Modulhandbuch Master Research in Computer & Systems Engineering

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1 Modulhandbuch Master Research in Computer & ystems Engineering rüfungsordnungsversion: 2012 Erstellt am: Montag 04 Mai 2015 aus der O Datenbank der TU Ilmenau

2 Inhaltsverzeichnis Name des Moduls/Fachs 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Abschluss L Fachnr. Basic tudies RCE F 25 Control Engineering L 30min Information ystems L 30min Mobile Communication Networks L 20min oftware & ystems Engineering L Theoretical Computer cience L 30min Advanced tudies RCE F 20 Advanced Database ystems L Cellular Communication ystems L Complex Embedded ystems L ystem Identification L 30min ystems Optimization L 30min ystems ecurity L 20min Lab Training RCE MO 8 Lab Training RCE L Research roject RCE F 15 Research roject RCE L Research eminar RCE MO 8 Research eminar RCE L Research eminar RCE L Group tudies RCE F 8 Group tudies RCE L oft kills RCE MO 6 Allgemeinsprache DaF MO Research kills eminar RCE L Masterarbeit RCE F 30 Kolloquium zur Master-Arbeit L 30min MaA wissenschafliche Arbeit MA

3 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Basic tudies RCE Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Nachdem tudierende die eranstaltungen dieses Moduls besucht haben, verfügen sie über grundlegende Kenntnisse in allen Kernbereichen des tudiengangs. ie verstehen Aufbau, Grundprinzipien und Anwendung von Informations- und Kommunikationssystemen, Grundlagen des Entwurfs und der Analyse von Algorithmen, rinzipien der Regelungs- und ystemtechnik sowie des oftwareentwurfs. ie sind in der Lage, Methoden und Ansätze aus diesen Bereichen zu bewerten und zur Lösung konkreter roblemstellungen anzuwenden. orraussetzungen für die Teilnahme keine keine eite 3 von 40

4 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Basic tudies RCE Control Engineering Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Englisch Fachnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. u Li W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Die tudierenden können rüfungsnummer: Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F die Grundlagen, roblemstellungen und Methoden der Regelungs- und ystemtechnik/technische Kybernetik klassifizieren, ystembeschreibungen ableiten, Methoden zur ystemanalyse anwenden, die tabilität sowie einschleifige Regelkreise für industrielle rozesse analysieren. orkenntnisse Grundlagen der Mathematik, hysik, Elektrotechnik, Maschinenbau Inhalt Modeling of linear processes: Modeling with differential equations Linearization of nonlinear systems tate space model Laplace transformation: Laplace transformation of typical functions roperties of Laplace transformation Transfer function Analysis of control systems in time domain: Dynamics of different plants Responses due to typical input signals Functions of typical controller tability analysis Medienformen räsentation, orlesungsskript, Tafelanschrieb Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 2212 eite 4 von 40

5 R. C. Dorf, R. H. Bishop. Modern Control ystems. earson K. Ogata. Modern control engineering. earson Mündliche rüfung, 30 min. verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 5 von 40

6 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Basic tudies RCE Information ystems Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Nach dem Besuch dieser eranstaltung verstehen die tudierenden die Grundprinzipien von Datenbanksystemen. ie kennen die chritte des Entwurfs von Datenbanken und können die relationale Entwurfstheorie beschreiben. Weiterhin können sie deklarative Anfragen in QL formulieren sowie Integritätsbedingungen definieren. Die tudierenden kennen die Aufgaben und rinzipien der einzelnen DBM-Komponenten sowie deren Zusammenwirken. ie können verschiedene Techniken zur peicherung und erwaltung großer Datenbestände sowie zur erarbeitung von Anfragen erklären. Die tudierenden sind in der Lage, gegebene praktische roblemstellungen zu analysieren, im ER-Modell zu modellieren und in einer relationalen Datenbank abzubilden sowie die Relationenalgebra und QL zur Anfrageformulierung zu nutzen. ie können die verschiedenen Techniken zur Datenverwaltung, Anfrage- und Transaktionsverarbeitung hinsichtlich ihrer orund Nachteile für verschiedene Einsatzzwecke bewerten. orkenntnisse keine Inhalt Introduction; Conceptual Modeling: Entity-Relationship Model, Mapping ER chemas to Relations; Relational Database Theory: Functional Dependencies, Normal Forms, Relational Model and Relational Algebra; QL and Database rogramming; torage and File tructures: Indexing, B-Trees; Query rocessing: Query Operators, Query Optimization; Transaction rocessing & Recovery, erializability, Locking, Locking, Recovery trategies Medienformen orlesung mit räsentation und Tafel, Handouts, Moodle Literatur Garcia-Molina, Ullman, Widom: Database ystems The Complete Book, earson/rentice Hall, 2009 mündliche rüfung (30 min) im rüfungszeitraum verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2254 eite 6 von 40

7 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Basic tudies RCE Mobile Communication Networks Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 20 min prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Basics of Mobile Communication Networks Inhalt flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F The course provides an in-depth understanding of research issues in advanced (mobile) communication networks. The course is research-oriented and focuses primarily on the mobility management and Qo management for mobile systems. In addition, the course introduces some future systems and technologies, such as ad-hoc networks and cognitive radio. Furthermore, the course gives an overview of self-organization and its impact on future communication systems Wireless Transmission Medium Access chemes IEEE Ad Hoc Networks Mobility Management TC/I Quality of ervice Cognitive Radio Networks Mobile network Evolution elf Organization Medienformen - presentation of slides - drawings on white board - discussions Literatur Jochen chiller: Mobile Communications, second edition, earson Education Limited, 2003; selected scientific articles. eite 7 von 40

8 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 8 von 40

9 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Basic tudies RCE oftware & ystems Engineering Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Armin Zimmermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden verstehen fortgeschrittene robleme und Lösungsansätze für den Entwurf komplexer oftwaresysteme und ihrer technischen Anwendungen. ie kennen gängige funktionale und nichtfunktionale Anforderungen an oftwaresysteme und sind in der Lage, aus ihnen Entwurfsentscheidungen abzuleiten. Methodenkompetenz: Die tudierenden sind fähig, geeignete Entwurfs-, Modellierungs- und Bewertungsverfahren für komplexe oftaresysteme auszuwählen und auf konkrete roblemstellungen anzuwenden. ozialkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, selbständig größere thematische zusammenhängende Literaturabschnitte zu den Themen der eranstaltung durchzuarbeiten und zu erschließen. ie können aus der Literatur orträge zu ergänzenden Themen halten orkenntnisse Bachelor in Computer cience, Computer Engineering or equivalent Inhalt Introduction to advanced topics in oftware Engineering and ystems Engineering Introduction and Overview of Topics ystems Engineering elected Topics in oftware Engineering elected Topics in Model-Based ystems Engineering (erformance Evaluation) Medienformen resentation slides, literature Literatur ommerville: oftware Engineering (9th revised edition. International ersion) M. Ajmone Marsan, G. Balbo, G. Conte,. Donatelli and G. Franceschinis: Modelling with Generalized tochastic etri Nets (Wiley 1995) INCOE ystems Engineering Handbook, 2000 Blanchard, Fabrycky: ystems Engineering and Analysis (rentice Hall 2006) Cassandras/Lafortune: Introduction to Discrete Event ystems eite 9 von 40

10 uccessful completution and grading is based on - 70% oral exam (20 min) - 30 % individual talks by students verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 10 von 40

11 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Basic tudies RCE Theoretical Computer cience Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Martin Dietzfelbinger W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Basic Data tructures, Calculus, Discrete tructures Inhalt flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: The students know the basic principles of the design and the analysis of algorithms: correctness and running time. They know the o notation and their use for analyzing running times. They know basic number theoretical algorithms (addition, multiplication, division, modular multiplication, modular exponentiation, greatest common divisor), they know basic primality tests and the RA scheme. The students know the divide-and-conquer paradigm with the master theorem (and its proof) and the most important examples like Karatsuba s algorithm, trassen s algorithm, Mergesort, Quicksort, and the Fast Fourier Transform. They know basic techniques for orienting oneself in graphs and digraphs: BF, DF, Kosaraju s algorithm for strongly connected components. They know Dijkstra s algorithm for calculating shortest paths in graphs, and the data type priority queue with its most important implementation techniques binary heap and d-ary heap. Out of the family of greedy algorithms they know Kruskal s algorithm and rim s algorithm for the problem of a mimimum spanning tree, including the correctness proof and the runtime analysis including the use of the union find data structure. As another greedy algorithm they know Huffman s algorithm for an optimal binary code. In the context of the dynamic programming paradigm the students know the principal approach as well as the specific algorithms for Edit distance, all-pairs shortest paths (Floyd-Warshall), single-source shortest paths with edge lengths (Bellman-Ford), knapsack problems and matrix chain multiplication. They know the basic definitions and facts from N-completeness theory, in particular the implications one gets (if <> N) from the fact that a search problem is N-complete as well as central examples of Ncomplete problems. Methodenkompetenz: The students can formulate the relevant problems and can describe the algorithms that solve the problems. They are able to carry out the algorithms for example inputs, to prove correctness and analyze the running time. They are able to apply algorithm paradigms to create algorithms in situations similar to those treated in the course. They can explain the significance of the concept of N-completeness and identify some selected N-complete problems. Fibonacci numbers and their algorithms, Big-O notation, multiplication, division, modular addition and multiplication, fast exponentiation, 8extended) Euclidean algorithm, primality testing by Fermat s test (with proof) and by Miller-Rabin (without proof), generating primes, cryptography and the RA system (with correctness proof and runtime analysis). The divide-andconquer scheme, Karatsuba multiplication, the master theorem (with proof), Mergesort, Quicksort, polynomial multiplication and Fast Fourier Transform. Graph representation. Exploring graphs and digraphs by BF and (detailed) DF. Acyclicity test (with proof), topological ordering. trongly connected components by Kosaraju s algorithm (with proof). hortest paths by Dijkstra s algorithm (with proof), priority queues as auxiliary data structure. The greedy paradigm. Minimum spanning trees 2242 eite 11 von 40

12 by Kruskal s algorithm (with union-find data structure) and the rim/jarnik algorithm (with correctness proof). Huffman encoding, with priority queue, correctness proof. The dynamic programming paradigm. Examples: edit distance, chain matrix multiplication, knapsack with and without repetition, shortest paths (Floyd-Warshall and Bellman-Ford). olynomial search problems, class N, N-complete problems. ignificance of the notion. Central examples: atisfiability, Clique, vertex cover, traveling salesperson, graph coloring. Medienformen Blackboard, slide projection, exercise sheets, Moodle platform for communication. Literatur *. Dasgupta, C. H. apadimitriou, U.. azirani, Algorithms, McGraw Hill, 2006 (rime textbook) * T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, C. tein, Introduction to Algorithms, econd Edition, MIT ress * edgewick, Algorithms, Addison Wesley. (Any edition will do, with or without specific programming language.) verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 12 von 40

13 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Advanced tudies RCE Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Nach dem Besuch von eranstaltungen aus diesem Modul verfügen die tudierenden über fortgeschrittene Kenntnisse in den gewählten Gebieten. ie können roblemstellungen und Lösungen aus diesem Bereichen erklären und bewerten. Die tudierenden sind in der Lage, die vermittelten Methoden für praktische Aufgabenstellungen anzuwenden und darauf aufbauend eigene Lösungen zu entwickeln. orraussetzungen für die Teilnahme Basic tudies keine eite 13 von 40

14 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Advanced tudies RCE Advanced Database ystems Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F tudierende, die diese eranstaltung besucht haben, verstehen fortgeschrittene Aspekte von Datenbanksystemen wie die erwaltung raumbezogener Daten, Web-scale Data Management sowie Data Warehousing und Data Mining. ie können Techniken zur Modellierung aber auch zu Implementierung von roblemstellungen aus diesen Domänen erklären und bewerten. Die tudierenden sind in der Lage, Datenmanagementlösungen für konkrete Aufgaben aus diesen Bereichen anzuwenden und entwickeln. orkenntnisse L Information ystems Inhalt patial Data Management: patial concepts and representation of spatial objects, patial access methods, Query processing; Web-cale Data Management: irtualization & Multi-Tenancy, Consistency models, Qo, data partitioning, replication, DHTs, MapReduce; Data Warehousing and Data Mining: Data warehouse architecture, multidimensional data modeling, Query processing in data warehouses: QL & MDX; Data Mining Medienformen orlesung mit räsentation und Tafel, Handouts, Moodle Literatur Garcia-Molina, Ullman, Widom: Database ystems The Complete Book, earson/rentice Hall, 2009 Rigaux, choll, oisard: patial Databases with Applications to GI,Morgan Kaufman, hekhar, Chawla: patial Databases A Tour, rentice Hall, Kumar, teinbach, Tan: Introduction to Data Mining, Addison Wesley, Lehner, attler: Web-cale Data Management for the Cloud, pringer, mündliche rüfung (30 min) im rüfungszeitraum verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2254 eite 14 von 40

15 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Advanced tudies RCE Cellular Communication ystems Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F The course enables students to understand the functionalities and structure of UMT systems.it enables students to unterstand network and protocol aspects of the system. Main topics are the network architechture, network elements, protocols, and services in UMT systems.the course allows students to understand main functions as mobility management, radio resource allocation, link and session management, Qo aspects, as well as authentification, authorisation, and accounting. To understand the development of UMT also GM and its data extension GR are treated as they are the fundamentals of UMT. The course also introduces newer developments as HA, LTE and AE. orkenntnisse Communication protocols and networks, basics of mobile communications Inhalt - Basics of mobile communications - GM and GR - UMT Architecture - Mobility management - Connection and session management - Wideband CDMA - Management of radio resources - UMT radio access system - UMT services - High-peed acket Access (HA) - Long-Term Evolution (LTE) - ystem Architecture Evolution (AE) Medienformen resentations with beamer, presentation slides Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: - Kaaranen, Ahtiainen, Laitinen, Naghian, Niemi. UMT Networks Architecture, Mobility and ervices. Wiley, chiller. Mobile Communications (German and English). Addison-Wesley, Holma, Toskala. WCDMA for UMT. revised edition, Wiley, Dahlmann, arkvall, köld. 4G: LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband, A, tefania esia, Issam Toufik, Matthew Baker. LTE - The UMT Long Term Evolution: From Theory to ractice 2235 eite 15 von 40

16 verwendet in folgenden tudiengängen Master Ingenieurinformatik 2014 Master Communications and ignal rocessing 2013 Master Ingenieurinformatik 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Informatik 2013 eite 16 von 40

17 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Advanced tudies RCE Complex Embedded ystems Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Armin Zimmermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden verstehen detailliert Aufbau und Funktionsweise von komplexen eingebetteten Rechnersystemen. Die tudenten verstehen die in eingebetteten ystemen zu beachtenden Echtzeit-, Kommunikations- und softwaretechnischen Aspekte. Die tudierenden sind fähig, icherheit, Zuverlässigkeit und Leistungsverbrauch beim Entwurf zu berücksichtigen. Die tudenten haben Kenntnisse in der Entwurfsdomäne Automotive. Methodenkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, Methoden des ystementwurfs, des modellbasierten Entwurfs und des Hardware-oftware- Codesigns auf konkrete roblemstellungen anzuwenden. Die tudierenden sind in der Lage, verschiedene Methoden für unterschiedliche Anwendungsgebiete zu bewerten. ystemkompetenz: Die tudierenden entwerfen und validieren auszugsweise komplexe eingebettete Rechnersysteme für konkrete Einsatzszenarien. ozialkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, praktische roblemstellungen des Entwurfs in der Gruppe zu lösen orkenntnisse Finished 1st semester courses of RCE Inhalt 1. Introduction, Motivation 2. Aspects of ystem Design 3. Model-Based Design 4. Real-Time ystems 5. cheduling 6. afety and Reliability 7. oftware Design for Embedded ystems 8. Hardware-oftware-Codesign 9. Computer Architecture of Embedded ystems 10. Communication ystems 11. Energy Consumption 12. Automotive Embedded ystems Medienformen lides Literatur Are publicized on the web site and in the lecture rimär: Eigenes Material (Online und Copyshop) ekundär: Empfehlungen in der orlesung Allgemein: Webseite (dort auch gelegentlich aktualisierte Literaturhinweise und Online-Quellen). Wayne Wolf: Computers as Components (Kaufmann 2001) eite 17 von 40

18 Alan Burns and Andy Wellings: Real-time systems and programming languages (Addison-Wesley 2001) Jane Liu: Real-Time ystems (also online) Jim E. Cooling: oftware engineering for real-time systems (Addison-Wesley 2001) uccessful completuion and grading is based on - 70% written exam (90 min) - 30 % individual talks by students verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 18 von 40

19 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Advanced tudies RCE ystem Identification Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: English Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Christoph Ament W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2211 orkenntnisse Inhalt Medienformen Literatur verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 19 von 40

20 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Advanced tudies RCE ystems Optimization Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Englisch Fachnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. u Li W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Die tudierenden können orkenntnisse Inhalt flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Optimierung des Designs und des Betriebs industrieller rozesse Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Grundlagen der Mathematik, hysik, Elektrotechnik; Control Engineering Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: die Grundlagen, roblemstellungen und Methoden der statischen und dynamischen rozessoptimierung klassifizieren, Methoden und Werkzeuge anwenden, unterschiedliche roblemstellungen und mathematische Herleitungen analysieren und generieren optimale arameter und teuerungen berechnen sowie Anwendungsfälle für industrielle rozesse analysieren, entwickeln und bewerten. Lineare und Nichtlineare rogrammierung Mixed-Integer Optimierung Anwendung von Optimierwerkzeugen (GAM) am Rechner raktische Anwendungsbeispiele Lineare rogrammierung: Theorie der linearen rogrammierung, Freiheitsgrad, zulässiger Bereich, graphische Darstellung/Lösung, implexmethode, Dualität, Mischungsproblem, optimale roduktionsplanung. Nichtlineare Optimierung: Konvexitätsanalyse, robleme ohne und mit Nebenbedingungen, Optimalitätsbedingungen, Methode des goldenen chnitts, das Gradienten-, Newton-, Quasi-Newton-erfahren, robleme mit Nebenbedingungen, Kuhn-Tucker-Bedingungen, Q- erfahren (equentiell Quadratische rogrammierung), Active-et-Methode, Approximation der Hesse-Matrix, Anwendung in der optimalen Auslegung industrieller rozesse. Mixed-Integer Nichtlineare rogrammierung (MINL): Mixed-Integer Lineare und Nichtlineare rogrammierung (MIL, MINL), Branch-and-Bound-Methode, Master-roblem, Optimierungssoftware GAM, Anwendung im Design industrieller rozesse. Indirekte erfahren 2212 eite 20 von 40

21 ariationsverfahren, Optimalitätsbedingungen Maximum-rinzip Dynamische rogrammierung Riccati-Optimal-Regler Direkte erfahren Methoden zur Diskretisierung, Orthogonale Kollokation Lösung mit nichtlinearen rogrammierungsverfahren imultane und equentielle erfahren Anwendungsbeispiele Medienformen räsentation, orlesungsskript, Tafelanschrieb Literatur U. Hoffmann, H. Hofmann: Einführung in die Optimierung, erlag Chemie, Weinheim, 1982 T. F. Edgar, D. M. Himmelblau: Optimization of Chemical rocesses, McGraw-Hill, New York, 1989 Teo, K. L., Goh, C. J., Wong, K. H: A Unified Computational Approach to Optimal Control roblems. John Wiley & ons, New York, 1991 C. A. Floudas: Nonlinear and Mixed-Integer Optimization, Oxford University ress, 1995 L. T. Biegler, I. E. Grossmann, A. W. Westerberg: ystematic Methods of Chemical rocess Design. rentice Hall, New Jersey, 1997 M. apageorgiou: Optimierung, Oldenbourg erlag, München, 2006 J. Nocedal,. J. Wright: Numerical Optimization, pringer-erlag, 1999 D. G. Luenberger. Introduction to Dynamic ystems. Wiley A. C. Chiang. Elements of Dynamic Optimization. McGraw-Hill D.. Bertsekas. Dynamic rogramming and tochastic Control. Academic ress R. F. tengel. Optimal Control and Estimation. Dover ublications J. Macki. Introduction to Optimal Control Theory. pringer D. G. Hull. Optimal Control Theory for Applications. pringer Mündliche rüfung, 30 min. verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 21 von 40

22 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Advanced tudies RCE ystems ecurity Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 20 min prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Winfried Kühnhauser Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden erwerben fortgeschrittene Kenntnisse über Design und Implementierung verteilter ysteme, wobei die chwerpunkte auf verteilten Algorithmen und ystemsicherheit liegen. ie werden hierdurch in die Lage versetzt, verteilte ysteme für komplexe Anwendungsszenarien zu konzipieren und entwickeln. Methodenkompetenz: Die tudierenden verfügen über das Wissen, Entwurfs- und Analysemethoden anzuwenden, mit denen grundlegende nichtfunktionale ystemeigenschaften erreicht und nachgewiesen werden. ystemkompetenz: Die tudierenden verstehen verteilte ysteme als strukturierte ysteme aus Komponenten mit individuellen Aufgaben und hochgradig komplexen Beziehungen und verstehen das Zusammenwirken dieser Komponenten und der aradigmen, Methoden, Algorithmen und Architekturprinzipien, die dieses Zusammenwirken organisieren. orkenntnisse Bc Computer cience, especially - algorithms and complexity, -automata and formal languages, - operating systems, - networks, -discrete structures Inhalt The second part focuses on methodological engineering of security properties of distributed systems based on security policies and their formal models. In an early stage of the engineering process formal security models are used for the precise and unambiguous representation of security policies which then are analyzed by static model checking and simulative model execution. uccessful models afterwards are transformed via specification languages into executable code which finally is integrated into a system's trusted computing base. Course topics are requirements analysis security policies and formal security models model engineering security mechanisms security architectures Medienformen Handouts, apers, Books Literatur see website of course flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2255 eite 22 von 40

23 oral exam (20 min) verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 23 von 40

24 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Lab Training RCE Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. iegbert Hopfgarten Modulabschluss: Lernergebnisse Unter Einbeziehung der in den Basic tudies gelehrten, der im laufenden Fachsemester angebotenen Fächer und Module sowie im elbststudium erworbener Kenntnisse wenden die tudierenden fachspezifische Kenntnisse an. Individuell oder in kleinen Gruppen werden die roblemstellungen analysiert, Lösungswege generiert und an praxisnahen ersuchsaufbauten und Aufgabenstellungen getestet. ie beurteilen die erzielten Ergebnisse. orraussetzungen für die Teilnahme Basic tudies, Advanced tudies Unbenoteter chein (Testat), das sich aus den beiden Testaten für die zwei aus den angebotenen Einheiten des Lab Trainings RCE ergibt. eite 24 von 40

25 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Lab Training RCE Lab Training RCE Fachabschluss: tudienleistung prache: Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: Dr. iegbert Hopfgarten Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 8 Workload (h): 240 Anteil elbststudium (h): 195 W: 4.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Unter Einbeziehung der in den Basic tudies gelehrten, der im laufenden Fachsemester angebotenen Fächer und Module sowie im elbststudium erworbener Kenntnisse wenden die tudierenden fachspezifische Kenntnisse an. Individuell oder in kleinen Gruppen werden die roblemstellungen analysiert, Lösungswege generiert und an praxisnahen ersuchsaufbauten und Aufgabenstellungen getestet. ie beurteilen die erzielten Ergebnisse. orkenntnisse Basic tudies, Advanced tudies Inhalt 1) Embedded ystems/rogramming 2) Database administration and tuning 3) Identification, control, and optimization (two out of three units) Medienformen ersuchsanleitungen, Aufgabenstellungen zur Lösung an Cs/eingebetteten ystemen/mittels Datenbanken Literatur F. M. Mims. tarted in Electronics. Master ublishing Inc J. anchez, M.. Canton. Embedded ystems Circuits and rogramming. CRC ress R. C. Dorf, R. H. Bishop. Modern Control ystems. earson R. Fletcher. ractical Methods of Optimization. Wiley flichtkennz.: flichtfach Unbenotete cheine (Testate) für 2 der angebotenen Einheiten (siehe Inhalt). verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten 2212 eite 25 von 40

26 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Research roject RCE Modulnummer: 8011 Modulverantwortlich: rof. Dr. Armin Zimmermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse roject-oriented work in a research area of one of the participating groups. tudents learn how to organize their own work, how to solve practical research questions, and to present their final results. orraussetzungen für die Teilnahme Basic mandatory courses of Master RCE and further lectures in the field of specialization of the project eite 26 von 40

27 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Research roject RCE Research roject RCE Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch Fachnummer: 8016 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Armin Zimmermann Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 15 Workload (h): 450 Anteil elbststudium (h): 405 W: 4.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, unter Anleitung selbständig aktuelle Forschungsthemen zu bearbeiten. ie können offene robleme analysieren, den tand der Technik erarbeiten und orschläge für neuartige Lösungen entwickeln und realisieren. Die tudierenden sind in der Lage, zu aktuellen Forschungsfragen beizutragen und ihre Ergebnisse zu präsentieren sowie einzuordnen. orkenntnisse Basic studies of RCE curriculum and research skills seminar Inhalt Forschungsarbeiten innerhalb der beteiligten Fachgebiete Research work within the participating groups Medienformen abhängig vom individuellen rojekt depends on the actual project Literatur abhängig vom individuellen rojekt depends on the actual project flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2236 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 27 von 40

28 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Research eminar RCE Modulnummer: 8017 Modulverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Modulabschluss: Lernergebnisse This module trains skills that help to do efficiently perform the characteristic patterns of scientific work. The students learn and train to present scientific results in reading and writing, to design conference posters, to write research proposals, to review papers, and to organize workshops and conferences. Additionally, skills in German language are trained. orraussetzungen für die Teilnahme siehe individuelle Fächerbeschreibungen keine eite 28 von 40

29 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Research eminar RCE Research eminar RCE 1 Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Englisch Fachnummer: 8018 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 98 W: 2.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Ein Research eminar dient der ertiefung der Kenntnisse im Umgang mit wissenschaftlichen Texten in rezipierender und darstellender Weise. Hauptaufgabe eines tudierenden ist die eigenständige Erarbeitung eines tückes oder mehrerer tücke fremder wissenschaftlicher Literatur bis zum eigenen erständnis und die geschlossene Darstellung dieses Materials in einem ortrag vor anderen tudierenden und dem eranstalter, mit Befragung und Diskussion auf wissenschaftlichem Niveau. Eine schriftliche Zusammenfassung wird gefordert. Das eminar dient auch dazu, die Kommunikationsfähigkeit der tudierenden in einem fachlichen Kontext zu trainieren und zu bewerten Inhalt wird zu Beginn der eranstaltung bzw. bei der Ausschreibung bekannt gegeben. Medienformen ortrag, bereitgestellte Literatur Literatur wird zu Beginn der eranstaltung bzw. bei der Ausschreibung bekannt gegeben keine verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 29 von 40

30 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Research eminar RCE Research eminar RCE 2 Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Englisch Fachnummer: 8019 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 98 W: 2.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Ein Research eminar dient der ertiefung der Kenntnisse im Umgang mit wissenschaftlichen Texten in rezipierender und darstellender Weise. Hauptaufgabe eines tudierenden ist die eigenständige Erarbeitung eines tückes oder mehrerer tücke fremder wissenschaftlicher Literatur bis zum eigenen erständnis und die geschlossene Darstellung dieses Materials in einem ortrag vor anderen tudierenden und dem eranstalter, mit Befragung und Diskussion auf wissenschaftlichem Niveau. Eine schriftliche Zusammenfassung wird gefordert. Das eminar dient auch dazu, die Kommunikationsfähigkeit der tudierenden in einem fachlichen Kontext zu trainieren und zu bewerten Inhalt wird zu Beginn der eranstaltung bzw. bei der Ausschreibung bekannt gegeben Medienformen ortrag, bereitgestellte Literatur Literatur wird zu Beginn der eranstaltung bzw. bei der Ausschreibung bekannt gegeben keine verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 30 von 40

31 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Group tudies RCE Modulnummer: 8020 Modulverantwortlich: rof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse The module has the following goals: - learn to solve a scientific problem in a team of peers - problems are provided by the participating professors orraussetzungen für die Teilnahme Completation of research seminar I eite 31 von 40

32 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Group tudies RCE Group tudies RCE Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch Fachnummer: 8021 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel 240 h Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 8 Workload (h): 240 Anteil elbststudium (h): 240 W: 0.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F The course has the following goals - learn to solve a scientific problem in a team of peers - problems are provided by the participating professors - 8 credits orkenntnisse Completion of Research eminar I Inhalt Individual research topics provided by RCE professors Medienformen - individual research - team meetings - presentations and reviews - project documentation - material provided by organizing professors Literatur roblem dependent flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2235 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 32 von 40

33 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 oft kills RCE Modulnummer: 8024 Modulverantwortlich: rof. Dr. Winfried Kühnhauser Modulabschluss: Lernergebnisse This module trains skills that help to do efficiently perform the characteristic patterns of scientific work. The students learn and train to present scientific results in reading and writing, to design conference posters, to write research proposals, to review papers, and to organize workshops and conferences. Additionally, skills in German language are trained. orraussetzungen für die Teilnahme siehe individuelle Fächerbeschreibungen benotete Teilnahmescheine eite 33 von 40

34 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 oft kills RCE Research kills eminar RCE Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Englisch Fachnummer: 8025 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Winfried Kühnhauser W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:ommersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F This seminar trains skills that help to do efficient scientific work. tudents learn how to present scientific results at conferences, how to listen to presentations, how to read, write and review papers, how to launch research proposals, and how to organize workshops and conferences. orkenntnisse rerequisites for admission to RCE programme Inhalt The life and hard times of a professional researcher shows several characteristic workload patterns. Apart from hunting insights, researchers frequently have to give and listen to talks, read, write and review papers, launch research proposals, or organize workshops and conferences. uccessful research also requires many personal qualifications and skills such as analytical ability, ability to learn, to conceptualise, to communicate, to integrate knowledge, scientific discipline, curiosity, initiative, motivation, and, last but not least, quite a bit of masochism (for details visit phdcomics.com). This seminar trains skills that help to do efficient scientific work. Course topics are writing and reading papers giving and listening to presentations designing conference posters writing research proposals reviewing papers workshop and conference organization. The course is organized in two parts: a seminar part where we study how to write research papers, review papers, design conference posters, write research proposals, and organize workshops. The second part is practical training, where every student will apply the new knowledge and will write a paper, design a poster, or take part in the organization of a workshop. The main event will be the Annual RCE Workshop on Computer and ystems Engineering (WCE) in January which will be fully organized by the course participants. Medienformen resentation with beamer and blackboard, books, papers, workshop Literatur see course s website flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 98 W: 2.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 2255 eite 34 von 40

35 direct grade verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 35 von 40

36 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Masterarbeit RCE Modulnummer: 8027 Modulverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden vertiefen in einem speziellen fachlichen Thema ihre bisher erworbenen Kompetenzen. ie werden befähigt, eine komplexe und konkrete roblemstellung zu beurteilen und unter Anwendung der bisher erworbenen Theorie- und Methodenkompetenzen selbständig zu bearbeiten. Das Thema ist gemäß wissenschaftlicher tandards zu dokumentieren und die tudierenden werden befähigt, entsprechende wissenschaftlich fundierte Texte zu verfassen. Die tudierenden erwerben roblemlösungskompetenz und lernen es, die eigene Arbeit zu bewerten und einzuordnen. orraussetzungen für die Teilnahme Zulassung zur Masterarbeit durch den rüfungsausschuss keine eite 36 von 40

37 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Masterarbeit RCE Kolloquium zur Master-Arbeit Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch und Englisch Fachnummer: rüfungsnummer:99002 Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Zulassung zur Masterarbeit durch den rüfungsausschuss Inhalt siehe Modulbeschreibung Medienformen wissenschaftlicher ortrag Turnus:unbekannt Leistungspunkte: 6 Workload (h): 180 Anteil elbststudium (h): 180 W: 0.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden vertiefen in einem speziellen fachlichen Thema ihre bisher erworbenen Kompetenzen. ie werden befähigt, eine komplexe und konkrete roblemstellung zu beurteilen und unter Anwendung der bisher erworbenen Theorie- und Methodenkompetenzen selbstständig zu bearbeiten. Das Thema ist gemäß wissenschaftlicher tandards zu dokumentieren und die tudierenden werden befähigt, entsprechende wissenschaftlich fundierte Texte zu verfassen. Die tudierenden erwerben roblemlösungskompetenz und lernen es, die eigene Arbeit zu bewerten und einzuordnen. Literatur Literatur wird mit Ausgabe des Themas bekannt gegeben oder ist selbstständig zu recherchieren. rüfungsform: mündlich Dauer: 30 min Abschluss: rüfungsleistung verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2254 eite 37 von 40

38 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Masterarbeit RCE MaA wissenschafliche Arbeit Fachabschluss: Masterarbeit schriftlich prache: Deutsch und Englisch Fachnummer: Monate rüfungsnummer:99001 Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler 900 h Turnus:unbekannt Leistungspunkte: 24 Workload (h): 720 Anteil elbststudium (h): 720 W: 0.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden vertiefen in einem speziellen fachlichen Thema ihre bisher erworbenen Kompetenzen. ie werden befähigt, eine komplexe und konkrete roblemstellung zu beurteilen und unter Anwendung der bisher erworbenen Theorie- und Methodenkompetenzen selbstständig zu bearbeiten. Das Thema ist gemäß wissenschaftlicher tandards zu dokumentieren und die tudierenden werden befähigt, entsprechende wissenschaftlich fundierte Texte zu verfassen. Die tudierenden erwerben roblemlösungskompetenz und lernen es, die eigene Arbeit zu bewerten und einzuordnen. orkenntnisse Zulassung zur Masterarbeit durch den rüfungsausschuss Inhalt siehe Modulbeschreibung Medienformen wissenschaftlicher ortrag Literatur Literatur wird mit Ausgabe des Themas bekannt gegeben oder ist selbstständig zu recherchieren. rüfungsform: schriftlich Abschluss: rüfungsleistung verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Generierte Noten 2254 eite 38 von 40

39 eite 39 von 40

40 Glossar und Abkürzungsverzeichnis: L Leistungspunkte W F N.N. Objekttypen lt. Inhaltsverzeichnis emesterwochenstunden Fachsemester Angabe verteilt auf orlesungen, eminare, raktika Nomen nominandum, Nomen nescio, latzhalter für eine noch unbekannte erson (wikipedia) K=Kompetenzfeld; M=Modul;,L,U= Fach (rüfung,lehrveranstaltung,unit)

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