermöglichen, eine 3D-Punktwolke aus einer Reihe von 2D-Bildern zu errechnen und
anschließend zu triangulieren.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Mathematik-Kenntnisse, die den im Kurs 01141 "Mathematische Grundlagen" vermittelten
Kenntnissen entsprechen.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 42 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
Für die Klausurzulassung ist eine erfolgreiche
Bearbeitung der Einsendeaufgaben
Voraussetzung. Die genauen Bedingungen
werden in den Prüfungsinformationen der
Fakultät für Mathematik und Informatik
veröffentlicht.
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 43 von 145
Katalog M1: Grundlagen der Informatik
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 44 von 145
Mathematische Grundlagen der Kryptografie
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Luise Unger
Luise Unger
Silke Hartlieb
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01321 Mathematische Grundlagen der Kryptografie
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 25 Stunden): 175 Stunden
Einüben des Stoffes (z.B. u.a. durch Einsendeaufgaben): 75 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (z.B. u.a. Studientag): 50 Stunden
Die Studierenden lernen klassische und aktuelle Verfahren der Kryptografie kennen und
verstehen die mathematischen Hintergründe dieser Verfahren. Sie kennen die für den
Bereich IT-Sicherheit wichtigsten Inhalte der Algebra und Elementaren Zahlentheorie und
wissen, wie diese mathematischen Grundlagen in das Design von Kryptosystemen und in
die Kryptoanalyse einfließen.
Qualifikationsziele
WS
SWS
4+2
Inhalte
Die Kryptografie ist die Lehre von den Geheimschriften. Während diese bis vor wenigen
Jahren eine Domäne des Militärs und der Diplomatie war, hält sie nun im Zuge der
elektronischen Datenverarbeitung und Kommunikation mehr und mehr Einzug ins tägliche
Leben. Neben der Aufgabe, Inhalte von Nachrichten vor der Nutzung von Unbefugten zu
schützen, sind noch andere Aufgaben hinzugekommen, wie etwa sicherzustellen, dass eine
Nachricht im Zuge der Übermittlung nicht geändert wurde, oder dass sie wirklich von dem
angegebenen Absender stammt. In dem Kurs werden zunächst klassische symmetrische
Verfahren der Kryptografie vorgestellt. Im Zentrum stehen jedoch Public Key Verfahren, die
hauptsächlich auf algebraischen und zahlentheoretischen Grundlagen basieren. Zu nennen
sind elementare Gruppen- und Ringtheorie, Theorie endlicher Körper, Theorie ganzzahliger
Gitter sowie modulare Arithmetik, Theorie elliptischer Kurven und Primzahltests. Diese
Grundlagen werden bereitgestellt, und es wird gezeigt, wie sie in moderne Kryptosysteme
einfließen und in der Kryptoanalyse eingesetzt werden. Die genauen Inhalte sind:
- Grundlagen der Algebra (Gruppen, Ringe, (endliche) Körper, elliptische Kurven)
- Grundlagen der Elementaren Zahlentheorie
- Asymmetrische Kryptosysteme (RSA-, Massey-Omura-, Diffie-Hellman-, ElGamalKryptosystem, Kryptosysteme über elliptischen Kurven),
- Primzahltests
- Komplexität
- Gitter (Basen, LLL-Algorithmus, Knapsack-Kryptosystem)
Inhaltliche
Voraussetzungen
Gute Kenntnisse der "Linearen Algebra" (entsprechend Kurs 01143), "Grundkenntnisse der
Analysis" (entsprechend Kurs 01144). Die geforderten Voraussetzungen gehen über das
hinaus, was in einem Studium der Informatik an Mathematikkenntnissen vermittelt wird.
Kursmaterial
Lehr- und
Betreuungsformen
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Zusatzmaterial
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 45 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 46 von 145
Grundlegende Algorithmen der Bio-Informatik
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Keller
Rainer Merkl
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01738 Grundlegende Algorithmen der Bio-Informatik
Detaillierter Zeitaufwand
Kurstexte: 150 Stunden
Einsendearbeiten: 75 Stunden
Studientag und Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Nach der Bearbeitung des Kurses können Studierende die wichtigsten Konzepte
sequenzbasierter Bioinformatik beschreiben, die vorgestellten Werkzeuge anwenden und
deren Vor- und Nachteile beurteilen, hierbei erzielte Ergebnisse auf ihre statistische
Bedeutung hin bewerten, ableiten, ob bioinformatische Ansätze auf andere Probleme
anwendbar sind, wichtige Verfahren maschinellen Lernens beschreiben, Ansätze zur
Bewertung von Lernverfahren selbst entwickeln.
Qualifikationsziele
SWS
4+2
WS
Inhalte
Dieses Modul bietet eine Einführung in die wichtigsten Modelle und Algorithmen der
Bioinformatik. Schwerpunkte setzen Methoden des Sequenzvergleichs (dynamisches
Programmieren) und Verfahren zur Charakterisierung von Proteinfamilien (Hidden-MarkovModelle). Daneben werden Algorithmen zur Vorhersage der Proteinsekundär- und RNASekundärstruktur vorgestellt und es wird das Berechnen von Stammbäumen erläutert.
Eingegangen wird auch auf die Analyse von Datensätzen aus Genomics-, Transkriptomicsund Proteomics-Experimenten sowie auf die wichtigsten bioinformatischen Datenbanken.
Der Kurs ist in sich geschlossen; er vermittelt die für das Verständnis erforderlichen
statistischen und biologischen Grundlagen und bietet eine Einführung in neuronale Netze
und Support-Vektor Maschinen.
Basistext ist das Buch R. Merkl: Bioinformatik, 3. Auflage. 2015, WILEY-VCH
Inhaltliche
Voraussetzungen
Grundkenntnisse Mathematik und Datenstrukturen z.B. aus den
Datenstrukturen I, Mathematische Grundlagen, Algorithmische Mathematik
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Kursen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Anmerkung
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext:
Bioinformatik, 3. Auflage. WILEY-VCH, 2015
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
R. Merkl:
Seite 47 von 145
Komplexitätstheorie
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ André Schulz
André Schulz
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01686 Komplexitätstheorie
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten von Basistext und Leittext: 200 Stunden
Bearbeiten von Übungs- und Einsendeaufgaben: 50 Stunden
Studientag u. Prüfungsvorbereitung: 50 Stunden
Die Studierenden können sicher mit den wichtigsten Komplexitätsklassen umgehen, sie
kennen zudem die zu Grunde liegenden Berechnungsmodelle.
Die Studierenden haben ein Verständnis für die Grenzen der effizienten Berechenbarkeit
erworben und sind in der Lage, Probleme hinsichtlich ihrer algorithmischen Komplexität
einzuschätzen und in Komplexitätsklassen richtig einzuordnen.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
In der Komplexitätstheorie beschäftigt man sich damit, welche Probleme mit
eingeschränkten Ressourcen (z.B. Zeit oder Speicherplatz) berechnet werden können. Man
fasst Probleme dabei zu Komplexitätsklassen zusammen und untersucht deren Beziehung
untereinander.
Im Kurs werden die Grundlagen der Komplexitätstheorie aus einer algorithmischen
Perspektive vermittelt. Als Basistext wird das Buch von Ingo Wegener
"Komplexitätstheorie: Grenzen der Effizienz von Algorithmen" verwendet. Der Leittext wird
ergänzt mit Übungsaufgaben und Anmerkungen.
U.a. werden folgende Themen behandelt:
- grundlegende Komplexitätsklassen
- NP-Vollständigkeit
- Interaktive Beweissysteme
- probabilistische Komplexitätsklassen
- Approximation
Inhaltliche
Voraussetzungen
Grundlagen der theoretischen Informatik, wie sie z.B. im Modul "Grundlagen der
Theoretischen Informatik" des Bachelorstudiengangs Informatik vermittelt werden.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Anmerkung
Modulhandbuch
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext: Ingo Wegener:
Komplexitätstheorie: Grenzen der Effizienz von Algorithmen, Springer, 2003. Nicht
zusammen mit dem nicht mehr angebotenen Modul "Grundzüge der
Komplexitätstheorie" nutzbar.
Bachelor Informatik
Seite 48 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 49 von 145
Algorithmische Geometrie
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Christian Icking
Christian Icking
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01840 Algorithmische Geometrie
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 120 Stunden
Bearbeiten von Übungs- und Einsendeaufgaben: 100 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Selbststudium, freiwilliger Studientag):
80 Stunden
Durch diesen Kurs lernen die Studierenden einerseits die Anwendung von Algorithmen und
Datenstrukturen für die Lösung von meist anschaulichen, gut motivierten und
anspruchsvollen Problemen sowie andererseits auch die konsequente, mathematisch
exakte Analyse von solchen Verfahren und Strukturen.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Die Algorithmische Geometrie beschäftigt sich mit effizienten Lösungsverfahren für
geometrische Probleme. Ihre Anwendungen liegen unter anderem in den Bereichen
Logistik, Robotik, Bilderzeugung und Geoinformationssysteme. In diesem Kurs werden die
Grundlagen hierfür bereitgestellt und zum Beispiel folgende Fragen beantwortet: Wie
bestimmt man schnell den minimalen Abstand zwischen Punkten in der Ebene? Wie
berechnet man effizient Schnitte von geometrischen Objekten? Wie bestimmt man den
sichbaren Bereich in einem Raum bzw. wo platziert man dort Überwachungssysteme? Wie
trianguliert man eine ebene Punktmenge? Wie verwaltet man mehrdimensionale
Punktmengen effizient? Was sind die Einzugsbereiche von Versorgungsstationen oder
Läden in einem einfachen ökonomischen Modell? Wie bewegt man sich in unbekannter
Umgebung, um systematisch ein Ziel zu finden? Wie findet man Approximationslösungen
für schwierige geometrische Optimierungsprobleme?
Zusätzlich zum Kurstext (350 Seiten mit 250 Abbildungen) gibt es eine Sammlung von
Webseiten und Java-Applets, die dynamisches Anschauungsmaterial zum Kurs bereitstellen.
Ergänzende Literatur:
M. de Berg, O. Cheong, M. van Kreveld, M. Overmars: Computational Geometry: Algorithms
and Applications. Springer-Verlag, third edition, 2008.
J. O'Rourke: Computational Geometry in C. Cambridge University Press, second edition,
1998.
F. P. Preparata, M. Ian Shamos: Computational Geometry. Springer-Verlag, corrected fifth
printing, 1993.
Herbert Edelsbrunner: Algorithms in Combinatorial Geometry. EATCS Monographs on
Theoretical Computer Science, Vol. 10 Springer-Verlag, 1987.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse in "Datenstrukturen" und "Grundkenntnisse der Mathematik" (z.B. aus den
Kursen 01661, 01141 und 01142 des Bachelor Informatik)
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 50 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 51 von 145
Computergrafik II
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Michael Felten
Michael Felten
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01279 Computergrafik II
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes, insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Selbststudium): 55 Stunden
Nach erfolgreicher Teilnahme des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
fortgeschrittene Konzepte auf den Gebieten Festkörpermodellierung, lokale und globale
Beleuchtungsmodelle, fraktale Geometrie und Verfahren der digitalen Bildverarbeitung zu
benennen und zu beschreiben. Sie können den Themenkreis der Fraktale Geometrie
darstellen und erklären, wie man natürliche Objekte wie Wolken, Küstenlinien, Pflanzen
etc. modellieren und auf dem Bildschirm darstellen kann. Sie können die grundlegenden
mathematischen Verfahren der Bildverarbeitung erläutern und anwenden, insbesondere
Halbtonverfahren, Fouriertransformation, Abtastung und Rekonstruktion von Signalen,
Faltung und Bildfilterung sowie Kantendetektion. Nach erfolgreicher Teilnahme können die
Teilnehmer die Konzepte zur Erzeugung von 2D- und 3D-Texturen beurteilen und
analysieren.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Dieser Kurs konzentriert sich auf Gebiete der Computergrafik, die im Kurs 01277 nicht oder
nicht ausführlich diskutiert werden. Er behandelt: Festkörpermodellierung (Boundary
Representation, Constructive Solid Geometry, Zellmodelle, Hybridmodelle); lokale
Beleuchtungsmodelle, die die Oberflächenbeschaffenheit von Körpern und die Einflüsse
von Lichtquellen auf die wirklichkeitsnahe Darstellung von Objekten beschreiben; globale
Beleuchtungsverfahren zur fotorealistischen Wiedergabe ganzer Szenen sich wechselseitig
beeinflussender Objekte, das Verfahren der Strahlverfolgung (Raytracing) und das
Radiosity-Verfahren werden eingehend behandelt; kurze Einführung in die von Mandelbrot
begründete Fraktale Geometrie, wobei neben den theoretischen Grundlagen zu diskreten
dynamischen Systemen, stochastischen Fraktalen, iterierten Funktionensystemen und
Lindenmayersystemen eine Reihe einfacher Algorithmen besprochen wird;
systemtheoretische Grundlagen der Bildverarbeitung; Halbtonverfahren, Grundlagen der
Fourier- und verwandter Transformationen sowie Verfahren der Bildverbesserung;
Grundlagen der Mustererkennung, Filter zum Erkennen von Kanten, Bildskeletten und zur
Bildsegmentierung; Verwendung von Texturen.
Ergänzende Literatur:
Encarnação, Straßer, Klein: Graphische Datenverarbeitung I+II, Oldenbourg, ISBN
3-486-23223-1.
Foley, vanDam, Feiner, Hughes: Computer Graphics - Principles and Practice - Addison
Wesley, ISBN 0- 201-84840-6.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Sinnvoll, aber nicht zwingend erforderlich ist eine Bearbeitung von Kurs 01277 "Einführung
in Computergrafik".
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Anmerkung
Modulhandbuch
letztmalige Kursdurchführung SS 2017, Prüfungen bis einschl. SS 2018 möglich
Bachelor Informatik
Seite 52 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 53 von 145
Effiziente Graphenalgorithmen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Winfried Hochstättler
Winfried Hochstättler
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01216 Kombinatorische Optimierung - Effiziente Graphenalgorithmen
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes (insbesondere durch Einsendeaufgaben; 7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 55 Stunden
Die Studierenden kennen die Grundlagen der Graphentheorie und wesentliche
Datenstrukturen zur Implementierung von Graphenalgorithen. Sie können die Laufzeit von
Algorithmen abschätzen und sind sich der Problematik P vs. NP bewusst. Sie beherrschen
wesentliche Algorithmen zur Baumsuche, minimalen aufspannenden Bäumen, kürzesten
Wegen, maximalen Flüssen und Matchings inklusive Laufzeitanalyse und
Korrektheitsbeweisen. Sie wissen was primale, duale und primal-duale Verfahren sind.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Graphen und algorithmische Graphenprobleme
Durchsuchen von Graphen
Minimale aufspannende Bäume und Matroide
kürzeste Wege
maximale Flüsse
Matchings
Lineare Optimierungsdualität
kostenminimale Flüsse und gewichtete Matchings
Ergänzende Literatur:
Schrijver: Combinatorial Optimization - Polyhedra and Efficiency, Springer 2003
Cook, Cunningham, Pulleyblank, Schrijver: Combinatorial Optimization, Barnes & Noble,
Wiley, 1997
Korte,Vygen: Kombinatorische Optimierung, Springer, 2012
Inhaltliche
Voraussetzungen
Mathematische Grundlagen; Algorithmische Mathematik
Lehr- und
Betreuungsformen
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Zusatzmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Anmerkung
Modulhandbuch
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext:
Hochstättler/Schliep: CATBox - An Interactive Course in Combinatorial Optimization,
Springer 2010.
Bachelor Informatik
Seite 54 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 55 von 145
Lineare Optimierung
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Winfried Hochstättler
Winfried Hochstättler
Immanuel Albrecht
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01212 Lineare Optimierung
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 18 Stunden): 126 Stunden
Einüben des Stoffes (insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 69 Stunden
Die Studierenden können lineare Optimierungsaufgaben modellieren, in Normalformen
bringen und dualisieren. Sie kennen Polyedertheorie als Geometrie der linearen
Optimierung. Sie kennen die Algebra und die Geometrie des Simplexverfahrens und
zugehörige komplexitätstheoretische Überlegungen zur Linearen Optimierung. Sie kennen
Bedeutung und Vorgehensweise der Ellipsoidmethode und von Innere-Punkt-Verfahren.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Zunächst stellen wir die Aufgabenstellung vor, modellieren verschiedene Probleme als
Lineares Programm und lösen diese mit Standardsoftware. Dann stellen wir die
Dualitätstheorie mitsamt der zugehörigen Linearen Algebra vor. Im Folgenden analysieren
wir die Seitenflächenstruktur von Polyedern und diskutieren das Simplexverfahren, seine
Varianten und zugehörige Komplexitätsuntersuchungen. Weiter diskutieren wir die
Ellipsoidmethode und ihre Bedeutung für die kombinatorische Optimierung sowie das
Karmarkar-Verfahren und Innere-Punkt-Methoden.
Ergänzende Literatur:
B. Gärtner, J. Matousek: Understanding and Using Linear Programming, Springer-Verlag,
2006
G. M. Ziegler: Polyhedral Theory
A. Schrijver: Theory of Linear and Integer Programming, WILEY, 1998
C. Roos, T. Terlaky, J.-P. Vial: Interior Point Methods for Linear Optimization, SpringerVerlag, 2005
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Der Kurs setzt die „Mathematische Grundlagen“, "Analysis" und insbesondere sehr gute
Kenntnisse der „Linearen Algebra“ voraus.
Kursmaterial
Studientag/e
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 56 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 57 von 145
Katalog M2: Computersysteme
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 58 von 145
Virtuelle Maschinen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Wolfram Schiffmann
Wolfram Schiffmann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01728 Virtuelle Maschinen
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden,
Bearbeiten der Einsendearbeiten: 75 Stunden,
Studientage und Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Nachdem die Studierenden das Modul bearbeitet haben, können sie die Funktionsweise
virtueller Maschinen erklären, die Beschränkungen der Virtualisierung identifizieren,
unterschiedliche Arten der Emulation von Befehlssatzarchitekturen beurteilen, die
verschiedenen Varianten virtueller Maschinen klassifizieren und gegenüberstellen, selbst
virtuelle Maschinen konfigurieren, geeignete Anwendungen kategorisieren und auf einer
passenden virtuellen Maschine integrieren, Schwachstellen der Virtualisierung
identifizieren, Optimierungsmöglichkeiten entdecken, die Virtualisierung in geeigneter
Form reorganisieren und schließlich für die jeweilige Anwendung eine bestmöglich
angepasste virtuelle Plattform produzieren.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Eine virtuelle Maschine emuliert ein komplettes Computersystem durch
Softwarekomponenten, die einen einheitlichen Zugang zur Hardware eines realen
Computersystems bereitstellen. Durch die Virtualisierung wird es möglich, auf ein und
demselben Computersystem nacheinander oder auch gleichzeitig mehrere verschiedene
Betriebssysteme laufen zu lassen. Die Virtualisierung von Computersystemen bietet eine
Fülle von Vorteilen, wie z. B. die gleichzeitige Nutzung von mehreren Betriebssystemen,
den einfachen und kostengünstigen Aufbau von Testumgebungen und die verbesserte
Auslastung von Mehrkern-Prozessoren. Im Rahmen dieses Kurses werden die Grundlagen
heutiger Virtualisierungstechniken herausgearbeitet. Der Kurs basiert auf dem Buch
"Virtual Machines" von Smith und Nair, erschienen bei Elsevier 2005. Zu diesem
englischsprachigen Basistext erhalten die Studierenden einen deutschsprachigen Leittext.
Ergänzende Literatur:
I. D. Craig, Virtual Machines, Springer-Verlag, New York, 2005
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse aus den Kursen Computersysteme sowie Betriebssysteme und Rechnernetze
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Anmerkung
Modulhandbuch
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext: J. E. Smith and R.
Nair, Virtual Machines, Elsevier, 2005
Bachelor Informatik
Seite 59 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 60 von 145
Advanced Parallel Computing
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Wolfram Schiffmann
Wolfram Schiffmann
Jörg Keller
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01729 Advanced Parallel Computing
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden,
Bearbeiten der Einsendearbeiten: 75 Stunden,
Studientage und Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Nachdem die Studierenden das Modul bearbeitet haben, können sie
Modellierungswerkzeuge für parallele Programme erklären, Scheduling-Algorithmen für
homogene und heterogene Zielsysteme im Umfeld statischer und dynamischer
Anwendungsszenarien klassifizieren, die Auslastung von Mehrkernprozessoren analysieren
und optimieren, Programmiertechniken für hybride Zielarchitekturen anwenden, die
Beschränkungen der Virtualisierung identifizieren, unterschiedliche Arten der Emulation
von Befehlssatzarchitekturen beurteilen, die verschiedenen Varianten virtueller Maschinen
klassifizieren und gegenüberstellen, selbst virtuelle Maschinen konfigurieren, geeignete
Anwendungen kategorisieren und auf einer passenden virtuellen Maschine integrieren,
Schwachstellen der Virtualisierung identifizieren, Optimierungsmöglichkeiten entdecken,
die Virtualisierung in geeigneter Form reorganisieren und schließlich für die jeweilige
Anwendung eine bestmöglich angepasste virtuelle Plattform produzieren.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Im Kurs werden zunächst Modellierungswerkzeuge für parallele Programme eingeführt.
Darauf aufbauend werden statische und dynamische Scheduling-Verfahren vorgestellt, die
bei hochperformanten Parallelrechnern eine automatisierte Zuordnung der Tasks zu den
einzelnen Prozessoren ermöglichen. Weiterhin werden Programmiertechniken für
innovative parallele Architekturen eingeführt. Hierbei wird auch ausführlich auf die
Programmierung von Graphical Processing Units (GPUs) eingegangen. In der Praxis werden
parallele Implementierungen vor allem zur Lösung komplexer Optimierungsprobleme
benötigt. Daher werden sowohl Approximationsverfahren als auch Heuristiken für
numerische und kombinatorische Problemstellungen ausführlicher behandelt und
analysiert. Schließlich wird anhand von Beispielen deren Einsatz im Umfeld von Forschung
und Industrie vorgestellt.
Ergänzende Literatur:
E. Alba, Parallel Metheuristics, Wiley, 2005
C. Bishof et al., Parallel Computing, Architectures, Algorithms, and Applications, IOS Press,
2008
C. Blum and A. Roli. Metaheuristics in combinatorial optimization: Overview and conceptual
comparison.
ACM Comput. Surv. , 35(3):268–308, September 2003.T. G.
D. Kirk and Wen-mei Hwu, Programming Massively Parallel Processors – A Hands-on
Approach, Morgan Kaufman, 2010
M. Drozdowski, Scheduling for Parallel Processing, Springer-Verlag, 2009
Yu-Kwong Kwok and I. Ahmad. Static scheduling algorithms for allocating directed task
graphs to multiprocessors. ACM Comput. Surv. , 31(4):406–471, December 1999.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse der Inhalte des Kurses "Parallele Programmierung und Grid Computing", Kurs
01727
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Modulhandbuch
internetgestütztes Diskussionsforum
Bachelor Informatik
Seite 61 von 145
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 62 von 145
PC-Technologie
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Lenhardt
Jörg Lenhardt
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01744 PC-Technologie
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes (insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Selbststudium): 55 Stunden
Die Studierenden erwerben die Fähigkeiten, das komplexe Zusammenwirken der
Komponenten in einem PC zu verstehen und aufgrund dieser Kenntnisse PC-Systeme zu
konfigurieren, die für die geplanten Anwendungen optimiert sind. Sie lernen viele Begriffe
und Abkürzungen kennen, die im Alltags- und Berufsleben häufig benutzt werden, ohne
dass ihre Bedeutung hinterfragt wird. Die Beschreibung der wichtigsten Peripheriegeräte,
wie Monitore und Tastatur, Soundsysteme, Drucker und Projektoren, zeigt ihnen, wie die
täglich benutzten Geräte funktionieren und wo ihre Stärken und Schwächen liegen.
Weiterhin verstehen sie nach der Bearbeitung des Kurses die heute übliche Einbindung
eines Personal Computers in ein Netz, insbesondere das Internet, sowie die dafür
benötigten Koppeleinheiten und Protokolle. Ein eigenes Kapitel macht sie mit den
Besonderheiten der sich rasant verbreitenden mobilen Varianten eines PCs vertraut, also
z.B. den Laptops, Notebooks, Tablets und Smartphones.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Im Kurs werden der Aufbau und die Funktionsweise eines PCs vorgestellt. Neben
Prozessoren von AMD und Intel werden Mainboards, Chipsätze, Ein-/Ausgabe-Busse,
Speicher- und Prozessverwaltung, Speichermedien, Audio- und Graphikschnittstellen sowie
die wichtigsten Peripheriegeräte im Detail vorgestellt. Einen weiteren Schwerpunkt bildet
die Behandlung von Netzwerkschnittstellen, da sie in Zukunft immer mehr an Bedeutung
gewinnen werden. Neben Kabel und Lichtwellenleitern kommen dabei verstärkt Techniken
zur drahtlosen Kommunikation zum Einsatz. Damit können auch mobile Geräte wie
Notebooks und PDAs leicht in die Netzwerke integriert werden. Wegen ihrer wachsenden
Bedeutung wird ebenfalls in die Technik mobiler Computer eingeführt. Der Kurs vermittelt
neben der Hardwaretechnologie auch Einblicke in die benötigte Systemsoftware. So wird
beispielsweise in die Grundlagen von Dateisystemen und Gerätetreibern eingeführt.
Ergänzende Literatur:
H. Messmer, K. Dembrowski: PC Hardwarebuch. Aufbau, Funktionsweise, Programmierung,
Addison-Wesley, 2003
J. Ortmann: Einführung in die PC-Grundlagen. Addison-Wesley, 2006, ISBN:
978-3-8273-2339-2
S. Mueller: PC-Hardware Superbibel. Markt und Technik-Verlag, 2005, ISBN:
978-3827268174
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Grundkenntnisse in Mikrocomputer-Technik, insbesondere in Architektur und
Programmierung von Mikroprozessoren, wie sie z.B. in Kurs 1706 "Anwendungsorientierte
Mikroprozessoren" gelehrt werden.
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 63 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 64 von 145
Kommunikations- und Rechnernetze
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Herwig Unger
Herwig Unger
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01690 Kommunikations- und Rechnernetze
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes (insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Onlineveranstaltungen und Selbststudium): 55
Stunden
Die Studierenden entwickeln Vertrautheit mit grundlegenden Fragen zu Struktur und
Eigenschaften unterschiedlicher Netzwerksysteme. Sie erwerben die Fähigkeit, solche
Systeme nach verschiedenen Gesichtspunkten zu klassifizieren und deren Einsatzgebiete
und Grenzen zu benennen. Sie erwerben weiterhin die Fähigkeit, Signale anhand
grundlegender Eigenschaften zu analysieren und zu klassifizieren. Weiterhin werden sie in
die Lage versetzt, bestehende Systeme in der Praxis auf wesentliche Eigenschaften wie
bspw. Sicherheit und Robustheit hin zu untersuchen.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Das Modul bietet einen umfassenden Überblick über die Aufgaben, Problemstellungen und
Lösungen, die bei der Netzwerkkommunikation auftreten. Es werden die
signaltheoretischen Grundlagen vorgestellt und die wesentlichen Protokolle und
Anwendungen in heutigen Weitverkehrsnetzen detailliert beschrieben. Weiterhin bietet
das Modul eine fundierte Einführung in Modelle zur Beschreibung und Analyse
verschiedenster Netzwerkstrukturen. Dazu gehören unter anderem Small Worlds,
Zufallsnetze und skalenfreie Netze. Schließlich werden beispielhaft einige in der Praxis
auftretende Netzwerksysteme vorgestellt. Dazu gehören Bezahlsysteme, RFID und Peer-toPeer-Systeme.
Ergänzende Literatur:
A. S. Tanenbaum: Computernetzwerke, 4. überarbeitete Auflage, Pearson 2003
P. Mahlmann, Chr. Schindelhauer: P2P Netzwerke: Algorithmen und Methoden, Springer
2007
Frey, Bossert, Fliege: Signal- und Systemtheorie, 2. korrigierte Auflage, Vieweg +Teubner
2009
Inhaltliche
Voraussetzungen
Grundkenntnisse; z.B. aus Kurs 01801 "Betriebssysteme und Rechnernetze"
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 65 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 66 von 145
Betriebssysteme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg M. Haake
Jörg M. Haake
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01802 Betriebssysteme
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben inkl. Verarbeitung des Korrektur-Feedbacks
(7 mal 10 Stunden): 70 Stunden
Bearbeitung der praktischen Übungen: 10 Stunden
Mitwirkung an den Diskussionen in der Kurs-Newsgroup: 20 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 60 Stunden
Qualifikationsziele
Die Teilnehmer entwickeln ein vertieftes Verständnis über Aufgaben, Aufbau und die
Funktionsweise eines Betriebssystems. Sie können Designentscheidungen für die
Anpassung eines Betriebssystems an Anforderungsprofile begründet treffen. Durch die
Teilnahme an der Kurs-Newsgroup wird das Einüben wissenschaftlicher Kommunikation
gefördert.
Inhalte
Das Modul behandelt die Funktionsweise von modernen Betriebssystemen aus einer
benutzungsorientierten Sicht. Schwerpunktmäßig werden die Dienste vorgestellt, die ein
Betriebssystem einem Anwendungsprogramm oder einem Benutzer anbietet. Um diese
Dienste verstehen und einschätzen zu können, werden die wichtigsten Prinzipien und
Techniken ihrer Realisierung vorgestellt. Themenschwerpunkte sind: Aufgaben und
Architektur
von
Betriebssystemen,
Geräteverwaltung
und
Dateisysteme,
Arbeitsspeicherverwaltung, Prozessverwaltung und parallele Prozesse sowie
Prozesskommunikation, Sicherheit und Kommandointerpreter. Die Arbeitsweise mit einem
Betriebssystem wird in praktischen Übungen vermittelt.
SS
SWS
4+2
Ergänzende Literatur:
A. S. Tanenbaum. Modern Operating Systems, Third Edition. Prentice Hall, 2008.
W. Stallings. Operating Systems: Internals and Design Principles - Sixth Edition. Pearson
Education, 2009.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Teilnehmer sollen bereits mit der algorithmischen Denkweise vertraut sein und wenigstens
eine höhere Programmiersprache (wie Java, Ada, Modula-2, oder Pascal) kennen, dabei
wenigstens ein Betriebssystem (z.B. MS-DOS oder eine UNIX-Variante) zumindest
oberflächlich kennengelernt haben, gängige Datenstrukturen wie Listen oder Bäume (z.B.
aus dem Kurs Datenstrukturen) kennen und möglichst (aber nicht notwendigerweise) schon
Programmieren in Assembler kennengelernt oder auf andere Weise Kenntnisse über
Architektur und Funktionsweise digitaler Rechner sowie über den Instruktionssatz einer
CPU haben.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 67 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 68 von 145
Sicherheit - Safety & Security
Lehrende/r
Dauer des Moduls
zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Modulbeauftragte/ Herwig Unger
Herwig Unger
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
SWS
2+1
01867 Sicherheit im Internet II
WS
21811 Fehlertoleranz in Computersystemen und Netzwerken
SS 1.Hälfte SWS
2+1
Bearbeiten der Kurseinheiten: 140 Stunden
Bearbeiten der Übungsaufgaben: 70 Stunden
Onlineveranstaltungen und Prüfungsvorbereitung: 90 Stunden
Die Studierenden erwerben ein vertieftes Verständnis konkreter Angriffe und Gefahren im
Internet. Sie sind in der Lage, Schutzmaßnahmen für einzelne Rechner sowie für Netzwerke
zu beurteilen, auch im rechtlichen Kontext, sowie bei der Implementierung solcher
Schutzmaßnahmen mitzuwirken.
Die Studierenden erwerben grundlegende theoretische Grundlagen auf dem Gebiet der
Fehlertoleranz. Sie haben gelernt, dieses Kenntnisse in komplexen Methoden auf
praktische Fragestellungen anzuwenden, wobei insbesondere Beispiele aus dem Bereich
der Rechnerarchitektur und Kommunikationsnetze im Zielpunkt der Wissensvermittlung
stehen.
Inhalte
01867 vertieft das Thema Sicherheit im Internet und baut dazu auf dem Kurs 01866
"Sicherheit im Internet I" auf. Er besteht aus vier Teilen. Im ersten Teil werden typische
Angriffe auf Systeme genauer vorgestellt. Hierzu gehören die Angriffe auf Schwächen in
Protokollen ebenso wie Angriffe auf die Konfiguration von Systemen. Spezielle
Überwachungs-, bzw. Angriffsprogramme werden vorgestellt. Den Abschluss des ersten
Teils bildet ein Abschnitt zu Angriffen auf Verschlüsselungsalgorithmen. Der zweite Teil
beschäftigt sich mit der Benutzersicherheit. Ausgehend von typischen E-Commerce
Transaktionen werden verschiedene Möglichkeiten zur Bezahlung im Internet mit ihren
Eigenschaften vorgestellt. Insbesondere anonyme Bezahlverfahren, also elektronisches
Bargeld wird mit den dahinter stehenden Prinzipien diskutiert. Außerdem werden in dieser
Kurseinheit einige eher mathematische Aspekte des Thema Sicherheit betrachtet:
Advanced Hashing, Primzahltest und Zufallszahlen. Der dritte Teil beschäftigt sich mit der
Anbietersicherheit. Konkret geht es um den Aufbau eines privaten Netzes über öffentliche
Netzwerke. Dies wird durch Virtual Private Networks (VPN) realisiert. Ihre
Basistechnologien und ihr Aufbau werden vorgestellt. Außerdem werden Intrusion
Detection Systeme (IDS) zur Unterstützung bei der Erkennung von Angriffen besprochen. Es
werden wieder die zugrunde liegenden Techniken und die Eigenschaften von IDS
besprochen. Im letzten Teil des Kurses geht es um die Erstellung von sicheren Systemen.
Zunächst werden die Rahmenbedingungen (wie beispielsweise gesetzliche Vorschriften)
vorgestellt, die Einfluss auf die Eigenschaften sicherer Systeme haben. Anschließend
werden Hinweise zu Software Engineering Prozessen gegeben. Die Beachtung dieser
Hinweise vereinfacht die Erstellung sicherer Systeme.
21811 untersucht nach einer Klärung wichtiger Begriffe sowie der Unterschiede zwischen
Fehlertoleranz und Risikominimierung die grundlegenden Arten von Fehlern und Prinzipien
der Fehlertoleranz. Dies umfasst zunächst die Behandlung der theoretischen Grundlagen,
die im Wesentlichen ein Basiswissen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und der Statistik
umfassen. Darauf aufbauend werden Ansätze vorgestellt, die zu einer fehlertolerierenden
Datenspeicherung und Datenübertragung beitragen. Ein letzter Kursschwerpunkt fokussiert
auf die Entwicklung fehlertoleranter Kommunikationssysteme und verteilter
Rechnersysteme mittels protokollbasierten Ansätzen.
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 69 von 145
Ergänzende Literatur:
C. Eckert: IT-Sicherheit. 2. Auflage. Oldenbourg 2003
R. Oppliger: Security Technologies for the World Wide Web 2nd Edition, Artech House 2003
B. Schneier: Applied Cryptography 2nd Edition, Wiley 1996
Bacon, J. and Harris, T. (2003). Operating Systems Concurrent and Distributed Software
Design. NY: Addison-Wesley.
Bertsekas, D. P. and Gallager, R. (1987). Data Networks (2nd Ed.). NJ: Pearson Prentice Hall.
Devore, J. L. (2007). Probability and Statistics for Engineering and the Sciences. CA:
Brooks/Cole Publishing Company
Koren, I. and Mani Krishna , C. (2007). Fault-Tolerant Systems. CA: Elsevier.
Tanenbaum, A. S.(2008). Modern Operating Systems (3rd Ed.). NJ: Pearson Prentice Hall.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Kurs 01867: Kurs 01866 "Sicherheit im Internet I" sowie dessen Voraussetzungen, oder
äquivalente Kenntnisse
Kurs 21811: Grundkenntnisse; z.B. aus Kurs 01801 "Betriebssysteme und Rechnernetze"
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 70 von 145
Katalog M3: Informationssysteme und Künstliche Intelligenz
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 71 von 145
Datenbanken in Rechnernetzen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Wolfgang Wilkes
Wolfgang Wilkes
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01666 Datenbanken in Rechnernetzen
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden
Bearbeiten der Einsendearbeiten: 75 Stunden
Studientage u. Prüfungsvorbereitung: 75 Stunden
Die Studierenden erhalten ein umfassendes Verständnis für die Möglichkeiten und Vorteile
der Verteilung von Datenbeständen auf ein Netz von Rechnern, für die Probleme, die dabei
auftreten, sowie für die unterschiedlichen Parameter und Lösungsmöglichkeiten für die
praktische Anwendung. Sie werden in die Lage versetzt, verteilte Datenbankanwendungen
zu planen und mit deren Komplexität umzugehen.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Dieses Modul führt in das breite Gebiet der Implementierung und Anwendung von
verteilten Datenbanken ein. Verteilte Datenbanken sind Datenbanken, die physisch zwar
auf mehrere, unabhängige Rechner verteilt sind, für den Benutzer jedoch wie eine
(zentrale) Datenbank in Erscheinung treten. Es werden verschiedene Formen von
Rechnernetzen und Architekturen einbezogen, bis hin zu Client/Server-Architekturen. Der
Kurs vermittelt einen Überblick über die Probleme, die mit der Verteilung auftreten, und
über die verschiedenen Lösungsansätze. Im einzelnen wird auf System- und
Schemaarchitektur, auf Daten- und Verteilungsunabhängigkeit, auf Fragen der optimalen
Datenverteilung sowie auf Synchronisations- und Recovery-Aspekte eingegangen.
Der Kurs vermittelt das notwendige Basiswissen für Anwendungs- und Systementwickler
sowie für Datenbankadministratoren, die es mit verteilten, aber integriert zu behandelnden
Datenbeständen zu tun haben.
Ergänzende Literatur:
P. Dadam: Verteilte Datenbanken und Client/Server-Systeme, Springer Verlag 1996.
J. Gray, A. Reuter: Transaction Processing - Concepts and Techniques, Morgan Kaufmann
Publ., 1993
E. Rahm: Mehrrechner-Datenbanksysteme - Grundlagen der verteilten und parallelen
Datenbankverarbeitung, Addison-Wesley, 1994
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse der grundlegenden Konzepte von (zentralen) Datenbanken (beispielsweise
Kurse Datenbanken I / II an der FernUniversität)
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 72 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 73 von 145
Dokumenten- und Wissensmanagement im Internet
Lehrende/r
Dauer des Moduls
ein oder zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Modulbeauftragte/ Matthias Hemmje
Matthias Hemmje
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01873 Daten und Dokumentenmanagement im Internet
WS/SS
1.Hälfte
SWS
2+1
01874 Informations- und Wissensmanagement im Internet
WS/SS
2.Hälfte
SWS
2+1
Bearbeitung der Kurseinheiten: 7 mal 20 Stunden = 140 Stunden
Einüben der Inhalte: 7 mal 15 Stunden = 105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 55 Stunden
Die Studierenden beherrschen die wichtigsten allgemeinen Begriffe, Modelle und
Methoden der Anwendung und aktuellen Entwicklung von verteilten Datenbanken und
strukturierten Dokumentenkollektionen für das Internet unter Nutzung des World Wide
Web
und
können
diese
innerhalb
exemplarischer
Technologieund
Anwendungsentwicklungen
von
verteilten
Datenbanken
und
strukturierten
Dokumentenkollektionen zuordnen sowie innerhalb eigener Entwürfe, Modellierungen und
Entwicklungen von verteilten Datenbanken und strukturierten Dokumentenkollektionen für
das Internet unter Nutzung des World Wide Web anwenden.
Die Studierenden beherrschen weiterhin die wichtigsten allgemeinen Begriffe, Modelle und
Methoden der Anwendung und der aktuellen Entwicklung von verteilten wissensbasierten
Informationssystemanwendungen für das Internet unter Nutzung des World Wide Web und
des Semantic Web und können diese innerhalb von Anwendungen und aktuellen
Entwicklungen von verteilten wissensbasierten Informationssystemanwendungen für das
Internet unter Nutzung des World Wide Web und des Semantic Web zuordnen sowie
innerhalb eigener Entwürfe, Modellierungen und Entwicklungen von Anwendungen und
aktuellen Entwicklungen von verteilten wissensbasierten Informationssystemanwendungen für das Internet unter Nutzung des World Wide Web und des Semantic Web
anwenden.
Inhalte
Die adäquate Repräsentation von Daten und Dokumenten bildet eine wichtige Grundlage
für deren effektive Erfassung, Verwaltung, Austausch, Vermittlung und Nutzung. Die
Verwendung geeigneter Standards erleichtert dabei den Austausch von Daten und
Dokumenten zwischen Menschen, zwischen Menschen und Maschinen sowie zwischen
Maschinen. In diesem Kurs werden allgemeine Formate für Dokumente sowie für
strukturierte Dokumente, die im Internet verfügbar sind, vorgestellt. Dazu wird zunächst
der Dokumentenbegriff präzisiert und das Modell der strukturierten Dokumente
eingeführt. Als übergreifendes Format, das die Definition konkreter Websprachen wie
XHTML erlaubt, wird danach die Extensible Markup Language (XML) zusammen mit
Dokumententypdefinitionen (DTD) und deren konzeptuellen und theoretischen Grundlagen
eingeführt. Die daraufhin folgende Darstellung von Namensräumen, XML-Schema, XSLT und
XQuery bildet einen weiteren Kern des Kurses. Danach werden abschliessend das historisch
am weitesten verbreitete Format, die Hypertext Markup Language (HTML), und die
Cascading Style Sheets (CSS) vorgestellt.
Die adäquate Repräsentation von Information und Wissen bildet eine wichtige Grundlage
für deren effektive Erfassung, Verwaltung, Vermittlung und Nutzung. In diesem Kurs
werden allgemeine Formate für wichtige aktuelle Standards zur Darstellung und
Repräsentation von Information und Wissen über Ressourcen im Web (aber auch über
physikalische Ressourcen) vorgestellt. Im Kurs wird deshalb als erstes das Konzept der
Semantischen Integration sowie des ontologiebasierten Informationsmanagements
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 74 von 145
eingeführt und Ausdrucksfähigkeit von RDF, dem im entstehenden Semantic Web eine
besondere Bedeutung zukommt, grundlegend erarbeitet und zu bereits existierenden
Wissensrepräsentationsinstrumenten wie etwa Topic Maps in Beziehung gesetzt. Ziel ist
hier neben der Vermittlung der Grundprinzipien auch das Aufzeigen von Alternativen beim
Entwurf eines Standards zur Wissensdarstellung. Danach werden mit RDF und OWL
Wissensrepräsentations- und Ontologiesprachen für das Internet eingeführt und die
Erzeugung von Ontologien und Metadaten diskutiert. Im Anschluss daran wird die
Informationssuche auf den Wissensräumen und Repräsentationen mittels Information
Retrieval vorgestellt. Abschließend befasst sich der Kurs mit der systemorientierten
Evaluierung von IR Modellen und Systemen.
Ergänzende Literatur:
P. Aiken, M. D. Allen, "XML in Data Management: Understanding and Applying Them
Together", Morgan Kaufmann, June 7, 2004, ISBN-13: 978-0120455997
S. Abiteboul, P. Bunemann, D. Suciu: "Data on the Web: From Relations to Semistructured
Data and XML" Morgan Kaufmann, October 12, 1999, ISBN-13: 978-1558606227
G. Antoniou, F. van Harmelen: "A Semantic Web Primer", The MIT Press, April 1, 2004,
ISBN-13: 978-0262012102
J. Davies, R. Studer, P. Warren (eds): "Semantic Web Technologies: Trends and Research in
Ontology-based Systems", Wiley, July 11, 2006, ISBN-13: 978-0470025963
A. Sheth, M. Lytras: "Semantic Web-Based Information Systems: State-of-the-Art,
Applications" Cybertech Publishing, December 11, 2006, ISBN-13: 978-1599044279
Inhaltliche
Voraussetzungen
Programmierkenntnisse
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 75 von 145
Moving Objects Databases
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Ralf Hartmut Güting
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01675 Moving Objects Databases
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 150 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben: 75 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung, Prüfung: 75 Stunden
After successful study of the module students can explain the MOST data model for
representing and querying current and near future expected movement, explain the model
of spatio-temporal data types addressing complete motion histories for points and other
spatial shapes, describe the distinction between abstract and discrete modeling, explain
criteria for designing a system of data types and operations, provide formal definitions for
the semantics of types and operations, explain the principles of the constraint database
approach and give formal definitions for the main concepts, describe in detail data
structures and algorithms for spatio-temporal data types, explain classes and several
important instances of spatio-temporal index structures. They are able to judge approaches
and commercial products for data management in these areas, and to develop customized
solutions.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
The course offers an introduction to a new research area in databases termed "moving
objects databases". The goal is to extend database technology to be able to represent any
kind of moving entity in a database and to ask queries about them. For some entities only
the position in space is relevant, hence they can be viewed as moving points, for others
also the time dependent extent is of interest, hence we can speak of moving regions.
Examples of moving points are people, animals, or vehicles such as cars, trucks, air planes,
ships, or satellites; examples of moving regions are hurricanes, forest fires, oil spills in the
sea, forests, cancer, or the settlement areas of the Celtic tribes. For querying, one would
like to ask about the current or anticipated near future movement as well as analyze
movement histories in the past. Some motivation for research in this area stems from
mobile computing where it will be relevant to manage the locations of millions of users
equipped with location-aware wireless online devices. The course describes data models
and query languages for moving objects as well as implementation techniques such as
geometric algorithms and novel indexing methods. It provides a good basis for students to
start research in this area.
Ergänzende Literatur:
R.H. Güting and M. Schneider, Moving Objects Databases. Morgan Kaufmann Publishers /
Elsevier, Amsterdam, 2005.
P. Rigaux, M. Scholl, and A. Voisard, Spatial Databases: With Application to GIS. MorganKaufmann Publishers, San Francisco, 2002.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse der Konzepte von Standard-Datenbanksystemen. Vertiefte Kenntnisse zur
Implementierung von Datenbanksystemen, etwa anhand des Kurses 01664.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
Modulhandbuch
Nicht zusammen mit dem aktuellen Modul "Vertiefung Datenstrukturen und
Datenbanken" nutzbar
Bachelor Informatik
Seite 76 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 77 von 145
Deduktions- und Inferenzsysteme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Christoph Beierle
Christoph Beierle
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01695 Deduktions- und Inferenzsysteme
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 130 - 150 Stunden,
bearbeiten der Übungsaufgaben: 60 - 75 Stunden,
Studientage und Prüfungsvorbereitung: 60 - 75 Stunden
Die Studierenden können grundlegenden Begriffe, Methoden und Verfahren der
Deduktions- und Inferenzsysteme präsentieren, die entsprechenden formalen Grundlagen
beschreiben und zentrale Verfahren wie z.B. das Resolutionsverfahren anwenden.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4+2
Intelligentes Verhalten basiert wesentlich auf der Fähigkeit, logische Schlüsse zu ziehen,
und in nahezu allen Systemen der künstlichen Intelligenz spielen automatische Inferenzoder Deduktionskomponenten eine zentrale Rolle. Anwendungsfelder sind etwa das
automatische Beweisen mathematischer Sätze, logische Programmiersprachen (z. B.
PROLOG), Programmverifikation, deduktive Planverfahren oder die Entwicklung von
Inferenzkomponenten für spezifische Wissensrepräsentationssprachen. In diesem Kurs
werden grundlegende Begriffe, Methoden und Verfahren der Deduktions- und
Inferenzsysteme behandelt: Kalküle für die Prädikatenlogik 1. Stufe, Resolutionsverfahren,
Repräsentation von Kalkülen, Gleichheit und Unifikation, Termersetzungssysteme,
Deduktion und logisches Programmieren, nicht- klassische Formen der Inferenz.
Ergänzende Literatur:
K. H. Bläsius, H.J. Bürckert (Hrsg.): Deduktionssysteme. Automatisierung des logischen
Denkens. Oldenbourg-Verlag, 1992.
W. Bibel, S. Hölldobler, T. Schaub: Wissensrepräsentation und Inferenz. Vieweg-Verlag,
1993.
Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 78 von 145
Entscheidungsmethoden in unternehmensweiten Softwaresystemen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Lars Mönch
Lars Mönch
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01771 Entscheidungsmethoden in unternehmensweiten Softwaresystemen
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 140 Stunden,
Bearbeiten der Übungsaufgaben: 70 Stunden,
Wiederholung des Stoffs und Prüfungsvorbereitung: 90 Stunden.
Die Studierenden kennen die Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen von diskreter
Simulation zur Entscheidungsunterstützung in PPS- und SCM-Systemen. Die Studierenden
werden
insbesondere
mit
der
grundsätzlichen
Wirkungsweise
diskreter
Simulationssoftware vertraut gemacht. Die Studierenden werden vertieft mit den
Modellierungsmethoden für Produktionssysteme vertraut gemacht. Insbesondere werden
die Studierenden in die Lage versetzt, Modellierungs- und Simulationstätigkeiten für
Produktionssysteme eigenständig auszuführen. Die Studierenden erwerben Kenntnisse
bezüglich der Verifikation und der Validierung von Simulationsmodellen. Die Studierenden
werden mit ausgewählten Planungsproblemen sowie Entscheidungsmodellen und methoden in den Bereichen Ablaufplanung sowie Lieferkettenmanagement vertraut
gemacht und können wichtige Techniken der Modellierung derartiger Probleme in APSSystemen anwenden.
Qualifikationsziele
SS
SWS
4+2
Inhalte
Dieser Kurs behandelt ausgewählte Entscheidungsmodelle und -methoden, die in
unternehmensweiten Softwaresystemen Anwendung finden. Im Vordergrund stehen dabei
die diskrete ereignisorientierte Simulation und Entscheidungsmodelle und -methoden in
APS- und SCM-Systemen. Typische Betrachtungsgegenstände der Modellierung und
Simulation mit dem Fokus auf diskreter Simulation für Produktionssysteme werden
behandelt. Die einzelnen Schritte einer Simulationsstudie werden beschrieben. Der Kurs
behandelt die Funktionsweise moderner diskreter Simulationssoftware. Typische
Betrachtungsgegenstände der Modellierung und Simulation von Produktionssystemen
werden eingeführt. Weiterer Gegenstand des Kurses sind Planungs- und steuerungsprobleme für die Produktionsdomäne.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse der Inhalte der Kurse "Algorithmische Mathematik" und "Betriebliche
Informationssysteme"
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 79 von 145
Methoden der Wissensrepräsentation und -verarbeitung
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Christoph Beierle
Christoph Beierle
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01845 Methoden der Wissensrepräsentation und -verarbeitung
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 130 - 150 Stunden,
Bearbeiten der Übungsaufgaben: 60 - 75 Stunden,
Studientage und Prüfungsvorbereitung: 60 - 75 Stunden
Die Studierenden können fortgeschrittene Methoden zur Repräsentation und Verarbeitung
unsicheren und vagen Wissens, insbesondere aus dem Bereich des revidierbaren
Schließens und der quantitativen Methoden wiedergeben und die Grundlagen des Bereichs
Aktionen und Planen beschreiben. Sie können Vor- und Nachteile der unterschiedlichen
Ansätze erklären und diese Ansätze in entsprechenden Problemstellungen anwenden.
Qualifikationsziele
WS
SWS
4+2
Inhalte
Für die Realisierung maschineller Intelligenz ist die Frage der Wissensrepräsentation und verarbeitung von zentraler Bedeutung. Jedes wissensbasierte System kombiniert das in
seiner Wissensbasis gespeicherte Wissen mit aktuellen Informationen und kommt so zu
"Erkenntnissen", die es beispielsweise dem Benutzer in Form von Diagnosen präsentiert,
oder die es selbst - als autonom agierendes System - als Grundlage seiner Handlungen
nutzt. Häufig ist dabei das zu verarbeitende Wissen unsicherer oder unvollständiger Natur,
so dass Methoden zum Einsatz kommen müssen, die auch unter diesen Umständen
vernünftige Resultate liefern. Dies macht die Behandlung von Inkonsistenzen erforderlich
und führt auf die Problematik des nichtmonotonen oder revidierbaren Schließens. Einen
anderen Ansatz zur Modellierung von Unsicherheit bieten die quantitativen Methoden.
Ferner gehen wir auf den Bereich Aktionen und Planen ein, in dem sich die Veränderung
von Wissen durch aktive Eingriffe (Handlungen) als eine Kernproblematik erweist. Der Kurs
behandelt schwerpunktmäßig die folgenden Themen: Nichtmonotones Schließen, Truth
Maintenance-Systeme, Default-Logiken, Aktionen und Planen, Situationskalkül,
Wahrscheinlichkeit und Information, probabilistische Netzwerke, insbesondere Markovund Bayes-Netze, Fuzzy- und Dempster-Shafer-Theorie, zahlreiche Anwendungsbeispiele,
u.a. aus Technik, Medizin und Genetik.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse formaler Grundlagen der Informatik; hilfreich sind auch Grundkenntnisse im
Bereich der Logik und aus dem Gebiet der wissensbasierten Systeme, z.B. aus dem Kurs
01696.
Kursmaterial
Lehr- und
Betreuungsformen
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 80 von 145
Multimediainformationssysteme
Lehrende/r
Dauer des Moduls
zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Modulbeauftragte/ Matthias Hemmje
Matthias Hemmje
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01875 Multimediainformationssysteme I
SS 1.Hälfte SWS
2+1
01876 Multimediainformationssysteme II
WS
SWS
2+1
Bearbeitung der Kurseinheiten: 7 mal 20 Stunden: 140 Stunden
Einüben der Inhalte: 7 mal 15 Stunden: 105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 55 Stunden
Die Studierenden beherrschen die wichtigsten allgemeinen Begriffe, Modelle und
Methoden der aktuellen Technologien sowie den gegenwärtigen Stand der Forschung und
Entwicklung in den relevanten Themengebieten Multimediatechnologien sowie
Hypermedia- und Multimedia-Information-Retrieval-Methoden und den dazu
korrespondierenden Technologien und können diese zuordnen und innerhalb
exemplarischer Technologie- und Anwendungensentwicklungen in den relevanten
Themengebieten Multimediatechnologien sowie zu Hypermedia- und MultimediaInformation-Retrieval-Methoden anwenden.
Die Studierenden beherrschen die wichtigsten Beispiele, Problemschilderungen,
Erfahrungsberichte und Best-Practice-Lösungsansätze zur Sicherung der langfristigen
Verfügbarkeit digitaler nicht-textueller Medien.
Inhalte
Kurs 01875: Die Repräsentation, Speicherung, Verwaltung und Verarbeitung großer
Mengen von Multimedia-Dokumenten, die nicht nur aus Texten bestehen, sondern
Graphiken, Fotos sowie Video- und Tonsequenzen beinhalten, spielt in multimedialen
Informationssystemen eine zentrale Rolle. Die Anwendbarkeit dieser Systeme hängt sehr
stark davon ab, inwieweit der Zugriff auf diese Daten sowie deren effiziente Erschließung
und Indexierung unterstützt wird. Ein Thema der Vorlesung sind daher neue Ansätze aus
dem Bereich des Information Retrieval, die einen inhalts-orientierten, struktur- orientierten
oder Kontext/Meta-Daten-orientierten Zugriff auf Multimedia-Dokumente ermöglichen. Ein
weiteres Themengebiet sind neue Konzeptionen für Multimedia-Informationen-RetrievalProgrammier- und Benutzungsschnittstellen. Diese haben insbesondere im Bereich der
Multimedia-Informationssysteme eine hohe Relevanz, da konventionelle Anfragesprachen
und die darauf basierenden Interfaces auf die Erfordernisse und Möglichkeiten des bislang
vorherrschenden textorientierten Information Retrieval zugeschnitten sind. Ziel der
Vorlesung ist es, einen einführenden Überblick über aktuelle Technologien sowie zum
gegenwärtigen Stand der Forschung und Entwicklung in den relevanten Themengebieten
Multimediatechnologien sowie Hypermedia- und Multimedia-Information-RetrievalMethoden und -Technologien zu geben.
Kurs 01876: Die Archivierung von Multimediadaten soll deren Langzeitverfügbarkeit
gewährleisten, d. h. die volle Originalität und Funktionalität eines digitalen Objekts auch für
eine zukünftige Nutzung garantieren. Die Vorlesung befasst sich neben der Vorstellung
einschlägig relevanter Multimedia-Storage, -Server, - Content Management-Lösungen aus
der produktiven Praxis auch mit teilweise bereits im Einsatz oder gerade in der Entstehung
befindlichen Technologien und Systemen sowie notwendigen technischen Formaten und
Normen zur Berücksichtigung des technologischen Wandels innerhalb der
Archivierungsdauer. Welche Strategien sollten eingeschlagen werden, um multimediale
Datenbestände mit vertretbarem Aufwand langfristig zugänglich und nutzbar halten zu
können? Hierbei wird zwischen verschiedenen Anwendungen aus dem klassischen
Bibliothekswesen, aber insbesondere auch auf die speziellen Anforderungen von
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 81 von 145
Broadcast-, Produktions-und Re-Use-Szenarien eingegangen. Die in der Vorlesung
behandelten Aspekte umfassen Technologien für Digitale Bibliotheken, Aufbau und Struktur
multimedialer Datenobjekte und korrespondierender Metadatenschemata. Weiterhin
werden Techniken für die Segmentierung, Verfahren für die Sicherung von Authenzitität
und Integrität, Methoden für die Extraktion von semantischen Informationen sowie der
Repräsentation komplexer Verknüpfungen diskutiert. Weiterhin werden die aus
informatischer Sicht relevanten rechtlichen Regelungen und urheberrechtlichen
Beschränkungen skizziert.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse aus dem Kurs 01873 "Daten- und Dokumentenmanagement im Internet"
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 82 von 145
Vertiefung Datenstrukturen und Datenbanken
Lehrende/r
Dauer des Moduls
ein oder drei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Ralf Hartmut Güting
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
01662 Datenstrukturen II
SS 2.Hälfte SWS
2+1
01676 Moving Objects Databases I
SS 1.Hälfte SWS
2+1
Bearbeiten der Kurseinheiten: 160 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben inkl. Verarbeitung des Korrektur: 80 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung, Prüfung: 60 Stunden
01662: Erfolgreiche Studierende beherrschen die wesentlichen Konzepte von Graphen und
geometrischen Algorithmen und Datenstrukturen. Sie sind in der Lage, Plane-Sweep oder
Divide-and-Conquer-Techniken für die Lösung geometrischer Probleme einzusetzen und
entsprechende Programme zu entwickeln. Sie können die Laufzeit und den Platzbedarf
solcher Programme bestimmen und somit effiziente Lösungen entwickeln.
01676: Students have a deep understanding of modeling approaches for non-standard
database applications. They can explain data models such as the MOST model, or the
model of spatio-temporal data types, dealing with current and near future movement, or
history of movement, respectively. They can describe the integration of such approaches
into the relational model and formulate queries. They can also describe the needed
extensions of DBMS implementation.
Inhalte
01662: Dieser Kurs vermittelt Kenntnisse zu Graph-Algorithmen, geometrischen
Algorithmen und Datenstrukturen, sowie zum externen Suchen und Sortieren. Zu den
Graph-Algorithmen gehören etwa der Algorithmus von Dijkstra zur Bestimmung kürzester
Wege, die Berechnung der transitiven Hülle eines Graphen oder eines minimalen
Spannbaumes. Einen Schwerpunkt dieses Kurses bilden Algorithmen zur Behandlung
geometrischer Probleme mittels Plane-Sweep und Divide- and Conquer-Techniken. Dabei
werden auch Datenstrukturen für Intervallmengen wie Segment-Bäume und
Intervallbäume eingeführt. Schließlich werden B-Bäume und externe Sortierverfahren
behandelt.
01676: The course offers an introduction to a new research area in databases termed
"moving objects databases". The goal is to extend database technology to be able to
represent any kind of moving entity in a database and to ask queries about them. Moving
objects can be classified as moving points or moving regions. Examples of moving points
are people, animals, or vehicles; examples of moving regions are hurricanes, forest fires, or
oil spills in the sea. For querying, one would like to ask about the current or anticipated
near future movement as well as analyze movement histories in the past. The course
describes data models and query languages for moving objects.
Ergänzende Literatur:
R.H. Güting und S. Dieker, Datenstrukturen und Algorithmen. 3. Aufl., Teubner-Verlag
Stuttgart, 2004.
T. Ottmann und P. Widmayer, Algorithmen und Datenstrukturen. 5. Aufl., Spektrum
Akademischer Verlag, Heidelberg, 2012.
R.H. Güting and M. Schneider, Moving Objects Databases. Morgan Kaufmann Publishers /
Elsevier, Amsterdam, 2005.
P. Rigaux, M. Scholl, and A. Voisard, Spatial Databases: With Application to GIS. MorganKaufmann Publishers, San Francisco, 2002.
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 83 von 145
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
01662: Kenntnisse aus dem Kurs "Datenstrukturen I" des Bachelor-Studiengangs
01676: Kenntnisse der Konzepte von Standard-Datenbanksystemen. Vertiefte Kenntnisse
zur Implementierung von Datenbanksystemen, etwa anhand des Kurses 01664.
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Nicht zusammen mit dem Modul Moving Objects Databases nutzbar
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 84 von 145
Katalog M4: Software Engineering und Programmiersprachen
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 85 von 145
Logisches und funktionales Programmieren
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Christoph Beierle
Christoph Beierle
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01816 Logisches und funktionales Programmieren
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 130 - 150 Stunden
bearbeiten der Übungsaufgaben: 60 - 75 Stunden
Prüfungsvorbereitung: 60 - 75 Stunden
Die Studierenden können grundlegende Aspekte nichtimperativer Programmiersprachen
und deren wichtigste Programmiertechniken beschreiben. Sie sind in der Lage, diese
Techniken in logischen und funktionalen Programmen anzuwenden. Sie können die
spezielle Ausdruckskraft und Flexibilität des logischen und funktionalen Programmierens
erklären und diese bei der Erstellung logischer und funktionaler Programme demonstrieren.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Der Kurs enthält eine Einführung in die wichtigsten Programmiertechniken für nichtimperative Programmiersprachen. Im ersten Teil werden Techniken der logischen
Programmierung am Beispiel von Prolog gezeigt. Außerdem werden die in Prolog
verwendete Beweisstrategie sowie nicht-logische Anteile zur praktischen Programmierung
behandelt. Im zweiten Teil werden Techniken aus funktionalen Programmiersprachen am
Beispiel des Lisp-Dialekts Scheme demonstriert. Neben klassischen Methoden (Funktionen
höherer Ordnung) werden auch Datenabstraktion, strom- und objektorientierte
Programmiertechniken vorgestellt. Zusätzlich werden am Beispiel der Sprache Haskell
Konzepte aus modernen funktionalen Sprachen erläutert. Im dritten Teil werden Ansätze
zur Integration der logischen und funktionalen Programmierung vorgestellt. Darüber hinaus
werden
verschiedene
neuere
Entwicklungen
im
Bereich
dieser
beiden
Programmierparadigmen behandelt. So wird auch auf das logische Programmieren mit
Constraints eingegangen, das sich als besonders vielversprechender Ansatz zur deklarativen
Programmierung herausgestellt hat und bereits in vielen Anwendungen erfolgreich
eingesetzt wurde.
Ergänzende Literatur:
W. F. Clocksin, C. S. Mellish: Programming in Prolog. Springer, Berlin, 5. Auflage, 2003
L. Sterling, E. Shapiro: The Art of Prolog. MIT Press, 2. Auflage, 1994.
H. Abelson, G. J. Sussman: Structure and Interpretation of Computer Programs, MIT Press,
2. Auflage, 1996.
Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 86 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 87 von 145
Vertiefung Software Engineering und Programmiersprachen A (SA, FP)
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Friedrich Steimann
Friedrich Steimann
Christoph Beierle
Dauer des Moduls
zwei Semester
Lehrveranstaltungen
Christoph Beierle
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01798 Software-Architektur
WS 1.Hälfte SWS
2+1
01852 Fortgeschrittene Konzepte funktionaler Programmierung
SS
SWS
2+1
Detaillierter Zeitaufwand
01798:
Bearbeitung des Kurstextes: 75 Stunden
Bearbeitung der Übungs- und Einsendeaufgaben: 40 Stunden
Nachbearbeitung und Klausur- bzw. Prüfungsvorbereitung: 35 Stunden
01852:
Bearbeiten der Kurseinheiten: 65 - 70 Stunden,
Bearbeiten der Übungsaufgaben: 30 - 40 Stunden,
Prüfungsvorbereitung: 30 - 40 Stunden
Qualifikationsziele
01798: Die Studierenden kennen Fragestellungen und Lösungsansätze des Faches
Softwarearchitektur. Sie sind in der Lage, Strukturfragen bei der Konstruktion von Software
besser zu verstehen und Techniken der Softwarearchitektur in eigenen Softwareprojekten
angemessen einzusetzen.
01852: Die Studierenden sind in der Lage, fortgeschrittene Konzepte funktionaler
Programmierung zu präsentieren. Sie können die Typisierung und die formale Behandlung
funktionaler Programme erklären und
Beispielprogramme in einer typisierten,
funktionalen Sprache konstruieren.
Inhalte
01798: Wegen der stetig zunehmenden Komplexität und Größe von Software treten
verstärkt Fragestellungen in den Vordergrund, die sich mit der Strukturierung, der
Organisation und dem Aufbau von Softwaresystemen beschäftigen. Von besonderem
Interesse sind dabei die Kommunikation zwischen Systemteilen und die Konstruktion von
Systemen aus Komponenten.
Die Architektur eines Software-Systems beschreibt die verschiedenen Strukturen des
Systems und legt das Zusammenwirken der Systemkomponenten fest. Der Kurs erläutert
zunächst allgemein, welche Strukturen in diesem Zusammenhang von Interesse sind und
wie sie beschrieben werden können. Insbesondere unterscheidet er zwischen den
Strukturen, die dem dynamischen Verhalten von Systemen zugrunde liegen, und den
statischen Strukturen der Software des Systems. Er gibt eine Einführung in den Entwurf und
die Bewertung von Architekturen und in wichtige Architekturmuster. Zur Vertiefung
werden Programmgerüste und Komponentenarchitekturen behandelt. Darüber hinaus geht
der Kurs auf relevante informelle und formale Beschreibungstechniken ein.
01852: Der Kurs widmet sich weiterführenden Themen funktionaler Programmierung, die
über die grundlegenden Aspekte des Kurses "Logisches und funktionales Programmieren"
(01816) hinausgehen, sowie einigen wichtigen theoretischen Grundlagen funktionaler
Programmiersprachen. Zu Beginn werden die besonderen Konzepte moderner funktionaler
Sprachen wie z.B. strenge Typisierung, parametrischer Polymorphismus, Datentypen und
Pattern Matching am Beispiel der Sprache ML vorgestellt. Die mathematische Fundierung
funktionaler Sprachen ermöglicht die formale Behandlung von Programmen. Dies wird
anhand verschiedener Methoden zum Beweis von Programmeigenschaften oder aber auch
zur Programmtransformation demonstriert. Als formale Grundlagen werden der LambdaKalkül sowie das Typsystem von Hindley/Milner erläutert. Schließlich wird das Verständnis
funktionaler
Programmiersprachen
durch
die
Beschreibung
verschiedener
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 88 von 145
Implementierungsaspekte vertieft.
Ergänzende Literatur:
R. Reussner, W. Hasselbring: Handbuch der Software-Architektur (dpunkt Verlag 2006).
L. Bass, P. Clements, R. Kazman: Software Architecture in Practice 2. Ausgabe (Addison
Wesley, 2003)
M. Erwig: Grundlagen funktionaler Programmierung. Oldenbourg Verlag, 1999
Inhaltliche
Voraussetzungen
01798: Es werden Programmierkenntnisse vorausgesetzt, möglichst in Java, wie sie z. B.
durch den Kurs 01618 "Einführung in die objektorientierte Programmierung" vermittelt
werden.
Achtung: Kurstitel ist zwar deutsch, Kurs ist aber in englischer Sprache.
01852: Kenntnisse in funktionaler Programmierung, z.B. aus dem Kurs 01816 Logisches und
funktionales Programmieren.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Nicht zusammen mit den Modulen Vertiefung Software Engineering und
Programmiersprachen B (WP, FP) oder C (WP, SA) nutzbar
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 89 von 145
Vertiefung Software Engineering und Programmiersprachen B (WP, FP)
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Christoph Beierle
Christoph Beierle
Jörg Desel
Dauer des Moduls
ein bis drei Semster
Lehrveranstaltungen
Jörg Desel
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
01796 Web-Programmierung
WS/SS
SWS
3
01852 Fortgeschrittene Konzepte funktionaler Programmierung
SS
SWS
2+1
Detaillierter Zeitaufwand
01796:
Bearbeitung der Kurseinheiten: 90 Stunden
Bearbeitung der Übungsaufgaben: 30 Stunden
Nachbereitung und Prüfungsvorbereitung, sowie Prüfung: 30 Stunden
01852:
Bearbeiten der Kurseinheiten: 65 - 70 Stunden,
bearbeiten der Übungsaufgaben: 30 - 40 Stunden,
Prüfungsvorbereitung: 30 - 40 Stunden
Qualifikationsziele
01796: Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Web-Programmierung. Sie sind
in der Lage, kleinere Java-Web-Anwendungen eigenständig zu implementieren.
01852: Die Studierenden sind in der Lage, fortgeschrittene Konzepte funktionaler
Programmierung zu präsentieren. Sie können die Typisierung und die formale Behandlung
funktionaler Programme erklären und Beispielprogramme in einer typisierten, funktionalen
Sprache konstruieren.
Inhalte
01796: Gegenstand des Kurses ist die methodische Entwicklung von Internet-basierten
Anwendungsprogrammen. Der Kurs beginnt mit Basistechnologien des World Wide Web:
IP, TCP, UDP, HTTP, (X)HTML, XML und Sessions. Anschließend wird ein Überblick über
weitere Technologien, Programmiersprachen, Medien und Anwendungen gegeben, die im
Internet-Umfeld einen hohen Verbreitungsgrad haben. Für die Entwicklung von
Anwendungsprogrammen wird mit der Java EE-Spezifikation eine Standardarchitektur
vorgestellt, die zur Implementierung der Benutzungsschnittstelle auf dem Server Servlets
und JavaServer Pages (JSPs) vorsieht, sowie für den Anwendungskern Enterprise JavaBeans
(EJBs) und Entities. Mit JavaServer Faces (JSF) wird ein Framework hinzugezogen, das auf
der JSP-Technik und Servlets basiert und für die Entwicklung von grafischen
Benutzungsoberflächen
verwendet
wird.
Darüber
hinaus
werden
Softwarearchitekturmuster
und
Softwarearchitekturen
für
Internet-basierte
Anwendungsprogramme vorgestellt und ausgewählte Entwurfsmuster näher betrachtet.
01852: Der Kurs widmet sich weiterführenden Themen funktionaler Programmierung, die
über die grundlegenden Aspekte des Kurses "Logisches und funktionales Programmieren"
(01816) hinausgehen, sowie einigen wichtigen theoretischen Grundlagen funktionaler
Programmiersprachen. Zu Beginn werden die besonderen Konzepte moderner funktionaler
Sprachen wie z.B. strenge Typisierung, parametrischer Polymorphismus, Datentypen und
Pattern Matching am Beispiel der Sprache ML vorgestellt. Die mathematische Fundierung
funktionaler Sprachen ermöglicht die formale Behandlung von Programmen. Dies wird
anhand verschiedener Methoden zum Beweis von Programmeigenschaften oder aber auch
zur Programmtransformation demonstriert. Als formale Grundlagen werden der LambdaKalkül sowie das Typsystem von Hindley/Milner erläutert. Schließlich wird das Verständnis
funktionaler
Programmiersprachen
durch
die
Beschreibung
verschiedener
Implementierungsaspekte vertieft.
Ergänzende Literatur:
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 90 von 145
H.-W. Six, M. Winter: Kurs 01793 „Software Engineering I – Methodische Entwicklung
objektorientierter Desktop-Applikationen“ Fernuniversität in Hagen, 2006
Oracle: The Java EE 7 Tutorial: http://docs.oracle.com/javaee/7/tutorial/doc
M. Erwig: Grundlagen funktionaler Programmierung. Oldenbourg Verlag, 1999.
Inhaltliche
Voraussetzungen
01796: Vertiefte Kenntnisse in Software Engineering z.B. aus Kurs 01793, Erfahrung in der
Softwareentwicklung mit der Programmiersprache Java
Lehr- und
Betreuungsformen
01852: Kenntnisse in funktionaler Programmierung, z.B. aus dem Kurs 01816 Logisches und
funktionales Programmieren
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Anmerkung
Nicht zusammen mit den Modulen Vertiefung Software Engineering und
Programmiersprachen A (SA, FP) oder C (WP, SA) nutzbar, nicht zusammen mit dem
nicht mehr angebotenen Modul Software Engineering II nutzbar
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 91 von 145
Vertiefung Software Engineering und Programmiersprachen C (WP, SA)
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Desel
Jörg Desel
Friedrich Steimann
Dauer des Moduls
ein bis drei Semster
Lehrveranstaltungen
Friedrich Steimann
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
SWS
3
01796 Web-Programmierung
WS/SS
01798 Software-Architektur
WS 1.Hälfte SWS
2+1
Detaillierter Zeitaufwand
01796:
Bearbeitung der Kurseinheiten: 90 Stunden
Bearbeitung des Übungsaufgaben: 30 Stunden
Nachbereitung und Prüfungsvorbereitung, sowie Prüfung: 30 Stunden
01798:
Bearbeitung des Kurstextes: 75 Stunden
Bearbeitung der Übungs- und Einsendeaufgaben: 40 Stunden
Nachbearbeitung und Klausur- bzw. Prüfungsvorbereitung: 35 Stunden
Qualifikationsziele
01796: Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Web-Programmierung. Sie sind
in der Lage, kleinere Java-Web-Anwendungen eigenständig zu implementieren.
01798: Die Studierenden kennen Fragestellungen und Lösungsansätze des Faches
Softwarearchitektur. Sie sind in der Lage, Strukturfragen bei der Konstruktion von Software
besser zu verstehen und Techniken der Softwarearchitektur in eigenen Softwareprojekten
angemessen einzusetzen.
Inhalte
01796: Gegenstand des Kurses ist die methodische Entwicklung von Internet-basierten
Anwendungsprogrammen. Der Kurs beginnt mit Basistechnologien des World Wide Web:
IP, TCP, UDP, HTTP, (X)HTML, XML und Sessions. Anschließend wird ein Überblick über
weitere Technologien, Programmiersprachen, Medien und Anwendungen gegeben, die im
Internet-Umfeld einen hohen Verbreitungsgrad haben. Für die Entwicklung von
Anwendungsprogrammen wird mit der Java EE-Spezifikation eine Standardarchitektur
vorgestellt, die zur Implementierung der Benutzungsschnittstelle auf dem Server Servlets
und JavaServer Pages (JSPs) vorsieht, sowie für den Anwendungskern Enterprise JavaBeans
(EJBs) und Entities. Mit JavaServer Faces (JSF) wird ein Framework hinzugezogen, das auf
der JSP-Technik und Servlets basiert und für die Entwicklung von grafischen
Benutzungsoberflächen
verwendet
wird.
Darüber
hinaus
werden
Softwarearchitekturmuster
und
Softwarearchitekturen
für
Internet-basierte
Anwendungsprogramme vorgestellt und ausgewählte Entwurfsmuster näher betrachtet.
01798: Wegen der stetig zunehmenden Komplexität und Größe von Software treten
verstärkt Fragestellungen in den Vordergrund, die sich mit der Strukturierung, der
Organisation und dem Aufbau von Softwaresystemen beschäftigen. Von besonderem
Interesse sind dabei die Kommunikation zwischen Systemteilen und die Konstruktion von
Systemen aus Komponenten. Die Architektur eines Software-Systems beschreibt die
verschiedenen Strukturen des Systems und legt das Zusammenwirken der
Systemkomponenten fest. Der Kurs erläutert zunächst allgemein, welche Strukturen in
diesem Zusammenhang von Interesse sind und wie sie beschrieben werden können.
Insbesondere unterscheidet er zwischen den Strukturen, die dem dynamischen Verhalten
von Systemen zugrunde liegen, und den statischen Strukturen der Software des Systems. Er
gibt eine Einführung in den Entwurf und die Bewertung von Architekturen und in wichtige
Architekturmuster.
Zur
Vertiefung
werden
Programmgerüste
und
Komponentenarchitekturen behandelt. Darüber hinaus geht der Kurs auf relevante
informelle und formale Beschreibungstechniken ein.
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 92 von 145
Ergänzende Literatur:
H.-W. Six, M. Winter: Kurs 01793 „Software Engineering I – Methodische Entwicklung
objektorientierter Desktop-Applikationen“ Fernuniversität in Hagen, 2006
Oracle: The Java EE 7 Tutorial: http://docs.oracle.com/javaee/7/tutorial/doc
R Reussner, W Hasselbring Handbuch der Software-Architektur (dpunkt Verlag 2006).
L Bass, P Clements, R Kazman Software Architecture in Practice 2. Ausgabe (Addison
Wesley, 2003)
Inhaltliche
Voraussetzungen
01796: Vertiefte Kenntnisse in Software Engineering z.B. aus Kurs 01793, Erfahrung in der
Softwareentwicklung mit der Programmiersprache Java
01798: Es werden Programmierkenntnisse vorausgesetzt, möglichst in Java, wie sie z. B.
durch den Kurs 01618 Einführung in die objektorientierte Programmierung vermittelt
werden.
Achtung: Kurstitel ist zwar deutsch, Kurs ist aber in englischer Sprache.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Nicht zusammen mit den Modulen Vertiefung Software Engineering und
Programmiersprachen A (SA, FP) oder B (WP, FP) nutzbar, nicht zusammen mit dem
nicht mehr angebotenen Modul Software Engineering II nutzbar
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 93 von 145
DSL Engineering
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Friedrich Steimann
Friedrich Steimann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01888 Domänenspezifische Sprachen
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeitung der Kurseinheiten: 150 Stunden
Bearbeitung der Übungsaufgaben: 80 Stunden
Nachbereitung und Prüfungsvorbereitung, sowie Prüfung: 70 Stunden
Die Studierenden sollen eine Vorstellung von Zweck und Nutzen domänenspezifischer
Sprachen entwickeln. Sie sollen sich Kenntnisse vom technischen Aufwand der
Implementierung solcher Sprachen und ihrer Werkzeuge erarbeiten und sollen
abzuschätzen lernen, wann sich die Entwicklung einer domänenspezifischen Sprache lohnt.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS/SS
SWS
4+2
Domänenspezifische Sprachen sind formale Sprachen, die speziell für ein bestimmtes
Anwendungsgebiet, die „Domäne“, entworfen wurden. Sie übernehmen häufig in der
Domäne gebräuchliche Notationen und grenzen sich so von Allzwecksprachen wie
beispielsweise Java oder UML ab. Damit soll es Domänenexpertinnen leichter gemacht
werden, sich in einer für ihre Zwecke nützlichen Sprache auszutauschen.
Damit domänenspezifische Sprachen wirklich nützlich sind, bedürfen sie umfassender
Werkzeugunterstützung, wie man sie von allgemeinen Programmier- und
Modellierungssprachen her gewohnt ist. Da der Nutzerkreis domänenspezifischer Sprachen
im allgemeinen aber kleiner ist, ist es für deren Erfolg wichtig, dass sich diese Werkzeuge
mit wenig Aufwand herstellen lassen. Sog. Language workbenches, mit denen integrierte
Entwicklungsumgebungen für formale Sprachen relativ leicht entwickelt werden können,
gehören daher zur Entwicklung domänenspezifischer Sprachen fest dazu.
Dieser leittextgestützte Kurs befasst sich mit dem relativ jungen Thema des Entwurfs und
der Werkzeugunterstützung domänenspezifischer Sprachen. Er basiert auf dem Buch DSL
Engineering von Markus Voelter. Das Buch ist in verschiedenen Formen über
http://voelter.de/dslbook/markusvoelter-dslengineering-1.0.pdf erhältlich und kann vor
Belegung des Kurses zur Ansicht heruntergeladen werden (zu empfehlen!).
Ergänzende Literatur:
Martin Fowler, Domain Specific Languages, Addison-Wesley 2010
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Fundierte Programmierkenntnisse, beispielsweise erworben durch Bearbeitung der Kurse
01618 oder 01814, sind unabdingbar. Außerdem sind gute Engischkenntnisse
unverzichtbar, da der Basistext in englischer Sprache verfasst ist.
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext: M. Voelter: DSL
Engineering - Designing, Implementing and Using Domain-Specific Languages,
dslbook.org, 2013
oder http://voelter.de/dslbook/markusvoelter-dslengineering-1.0.pdf
Bachelor Informatik
Seite 94 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 95 von 145
Katalog M7: Computer und Mensch
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 96 von 145
Informationsvisualisierung im Internet
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Matthias Hemmje
Matthias Hemmje
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
s. Anmerkung
Lehrveranstaltungen
01870 Informationsvisualisierung im Internet
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeitung der Kurseinheiten: 7 mal 20 Stunden = 140 Stunden
Einüben der Inhalte: 7 mal 15 Stunden = 105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 55 Stunden
Die Studierenden beherrschen die wichtigsten allgemeinen Begriffe, Modelle und
Methoden der Informationsvisualisierung und können diese innerhalb exemplarischer
Technologien und Anwendungen der Informationsvisualisierung zuordnen sowie innerhalb
eigener Entwürfe und Modellierungen von Informationsvisualisierungen in
Benutzungsschnittstellen zu Informationssystemen anwenden.
Qualifikationsziele
Inhalte
SWS
4+2
Informationsvisualisierung kann Menschen wesentlich darin unterstützen, den Umfang von
Informationskollektionen zu erfassen, deren Beschaffenheit zu verstehen und darin
enthaltene relevante Informationen zu erkennen. Angemessene Visualisierungsmethoden
für den Einsatz in Benutzungsschnittstellen von Informationssystemen zu finden, gewinnt
daher zunehmend an Bedeutung. Der Kurs führt zunächst in grundlegende Begrifflichkeiten
und Modelle der Informationsvisualisierung ein und gibt einen kurzen Überblick über die
Zusammenhänge zwischen Informationsvisualisierung, visueller Wahrnehmung und
Kognition. Anschliessend werden die wichtigsten Informationsvisualisierungstechniken
kategorisiert sowie deren grundlegende Methoden und Eigenschaften ausführlich
vorgestellt. Es folgt eine Darstellung von Methoden zur Evaluation von
Informationsvisualisierungstechniken, die Definition eines Evaluationsmodells sowie die
beispielhafte Evaluation ausgewählter Informationsvisualisierungstechniken. Der Kurs
wendet
sich
daraufhin
der
Diskussion
von
Technologien
und
Informationsvisualisierungsarchitekturen zu. Hier kommen insbesondere die "Virtual
Reality Modeling Language" (VRML), eine Beschreibungssprache für dreidimensionale
Objekte und Szenen sowie das External Authoring Interface (EAI) zur Realisierung von
integrierten Informationsvisualisierungsarchitekturen im Zusammenwirken mit anderen
Anwendungen und Diensten zur Sprache. Die Übung bearbeitet und vertieft dabei gezielt
den Entwurf von Informationsvisualisierungsanwendungen.
Ergänzende Literatur:
Colin Ware: Information Visualization. Morgan Kaufmann, 2004
R.Carey, G. Bell: The Annotated Vrml 2.0 Reference Manual, Addison Wesley, 1997
D. Brutzman, L. Daly: X3D. Extensible 3D Graphics for Web Authors, Morgan Kaufmann,
2007
Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
der Kurs wurde im WS 2015/16 letztmals angeboten, danach nach grundlegender
Überarbeitung voraussichtlich wieder im WS 2017/18
Bachelor Informatik
Seite 97 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 98 von 145
Computerunterstütztes kooperatives Arbeiten und Lernen
Lehrende/r
Dauer des Moduls
ein oder drei Semester
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Qualifikationsziele
Inhalte
Modulbeauftragte/ Jörg M. Haake
Jörg M. Haake
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
01880 Computerunterstütztes kooperatives Arbeiten (CSCW)
SS
SWS
2+1
01883 Computerunterstütztes kooperatives Lernen (CSCL)
SS
SWS
2+1
Bearbeiten der Kurseinheiten (8 mal 20 Stunden): 160 Stunden
Bearbeitung der Einsendeaufgaben (8 mal 5 Stunden): 40 Stunden
Mitwirkung an den Diskussionen in der Kurs-Newsgroup: 30 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 70 Stunden
Die Studierenden entwickeln ein vertieftes Verständnis über die interdisziplinären
Grundlagen und Forschungsmethoden im Forschungsgebiet CSCW/CSCL. Sie können
begründete Entwurfsentscheidungen bei der Entwicklung von CSCW/CSCL-Systemen
treffen und bestehende CSCW/CSCL-Systeme bzgl. Ihrer Verwendbarkeit in verschiedenen
Anforderungssituationen auswählen und bewerten. Sie können sich selbstständig
interdisziplinäre Arbeiten erschließen und ein übergreifendes Begriffsverständnis
erarbeiten. Darüber hinaus können sie die Ergebnisse von Evaluationsstudien bezüglich
ihrer Aussagekraft beurteilen. Durch die Teilnahme an Internet-Diskussionsgruppen wird
das Einüben wissenschaftlicher Kommunikation gefördert.
Der Kurs 01880 behandelt verschiedene Aspekte der Rechnerunterstützung für Gruppen
von Personen, die gemeinsam an einem Problem arbeiten. Nach den Grundlagen des
kooperativen Arbeitens werden die im 3K-Modell definierten Systemklassen,
Kommunikation, gemeinsame Informationsräume, Workflow Management und Workgroup
Computing betrachtet und an Beispielen illustriert. Abschließend widmet sich der Kurs der
Realisierung von synchroner Groupware.
Der Kurs 01883 behandelt das Thema des computerunterstützten kooperativen Lernens
(CSCL) aus interdisziplinärer Sicht. Er bietet eine anwendungsorientierte Einführung in das
Forschungsgebiet CSCL und soll Erfahrung in der selbstständigen Einarbeitung in ein
interdisziplinäres Forschungsgebiet vermitteln. Dazu werden die Themenbereiche
Grundlagen, Werkzeuge, Didaktische Konzepte sowie Umsetzungen und Perspektiven von
CSCL behandelt.
Ergänzende Literatur:
S. Teufel, C. Sauter, T. Mühlherr und K. Bauknecht: Computerunterstützung für die
Gruppenarbeit . Addison-Wesley, 1995.
U.M. Borghoff und J. H. Schlichter: Computer-Supported Cooperative Work. Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York, 2000.
G. Schwabe, N. Streitz und R. Unland (Hrsg.): CSCW-Kompendium. Springer-Verlag Berlin
Heidelberg New York, 2001.
T. Schümmer und St. Lukosch: Patterns for Computer-Mediated Interaction. John Wiley &
Sons, Ltd., 2007.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Grundkenntnisse in Programmierung. Grundkenntnisse Betriebssysteme (Prozesse) und
Rechnernetze (Protokolle), z.B. aus Kurs 01801. Kenntnisse in "Verteilten Systemen" (Kurs
01678) sind hilfreich.
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 99 von 145
Anmerkung
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext zu 01883: Haake,
G. Schwabe, M. Wessner (Hrsg.): CSCL-Kompendium 2.0 - Lehr- und Handbuch zum
computerunterstützten kooperativen Lernen. Oldenbourg Verlag, München, 2012.
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 100 von 145
Gestaltung Kooperativer Systeme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg M. Haake
Till Schümmer
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01884 Gestaltung Kooperativer Systeme
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Bearbeitung der Übungen in der Kurs-Lernumgebung (Moodle): 50 Stunden
Diskussion in den Foren der Kurs-Lernumgebung (Moodle): 40 Stunden
Auseinandersetzung mit Lösungen von Kurs-Teilnehmenden (Peer-Review): 10 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung: 60 Stunden
Die Teilnehmenden entwickeln ein vertieftes Verständnis für das Design von kooperativen
Systemen, sowohl Kenntnisse auf technischer Gestaltungsebene als auch auf soziotechnischer Ebene. Studierende können nach Abschluss des Moduls Kooperationsprozesse
analysieren und auf kooperative Systeme abbilden. Sie werden in die Lage versetzt,
Prototypen visuell zu beschreiben und die Interaktionsprozesse zu formulieren. Neben
diesen
fachspezifischen
Zielen
verbessern
die
Studierenden
wichtige
Schlüsselqualifikationen: Verteilte Kooperation über das Internet, Verständnis von
Gruppenprozessen und Gruppeninteraktion, Erschließung englischer Fachliteratur und
Bewertung der Folgen des Einsatzes von sozio-technischen Systemen.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
In diesem Kurs werden Gestaltungskonzepte kooperativer Systeme anhand von
Entwurfsmustern vermittelt. Diese werden in den Übungen am Entwurf eines konkreten
kooperativen Systems in Form von visuellen Skizzen der Benutzungsschnittstellen und
textuellen Beschreibungen der Anwendungsfälle praktisch eingeübt. Neben dem
gestalterischen Aspekt betrachten die Teilnehmenden des Moduls philosophische und
ethische Grundlagen kooperativer Systeme. So wird z. B. diskutiert, wie Identität in
virtuellen Gemeinschaften herausgebildet, wie Gruppenprozesse unterstützt,
Kommunikation gestaltet und wie gegenseitige Wahrnehmung in kooperativen Systemen
hergestellt und in den Arbeitsalltag der Nutzenden eingebettet werden kann. Hierauf
aufbauend werden die Teilnehmenden in die Lage versetzt, ein kooperatives System
sowohl aus Benutzungssicht als auch aus technischer Sicht zu gestalten. Dabei werden
Entwurfsmuster als zentrales Werkzeug eingesetzt. Diese sind auf verschiedenen
Abstraktionsebenen
angesiedelt
(Virtuelle
Gemeinschaft,
Arbeitsgruppe,
Gruppenbewusstsein und Technologie) und erlauben einen holistischen Blick auf
computerunterstützte virtuelle Gemeinschaften und Kleingruppen. Ergänzt werden die
Muster durch konkrete Beispiele kooperativer Systeme und neuere Trends (z.B. bei der
Unterstützung mobiler Kooperation). Basistext ist das Buch "Patterns for ComputerMediated Interaction".
Ergänzende Literatur:
S. Greenberg, S. Carpendale, N. Marquardt und B. Buxton: Sketching User Experiences: The
Workbook. Elsevier, 2011.
C. C
d .M
:D
S
I
. O’R y, 2009.
T. Gross und M. Koch: Computer-Supported Cooperative Work, Odenbourg, 2007.
T. N : M b D
P
G
y. O’R y, 2014.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Englische Sprachkenntnisse; da der Kurs auf englischer Literatur basiert.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 101 von 145
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Studientag/e
Zusatzmaterial
Anmerkung
Der Basistext muss vor Semesterbeginn beschafft werden. Basistext: T. Schümmer und
St. Lukosch: Patterns for Computer-Mediated Interaction. John Wiley & Sons, Ltd.,
2007
Das Buch ist aktuell als e-Book verfügbar und kann entweder direkt beim Verlag oder
bei bekannten e-Book-Plattformen bezogen werden (z.B. für Amazon Kindle).
Fakultativ kann als Vertiefung gelesen werden: s. Ergänzende Literatur
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete mündliche
Modulprüfung
Leistungsnachweis zu einem Modul aus dem
Pflichtbereich
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 102 von 145
Fachpraktika
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 103 von 145
Fachpraktikum Field Programmable Gate Arrays
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Lenhardt
Andreas Kleimann
Jörg Lenhardt
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01515 Fachpraktikum Field Programmable Gate Arrays (FPGA)
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Heim-Versuche (7 mal 30 Stunden): 210 Stunden
Vor- und Nachbereitung der Präsenzphase: 50 Stunden
Präsenzphase und Studientag: 40 Stunden
Die Praktikumsteilnehmer sammeln praktische Erfahrungen mit dem oben genannten
komplexen Hardware-System und seiner Programmierung. Dadurch wiederholen und
vertiefen sie den Stoff, der ihnen bereits aus grundlegenden Kursen der Technischen
Informatik (z.B. den FernUni-Kursen 1609 "Computersysteme II" und 1706
"Anwendungsorientierte Mikroprozessoren") bekannt ist. Während der Präsenzphase
lernen sie, komplexe Problemstellungen zunächst in Kleingruppen zu bearbeiten und die
erstellten Lösungen allen Teilnehmer zu präsentieren und zu diskutieren. Nach Abschluss
der Präsenzphase müssen sie ihre Ergebnisse in einer ausführlichen Versuchsbeschreibung
darstellen und einsenden.
Qualifikationsziele
WS
SWS
4
Inhalte
Ziel dieses Praktikums ist es, die grundlegende Programmierung von FPGAs (Field
Programmable Gate Arrays) mit VHDL (Very High Speed Integrated Circuits Hardware
Description Language) zu erlernen. Es werden hierbei keine Vorkenntnisse im Bereich der
VHDL-Programmierung vorausgesetzt.
d T
d T
I
(S
,S
w
,B
’
Algebra, Automaten etc.) werden allerdings als vorhanden angenommen. Sollten Sie in
diesem Bereich noch Nachholbedarf haben, können Sie das notwendige Wissen in den
Kursen 1608 und 1609 der FernUniversität Hagen erwerben.
Das Praktikum basiert auf dem Buch „Embedded SoPC Design with Nios II Processor and
VHDL Examples“ von Pong P. Chu (ISBN: 978-1-118-00888-1) 2011. Die Versuche werden
mit einem Evaluations-Board DE1 der Firma Altera durchgeführt.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Grundlagenwissen zu Mikroprozessoren, wie z.B. aus den Kursen 1608, 1609
"Computersysteme I/II" sowie grundlegende Programmierkenntnisse.
Lehr- und
Betreuungsformen
Studientag/e
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
Modulhandbuch
Sowohl das o.g. Buch als auch das Evaluations-Board werden für den Zeitraum des
Praktikums zur Verfügung gestellt. Buch und Board müssen nach Abschluss des
Praktikums vollständig (d.h. inkl. Verpackung etc.), in einwandfreien Zustand
zurückgegeben werden.
Bachelor Informatik
Seite 104 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
erfolgreicher Abschluss Modul Grundpraktikum
Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 105 von 145
Fachpraktikum Eingebettete Systeme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Lenhardt
Jörg Lenhardt
Andreas Kleimann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01514 Fachpraktikum Eingebettete Systeme
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Heim-Versuche (7 mal 30 Stunden): 210 Stunden
Vor- und Nachbereitung der Präsenzphase: 50 Stunden
Präsenzphase und Studientag: 40 Stunden
Die Praktikumsteilnehmer sammeln praktische Erfahrungen mit dem oben genannten
komplexen Hardware-System und seiner Programmierung. Dadurch wiederholen und
vertiefen sie den Stoff, der ihnen bereits aus grundlegenden Kursen der Technischen
Informatik (z.B. den FernUni-Kursen 1609 "Computersysteme
II" und 1706
"Anwendungsorientierte Mikroprozessoren") bekannt ist. Während der Präsenzphase
lernen sie, komplexe Problemstellungen zunächst in Kleingruppen zu bearbeiten und die
erstellten Lösungen allen Teilnehmer zu präsentieren und zu diskutieren. Nach Abschluss
der Präsenzphase müssen sie ihre Ergebnisse in einer ausführlichen Versuchsbeschreibung
darstellen und einsenden.
Qualifikationsziele
Inhalte
SS
SWS
4
In diesem Fachpraktikum sollen die Studierenden in die Lage versetzt werden, ihr in der
Theorie (z. B. in den Kursen 1608, 1609 und 1706) erarbeitetes Wissen in der Praxis
anzuwenden. Dafür wird ein komplexes Mikrocontroller-System inklusive der benötigten
Software-Entwicklungsumgebung zur Verfügung gestellt. Jeder Teilnehmer bzw. jede
Teilnehmerin wird sich im Rahmen des Praktikums intensiv mit diesem System
auseinandersetzen. Die Entwicklung von Programmen für das Mikrocontroller-System
erfolgt in Assembler. Die Studierenden führen die Programmierung verschiedener Steuerund Regel-Anwendungen durch, die auf den Signalen unterschiedlichster Sensoren basieren
und die umfangreichen Peripherie-Komponenten des Mikrocontrollers verwenden.
Ergänzende Literatur:
Pong P. Chu: "Embedded SoPC design with Nios II processor and VHDL examples", Wiley,
2011 (Dieses Buch wird den TeilnehmerInnen im Rahmen des Praktikums geliehen.)
Kurs 01608 "Computersysteme I" und Kurs 01609 "Computersysteme II"
Kurs 01706 "Anwendungsorientierte Mikroprozessoren"
optional: H. Bähring: "Anwendungsorientierte Mikroprozessoren: Mikrocontroller und
Digitale Signalprozessoren", Springer-Verlag, 2010
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Grundlagenwissen zu Mikroprozessoren, wie z.B. aus dem Kurs 1609 "Computersysteme II"
und dem Kurs 1706 "Anwendungsorientierte Mikroprozessoren", sowie grundlegende
Programmier-Kenntnisse
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 106 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 107 von 145
Fachpraktikum Erweiterbare Datenbanksysteme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Ralf Hartmut Güting
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in 2 von 3 WS
Lehrveranstaltungen
01590 Fachpraktikum Erweiterbare Datenbanksysteme
Detaillierter Zeitaufwand
Zum Praktikum gehören 3 kurze Präsenzphasen in Hagen zu Anfang, zwischen den beiden
Abschnitten, und am Ende des Semesters. Zwischen den Präsenzphasen arbeiten die
Teilnehmer miteinander und mit den Betreuern über das Internet zusammen.
SWS
4
Einarbeitung vor Beginn des Praktikums: 12 Stunden
Erste Präsenzphase: 20 Stunden
Bearbeiten von Programmieraufgaben des ersten Abschnitts: 120 Stunden
Zweite Präsenzphase: 24 Stunden
Teamarbeit des zweiten Praktikumsabschnitts: 120 Stunden
Abschlusspräsentation: 4 Stunden
Qualifikationsziele
Nach erfolgreicher Teilnahme besitzen Studierende ein eingehendes Verständnis der
Architektur und Implementierung von Datenbanksystemen anhand eines konkreten
Systems, das über die in einem klassischen Kurs vermittelbaren Kenntnisse weit hinausgeht.
Sie sind in der Lage, Erweiterungen des Datenbanksystems für spezielle Anwendungen auf
der Ebene des Kernsystems und der graphischen Benutzerschnittstelle einzubringen, ggf.
auch des Optimierers. Sie können neue Attributdatentypen für Relationen und Operationen
für die Anfrageauswertung implementieren. Sie können ein größeres Problem in
Teilaufgaben zerlegen und die verteilte Arbeit im Team über das Internet organisieren. Sie
besitzen hervorragende Voraussetzungen für eine Abschlussarbeit am Lehrgebiet
"Datenbanksysteme für neue Anwendungen" im Bereich erweiterbarer Datenbanksysteme
und des Secondo-Prototypen.
Inhalte
Am Lehrgebiet "Datenbanksysteme für neue Anwendungen" wird seit einigen Jahren ein
Prototyp eines erweiterbaren Datenbanksystems, genannt SECONDO, entwickelt.
SECONDO implementiert kein festes DBMS-Datenmodell, sondern bietet eine Architektur,
einen Systemrahmen und wohldefinierte Schnittstellen für die Realisierung verschiedener
Datenmodelle. Als Erweiterungen kann man z.B. Implementierungen von Nicht-StandardDatentypen (Polygone, Bilder, chemische Formeln, ...), neue Indexstrukturen oder JoinMethoden, Optimierungsregeln oder Kostenfunktionen ins System einbringen.
Im Praktikum sollen kleine Gruppen von jeweils etwa 6 Personen zusammenarbeiten. In
einem ersten Praktikumsabschnitt ist eine Reihe von Aufgaben zu bearbeiten, um
Erweiterungstechniken für SECONDO kennenzulernen. Im zweiten Abschnitt ist eine
größere Erweiterungsaufgabe von der Gruppe mit mehr Selbständigkeit und Kreativität zu
lösen. In diesem Abschnitt werden auch Erfahrungen des Projektmanagements vermittelt.
Die gemeinsam entwickelte Software wird in einem Versionierungssystem verwaltet, so
dass schon während der Entwicklung laufend Integrationstests möglich sind.
Ergänzende Literatur:
R.H. Güting, T. Behr, C. Düntgen: SECONDO: A Platform for Moving Objects Database
Research and for Publishing and Integrating Research Implementations.
IEEE Data Engineering Bulletin 33:2 (2010), 56-63.
R.H. Güting, V. Almeida, D. Ansorge, T. Behr, Z. Ding, T. Höse, F. Hoffmann, M. Spiekermann:
SECONDO: An Extensible DBMS Platform for Research Prototyping and Teaching. 21st Intl.
Conf. on Data Engineering (ICDE, Tokyo, Japan), 2005, 1115-1116.
R.H. Güting, T. Behr, C. Düntgen: Trajectory Databases. In: C. Renso, S. Spaccapietra, E.
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 108 von 145
Zimanyi (Eds.), Mobility Data: Modeling, Management and Understanding. Cambridge
University Press (2013), 42-61.
J. Lu, R.H. Güting: Parallel SECONDO: Practical and Efficient Mobility Data Processing in the
Cloud. SCDM, IEEE International Conference on Big Data, 2013.
F. Valdés, M.L. Damiani, R.H. Güting: Symbolic Trajectories in SECONDO: Pattern Matching
and Rewriting. 18th Intl. Conf. on Database Systems for Advanced Applications, Wuhan,
China, April 2013, 450-453.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Gute Kenntnisse von Datenbanksystemen. Gute Programmierkenntnisse und -fähigkeiten in
C++ und Java. Wir gehen davon aus, dass gute Java-Programmierer bereit und in der Lage
sind, sich in die Programmierung in C++ einzuarbeiten; dies sollte vor Beginn des
Praktikums erfolgen. Wer PROLOG-Kenntnisse besitzt, hat die Chance, Erweiterungen am
Optimierer vorzunehmen (optional).
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 109 von 145
Fachpraktikum CSCW
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg M. Haake
Jörg M. Haake
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01592 Fachpraktikum CSCW
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten des Gruppenprojekts: 260 Stunden
Teilnahme an beiden Präsenzphasen: 40 Stunden
Qualifikationsziele
Die Studierenden entwickeln ein tiefergehendes Verständnis für die Probleme und
Lösungsalternativen bei der Realisierung von Groupware-Anwendungen und/oder den
zugrundeliegenden Frameworks/Toolkits. Sie können eine Groupware-Anwendung
spezifizieren, entwerfen und in einer objektorientierten Programmierumgebung realisieren,
testen und dokumentieren. Sie besitzen die Kompetenz zu verteilter Teamarbeit,
insbesondere zur Wahrnehmung von Rollen im Projektmanagement, bei der Nutzung
verteilter Entwicklungsumgebungen sowie in gemeinsamen Arbeitsumgebungen. Sie
beherrschen den Einsatz von Versionierungssystemen und Groupware-Werkzeugen zur
Unterstützung der Arbeit eines verteilten Projektteams.
Inhalte
Dieses Fachpraktikum behandelt Design und Implementierung von CSCW-Systemen
(Groupware). Die Teilnehmenden entwickeln in einer Projektgruppe ein konkretes CSCWSystem. Insbesondere werden Methoden für die Anforderungsermittlung, den Entwurf, die
Realisierung, den Test und die Dokumentation von Groupware-Anwendungen (d.h. von
Anwendungen für die Unterstützung von Gruppenarbeit, CSCW) erlernt und in der Gruppe
eingeübt. Neben diesen technischen Aspekten der Softwareentwicklung werden Methoden
für die Organisation der Projektarbeit ("Software Engineering in the large") in einem
verteilten Team behandelt. Im Fachpraktikum nutzen die Projektgruppen moderne
Entwicklungsumgebungen, Groupware-Werkzeuge und Versionierungssysteme. Das
Projektmanagement zur Bearbeitung der Entwicklungsaufgabe wird vom Team
durchgeführt. Die Teilnehmenden des Praktikums erhalten die Möglichkeit, während des
Praktikums verschiedene Rollen aus der Projektarbeit einzuüben. Jedes Team stellt seine
Ergebnisse in einer Abschlusspräsentation vor.
WS
SWS
4
Ergänzende Literatur:
Literatur zu den genutzten Programmiersprachen und ggf. Frameworks wird zum Beginn des
Praktikums bekannt gegeben.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Anmerkung
Modulhandbuch
Für die Teilnahme am Fachpraktikum sind fundierte Kenntnisse der objektorientierten
Software-Entwicklung (vor allem Design und Implementierung) erforderlich. Hilfreich sind
fundierte Kenntnisse in Verteilten Systemen und Kooperativen Systemen, wie sie in den
Kursen 01678 "Verteilte Systeme", 1880 CSCW oder 1884 "Gestaltung kooperativer
Systeme" erworben werden können.
Betreuung und Beratung durch Lehrende
-
Bachelor Informatik
Seite 110 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 111 von 145
Fachpraktikum Prozessmodellierungswerkzeuge
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Desel
Jörg Desel
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
alle 2 bis 3 Jahre
Lehrveranstaltungen
01593 Fachpraktikum Prozessmodellierungswerkzeuge
Detaillierter Zeitaufwand
Praktikum mit zwei Präsenzphasen, eine zu Beginn und eine am Ende der Veranstaltung
Präsenzphasen: 50 Stunden
Präsentationsvorbereitung: 10 Stunden
Entwurf und Implementierung von Algorithmen im Team: 240 Stunden
Erfolgreiche Absolventen verfügen über Erfahrungen in der projektorientierten
Softwareentwicklung, insbesondere in den Bereichen Planung, Umsetzung und Integration
verschiedener Softwaremodule in kleineren Gruppen. Da sich die Funktionalitäten der zu
entwickelnden Softwaremodule an die Forschungsthemen des Lehrgebietes anlehnen,
haben die Absolventen Kenntnisse im Bereich der Prozessmodellierungssprachen und sind
in der Lage, auf Grundlage wissenschaftlicher Literatur effiziente Algorithmen zu
implementieren.
Qualifikationsziele
SWS
4
Inhalte
Am Lehrgebiet "Softwaretechnik und Theorie der Programmierung" wird seit einigen
Jahren das Werkzeug "VIPtool" zur Synthese von Petrinetzen und anderen Modellen
verschiedener Prozessbeschreibungssprachen entwickelt. Es handelt sich dabei um eine
Java-basierte Plattform. Die Funktionalität des Werkzeugs wird durch Plug-Ins bzw. durch
das Zusammenspiel von Plug-Ins realisiert. Im Praktikum geht es darum, neue Algorithmen
im Bereich der Prozesssynthese zu entwickeln und durch Plug-Ins zu realisieren. Dabei soll
das Praktikum neben Erfahrungen in der Implementierung komplexer Systeme Kompetenz
für aktuelle relevante Fragestellungen bei der Prozesssynthese vermitteln. Erfolgreiche
Absolventen haben eine sehr gute Grundlage für eine Abschlussarbeit in diesem Gebiet.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Vertiefte Fertigkeiten in der Programmierung mit Java. Erfolgreiche Bearbeitung des Kurses
1793. Sicherer Umgang mit mathematischer Notation. Wünschenswert sind zudem
Erfahrungen mit Prozessbeschreibungssprachen wie z.B. Petrinetze, BPMN, EPK, UML
activity diagrams, auch aus der beruflichen Praxis. Hilfreich ist auch der erfolgreiche Besuch
des Programmierpraktikums mit einem Thema aus diesem Bereich.
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Lehr- und
Betreuungsformen
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 112 von 145
Fachpraktikum Multimedia- und Internetanwendungen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Matthias Hemmje
Matthias Hemmje
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
alle 2 bis 3 Jahre
Lehrveranstaltungen
01594 Fachpraktikum Multimedia- und Internetanwendungen
Detaillierter Zeitaufwand
Präsenzphasen: 50 Stunden
Präsentationsvorbereitung: 10 Stunden
Entwurf und Implementierung von Algorithmen im Team: 240 Stunden
Nach erfolgreicher Teilnahme am Fachpraktikum beherrschen Studierende den praktischen
Umgang mit neuesten Internettechnologien und sind in der Lage, die Erfahrungen und
Kompetenzen direkt im Berufsleben einzusetzen. Zudem erwerben die Teilnehmer
Erfahrungen und Kompetenzen in Teamarbeit und Aufgabenorganisation im Team. Sie
wissen, wie man Ziele eigenständig definiert und wie diese durch Projekthandbücher
durchgesetzt werden. Sie können ausgeführte Arbeiten in einer Abschlusspräsentation
vorstellen und vertreten. Sie können schriftliche Dokumentationen und implementierte
Module in einem Versionierungssystem (Subversion) ablegen.
Qualifikationsziele
SWS
4
Inhalte
Im Fachpraktikum Internet- und Multimediaanwendungen bieten wir den Studierenden die
Möglichkeit im Team ein webbasiertes Informationssystem mittels aktueller
Internettechnologien prototypisch zu erstellen. Mittels aktueller Internettechnologien und
offene Standards im Umfeld von serviceorientierten Architekturen, Semantic Web,
Datenmanagement und Information Retrieval entstehen so Komponenten, Rahmenwerke
und Anwendungen für die semantische Datenanreicherung und Wiederverwendung von
Daten. Die entsprechenden Anforderungen ergeben sich aus diversen Forschungs- und
Entwicklungsprojekten die am Lehrgebiet durchgeführt werden. Die Bearbeitung der
gestellten Aufgaben erfolgt dabei modular in kooperierenden Kleingruppen. Die Natur der
gestellten Aufgaben setzt einen für die Softwareentwicklung entsprechend ausgestatteten
Rechner mit Internetzugang voraus. Die Kommunikation mit den Teilnehmern über Skype
oder Adobe Connect, mindestens aber per E-Mail, ist dabei unabdingbar.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Kenntnisse in JAVA und objektorientierter Softwareentwicklung werden vorausgesetzt,
Erfahrungen im Umgang mit Eclipse, Maven und SVN sind wünschenswert.
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 113 von 145
Fachpraktikum Programmiersysteme
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Friedrich Steimann
Friedrich Steimann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
alle 2 bis 3 Jahre
Lehrveranstaltungen
01595 Fachpraktikum Programmiersysteme
Detaillierter Zeitaufwand
Gemeinsame Präsenzphase in Hagen und Abschlusspräsentation: 50 Stunden
Einarbeitung in die theoretischen Grundlagen: 25 Stunden
Entwicklung eines Softwaredesigns im Team: 25 Stunden
Planung und Durchführung der Implementierung: 150 Stunden
Entwurf und Implementierung von Testfällen: 50 Stunden
Nach Abschluss des Moduls
- sind Studierende in der Lage, in Gruppenarbeit ein größeres Programm zu erstellen.
- können sie zu einer gegebenen Grammatik einen Scanner und Parser entwerfen.
- sind sie in der Lage, für eine gegebene Sprache Semantikprüfung und Codegenerierung zu
implementieren.
- wissen sie, wozu Regressionstests wichtig sind, und können sie in Programme einbinden.
Qualifikationsziele
Inhalte
SWS
4
Domain Specific Languages (DSLs) sind das Mittel der Wahl, um ein Problem in einem
spezifischen Kontext, der Domäne, zu lösen. Sie werden so entworfen, dass sie optimal auf
die Darstellung der Probleme innerhalb der Domäne zugeschnitten sind. Unterstützt wird
die Entwicklung mit DSLs durch passende Entwicklungsumgebungen.
Im Rahmen des Fachpraktikums soll für eine vorgegebene DSL von Grund auf eine
Entwicklungsumgebung geschaffen werden, welche das Arbeiten mit der DSL erlaubt. Die
Entwicklungsumgebung soll dabei unter anderem einen Parser, einen Compiler und einen
Texteditor mit Syntaxhervorhebung und Werkzeugunterstützung für das Schreiben von
Code umfassen.
Zwar existieren zahlreiche Werkzeuge, welche bei der Implementierung von DSLs
unterstützen, jedoch soll im Rahmen dieses Praktikums bewusst auf die Verwendung
solcher Systeme verzichtet werden, um die Konzeption und Implementierung eines
komplexen Programms an einem überschaubaren Beispiel zu üben.
Das Praktikum wird in Gruppen zu 4-5 Studierenden durchgeführt. Die Teams sollen sich
und insbesondere ihren Entwicklungsprozess selbst organisieren. Für die Entwicklung der
Software ist ein Versionskontrollsystem einzusetzen, welches vom Lehrgebiet zur
Verfügung gestellt wird. Die Ergebnisse werden in einem Abschlussgespräch per
Webkonferenz präsentiert.
Ergänzende Literatur:
Alfred V. Aho, Ravi Sethi, Jeffrey D. Ullman, Monica S. Lam. Compilers: Principles,
Techniques, and Tools, Second Edition (Pearson Education, Inc, 2006)
Inhaltliche
Voraussetzungen
Das Fachpraktikum richtet sich an Studierende mit Interesse an anwendungsorientierter,
objektorientierter Programmierung. Die Aufgabe ist dergestalt aufgebaut, dass
unterschiedlichste Problemfelder berührt werden, wie etwa Parser, Semantikprüfer,
Codegeneratoren, Tests – Interesse in Richtung eines dieser Felder wird also benötigt.
Weiterhin wird der sichere Umgang mit wenigstens einer bekannten, objektorientierten
Programmiersprache, wie zum Beispiel Java (der über eine Belegung des Kurses 01618
hinausgeht und beispielsweise in einem Programmierpraktikum erworben wurde),
vorausgesetzt.
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 114 von 145
Lehr- und
Betreuungsformen
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 115 von 145
Fachpraktikum Simulation von diskreten Produktionssystemen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Lars Mönch
Lars Mönch
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
alle 2 bis 3 Jahre
Lehrveranstaltungen
01596 Fachpraktikum Simulation von diskreten Produktionssystemen
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Aufgaben des Fachpraktikums: 210 Stunden
Vorbereitung und Durchführung der Präsenztage in Hagen: 90 Stunden
Qualifikationsziele
Die Studierenden lernen, eigenständig Simulationsstudien durchzuführen. Es werden
weiterhin Kenntnisse in der problemspezifischen Anpassung kommerzieller
Simulationssoftware erworben. Die Studierenden sind dazu befähigt, eigenständig eine
Problemanalyse durchzuführen und darauf aufbauend Simulationsmodelle zu entwickeln.
Sie sind in der Lage, Simulationsmodelle eigenständig zu verifizieren und zu validieren. Die
Studierenden sind dazu befähigt, die Ergebnisse der Simulationsstudie unter Verwendung
einfacher statistischer Methoden auszuwerten und zu interpretieren. Die Studierenden sind
in der Lage, die Ergebnisse einer Simulationsstudie überzeugend zu präsentieren. Sie
erkennen die Möglichkeiten und die Grenzen der stochastischen diskreten Simulation.
Inhalte
Im Fachpraktikum werden anhand von vorgegebenen Problemstellungen aus der
Produktionsdomäne Simulationsstudien unter Verwendung eines gegebenen
kommerziellen Simulators in kleinen Gruppen durchgeführt. Die zu bearbeitenden
Problemstellungen sind typischerweise an praxisrelevante Fragestellungen, zumeist aus der
Hochtechnologiebranche, angelehnt. Nach einer Analyse der zu lösenden Probleme werden
geeignete Simulationsmodelle entwickelt. Diese werden in einem ersten Schritt verifiziert
und validiert. Anschließend werden mit Hilfe dieser Simulationsmodelle die in der
jeweiligen Simulationsstudie zu beantwortenden Fragen untersucht. Falls die
Standardfunktionalität des Simulators nicht ausreicht, sind geeignete Erweiterungen der
Funktionalität unter Verwendung der Programmiersprache C++ vorzunehmen. Die
Ergebnisse sind unter Verwendung von einfachen statistischen Methoden auszuwerten und
zu interpretieren. Vorschläge zur Lösung der Problemstellungen sind zu entwickeln und im
Rahmen eines Vortrags vorzustellen und zu begründen.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Erfolgreicher
Abschluss
des
Moduls
unternehmensweiten Softwaresystemen"
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
01771
SWS
4
"Entscheidungsmethoden
in
Zusatzmaterial
Bachelor Informatik
Seite 116 von 145
Fachpraktikum Parallel Programming
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Wolfram Schiffmann
Jörg Keller
Wolfram Schiffmann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
alle 2 bis 3 Jahre
Lehrveranstaltungen
01597 Fachpraktikum Parallel Programming
Detaillierter Zeitaufwand
Erstellung eines Pflichtenhefts für die Praktikumsaufgabe: 50 Stunden
Erarbeitung eines Softwarekonzepts im Team: 50 Stunden
Implementierung und Test der Software: 150 Stunden
Studientage und Präsentation der Software: 50 Stunden
Nachdem die Studierenden das Modul bearbeitet haben, können sie komplexe
Problemstellungen in Teamarbeit lösen, parallelisierbare Komponenten identifizieren, auf
die Ziel-Prozessorarchitektur verteilen, eine Softwareimplementierung für diese
Rechnerarchitektur konstruieren, Testfälle generieren und damit die parallele
Implementierung evaluieren, Fehler in der Implementierung identifizieren und beheben,
Optimierungsmöglichkeiten gegenüberstellen und beurteilen, die Implementierung
rekonstruieren
und
somit
eine
möglichst
gut
angepasste
parallele
Softwareimplementierungen für die gegebene Problemstellungen entwickeln.
Qualifikationsziele
Inhalte
SWS
4
Heutige Parallelrechner bestehen häufig aus Standard-PCs, die über ein schnelles
Verbindungsnetzwerk miteinander verbunden sind. Im Fachpraktikum soll eine größere
Programmieraufgabe auf einem derartigen Cluster-Computer in Gruppen von drei bis fünf
Teilnehmern gelöst werden. Die Aufgabenstellung wird am Anfang des Semesters
während eines Präsenztermins in Hagen bekanntgegeben und ausführlich erläutert.
Außerdem wird in die Benutzung des Cluster-Computers eingeführt, es werden die Teams
gebildet und Strategien zum Projektmanagement festgelegt. Bei der kooperativen
Softwareentwicklung werden Versionierungssysteme verwendet. Die erarbeiteten
Lösungen werden am Ende des Semesters bei einer zweiten Präsenzphase in Hagen durch
eine Abschlusspräsentation vorgestellt und mit den Betreuern diskutiert. Die
Programmierung erfolgt in der Programmiersprache C/C++. Mit Hilfe der standardisierten
Programmierschnittstellen PVM und MPI wird der nachrichtenbasierte Datenaustausch der
parallel auf dem Cluster-Computer ablaufenden Tasks programmiert.
Ergänzende Literatur:
Wird je nach Aufgabenstellung bekanntgegeben
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Erfolgreicher Abschluss des Moduls "Parallel Programming", Kurs 01727 "Parallele
Programmierung und Grid Computing" oder der Nachweis einer gleichwertigen
Qualifikation. Gute Programmierkenntnisse in C.
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Zusatzmaterial
Studientag/e
Kursmaterial
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 117 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 118 von 145
Fachpraktikum für verteilte kooperative und mobile Anwendungen
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Dominic Heutelbeck
Dominic Heutelbeck
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01598 Fachpraktikum für verteilte Kooperative und Mobile Anwendungen
Detaillierter Zeitaufwand
Präsenzphase: 70 Stunden
Heimarbeit: 230 Stunden
Qualifikationsziele
Nach erfolgreicher Teilnahme am Fachpraktikum können Studierende die neuesten
Internettechnologien praktisch anwenden. Sie haben Erfahrungen in Teamarbeit und
Aufgabenorganisation erworben. Sie wissen außerdem, wie man Ziele eigenständig
definiert und wie diese durch Projekthandbücher durchgesetzt werden. Sie haben
Erfahrungen mit dem Einsatz von Projektmanagementprogrammen und sie können mit
einem Versionskontrollsystem umgehen.
Inhalte
Im Fachpraktikum „Sichere kollaborative Anwendungen“ bieten wir den Studierenden die
Möglichkeit, im Team ein komplexes Softwareprodukt aufgrund aktueller
Internettechnologien zu erstellen. In diesem Praktikum werden sichere Dienste auf der
Grundlage von semantischen Modellen für organisatorische Strukturen und soziale Netze
erstellt. Als Basistechnologien innerhalb dieses Fachpraktikums setzen wir die offenen
Standards (z. B. die des W3C), Microservice-Architekturen, Domain Driven Design, CQRS,
Java, Vaadin, Spring und Axon ein. Die Bearbeitung der gestellten Aufgaben erfolgt in
Kleingruppen. Die Natur der gestellten Aufgaben setzt einen entsprechend ausgestatteten
Rechner mit Internetzugang voraus. Die Kommunikation mit den Teilnehmern über Skype
oder ähnliche Dienste und mit E-Mail ist dabei unabdingbar.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Das Fachpraktikum richtet sich primär an fortgeschrittene Studierende. Voraussetzung sind
gute Kenntnisse im Bereich Software Engineering und Java.
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung;
Bestehen eines Eingangstests, der während der
vorlesungsfreien Zeit verschickt wird
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
WS
SWS
4
Seite 119 von 145
Fachpraktikum IT-Sicherheit
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Jörg Keller
Jörg Keller
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
alle 2 bis 3 Jahre
Lehrveranstaltungen
01599 Fachpraktikum IT-Sicherheit
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeitung Aufgaben Phase 1: 150 Stunden
Bearbeitung Aufgaben Phase 2: 100 Stunden
Dokumentation u. Präsentation: 50 Stunden
Nach erfolgreicher Bearbeitung können Studierende die üblichen Werkzeuge der IT
Sicherheit bedienen und konfigurieren. Sie sind in der Lage, die Funktionsfähigkeit von
Firewalls nach Änderungen der Konfiguration zu überprüfen. Sie kennen die relevanten LogDateien und können die Bedeutung von Einträgen interpretieren. Die Teilnehmer sind in
der Lage, sich in einem Team zu organisieren, effizient an der Lösung einer Aufgabe zu
arbeiten, und die dabei auftretenden Differenzen einer Lösung zuzuführen. Die Teilnehmer
können ihre Entscheidungen und Maßnahmen bei Administration und Installation von
Werkzeugen der IT-Sicherheit begründen und präsentieren.
Qualifikationsziele
SWS
4
Inhalte
In diesem Fachpraktikum sollen die in den Kursen Sicherheit im Internet I+II vermittelten
Kenntnisse anhand praktischer Aufgabenstellungen angewendet werden. Jeder
Praktikumsteilnehmer erhält Zugang zu einem zentralen Übungsrechner, auf dem er einen
eigenen virtuellen Linux-Rechner schützen soll. Hierzu sind ein gesicherter Zugang (VPN),
eine Firewall, ein Application-Level Gateway, ein Intrusion Detection System und weitere
Werkzeuge zur Sicherung zu installieren, zu konfigurieren und zu testen. Anschließend wird
in Gruppen eine größere Aufgabenstellung wie die Installation und Konfigurationen eines
VPN zwischen mehreren Gruppen kollaborativ gelöst. Neben diesen Arbeiten obliegt auch
die Organisation des Managements dieses Projekts den Studierenden. Die erarbeiteten
Lösungen werden versioniert (z.B. cvs, subversion) und am Ende des Semesters in einer
Präsenzphase in Hagen vorgestellt und mit den Betreuern diskutiert.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Erfolgreiche Bearbeitung eines der Kurse 01866 oder 01867 "Sicherheit im Internet I/II"
bzw. äquivalente Kenntnisse
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Studientag/e
internetgestütztes Diskussionsforum
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 120 von 145
Fachpraktikum Mensch-Computer-Interaktion
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Gabriele Peters
Gabriele Peters
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
alle 2 bis 3 Jahre
Lehrveranstaltungen
01513 Fachpraktikum Mensch-Computer-Interaktion
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeitung des Projektes: 250 Stunden
Präsentation der Ergebnisse: 50 Stunden
Qualifikationsziele
Erfolgreiche Absolventinnen und Absolventen verfügen nach dem Praktikum über
Kenntnisse des aktuellen Forschungsstands eines Gebietes der Entwicklung interaktiver und
intelligenter Systeme. Sie haben die Fähigkeit erworben, auf der Grundlage von
wissenschaftlicher Originalliteratur eigene Lösungskonzepte für aktuelle Forschungsfragen
der Mensch-Computer-Interaktion zu entwickeln. Im Rahmen der Softwareentwicklung in
Teamarbeit haben die Absolventen und Absolventinnen eine koordinierte Arbeitsteilung zur
gemeinsamen Lösung eines komplexen Problems erlernt. Dies umfasst die Ausbildung
bestimmter Rollen im Projektmanagement (z.B. Projektleitung), die Verwendung von
kollaborativen Entwicklungswerkzeugen (z.B. git) und eine fachgerechte Dokumentation
der Komponenten des implementierten Systems. Darüber hinaus sind sie in der Lage, ihre
Arbeiten in einer Abschlussveranstaltung zu präsentieren und zu vertreten.
Inhalte
Im Fachpraktikum des Lehrgebiets Mensch-Computer-Interaktion werden aktuelle
Probleme aus dem Bereich der Entwicklung interaktiver und intelligenter Systeme
bearbeitet. Dazu gehören insbesondere die Verarbeitung komplexer Sensorsignale wie
etwa Video-, Audio- oder 3D-Daten sowie die Anwendung von Methoden des maschinellen
Lernens (z.B. Reinforcement Learning). Auch Verfahren des maschinellen Sehens wie z.B.
bild- oder videobasierte Merkmalserkennung oder Segmentierung können zum
Aufgabenspektrum des Fachpraktikums gehören. Darüber hinaus können je nach
Aufgabenstellung auch Roboter des Interaktionslabors in Hagen verwendet werden, für
deren Steuerung die Studierenden ihre Lösungsansätze zunächst in Simulationen testen,
bevor sie in der Abschlussphase des Fachpraktikums auf den realen Robotern zum Einsatz
kommen. Das entwickelte Softwaresystem wird in einer Abschlussveranstaltung
präsentiert.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Die in den Kursen „Interaktive Systeme I + II“ erworbenen oder äquivalente Kenntnisse sind
wünschenswert. Des Weiteren sollen die Teilnehmer und Teilnehmerinnen über praktische
Programmiererfahrung in den Sprachen C/C++ oder Java verfügen.
internetgestütztes Diskussionsforum
Lehr- und
Betreuungsformen
SWS
4
Zusatzmaterial
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Praktikumsaufgabe
Teilnahmevoraussetzung: erfolgreicher Abschluss
Modul Grundpraktikum Programmierung
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 121 von 145
Seminare
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 122 von 145
Seminar
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Hochschullehrende der
Informatik
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
5
Workload
150 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
ca. 10
Detaillierter Zeitaufwand
Themenauswahl: 8 Stunden
Erarbeiten der vorgegebenen Literatur und weitere Literaturrecherche, Lesen weiterer
Artikel: 40 Stunden
Erstellen der schriftlichen Ausarbeitung: 40 Stunden
Erstellen der Präsentation, Üben des Vortrags: 40 Stunden
Präsenzphase: 12 - 24 Stunden
Qualifikationsziele
Nach erfolgreicher Teilnahme können Studierende
- ein wissenschaftliches Thema anhand vorgegebener Literaturhinweise erarbeiten,
- selbstständig weitere Literatur zum Thema suchen,
- englische Informatik-Artikel lesen und verstehen,
- Inhalte strukturieren und mit eigenen Beispielen darstellen,
- eine schriftliche Ausarbeitung erstellen,
- eine Bildschirmpräsentation erstellen,
- technische Inhalte vor einem Publikum erklären,
- auf Fragen aus dem Publikum angemessen eingehen.
Inhalte
Seminare sind einem bestimmten Thema gewidmet und haben eine begrenzte
Teilnehmerzahl. Wegen der Berufstätigkeit der Studierenden werden die Präsenzphasen an
der FernUniversität gewöhnlich in Kompaktform an einem Wochenende in Hagen
durchgeführt. Studierende bekommen von den Betreuenden ein Thema und
Literaturhinweise. Sie lesen die angegebene Literatur und suchen selbstständig weitere
Literatur zum Thema. Sie erstellen eine schriftliche Ausarbeitung. Oft ist vorher eine
Gliederung mit der Betreuerin oder dem Betreuer abzusprechen. Sie erstellen eine
Präsentation, die mit einem Laptop vorführbar ist. Die Betreuenden geben auch dafür
Hinweise.
WS/SS
SWS
2
Zur Präsenzphase des Seminars treffen sich alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer und die
Betreuenden in Hagen. Die Studierenden halten ihre Vorträge; die entsprechenden Inhalte
werden - auch vortragsübergreifend - diskutiert. Die Studierenden erhalten Rückmeldung
von den Betreuenden zur Qualität ihrer Präsentation und der schriftlichen Ausarbeitung.
Ein Teil der Seminare wird als virtuelles Seminar - also komplett über das Internet durchgeführt. Seminarbeiträge werden in netzbasierten Kleingruppen erstellt und zum
Abschluss des Seminars in einem Vortrag präsentiert. Daher sind eine schnelle
Internetverbindung (>= ISDN) und ein multimediafähiger PC (Mikrofon, Kopfhörer und
Soundkarte) unabdingbar.
Seminare werden mit jeweils neuen, aktuellen Inhalten angeboten. Deshalb gibt es hier im
Modulhandbuch nur eine allgemeine Beschreibung.
Ergänzende Literatur:
Je nach Thema
Inhaltliche
Voraussetzungen
Modulhandbuch
je nach Thema
Bachelor Informatik
Seite 123 von 145
Inhaltliche
Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreiche Seminarteilnahme
(Ausarbeitung und Vortrag)
keine
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 124 von 145
Integriertes Nebenfach
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 125 von 145
Management von Softwareprojekten
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Birgit Feldmann
Birgit Feldmann
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01895 Management von Softwareprojekten
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 130 Stunden
Bearbeiten der Übungsaufgaben: 70 Stunden
Studientag und Prüfungsvorbereitung: 100 Stunden
Die Studierenden verstehen die Komplexität des Managements von Softwareprojekten und
erkennen die Bedeutung dieser Komponente für Durchführung. Neben den
Vorgehensmodellen sind sie auch mit projektvorbereitenden, -begleitenden und
abschließenden Managementmethoden und den einschlägigen Soft Skills vertraut. Sie
können die Lerninhalte des Kurses in den entsprechenden Übungsaufgaben anwenden.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS/SS
SWS
4+2
Für den Erfolg von Softwareprojekten sind nicht nur erfahrene Softwareentwickler
notwendig, es ist vor allem auch ein kompetentes Management notwendig. In diesem Kurs
werden Sie mit Vorgehensmodellen für Softwareprojekte vertraut gemacht, Sie lernen
verschiedene Formen der Integration von Softwareprojekten in die vorhandene
Organisationsstruktur von Unternehmen und Grundlagen der projektinternen Organisation
kennen.
Zudem werden Methoden zur Aufwandsschätzung behandelt, und Verfahren der
Projektplanung. Auch Projekttechniken werden vermittelt. Darüber hinaus wird auch die
menschliche Komponente in der Projektplanung berücksichtigt, z. B. Führung und
Motivation von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Die Thematik wird mit Ausführungen
zur Qualitätssicherung und zum Qualitätsmanagement abgeschlossen.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Empfohlen werden Grundkenntnisse der Programmierung (Kurse 01613 und 01618)
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Studientag/e
internetgestütztes Diskussionsforum
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
keine
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 126 von 145
Analysis
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Delio Mugnolo
Delio Mugnolo
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01144 Analysis
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes, insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 55 Stunden
Die Studierenden entwickeln Vertrautheit mit grundlegenden Begriffen der Analysis.
Insbesondere erlernen sie den Umgang mit Funktionen in höheren Dimensionen sowie die
eigenständige Untersuchung der Eigenschaften einer gegebenen Funktion mehrerer
Veränderlicher.
Qualifikationsziele
SS
SWS
4+2
Sie erlernen wichtige Methoden der Analysis und können mit diesen in vergleichbaren
Situationen selbstständig umgehen.
Sie erlernen vertiefte mathematische Denkweisen in konkreten und in abstrakten
Situationen und sind in der Lage selbst analytische Modelle für konkrete Fragestellungen zu
entwickeln und zu analysieren.
Inhalte
Das Modul bietet eine Einführung in die Analysis in normierten Räumen, insbesondere im
mehrdimensionalen euklidischen Raum.
Es werden grundlegende topologische Begriffe analysiert, wie Kompaktheit, Offenheit,
Abgeschlossenheit.
Es werden Stetigkeit und Differenzierbarkeit definiert und wichtige Eigenschaften stetiger
und differenzierbarer Funktionen untersucht. Wichtige Begriffe sind hierbei die partielle
Ableitung, die Jacobi-Matrix und ihr Zusammenhang mit der Differenzierbarkeit.
Der Satz von der (lokalen) Umkehrabbildung und grundlegende Begriffe der Vektoranalysis
wie Gradient und Rotation werden eingeführt.
Die Grundlagen der Theorie gewöhnlicher Differenzialgleichungen werden eingeführt.
Ergänzende Literatur:
Forster, O.: Analysis, Band 1 und 2, Springer Spektrum, 2013
Heuser, H: Lehrbuch der Analysis, Teil 1, Vieweg+Teubner, 2009
Königsberger, K.: Analysis, Band 1 und 2, Springer-Verlag, 2004
Inhaltliche
Voraussetzungen
Modul „Mathematische Grundlagen“ (oder dessen Inhalt)
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Studientag/e
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 127 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur,
2. Wh. mündl.
keine
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 128 von 145
Einführung in die Wirtschaftswissenschaft
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Thomas Hering
Thomas Hering
Helmut Wagner
Dauer des Moduls
ein Semester
Lehrveranstaltungen
Helmut Wagner
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
40500 Einführung in die Betriebswirtschaftslehre
WS/SS
SWS
3
40501 Einführung in die Volkswirtschaftslehre
WS/SS
SWS
3
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten unter Nutzung des Betreuungsangebots : 180 Stunden
Vorbereitung und Erbringung von Prüfungsleistungen: 120 Stunden
Qualifikationsziele
Mit dem Modul „Einführung in die Wirtschaftswissenschaft“ werden im Wesentlichen die
nachfolgenden Qualifikationsziele verfolgt:
Die Studienanfänger werden an die ökonomische Denkweise sowie die betriebs-/
volkswirtschaftliche Fachsprache und wissenschaftliche Methodik herangeführt.
Eine Vielzahl elementarer betriebs- und volkswirtschaftlicher Theorien wird in einem
ersten, breit angelegten Überblick kompakt vermittelt.
Inhalte
Dieses Modul bietet eine Einführung in betriebs- und volkswirtschaftliche Fragestellungen.
Einführung in die Betriebswirtschaftslehre
Die Kenntnis betriebswirtschaftlicher Grundtatbestände ist eine notwendige Voraussetzung
für jeden, der in Unternehmen an verantwortlicher Stelle tätig ist oder sich im Studium auf
eine
derartige
Tätigkeit
vorbereitet.
Der
Kurs
„Einführung
in
die
Betriebswirtschaftslehre“ soll daher den Studierenden die Möglichkeit bieten, sich
betriebswirtschaftliches Grundwissen anzueignen sowie betriebswirtschaftliche Methoden
kennenzulernen, sie zu verstehen und anzuwenden. Dazu wird in erster Linie ein Überblick
über die gesamte Breite des Faches geliefert. Nach einem einleitenden Kapitel, welches sich
mit dem Gegenstand und den Zielen der Betriebswirtschaftslehre beschäftigt, wird der
güter-wirtschaftliche Leistungsprozess mit seinen Teildisziplinen Beschaffung, Produktion,
Absatz, Organisation sowie Personal und Führung behandelt. Das dritte und abschließende
Kapitel dieses Kurses befasst sich mit dem finanzwirtschaftlichen Prozess (Investition und
Finanzierung, internes und externes Rechnungswesen). Wenngleich alle wesentlichen
Teilbereiche der Betriebswirtschaftslehre berücksichtigt werden, erfahren einige dieser
Teilbereiche eine schwerpunktmäßige Behandlung: Zur Vermittlung sowohl der
wissenschaftlichen Methodik als auch der betriebswirtschaftlichen Grundlagen eignen sich
besonders die Bereiche Produktion, Investition und Finanzierung sowie internes und
externes Rechnungswesen.
Einführung in die Volkswirtschaftslehre
Der Kurs „Einführung in die Volkswirtschaftslehre“ beschäftigt sich einführend mit den
Kernbereichen der Volkswirtschaftslehre, um den Studierenden einen Überblick über die
theoretischen Fragestellungen und die Methoden der Volkswirtschaftslehre zu geben. Nach
dem einleitenden ersten Teil, der die Klärung des Begriffes Volkswirtschaftlehre und die
Abgrenzung zur Betriebswirtschaftslehre zum Gegenstand hat, beschäftigt sich der Kurs
einführend mit den drei Kernbereichen der Volkswirtschaftslehre, der Mikro- und
Makroökonomik sowie der Wirtschaftspolitik. Der Teil II „Mikroökonomik“ dieses Kurses
befasst sich mit einzelwirtschaftlichen Sachverhalten, wie den individuellen
Konsumentscheidungen der Haushalte und den Produktionsentscheidungen einzelner
Unternehmen und deren Zusammenspiel auf Märkten. Dabei steht der
Preisbildungsprozess bei der Vielzahl der Wahlentscheidungen im Vordergrund der Analyse.
Der anschließende Teil III „Makroökonomik“ befasst sich hingegen mit
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 129 von 145
gesamtwirtschaftlichen Aggregaten, wie z.B. dem gesamtwirtschaftlichen Güterangebot.
Mit Hilfe einer modelltheoretischen Analyse werden beispielsweise folgende Fragen
beantwortet: Wie entstehen Konjunkturschwankungen? Welche Rolle spielt Geld in einer
Volkswirtschaft? Im abschließenden IV. Teil „Wirtschaftspolitik“ wird das Handeln
wirtschaftspolitischer Entscheidungsträger und deren Zielsetzung beschrieben.
Ergänzende Literatur:
Th. Hering, Ch. Toll: BWL-Klausuren, 4. Aufl., München 2015.
H. Wagner, H. Turke: VWL-Klausuren. Ein Übungsbuch, 2. Aufl., München 2014.
Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
internetgestütztes Diskussionsforum
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
s. Regelungen der Fakultät
Wirtschaftswissenschaft (http://www.fernunihagen.de/wirtschaftswissenschaft/studium/modu
le/31001.shtml).
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 130 von 145
Grundlagen des Marketing
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Rainer Olbrich
Rainer Olbrich
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
41621 Grundlagen des Marketing
Detaillierter Zeitaufwand
Das Modul besteht aus dem Kurs 41621 "Grundlagen des Marketing" und gliedert sich in
fünf Kurseinheiten:
- Einführung in die Marketingplanung: 25 Stunden,
- Produktpolitik: 50 Stunden,
- Preispolitik: 150 Stunden,
- Kommunikationspolitik: 25 Stunden und
- Distributionspolitik: 50 Stunden.
WS/SS
SWS
6
Die Kurseinheiten werden als schriftliches Studienmaterial präsentiert und sind didaktisch
so aufbereitet, dass sie von den Studierenden in freier Zeiteinteilung und Ortswahl
selbstständig bearbeitet werden können.
Qualifikationsziele
Modulhandbuch
Mit dem Modul werden im Wesentlichen die folgenden Qualifikationsziele verfolgt:
1. Den Studierenden werden zunächst die wichtigsten konzeptionellen Grundlagen des
Marketing vermittelt. Hierzu gehören insbesondere der Prozess der Marketingplanung, die
Informationslieferanten und -grundlagen der Marketingplanung, die Marktsegmentierung
dd
b
‚
G
‘. I R
d M
erlernen die Studierenden z. B. die Ausgestaltung und die Vorgehensweise zur Bestimmung
von Marktsegmenten, Zielgruppen und strategischen Geschäftseinheiten. Sie können
exemplarische Ziele, Problembereiche und Erfolgsvoraussetzungen aufzeigen und
diskutieren.
2. Die Studierenden werden befähigt, Entscheidungssituationen bezüglich des Einsatzes
unterschiedlicher Marketinginstrumente nachzuvollziehen und gestalterisch zu
beeinflussen. Sie können konkrete Entscheidungsprobleme formulieren, strukturieren,
kritisch bewerten und anwendungsorientiert lösen. Dabei sind sie in der Lage,
Interdependenzen zwischen den einzelnen Marketinginstrumenten zu erkennen und diese
anhand praktischer Beispiele zu verdeutlichen.
3. Die Studierenden kennen die Nutzenkomponenten und Arten eines Produktes sowie
produkt- und sortimentspolitische Basisentscheidungen und sind in der Lage, die
Anwendung weiterer Gestaltungsparameter des Leistungsprogrammes, wie z. B.
Markierung, Verpackung und Service, zu skizzieren.
4. Die Studierenden können eigenständig im Rahmen der statischen Preistheorie
Berechnungen mit Preisabsatz-, Kosten- und Gewinnfunktionen durchführen sowie die
Ergebnisse ökonomisch interpretieren. Zudem verstehen die Studierenden die
Entscheidungstatbestände im Rahmen der dynamischen Preistheorie und können
Spezialprobleme des Preismanagements erläutern.
5. Die Studierenden haben die Fähigkeiten, den idealtypischen Planungsprozess der
Marktkommunikation aufzuzeigen sowie die zentralen Entscheidungstatbestände der
Marktkommunikation darzustellen. Darüber hinaus können sie die Planung und den Einsatz
der Kommunikationsinstrumente illustrieren.
6. Schließlich verstehen die Studierenden die Planungsschrittfolgen der Distributionspolitik,
d. h. die wesentlichen Inhalte der Planung der Warenverkaufsprozesse und der physischen
Warenverteilungsprozesse sowie deren Abwicklung und Koordination. Die Studierenden
sind dadurch in der Lage, die einzelnen Planungsschrittfolgen zu erklären und zu
veranschaulichen.
Bachelor Informatik
Seite 131 von 145
Inhalte
Dieses Modul bietet eine Einführung in die Planungsprozesse der Marketingplanung und
der Marketinginstrumente. Im Vordergrund stehen dabei die wichtigsten
Entscheidungsprobleme dieser Planungsbereiche.
Kurseinheit 1: Einführung in die Marketingplanung (25 Stunden)
Im Rahmen dieser Kurseinheit werden zunächst die konzeptionellen Grundlagen
Marketingplanung erarbeitet. Es werden dabei insbesondere der Prozess
Marketingplanung sowie die Informationslieferanten und -grundlagen
Marketingplanung
erläutert.
Anschließend
wird
die
Vorgehensweise
Marktsegmentierung und der Bildung von strategischen Geschäftseinheiten dargestellt.
der
der
der
der
Kurseinheiten 2-5: Produkt-, Preis-, Kommunikations- und Distributionspolitik (insgesamt
275 Stunden)
Im Rahmen dieser Kurseinheiten wird die Planung der vier zentralen Instrumente des
Marketing-Mix dargestellt. Hierbei handelt es sich um die Planung der Produktpolitik, der
Preispolitik, der Kommunikationspolitik und der Distributionspolitik. Die Planung der
Marketinginstrumente ist in die Marketingplanung eingebettet. Bei der Planung der
Marketinginstrumente handelt es sich um ein eng vernetztes Planungsproblem. Daher ist
eine integrierende Sichtweise zugrunde gelegt worden.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Keine speziellen Voraussetzungen. Grundkenntnisse im Bereich Marketing sind hilfreich.
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
s. Regelungen der Fakultät
Wirtschaftswissenschaft (http://www.fernunihagen.de/wirtschaftswissenschaft/studium/modu
le/31621.shtml).
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 132 von 145
Lineare Algebra
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Luise Unger
Luise Unger
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Wintersemester
Lehrveranstaltungen
01143 Lineare Algebra
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes, insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 55 Stunden
Die Studierenden entwickeln Verständnis für lineare Zusammenhänge und Strukturen,
erwerben vertiefte Kenntnisse im strukturellen Zugang zur Mathematik und gewinnen
einen Einblick in die Anwendungen der Linearen Algebra in der Mathematik und anderen
Wissenschaften. Ferner erwerben sie Basiswissen und Fertigkeiten für das gesamte weitere
Studium. Durch die Teilnahme an Internet-Diskussionsgruppen sowie an den optionalen
Präsenzveranstaltungen wird Teamarbeit und das Einüben wissenschaftlicher
Kommunikation gefördert.
Qualifikationsziele
Inhalte
WS
SWS
4+2
Das Modul besteht aus einem Kurs mit sieben Kurseinheiten. Im Zentrum der ersten stehen
abstrakte algebraische Strukturen wie Äquivalenzrelationen, Gruppen, Ringe (hier
schwerpunktmäßig Integritätsbereiche beziehungsweise Polynomringe) und Körper
(komplexe Zahlen, endliche Primkörper, Quotientenkörper von Integritätsbereichen). Die
zweite Kurseinheit behandelt Determinanten von Matrizen über kommutativen Ringen
sowie deren Anwendungen. Der Schwerpunkt der dritten und vierten Kurseinheit liegt auf
d
N
b
(D
b
,
N
, J d ’
Normalform).
In Kurseinheit fünf werden Bilinearformen und Sesquilinearformen eingeführt und die
Normalproblematik bezüglich Kongruenz von speziellen Matrizen diskutiert.
Der Fokus von Kurseinheit sechs liegt auf Euklidischen und unitären Vektorräumen sowie
orthogonalen Endomorphismen.
Die letzte Kurseiheint behandelt Dualräume, adjungierte Endomorphismen, unendlich
erzeugte Vektorräume und gibt einen kurzen Überblick über die Entwicklung des
Vektorraumbegriffs.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Modul „Mathematische Grundlagen“ (oder dessen Inhalt)
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Studientag/e
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 133 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur,
2. Wh. mündl.
keine
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 134 von 145
Einführung in die Stochastik
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Wolfgang Spitzer
Werner Kirsch
Eugen Grycko
Wolfgang Spitzer
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Sommersemester
Lehrveranstaltungen
01146 Einführung in die Stochastik
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten (7 mal 20 Stunden): 140 Stunden
Einüben des Stoffes, insbesondere durch Einsendeaufgaben (7 mal 15 Stunden):
105 Stunden
Wiederholung und Prüfungsvorbereitung (Studientag und Selbststudium): 55 Stunden
Nach Absolvierung des Moduls beherrschen die Studierenden die grundlegenden
theoretischen Konzepte der Stochastik und Statistik, insbesondere in diskreten
Wahrscheinlichkeitsräumen und können dies auf zielgerichtete Anwendungen übertragen.
Sie sind mit verschiedenen kombinatorischen Modellen vertraut. Die Studierenden können
mit Zufallsvariablen, (bedingten) Erwartungswerten und Varianzen für diskrete und
absolutstetige Zufallsgrößen umgehen. Sie kennen das schwache und das starke Gesetz der
großen Zahlen und verstehen die Beweise. Die Studierenden beherrschen die Poisson- und
die Normalapproximation der Binomialverteilung. Mit den Grundzügen der Theorie des
Schätzens und der mathematischen Tests erwerben sie einen Einblick in die mathematische
Statistik und Datenanalyse.
Qualifikationsziele
Inhalte
Das Modul "Einführung in die Stochastik" behandelt die Themen:
- Diskreter Wahrscheinlichkeitsraum
- Axiomatik nach Kolmogorov
- Kombinatorik
- Bedingte Wahrscheinlichkeit
- stochastische Unabhängigkeit
- Zufallsvariablen
- Erwartungswerte
- höhere Momente
- Korrelationen
- Ungleichung von Tschebyschev
- schwaches und starkes Gesetz der großen Zahlen
- Satz von De Moivre und Laplace
- Einführung in die Test- und Schätztheorie
Inhaltliche
Voraussetzungen
Modul „Mathematische Grundlagen“ (oder dessen Inhalt)
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
SS
SWS
4+2
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
internetgestütztes Diskussionsforum
Zusatzmaterial
Studientag/e
fachmentorielle Betreuung (Regional- und Studienzentren)
Anmerkung
Modulhandbuch
-
Bachelor Informatik
Seite 135 von 145
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur,
2. Wh. mündl.
keine
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
Seite 136 von 145
Grundlagen des Privat- und Wirtschaftsrechts
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Ulrich Wackerbarth
Ulrich Wackerbarth
Barbara VölzmannStickelbrock
Dauer des Moduls
ein Semster
Lehrveranstaltungen
Barbara VölzmannStickelbrock
ECTS
10
Workload
300 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
40560 Grundlagen und Grundbegriffe des Privatrechts
WS/SS
SWS
0,6
40561 Das Recht der Leistungsstörungen, Schadensersatz- und Vertragsrecht
WS/SS
SWS
3
40562 Recht der Kreditsicherung
WS/SS
SWS
1,2
40563 Handelsrecht
WS/SS
SWS
1,2
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeitung der Kurseinheiten: 200 Stunden
Prüfungsvorbereitung und Prüfung: 100 Stunden
Qualifikationsziele
Mit dem Modul werden im Wesentlichen vier Qualifikationsziele erreicht:
1. Die Studierenden kennen die allgemeinen Grundlagen und die Grundbegriffe des Rechts
sowie wichtige Rechtsinstrumente und Rechtsinstitute in ihren rechtlichen
Zusammenhängen.
2. Die Studierenden haben die Grundsätze und Grundprinzipien des Vertragsrechts und des
Deliktsrechts erfasst und sind in der Lage, im täglichen Wirtschaftsleben auftretende
Rechtsfragen sachgerecht zu beantworten.
3.
Die
Studierenden
verstehen
die
praktisch
besonders
bedeutsamen
Kreditsicherungsinstrumente in ihrer rechtstechnischen Konstruktion, um deren
wirtschaftliche Auswirkungen zutreffend beurteilen zu können.
4. Die Studierenden sind im Hinblick auf die spätere Tätigkeit in einem
Wirtschaftsunternehmen mit dem Sonderprivatrecht der Kaufleute vertraut.
Inhalte
Das Modul bietet eine umfassende Einführung in die im Wirtschaftsleben besonders
bedeutsamen Vorschriften des Bürgerlichen Rechts und des Handelsrechts.
Grundlagen und Grundbegriffe des Zivilrechts (30 Stunden): Gegenstand sind die im
allgemeinen Teil des BGB niedergelegten Grundlagen und Grundbegriffe des Zivilrechts,
deren Kenntnis Voraussetzung für das Verständnis der spezielleren Normen ist. Behandelt
werden insbesondere die Willenserklärung, die Rechtsgeschäftslehre, die Anfechtung, die
Einbeziehung allgemeiner Geschäftsbedingungen (AGB) in Verträge, die Verjährung und das
Recht der Stellvertretung.
Das Recht der Leistungsstörungen, Schadensersatz- und Vertragsrecht (150 Stunden): Der
Kurs ist den verschiedenen Gebieten des Schuldrechts gewidmet. Dieses findet sich im 2.
Buch des BGB und gliedert sich seinerseits in einen allgemeinen und einen besonderen Teil.
Den allgemeinen Teil des Schuldrechts bildet das Recht der Leistungsstörungen. Hier wird
erläutert, welche Rechtsfolgen sich ergeben, wenn Verträge gar nicht, nicht fristgerecht
oder nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden.
Im besonderen Schuldrecht werden die einzelnen Vertragsarten, insbesondere der Kauf-,
Miet-, Dienst- und Werkvertrag behandelt. Auch moderne Vertragsformen die nicht
unmittelbar gesetzlich geregelt sind, wie der Leasingvertrag, werden erläutert. Einen
weiteren praktisch bedeutsamen Teil bildet das Deliktsrecht (Schadensrecht), welches sich
mit den Rechtsfolgen unerlaubter Handlungen beschäftigt.
Sachen- und Kreditsicherungsrecht (60 Stunden): Der
Kurs vermittelt zunächst
Grundkenntnisse des Sachenrechts, die erforderlich sind, um das im Wirtschaftsleben
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 137 von 145
wichtige Recht der Kreditsicherung verstehen zu können. Im Einzelnen werden wichtige
Rechtsinstitute wie der Eigentumsvorbehalt und die Sicherungsübereignung in ihrer
Konstruktion und ihrer wirtschaftlichen Bedeutung dargestellt, aber auch klassische
Sicherungsmittel des Immobiliarsachenrechts wie die Hypothek und die Grundschuld.
Handelsrecht (60 Stunden): Der Kurs betrifft das im HGB geregelte Sonderprivatrecht der
Kaufleute (Handelsrecht). Erläutert werden vor allem der Kaufmannsbegriff, die Firma, die
Funktionsweise des Handelsregisters als auch die kaufmännischen Hilfspersonen (z. B. der
Prokurist) und ihre Befugnisse. Wichtige Besonderheiten sind vor allem bei den
Handelsgeschäften zu beachten. An dieser Stelle werden die Verbindungen zwischen den
einzelnen Rechtsgebieten, insbesondere zum allgemeinen Teil des BGB und zum
Schuldrecht besonders deutlich.
Inhaltliche
Voraussetzungen
Keine speziellen Voraussetzungen
Lehr- und
Betreuungsformen
Anmerkung
Nicht zusammen mit dem nicht mehr angebotenen Modul "Grundlagen des
Bürgerlichen Rechts" nutzbar.
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene benotete Prüfungsklausur
s. Regelungen der Fakultät
Wirtschaftswissenschaft (http://www.fernunihagen.de/wirtschaftswissenschaft/studium/modu
le/31061.shtml).
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/12
Bachelor Informatik
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Abschlussmodul
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 139 von 145
Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ André Schulz
André Schulz
Dauer des Moduls
ein Semester
ECTS
3
Workload
90 Stunden
Häufigkeit
in jedem Semester
Lehrveranstaltungen
01602 Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten für Bachelor Informatik
Detaillierter Zeitaufwand
Bearbeiten der Kurseinheiten: 45 Stunden,
Bearbeiten der Einsendearbeiten: 45 Stunden
Qualifikationsziele
Nachdem die Studierenden das Modul bearbeitet haben, können sie die grundlegende
Vorgehensweise beim wissenschaftlichen Arbeiten beschreiben, die Arbeitsschritte für eine
konkrete Aufgabenstellung identifizieren und systematisch ausführen, die während der
praktischen Arbeit erreichten Ergebnisse kategorisieren und interpretieren und in Form
einer schriftlichen Ausarbeitung auf Bachelorniveau dokumentieren und evaluieren. Sie
sind in der Lage, die für eine Prüfungsarbeit zur Verfügung stehende Zeit einzuteilen und
Arbeitspläne zu erstellen.
Inhalte
In diesem Modul lernen die Studierenden die Grundzüge wissenschaftlichen Arbeitens.
Insbesondere soll vermittelt werden, dass wissenschaftliches Arbeiten nicht nur im
Umsetzen einer Idee in ein Programm besteht, sondern ebenso darin, die Eigenschaften der
Umsetzung zu analysieren, zu dokumentieren und mit dem Stand der Technik zu
vergleichen. Wichtige Schritte hierbei sind methodisches und systematisches Vorgehen bei
Literaturrecherche und Auswertung, sowie bei der Formulierung eigener Ergebnisse in
Abschlussarbeiten und Präsentation in Vorträgen. Dabei werden sowohl strukturelle
Aspekte (z.B. Aufbau wissenschaftlicher Arbeiten, Zitierweisen, Folienentwurf), als auch
inhaltliche Aspekte (z.B. kritischer Diskurs der gefundenen Literaturstellen) behandelt.
WS/SS
SWS
1+1
Ergänzende Literatur:
Helmut Balzert, Marion Schröder, Christian Schäfer. Wissenschaftliches Arbeiten, 2. Auflage.
W3L 2011.
Nicholas Higham. Handbook of Writing for the Mathematical Sciences, 2. Auflage. SIAM
1998
Inhaltliche
Voraussetzungen
-
Lehr- und
Betreuungsformen
Kursmaterial
Einsendeaufgaben mit Korrektur und/oder Musterlösung
Studientag/e
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Unbenoteter
Leistungsnachweis
erfolgreich bearbeitete
Einsendeaufgaben
keine
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 140 von 145
Abschlussarbeit
Lehrende/r
Modulbeauftragte/ Ralf Hartmut Güting
Lehrende der Fakultät MI
Dauer des Moduls
3 Monate im Vollzeitstudium, 6
Monate im Teilzeitstudium
ECTS
12
Workload
360 Stunden
Häufigkeit
ständig
Lehrveranstaltungen
Detaillierter Zeitaufwand
Die Verteilung des Aufwands kann je nach Thema, Vorkenntnissen, Art der Arbeit und Stil
der Betreuung stark variieren, hier nur ein Beispiel:
- Einarbeitung in die Thematik der Abschlussarbeit, Literaturrecherche und -studium,
Vertrautmachen mit existierender Softwareumgebung: 70 Stunden
- Gesprächstermine mit der Betreuerin / dem Betreuer und Mitarbeitern des betreuenden
Lehrgebiets (mit Anreise), Abschlusspräsentation (u.a. abhängig von Entfernung, Art der
Kommunikation): 4 mal 5 Stunden, also 20 Stunden
- Eigene Entwicklung, Analyse des Problems, Entwurf, Implementierung, Tests und
Experimente: 180 Stunden
- Erstellen der schriftlichen Ausarbeitung und der Abschlusspräsentation: 90 Stunden
Qualifikationsziele
Die Abschlussarbeit zeigt, dass die Kandidatin oder der Kandidat gründliche Fachkenntnisse
erworben hat und in der Lage ist, innerhalb einer vorgegebenen Frist ein Problem aus dem
Fach selbständig mit wissenschaftlichen Methoden zu bearbeiten. Dazu gehört das Erfassen
und Auswerten der relevanten Literatur. In Einzelfällen kann das Thema einer solchen
Arbeit darin bestehen, die existierende Literatur zu sichten und strukturiert darzustellen.
Normalerweise wird aber auch eine eigenständige kreative Leistung dazugehören, also z.B.
das Entwickeln neuer Algorithmen, die (Weiter-) Entwicklung theoretischer Modelle, die
Entwicklung und prototypische Implementierung neuartiger Software-Komponenten. Die
Bachelor-Absolventin oder der Bachelor-Absolvent hat mit bestandener Abschlussarbeit
demonstriert, dass sie/er in der Lage ist, die erlernten Kenntnisse und Methoden der
Informatik selbständig auf neue Problemstellungen anzuwenden.
Inhalte
Die Abschlussarbeit ist eine Prüfungsarbeit in Informatik und wird komplettiert durch ihre
Präsentation in einem Kolloquiumsvortrag vor dem/der betreuenden Prüfenden.
Abschlussarbeiten im integrierten Nebenfach sind nicht möglich.
Die Bearbeitungszeit beträgt im Vollzeitstudium 3 und im Teilzeitstudium 6 Monate.
Die Lehrenden bieten Themen an, entweder von sich aus (auch z.B. über die Webseiten des
Lehrgebiets) oder auf Anfrage von Studierenden. In einer Vorbereitungsphase finden relativ
viele Diskussionen zwischen Betreuenden und Studierenden statt, während der/die
Studierende sich in das Thema einarbeitet. In dieser Phase sind normalerweise Treffen in
Hagen erforderlich, zu denen die/der Studierende also anreisen muss. Auch später sind
gewöhnlich direkte Gespräche zwischen Studierenden und Betreuenden in Hagen nötig.
Daneben erfolgt die Kommunikation zwischen dem/der Studierenden und der Betreuerin
oder dem Betreuer natürlich auch über E-Mail oder Telefon, teilweise auch über
computergestützte Videokonferenztechniken.
Die technische Umgebung für die Durchführung von Abschlussarbeiten wird von der
Fernuniversität bei Bedarf bereitgestellt. So gibt es einen Pool von Laptops, die für
Abschlussarbeiten an Studierende verliehen werden. Das betreuende Lehrgebiet stellt die
für die Durchführung der Aufgabe benötigte spezielle Software-Umgebung bereit. Die/der
Studierende erarbeitet die Literatur, entwickelt eigene kreative Beiträge (Algorithmen,
Modelle, Beweise, Software-Prototypen). Sie/er beschreibt den Literatur-Hintergrund und
ihre/seine eigenen Beiträge in einer schriftlichen Ausarbeitung. Die Arbeit wird nach
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 141 von 145
Abgabe vom Betreuenden und einer weiteren Professorin oder einem weiteren Professor
begutachtet und bewertet.
Die abschließende Präsentation im Kolloquium wird ähnlich wie ein Seminarvortrag
erarbeitet, wobei die Inhalte und das Umfeld der Arbeit dargestellt werden. Eine
gesonderte schriftliche Ausarbeitung ist nicht mehr erforderlich, da ja die Abschlussarbeit
vorliegt. Die Präsentation wird analog zu einem Seminar, gewöhnlich per Laptop und
Projektor durchgeführt. Dabei kann auch vom Studierenden erstellte Software vorgeführt
werden.
Ergänzende Literatur:
themenabhängig
Inhaltliche
Voraussetzungen
Inhalte und Fähigkeiten des vorausgehenden Bachelorstudiums
Lehr- und
Betreuungsformen
Betreuung und Beratung durch Lehrende
Anmerkung
-
Prüfungsformen
Art der Prüfungsleistung
Voraussetzungen
Benotete Prüfung
bestandene Abschlussarbeit mit
Kolloquium
keine
Stellenwert
der Note
Modulhandbuch
1/6
Bachelor Informatik
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Inhaltsverzeichnis
Pflichtmodule
3
Einführung in die imperative Programmierung und Datenstrukturen I
4
Mathematische Grundlagen
6
Algorithmische Mathematik
8
Computersysteme
10
Softwaresysteme
12
Einführung in die objektorientierte Programmierung
14
Grundpraktikum Programmierung
16
Grundlagen der Theoretischen Informatik
17
Katalog B2: Computersysteme
19
Anwendungsorientierte Mikroprozessoren
20
Parallel Programming
22
Verteilte Systeme
24
Sicherheit im Internet
26
Katalog B3: Informationssysteme und Künstliche Intelligenz
28
Vertiefende Konzepte von Datenbanksystemen
29
Wissensbasierte Systeme
31
Betriebliche Informationssysteme
33
Katalog B4: Software Engineering und Programmiersprachen
35
Software Engineering I
36
Übersetzerbau
37
Katalog B7: Computer und Mensch
39
Einführung in Mensch-Computer-Interaktion
40
Interaktive Systeme
42
Katalog M1: Grundlagen der Informatik
44
Mathematische Grundlagen der Kryptografie
45
Grundlegende Algorithmen der Bio-Informatik
47
Komplexitätstheorie
48
Algorithmische Geometrie
50
Computergrafik II
52
Effiziente Graphenalgorithmen
54
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 143 von 145
Lineare Optimierung
56
Katalog M2: Computersysteme
58
Virtuelle Maschinen
59
Advanced Parallel Computing
61
PC-Technologie
63
Kommunikations- und Rechnernetze
65
Betriebssysteme
67
Sicherheit - Safety & Security
69
Katalog M3: Informationssysteme und Künstliche Intelligenz
71
Datenbanken in Rechnernetzen
72
Dokumenten- und Wissensmanagement im Internet
74
Moving Objects Databases
76
Deduktions- und Inferenzsysteme
78
Entscheidungsmethoden in unternehmensweiten Softwaresystemen
79
Methoden der Wissensrepräsentation und -verarbeitung
80
Multimediainformationssysteme
81
Vertiefung Datenstrukturen und Datenbanken
83
Katalog M4: Software Engineering und Programmiersprachen
85
Logisches und funktionales Programmieren
86
Vertiefung Software Engineering und Programmiersprachen A (SA, FP)
88
Vertiefung Software Engineering und Programmiersprachen B (WP, FP)
90
Vertiefung Software Engineering und Programmiersprachen C (WP, SA)
92
DSL Engineering
94
Katalog M7: Computer und Mensch
96
Informationsvisualisierung im Internet
97
Computerunterstütztes kooperatives Arbeiten und Lernen
99
Gestaltung Kooperativer Systeme
101
Fachpraktika
103
Fachpraktikum Field Programmable Gate Arrays
104
Fachpraktikum Eingebettete Systeme
106
Fachpraktikum Erweiterbare Datenbanksysteme
108
Fachpraktikum CSCW
110
Fachpraktikum Prozessmodellierungswerkzeuge
112
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 144 von 145
Fachpraktikum Multimedia- und Internetanwendungen
113
Fachpraktikum Programmiersysteme
114
Fachpraktikum Simulation von diskreten Produktionssystemen
116
Fachpraktikum Parallel Programming
117
Fachpraktikum für verteilte kooperative und mobile Anwendungen
119
Fachpraktikum IT-Sicherheit
120
Fachpraktikum Mensch-Computer-Interaktion
121
Seminare
122
Seminar
123
Integriertes Nebenfach
125
Management von Softwareprojekten
126
Analysis
127
Einführung in die Wirtschaftswissenschaft
129
Grundlagen des Marketing
131
Lineare Algebra
133
Einführung in die Stochastik
135
Grundlagen des Privat- und Wirtschaftsrechts
137
Abschlussmodul
139
Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten
140
Abschlussarbeit
141
Modulhandbuch
Bachelor Informatik
Seite 145 von 145

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Wahrscheinlichkeitstheorie Prüfungsformen

Geometrie der Ebene Prüfungsformen

Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten Prüfungsformen

Numerische Mathematik I Prüfungsformen

Differentialgeometrie Prüfungsformen

Analysis

Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten und Proseminar

Gewöhnliche Differentialgleichungen Prüfungsformen

Numerische Mathematik II Prüfungsformen