Modulhandbuch. Informatik Master

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1 Modulhandbuch Informatik Master (gültig für SPO 2006) Fakultät für Elektrotechnik und Informatik Stand (Version 1.0)

2 Inhaltsverzeichnis Modulhandbuch Informatik (Master) 1 Einführung und Studienaufbau Studienziel und Kompetenzprofil Studienabschluss Studienaufbau Fachstudienberatung Studiengangleitung Curriculare Struktur Allgemeine Pflichtfächer Studienschwerpunkte Ersatzveranstaltungen für Studierende nach der SPO Modulbeschreibungen Allgemeine Pflichtfächer Theoretische Informatik Diskrete Mathematik II Technologie und Trends der Wirtschaftsinformatik Seminar zu Themen der Informatik Projekt Workshop Seminar zur Stärkung der Schlüsselqualifikationen Schwerpunkt Software für eingebettete und mobile Systeme Software Engineering eingebetteter und mobiler Systeme Algorithmen für autonome mobile Systeme Kognitive Systeme Kommunikationssysteme Entwicklung sicherheitskritischer Software Spezielle Module Masterarbeit Zum Inhaltsverzeichnis 2

3 1 Einführung und Studienaufbau 1.1 Studienziel und Kompetenzprofil Der weiterqualifizierende Master-Studiengang Informatik baut inhaltlich auf dem grundständigen Bachelor- Studiengang Informatik der Technischen Hochschule Ingolstadt auf. Bewerber verfügen bereits über ein solides Grundlagenwissen, Methodenkompetenz und eine Reihe von überfachlichen Qualifikationen. Ziel des Master-Studiengangs ist es, zum einen die theoretisch-wissenschaftlichen Grundlagen der Studierenden zu verbreitern, um ihnen wahlweise eine Promotion bzw. die Arbeit im wissenschaftlichen Bereich zu ermöglichen, und zum anderen - als stärker anwendungsorientierter Master-Studiengang - den Studierenden eine wesentliche Vertiefung in einem speziellen Anwendungsgebiet zu vermitteln. Die Vertiefungsgebiete orientieren sich am Profil der Technischen Hochschule Ingolstadt. Darüber hinaus werden die analytische Kompetenz, die Methodenkompetenz und die Schlüsselqualifikationen der Studierenden weiter gestärkt, ihre Fähigkeit zur Reflexion des eigenen Handelns und Verhaltens geschult und Führungswissen und Führungstechniken vermittelt. Der Master qualifiziert wahlweise für eine spätere Tätigkeit im wissenschaftlichen Bereich (dies schließt die Möglichkeit der Promotion ein), im höheren Dienst bei öffentlichen Einrichtungen oder für eine Position als Projektleiter oder als Führungskraft in Unternehmen mit internationaler Ausrichtung. 1.2 Studienabschluss Die TechnischeHochschule Ingolstadt verleiht nach erfolgreicher Abschlussprüfung den akademischen Grad Master of Science (M.Sc.). Zum Inhaltsverzeichnis 3

4 1.3 Studienaufbau Das Studium wird als Vollzeitstudium angeboten; die Regelstudienzeit beträgt drei theoretische Studiensemester (90 ECTS-Punkte), wobei das dritte Semester überwiegend der Anfertigung der Masterarbeit dienen soll. In den beiden ersten Studiensemestern werden Studienschwerpunkte geführt. Zu Beginn des Studiums ist ein Studienschwerpunkt zu wählen. Für Studierende nach der SPO 2006 wird ausschließlich der Schwerpunkt Software für eingebettete und mobile Systeme angeboten. Für Studierende nach der SPO 2014 werden ausschließlich die beiden neuen Schwerpunkte Security and Safety und Information Systems Engineering angeboten. Weitere Schwerpunkte entstehen u.a. in Kooperation mit anderen bayerischen Hochschulen. Zum Inhaltsverzeichnis 4

5 1.4 Fachstudienberatung Für alle fachlichen Fragen und Probleme im Zusammenhang mit dem Studium steht derfachstudienberater zur Verfügung: Prof. Dr. Jörg Hunsinger, Gebäude B, Raum B207, Tel / Die während des Semesters geltenden Sprechstunden werden jeweils durch Aushang bekannt gemacht. 1.5 Studiengangleitung Für Fragen die organisatorische Abwicklung des Studienganges betreffend, steht der Studiengangleiter zur Verfügung: Prof. Dr. Franz Regensburger, Gebäude Z, Raum 468, Tel. 0841/ Die während des Semesters geltenden Sprechstunden werden jeweils durch Aushang bekannt gemacht Zum Inhaltsverzeichnis 5

6 2 Curriculare Struktur Der Masterstudiengang Informatik beginnt jedes Sommer- und jedes. In der Regel werden die einzelnen Module entweder im Sommersemester oder im angeboten. Die Inhalte der Module des Sommersemesters sind unabhängig von den Inhalten der Module des s und umgekehrt. Dadurch ist gewährleistet, dass der Einstieg in das Masterstudium sowohl im Winter als auch im Sommer möglich ist. Die Studierenden des ersten und zweiten Semesters nehmen in der Regel gemeinsam an den Veranstaltungen teil. Die folgende Tabelle stellt ein mögliches Curriculum dar, wobei die Module der ersten beiden Semester aus oben genannten Gründen nach Sommer- und gruppiert sind und nicht nach erstem und zweitem Semester. 2.1 Allgemeine Pflichtfächer Der erste Studienabschnitt umfasst zwei theoretische Semester. Lfd. Nr. Fach Sommersemester SWS CP SWS CP Pflichtfächer 1 Theoretische Informatik 4 6(P) 2 Diskrete Mathematik II 3 5(P) 3 Module der Studienschwerpunkte (Details nächste Seite) Technologie und Trends der Wirtschaftsinformatik 3 5(P) 5 Seminar zu Themen der Informatik 2 4(SA) 6 Projekt 4 10(prA) 7 Workshop 2 2(LN) 8 Seminar zur Stärkung der Schlüsselqualifikationen 2 3(LN) Summe Legende: P schriftliche Prüfung SA Seminararbeit pra praktische Arbeit LN Lesitungsnachweis Der zweite Studienabschnitt umfasst das dritte Semester, in dem in der Regel die Master-Arbeit angefertigt wird. Lfd. Nr. Fach Sommersemester SWS CP Pflichtfächer 9 Masterarbeit mit Kolloquium 1 30(MA) Summe 1 30 Legende: MA Masterarbeit Zum Inhaltsverzeichnis 6

7 2.2 Studienschwerpunkte Für Studierende nach der SPO 2006 wird ausschließlich der Schwerpunkt Software für eingebettete und mobile Systeme angeboten. Der Schwerpunkt umfaßt jeweils fünf Module, die im ersten Studienabschnitt (erstes und zweites Semester) zu belegen sind. Lfd. Nr. Fach Sommersemester SWS CP SWS CP Schwerpunkt: Software für eingebettete und mobile Systeme Software Engineering eingebetteter und mobiler Systeme 4 5(P) Algorithmen für autonome mobile Systeme 4 5(P) Kognitive Systeme 4 5(P) Kommunikationssysteme 4 5(P) Entwicklung sicherheitskritischer Software 4 5(P) Summe Legende: P schriftliche Prüfung 2.3 Ersatzveranstaltungen für Studierende nach der SPO 2006 Ab dem 2014/15 läuft der Schwerpunkt Software für eingebettete und mobile Systeme aus, so dass nicht mehr alle Pflichtveranstaltungen dieses Schwerpunkts angeboten werden. Für Studierende, die bereits in einem höheren Semester diese Schwerpunkts studieren, werden jedoch ab dem 2014/15 folgende gleichwertige Ersatzveranstaltungen aus dem neuen Schwerpunkt Security and Safety angeboten. Lfd. Nr. Fach Lfd. Nr. Fach SPO 2006 SPO Software Engineering eingebetteter Software-Technik für sicherheitskritische und mobiler Systeme Systeme Entwicklung sicherheitskritischer Software Normen und Prozesse zur Entwicklung sicherheitskritischer Systeme Zum Inhaltsverzeichnis 7

8 3 Modulbeschreibungen Modulhandbuch Informatik (Master) 3.1 Allgemeine Pflichtfächer Theoretische Informatik Theoretische Informatik SPO-Nummer: 1 Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 1 Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 6.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 4 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 62.0 h h h IM_THI Grundkenntnisse Theoretische Informatik, Mathematische Logik, diskrete Mathematik, Spezifikationsmethoden UML Kenntnisse der wichtigsten formalen Spezifikationsparadigmen Fähigkeit formale Systemspezifikation zu erstellen Fähigkeit zur Beschreibung von Eigenschaften von Systemen Fähigkeit zur Entwicklung und Durchführung von Beweisen verschiedener Eigenschaften aus Spezifikationen Kenntnis der Grundlagen von Petri-Netzen Fähigkeit zur Erreichbarkeitsanalyse von Stellen-/Transitionsnetzen Verständnis von Entscheidbarkeitsfragen bei Petri-Netzen Kenntnis von Petri-Netz-Sprachen Modulinhalt: Fortsetzung auf der nächsten Seite Zum Inhaltsverzeichnis 8

9 Fortsetzung: IM_THI 1. Logik: a) Aussagenlogik b) Prädikatenlogik c) Beweismethoden d) Temporale Logik 2. Algebraische Spezifikationen a) Terme b) Algebren c) Konstruktive Spezifikationen d) Fixpunkttheorie e) Stromverarbeitende Funktionen f) Nichtdeterminismus 3. Prozeßalgebren 4. Petri-Netze: Grundlegende Konzepte a) Netzgraphen, Stellen-/Transitionsnetze, Markierungen b) Schaltfolgen, Grundsituationen 5. Petri-Netze: Erreichbarkeitsanalyse a) Erreichbarkeitsgraph, Entscheidbarkeit b) Überdeckungsbaum 6. Petri-Netz-Sprachen a) Sequentielle Sprachen b) Stepsprachen Prüfungsform(en): schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Studierende: Skript, Übungsblätter, Aufgabenblätter, Arbeiten am Rechner Dozent: Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen, Demonstrationen am Rechner Empfohlene Literatur: Jürgen Dassow; Logik für Informatiker; Teubner 2005 Uwe Kastens, Hans Kleine Büning; Modellierung, Grundlagen und formale Methoden, Hanser 2te Auflage 2008 Manfred Broy, Ketil, Stølen; Specification and Development of Interactive Systems; Springer 2001 Hoare: Communicating Sequential Processes. Prentice Hall 1985 Robert Milner: Communication and Concurrency. Prentice Hall 1989 Ken Turner; Using Formal Description Techniques; John Wiley; 1993 Bernd Baumgarten: Petri-Netze: Grundlagen und Anwendungen. Spektrum Akademischer Verlag, 2. Aufl Lutz Priese und Harro Wimmel: Petri-Netze. Springer, 2. Aufl Wolfgang Reisig: Petrinetze: Modellierungstechnik, Analysemethoden, Fallstudien. Vieweg +Teubner Verlag 2010 Ende Modulbeschreibung: IM_THI Zum Inhaltsverzeichnis 9

10 3.1.2 Diskrete Mathematik II Diskrete Mathematik II SPO-Nummer: 2 IM_DM2 Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 1 Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 5.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 3 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 46.5 h h h Vertrautheit mit weiterführenden mathematischen Begriffen und Verfahren an der Schnittstelle zwischen Informatik und Mathematik. Modulinhalt: Endliche Körper (Galois-Felder) Charakterisierung endlicher Körper (Auswahl:) Die multiplikative Gruppe eines endlichen Körpers, primitive Polynome, Normalbasen, Einheitswurzeln, Kreisteilungsklassen Lineare Schieberegister Anwendungen Ausbau des Themas zyklische Codes (BCH-Codes, Reed-Solomon-Codes) Pseudo-Zufallsfallszahlenfolgen mit Anwendungen in der Kryptologie Prüfungsform(en): schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Als Download aus dem Intranet: Zusammenfassungen und Ergänzungen zur Vorlesungsmitschrift, Aufgabenblätter (z.t. mit Lösungen) Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen Empfohlene Literatur: R. Matthes: Algebra, Kryptologie und Kodierungstheorie ; München (2003) T. Ihringer: Diskrete Mathematik ; Stuttgart (2002) S. Lin, D.J. Costello: Error Control Coding ; London (2004) W. Heise, P. Quattrocchi: Informations- und Codierungstheorie; Berlin (1995) R.-H. Schulz: Codierungstheorie ; Wiesbaden (2003) Ende Modulbeschreibung: IM_DM2 Zum Inhaltsverzeichnis 10

11 3.1.3 Technologie und Trends der Wirtschaftsinformatik Technologie und Trends der Wirtschaftsinformatik SPO-Nummer: 4 IM_WINF Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 1 Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 5.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 3 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 46.5 h h h Ziel der Vorlesung ist es, den Studierenden einen Überblick in aktuelle Technologien und Trends der Wirtschaftsinformatik zu geben. Am Ende der Vorlesung haben die Studierenden einen Überblick über aktuelle Buzzwords in der Industrie, haben Wissen hinsichtlich Geschäftsprozessmodellierung und -management, analytischen Informationssystemen und flexiblen IT-Infrastrukturen (insbesondere Cloud Computing) aufgebaut bzw. ausgebaut. verstehen die themenspezifischen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen technologischen Aspekten einerseits und fachlichen/betriebswirtschaftlichen Aspekten andererseits Modulinhalt: Einleitung: Warum eine Vorlesung zum Thema Technologien und Trends der Wirtschaftsinformatik"? Erwartungsabfrage Geschäftsprozessmodellierung und Geschäftsprozess-Management Business Intelligence und Business Analytics Adaptive IT-Infrastukturen: SOA, Virtualisierung und Cloud Computing Interaktiv: Aufbereitung von Trendthemen in Kleingruppen mit anschließender Präsentation (nicht prüfungsrelevant) Prüfungsform(en): schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen Empfohlene Literatur: Wird in der Vorlesung bekanntgegeben Ende Modulbeschreibung: IM_WINF Zum Inhaltsverzeichnis 11

12 3.1.4 Seminar zu Themen der Informatik Seminar zu Themen der Informatik SPO-Nummer: 5 IM_SEMI Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 1 Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 4.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) Seminar 2 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 31.0 h 89.0 h h Die Studenten erwerben folgende Kentnisse: Fähigkeit zur Einarbeitung in ein spezielles Thema aus dem Bereich der Studienschwerpunkte Fähigkeit zur verständlichen Präsentation eines abgegrenzten Fachthemas unter Einsatz geeigneter Medien Fähigkeit zur fachlichen Diskussion Modulinhalt: Das fachliche Thema des Seminars wechselt von Kurs zu Kurs. Gegenstand ist ein Themenfeld aus der aktuellen Forschung im Kontext der jeweiligen Studienschwerpunkte. Prüfungsform(en): Seminararbeit mit Präsentation Medienformen: Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen, andere Medien Empfohlene Literatur: wird in der Vorlesung bekanntgegeben Ende Modulbeschreibung: IM_SEMI Zum Inhaltsverzeichnis 12

13 3.1.5 Projekt Projekt SPO-Nummer: 6 Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 2 Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 10.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) Projekt 4 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 62.0 h h h IM_PRJ Die Studierenden sind in der Lage, Methoden und Techniken zur systematischen Entwicklung von Softwaresystemen in der Praxis einzusetzen. Der Fokus der einzelnen Projekte wird dabei möglichst abhängig vom jeweiligen Studienschwerpunkt gewählt. Die Studierenden können eine Anwendung entwerfen, implementieren und testen und sind in der Lage, den kompletten Projektzyklus zu durchlaufen. Die Studierenden kennen betriebliche Randbedingungen, falls das Projekt in einem Betrieb durchgeführt wird Modulinhalt: praktische Einübung der Inhalte anderer Module, insbesondere der des gewählten Schwerpunkts systematische Entwicklung komplexer Softwaresysteme im Team und (ggf.) in einem Unternehmen Prüfungsform(en): praktische Arbeit/Studienarbeit Medienformen: wechselnd Empfohlene Literatur: keine Angaben Ende Modulbeschreibung: IM_PRJ Zum Inhaltsverzeichnis 13

14 3.1.6 Workshop Workshop SPO-Nummer: 7 IM_WSH Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 2 Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 2.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) Projekt 2 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 31.0 h 29.0 h 60.0 h Die Studierenden sind in der Lage, für ein kurz umrissenes Problem aus der Praxis mit geeigneten Methoden innerhalb begrenzter Zeit ein Lösungskonzept oder einen (innovativen) Lösungsansatz zu erarbeiten, zu präsentieren und zu verteidigen. Sie erfahren die Reaktion von Experten der Berufspraxis auf ihre Ergebnisse in einem fortlaufenden Diskussionsprozess. Modulinhalt: Durchdringen eines per Impulsreferats oder per Betrachtung praktischer Fallbeispiele eingeführten Problems in der Gruppe intensives Lernen durch (auf die Gruppenmitglieder verteilte) Literaturrecherche, Websuche, Expertenbefragung usw. gemeinsame Ableitung eines Lösungskonzepts oder eines Lösungsansatzes durch Diskussion in der Gruppe Abschlusspräsentation der Ergebnisse und Verteidigung Die Lehrveranstaltung soll nach Möglichkeit im Rahmen einer ca. einwöchigen Firmenexkursion außerhalb der Hochschule durchgeführt werden. Prüfungsform(en): praktische Arbeit/Studienarbeit Medienformen: wechselnd Empfohlene Literatur: keine Angaben Ende Modulbeschreibung: IM_WSH Zum Inhaltsverzeichnis 14

15 3.1.7 Seminar zur Stärkung der Schlüsselqualifikationen Seminar zur Stärkung der Schlüsselqualifikationen SPO-Nummer: 8 Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 2 Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 3.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) Seminar 2 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 31.0 h 59.0 h 90.0 h IM_SSQ Ziel ist die Stärkung der Schlüsselqualifikationen der Studierenden. Die Studierenden haben ein Bewusstsein für die Wichtigkeit ausgebildeter Schlüsselqualifikationen entwickelt und haben ihre persönlichen Handlungskompetenzen in verschiedenen Situationen verfeinert. Modulinhalt: Wechselnde Inhalte zu den Themen Zeitmanagement, Konfliktmanagement, Teamworking, Rhetorik, Schlagfertigkeit, Argumentation, Verhandlung, Moderation usw. Vermittlung von Grundwissen ebenso wie von konkreten praktischen Tipps, Tricks und Techniken Prüfungsform(en): Seminararbeit mit Präsentation Medienformen: Studierende: Skript, Übungsblätter, Aufgabenblätter Dozent: Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen Empfohlene Literatur: keine Angaben Ende Modulbeschreibung: IM_SSQ Zum Inhaltsverzeichnis 15

16 3.2 Schwerpunkt Software für eingebettete und mobile Systeme Software Engineering eingebetteter und mobiler Systeme Software Engineering eingebetteter und mobiler Systeme SPO-Nummer (Modul): 3 SPO-Nummer (Fach): Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 2 Studienrichtung S Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 5.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 4 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 62.0 h 88.0 h h Die Studierenden erlernen die prinzipielle Vorgehensweise und die gegenwärtig eingesetzten Methoden zur Entwicklung eingebetteter und Mobiler Software-Systeme. Erworbene Kompetenzen: Kenntnis Grundlagen aus den Bereichen Echtzeitsysteme, eingebettete und mobile Systeme Verständnis der Vorgehensweise bei Spezifikation, Design, Implementierung und Test eingebetteter und mobiler Systeme Zielgerichtete Anwendung der behandelten Methoden und Vorgehensweisen in verschiedenen praxisrelevanten Anwendungsbereichen IM_SE Modulinhalt: Grundlagen (Prozesse und Nebenläufigkeit, Hardwarenahe Programmierung, Zeitbegriff, Echtzeitbetriebssystem, Modellierungstechniken) Entwicklungsphasen bei eingebetteten Systemen( Spezialisierung) Anforderungsermittlung Analyse Design Modultest Integration Systemtest Wartung Software Management / Querschnittsprozesse Anwendungsbeispiele Prüfungsform(en): Fortsetzung auf der nächsten Seite Zum Inhaltsverzeichnis 16

17 Fortsetzung: schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Studierende: Skript, Arbeiten am Rechner Dozent: Tafel, Beamerprojektionen, Demonstrationen am Rechner Empfohlene Literatur: IM_SE P. Liggesmeyer, D. Rombach: Software Engineering eingebetteter Systeme, Spektrum Verlag (2005) J. Schäuffele, T. Zurawka: Automotive Software Engineering, Vieweg Verlag (2006) Softwareentwicklung eingebetteter Systeme; Peter Scholz; Springer 2005 Automatisiertes Testen Eingebetter Systeme in der Automobilindustrie; Eric Sax; Hanser 2008 Modellierung von eingebetteten Systemen mit UML und SysML; Andreas Korf; Spektrum Akademischer Verlag; 2008 Embedded System Design; Peter Marwedel; Springer 2006 Ende Modulbeschreibung: IM_SE Zum Inhaltsverzeichnis 17

18 3.2.2 Algorithmen für autonome mobile Systeme Algorithmen für autonome mobile Systeme SPO-Nummer (Modul): 3 SPO-Nummer (Fach): IM_AMS Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 1 Studienrichtung S Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 5.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 3 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 46.5 h h h Die Studierenden wissen, mit welchen Algorithmen man autonome mobile Systeme programmiert. Die Studierenden verstehen, wie man mit Verhaltensmustern programmiert. Sie beherrschen die gängigen Methoden zur Kartografie und zur Selbstlokalisation. Sie sind in der Lage, mit Algorithmen Sensordaten zu erfassen, zu fusionieren, zu interpretieren und daraus Vorgaben für die Aktoren abzuleiten. Die Studierenden können die gelernten Algorithmen und Konzepte auf praktische Anwendungen im Bereich der Automobile, der Dienstleistungsrobotik und der Automatisierungstechnik anwenden. Die Studierenden können praktische Aufgaben hinsichtlich der Echtzeitbedingungen und der benötigten Verhaltenmuster analysieren. Die Studierenden sind in der Lage, aus einer Problemstellung eine strategische Planung für den Einsatz der Verhaltenmuster abzuleiten. Die Studierenden können die unterschiedlichen Arten von Algorithmen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, der Echtzeitfähigkeit, der Robustheit und der Flexibilität bewerten. Modulinhalt: Sensoren und Aktoren Softwarearchitekturen Direkt- und Verhaltensmustersteuerung Umfeldmodellierung Kartenbasiertes Fahren Kooperation Praktische Übungen im Labor Prüfungsform(en): schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Fortsetzung auf der nächsten Seite Zum Inhaltsverzeichnis 18

19 Fortsetzung: Studierende: Skript, Übungsblätter, Aufgabenblätter, Arbeiten am Rechner und an mobilen Robotern Dozent: Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen, Demonstrationen am Rechner und an mobilen Robotern Empfohlene Literatur: wird in der Vorlesung bekanntgegeben Ende Modulbeschreibung: IM_AMS IM_AMS Zum Inhaltsverzeichnis 19

20 3.2.3 Kognitive Systeme Kognitive Systeme SPO-Nummer (Modul): 3 SPO-Nummer (Fach): IM_KOG Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 2 Studienrichtung S Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 5.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 4 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: keine Angaben Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: 62.0 h 88.0 h h Die Studierenden erlernen grundlegende Fertigkeiten in der Erstellung kognitiver Systeme. Erworbene Kompetenzen: 1. Kenntnis der wichtigsten Aufgaben und Eigenschaften, Architekturen und Einsatzgebiete von kognitiven Systemen 2. Verständnis der zugrunde liegenden Verfahren, Verarbeitungstechniken und Klassifikationsmethoden 3. Anwenden der gelernten Methoden auf konkrete Fragestellungen und Domänen, Entwurf und Modellierung kognitiver Komponenten 4. Analyse komplexer Probleme und deren Zerlegung in lösbare Teilprobleme, Trennung von Sensorik, Klassifikation und Aktorik 5. Synthese anspruchsvoller kognitiver Lösungen mittels Kombination der erlernten Methoden auf allen Abstraktionsebenen 6. Beurteilung der Zweckmäßigkeit möglicher Implementierungen, vergleichende Bewertung alternativer Wissensmodelle und Klassifikatoren, Bestimmung von Lösungsqualität und Erkennungsleistung Modulinhalt: Grundlagen der menschlichen audio-visuellen Wahrnehmung Perzeption, Kognition und Produktion von Sprache, Schrift und Bild Mustererkennung, Klassifikation, Modellierung von Phonemen / Graphemen, Syntax, Semantik und Pragmatik Maschinelle Verarbeitung von Sprach- und Bilddaten, Vorverarbeitung, Merkmalbildung, Segmentierung und Annotation Trainingsverfahren für statistische Klassifikatoren, Usability Engineering, Test- und Evaluierungsmethoden Anwendungsszenarien, neuere Ansätze und Trends Prüfungsform(en): schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Fortsetzung auf der nächsten Seite Zum Inhaltsverzeichnis 20

21 Fortsetzung: Studierende: Skript, Übungsaufgaben, Arbeiten am Rechner Dozent: Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen, Demonstrationen am Rechner Empfohlene Literatur: IM_KOG S. Russel, P. Norvig: Artificial Intelligence A Modern Approach, 2nd ed., Prentice Hall S. Theodoridis, K. Koutroumbas: Pattern Recognition, Academic Press B. Pfister, T. Kaufmann: Sprachverarbeitung: Grundlagen und Methoden der Sprachsynthese und Spracherkennung, Springer Verlag B. Jähne, Digitale Bildverarbeitung, Springer Verlag Azad, Gockel, Dillmann: Computer Vision - Das Praxisbuch, Elektor Verlag U. Kiencke, H. Jäkel: Signale und Systeme, Oldenbourg Ende Modulbeschreibung: IM_KOG Zum Inhaltsverzeichnis 21

22 3.2.4 Kommunikationssysteme Kommunikationssysteme SPO-Nummer (Modul): 3 SPO-Nummer (Fach): IM_KOM Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 1 Studienrichtung S Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 5.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 4 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: 62.0 h 88.0 h h Grundlagen der Rechner-Kommunikation (IP, TCP) Netzwerkgrundlagen (z.b. aus Grundlagen-VL Rechnernetze), ISO-Schichtenmodell Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erlangen Kenntnisse über wesentliche Gefährdungen in modernen Kommunikationsnetzen und Ansätze wie die Netze dagegen gerüstet werden. Sie sollen nach der Veranstaltung in der Lage sein, die aktuellen Kommunikationsnetze (IP-Netze, Mobilfunk-Netze) nach Gesichtspunkten der Sicherheit und Zuverlässigkeit zu beurteilen und Schwachstellen zu erkennen. Sie lernen neben der Struktur der aktuellen Netze die bekannten sicherheitsrelevanten Schwachstellen kennen und mit welchen Maßnahmen (Architektur, Netzdesign, Protokolle, zusätzliche Funktionen) die Betreiber diese angehen. Modulinhalt: Wiederholung der Architektur der aktuellen Kommunikationsnetze (Transport-Netz, IP-Netz, Mobilfunk- Netze) Analyse sicherheitsrelevanter Netzfunktionen (Sicherer Betrieb / Resilience, Schutz vor Angriffen) Sicherheitsprobleme und typische Designschwächen unter Sicherheitsaspekten beim IP-Protokoll Protokolle zur Erhöhung der Sicherheit / Schutz vor Angriffen, z.b. Tunneling, VLAN, IPSec Sicherheit im Zugang: Autorisierung der Teilnehmer und Gestaltung des Zugangsnetzes (beim Festnetz / im Mobilfunknetz) Netzelemente / Netzarchitektur zur Überwachung und Steuerung des Betriebs (RAS, DPI, Firewall,... ) Methoden zur Erkennung von Angriffen, Typische Angriffsmuster auf gängige Netzwerkprotokolle Dienstspezifische Risiken Prüfungsform(en): schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Fortsetzung auf der nächsten Seite Zum Inhaltsverzeichnis 22

23 Fortsetzung: IM_KOM Dozent: Tafel, Beamer-Projektionen Studierende: Skript, Aufgabenblätter Empfohlene Literatur: Andrew S. Tanenbaum, David JWetherall: Computernetzwerke (Pearson Studium - IT), 5. Auflage Eckert, Claudia: IT-Sicherheit : Konzepte - Verfahren Protokolle, München : Oldenbourg, Hinweis: weitere Literatur wird zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben. Ende Modulbeschreibung: IM_KOM Zum Inhaltsverzeichnis 23

24 3.2.5 Entwicklung sicherheitskritischer Software Entwicklung sicherheitskritischer Software SPO-Nummer (Modul): 3 SPO-Nummer (Fach): Zuordnung zum Curriculum: Studiengang und -richtung Art des Moduls Studiensemester Unterrichtssprache: Informatik Master Pflichtfächer 2 Studienrichtung S Deutsch Lehrform/SWS: Lehrform SWS Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 5.0 Empfohlene Voraussetzung: Präsenzzeit (SU,Ü) seminaristischer Unterricht/Übung 4 Selbststudium (Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Bearbeitung von Übungen, Prüfungsvorbereitung): Gesamt: Modulziele / Angestrebte Lernergebnisse: Programmierung in C und Java 62.0 h 88.0 h h Ziel ist es, die Studierenden zu befähigen, selbstständig den Sicherheits-Level von Software und Systemen zu bewerten und daraus Maßnahmen zur Sicherstellung der Sicherheitsanforderungen innerhalb von Software-Projekten abzuleiten und einzusetzen. Insbesondere sollen die Studierenden die Norm ISO kennen und anwenden können. Modulinhalt: IM_SIK Einführung und Grundbegriffe: u.a. Sicherheit, Risiko, Ausfall, Fehler, Software-Qualitätsmerkmale, Zuverlässigkeit, Ausfallrate, Verfügbarkeit Zuverlässigkeitswachstumsmodelle Gefährdungs- und Risikoanalyse: Safety Integrity Levels (IEC 61508, ISO 26262) Die automotive Sicherheitsnorm ISO 26262: Sicherheitslebenszyklus, Spezifikation der funktionalen Sicherheitsanforderungen, Sicherheitsnachweis Überwachung und Diagnose von Systemen Diversität und Versagenswahrscheinlichkeit diversitärer Software Verifikation und Validation Prüfungsform(en): schriftliche Prüfung, 90 Minuten Medienformen: Studierende: Skript, Aufgabenblätter, Arbeiten am Rechner Dozent: Tafel, Overhead- und Beamerprojektionen, Demonstrationen am Rechner Empfohlene Literatur: Fortsetzung auf der nächsten Seite Zum Inhaltsverzeichnis 24

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