Modulhandbuch Bachelor Informatik

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1 Modulhandbuch Bachelor Informatik Fachhochschule Köln Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften Institut für Informatik Steinmüllerallee Gummersbach Prof. Dr. Heiner Klocke Stand:

2 Inhalt GRUNDLAGEN... 5 Einführung in Betriebssysteme und Rechnerarchitekturen... 6 Algorithmen und Programmierung I... 8 Algorithmen und Programmierung II Mathematik I Mathematik II Theoretische Informatik BWL I - Grundlagen Grundlagen BWL II VERTIEFUNG Paradigmen der Programmierung Künstliche Intelligenz Kommunikationstechnik Algorithmik Diskrete Mathematik/Kryptographie Datenbanken I Datenbanken II Softwaretechnik 1 + Softwaretechnik Mensch-Computer-Interaktion Betriebssysteme und verteilte Systeme Querschnittsqualifikation Modulhandbuch Bachelor Informatik,

3 Informationsmanagement Informatikprojekt Informatik, Recht und Gesellschaft Projektmanagement SPEZIALISIERUNG WPF Veranstaltung WPF Veranstaltung WPF Bildverarbeitung und Algorithmen WPF Netzwerke WPF Computational Intelligence WPF Software Qualitätssicherung Unternehmensgründung und Entrepreneurship WPF Controlling und Management (BWL 3) WPF Performance Tuning auf allen Ebenen WPF Big Data WPF Entwicklung von Apps für Smartphones und Tablets WPF Organisation und Management WPF Qualitätsmanagement WPF Spiele, Simulation und dynamische Systeme WPF Netzwerk- und IT-Sicherheit WPF Fuzzy-Logik und Fuzzy-Control WPF Spezielle Gebiete des Business Intelligence Praxisprojekt Modulhandbuch Bachelor Informatik,

4 Bachelor Arbeit Bachelor Kolloquium Modulhandbuch Bachelor Informatik,

5 Grundlagen Modulhandbuch Bachelor Informatik,

6 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Einführung in Betriebssysteme und Rechnerarchitekturen EBR ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: Lernziele/Kompetenzen: 1. Semester Prof. Dr. Stefan Karsch Prof. Dr. Stefan Karsch deutsch Informatik Bachelor Grundlagen, Pflichtfach: Inf, TI, WI 4 SWS: Vorlesung 2 SWS, Übung 2 SWS 150 h, davon 36 h Vorlesung, 36 h Übung, 78 h Selbststudium 5 ECTS Keine über die Zulassungsvoraussetzungen hinausgehenden Voraussetzungen Die Studierenden sollen die Basiskonzepte und Grundlagen der Betriebssysteme und der Rechnerarchitektur kennen und verstehen ein einheitliches konsistentes Begriffsgebäude zu teilweise aus der persönlichen Praxis bekannten Sachverhalten der IT aufbauen. Inhalt: Grundlagen: Geschichte der IT, Zahlen und Zeichendarstellung in Rechnersystemen Grundlagen der Rechnerarchitektur: Von Neumann Architektur, Speicherhierarchie, Physikalischer Aufbau von magnetischen Speichermedien, Physikalischer Aufbau optischer Speichermedien, Busse und Schnittstellen, Beispielarchitekturen Grundlagen von Betriebssystemen: Schichtenmodell, Betriebsarten, Programmausführung, Prozesse und Scheduling, Beispiel: Der BSD Unix Scheduler, Interrupts, Speicherverwaltung: demand paging, working set, Auslagerungsverfahren, Beispiel: demand paging unter BSD Unix, Dateisysteme, Beispiele: Unix inodes und MSDOS FAT, Rechteverwaltung, Netzwerkbetriebssysteme Im Mittelpunkt der Veranstaltung steht die Vermittlung von Basiskonzepten und Grundlagen, die sich auf die Benutzung von Betriebssystemen beziehen. Das Design von Betriebssystemen und die Systemprogrammierung werden im Modulhandbuch Bachelor Informatik,

7 Modul Betriebssysteme behandelt, das auf den Grundlagen des Faches EBR aufbaut. Studien-/Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Schriftliche Prüfung, zuvor erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Prüfungsvorleistung Vorlesung im Hörsaal (PowerPoint) und Beamer) Übung: Lösen von Aufgaben im Vorfeld, Vortrag und Erläuterung von Lösungen durch die Studierenden am OHP, ggf. Ergänzungen und Korrektur seitens der Übungsleitung während des Vortrags Vorlesungsunterlagen: kommentierte Foliensammlung Tanenbaum: Rechnerarchitektur Tanenbaum: Modern Operating Systems Modulhandbuch Bachelor Informatik,

8 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Algorithmen und Programmierung I AP I ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: 1. Semester Prof. Dr. Frank Victor Prof. Dr. Frank Victor Deutsch Informatik-Bachelor Grundlagen Pflichtfach: Inf, MI, TI, WI Lehrform/SWS: 6 SWS: Vorlesung 3 SWS, Übung 1 SWS, Praktikum 2 SWS. Die Gruppengröße im Praktikum beträgt 15 Personen. Arbeitsaufwand (Kontaktzeit/ Selbststudium): Kreditpunkte: Voraussetzungen: 210 h, aufgeteilt in 45 h Vorlesung, 15 h Übung, 30 h Praktikum und 120 h Selbststudium 7 CP Keine über die Zulassungsvorrausetzungen hinausgehenden Vorraussetzungen Lernziele/Kompetenzen: Die Studierenden sollen o formale und algorithmische Kompetenzen im Bereich der Software Entwicklung erlangen. Hierzu gehören insbesondere die Prinzipien der Objektorientierung und die der prozeduralen Programmierung. o die Kompetenz erlangen, strukturierte und unstrukturierte Problemstellungen zu analysieren, Lösungen modellbasiert zu entwickeln sowie prozedural und objektorientiert umzusetzen. o Systementwürfe evaluieren und bewerten können, insbesondere sollen sie die Arbeitsweise, die Randbedingungen und den Komplexitätsgrad von einfachen Algorithmen verstehen. o die Fähigkeit erlernen, algorithmische Entwurfsmuster zu erkennen und anzuwenden. Inhalt: o Prozedurale Programmierung am Beispiel von C. o Objektorientierte Programmierung am Beispiel von Java. o Kontroll- und Datenstrukturen. o Modularisierungskonzepte. Modulhandbuch Bachelor Informatik,

9 o o o o Typkonzepte. Grundmuster der objektorientierten Programmierung. Algorithmenbegriff. Entwicklungsumgebungen. Studien-/Prüfungsleistungen: Klausur sowie erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Prüfungsvorleistung. Medienformen: o Beamer-gestützte Vorlesungen (Folien in elektronischer Form im Netz) o o Übungen und Praktikumsarbeiten in Kleingruppen (Seminarraum, Rechnerlabor) Software: C-Compiler, Java-Entwicklungsumgebung, UNIX Literatur: o Vorlesungsunterlagen: Foliensammlung, ausformuliertes Skript, Beispiellösungen, Übungsklausuren mit Lösungen o Fachliteratur: Diverse C-Bücher, u.a.: Kernighan, B.W., Ritchie, D.M.: Programmieren in C o Diverse Java-Bücher, u.a.: Bishop, J.: Java Lernen o Sedgewick, R.: Algorithmen in Java Modulhandbuch Bachelor Informatik,

10 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Algorithmen und Programmierung II AP II ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: Lernziele/Kompetenzen: 2. Semester Prof. Dr. Erich Ehses Prof. Dr. Erich Ehses deutsch Bachelor Grundlangen Pflichtfach: Inf, TI, WI 6 SWS: Vorlesung 3 SWS, Übung 1 SWS, Praktikum 2 SWS. Die Gruppengröße im Praktikum beträgt 15 Personen. 210 h, davon 54 h Vorlesung, 18 h Übung, 36 h Praktikum, 102 h Selbststudium 7 ECTS Keine über die Zulassungsvorrausetzungen hinausgehenden Vorraussetzungen Die Studierende sollen Objektorientierung, die Prinzipien der Algorithmenentwicklung und grundlegende Algorithmen verstehen die Grundstrukturen der Java Bibliothek anwenden können. Inhalt: Typkonzept objektorientierter Programmiersprachen, Vererbung, späte Bindung und Polymorphie, effiziente Algorithmen zum Suchen und Sortieren, dynamische Datenstrukturen. Studien-/Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Klausur sowie erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Prüfungsvorleistung Vorlesung und Übung im Hörsaal (ppt und Beamer). Das Praktikum findet an Rechnern des Labors statt. Software: Java Entwicklungsumgebung, JUnit Vorlesungsunterlagen: Foliensammlung, ausformuliertes Skript, Beispiellösungen Fachliteratur: Bishop, J.: Java Lernen Sedgewick, R.: Algorithmen in Java, Barnes, J., Kölling, M.: Java Lernen mit BlueJ, Verweise auf Onlinedokumente Modulhandbuch Bachelor Informatik,

11 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Mathematik I MA1 ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: 1. Semester Prof. Dr. Wolfgang Konen Prof. Dr. Wolfgang Konen deutsch Bachelor Grundlagen Pflichtfach: Inf, TI, MI 6 SWS: Vorlesung 3 SWS, Übung 2 SWS, Praktikum 1 SWS. 210 h, davon 54 h Vorlesung, 36 h Übung, 18 h Praktikum, 102 h Selbststudium 7 ECTS Keine über die Zulassungsvorrausetzungen zum Studium hinausgehenden Lernziele/Kompetenzen: Ziel des Kurses ist eine Einführung in die grundlegenden Begriffe, Methoden Techniken der Mathematik für die Informatik anhand der ausgewählten Teilgebiete. Inhalt: Grundlagen Die Studierenden erwerben die Fähigkeiten zur Analyse realer oder geplanter Systeme, indem sie praktische Aufgabenstellungen aus dem Informatik Umfeld in mathematische Strukturen abstrahieren und lernen. Die Studierenden erkennen die Anwendungsbezüge der Mathematik für die Informatik, z.b. die Bedeutung funktionaler Beziehungen für kontinuierliche Zusammenhänge, die lineare Algebra als Grundlage der grafischen Datenverarbeitung und die Analysis zur Verarbeitung von Signalen und zur Lösung von mathematischen Modellen. Logik Folgen und Grenzwerte Analysis (einer Veränderlichen) Lineare Algebra Studien-/Prüfungsleistungen: Klausur (60 min) sowie erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Zulassungsvoraussetzung Modulhandbuch Bachelor Informatik,

12 Medienformen: Im Rahmen von Vorlesung, und Übung Vermittlung der wichtigsten mathematischen Abstraktionstypen (Graphen, Funktionen, algebraischen Strukturen, Zufallsvariablen etc.), mittels Beamer, Overhead Projektor, Skript und Übungen, die die Studenten unter Anleitung durchführen. Im Rahmen des Praktikums rechnergestützte Anwendung mathematischer Operationen in konkreten Anwendungsproblemen, z.b. mit Software Maple. Literatur: Skript unter koeln.de/~konen/mathe1 WS Teschl, Gerald und Teschl, Susanne: "Mathematik für Informatiker", Springer Verlag, 2008 Hartmann,Peter: "Mathematik für Informatiker Ein praxisbezogenes Lehrbuch", Vieweg Verlag, 2004 Papula, Lothar: "Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler" Vieweg Verlag, 2012 Modulhandbuch Bachelor Informatik,

13 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Mathematik II MA2 ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: Lernziele/Kompetenzen: 2. Semester Prof. Dr. Wolfgang Konen Prof. Dr. Wolfgang Konen deutsch Bachelor Grundlagen Pflichtfach: Inf, TI, MI 7 SWS: Vorlesung 3 SWS, Übung 3 SWS, Praktikum 1 SWS. 240 h, davon 54 h Vorlesung, 54 h Übung, 18 h Praktikum, 114 h Selbststudium 8 ECTS Keine über die Zulassungsvorrausetzungen zum Studium hinausgehenden. Der vorherige Besuch von Mathematik I ist sinnvoll, aber keine zwingende Voraussetzung. Die Studierenden sollen die Fähigkeiten zur Analyse realer oder geplanter Systeme entwickeln, indem sie praktische Aufgabenstellungen aus dem Informatik Umfeld in mathematische Strukturen abstrahieren und lernen, selbstständig die Modellfindung und die Ergebnisbeurteilung vorzunehmen. Dabei sollen die Anwendungsbezüge der Mathematik deutlich werden, z.b. die Beziehungen diskreter Strukturen wie der Graphen zu vielfältigen grundlegenden Datenstrukturen, die Statistik zur Deskription und Beurteilung von Beobachtungen und die Analysis zur Verarbeitung von Signalen und zur Lösung von mathematischen Modellen.. Inhalt: Analysis (mehrerer Veränderlichen) Graphentheorie Statistik und Wahrscheinloichkeitsrechnung Komplexe Zahlen und Differentialgleichungen Studien-/Prüfungsleistungen: Klausur (60 min) sowie erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Zulassungsvoraussetzung Medienformen: Im Rahmen von Vorlesung, Übung Vermittlung der wichtigsten mathematischen Abstraktionstypen (Graphen, Funktionen, Modulhandbuch Bachelor Informatik,

14 algebraischen Strukturen, Zufallsvariablen etc.), mittels Beamer, Overhead, Skript und Übungen, die die Studenten unter Anleitung durchführen. Im Rahmen des Praktikums rechnergestützte Anwendung mathematischer Operationen in konkreten Anwendungsproblemen, z.b. mit Software Maple. Literatur: Skript unter koeln.de/~konen/mathe2 SS Teschl, Gerald und Teschl, Susanne: "Mathematik für Informatiker", Springer Verlag, 2008 Hartmann,Peter: "Mathematik für Informatiker Ein praxisbezogenes Lehrbuch", Vieweg Verlag, 2004 Papula, Lothar: "Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler" Vieweg Verlag, 2012 Modulhandbuch Bachelor Informatik,

15 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Theoretische Informatik TI ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): 1. und 2. Semester Prof. Dr. H. Koch Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: deutsch Bachelor Grundlagen Pflichtfach: Inf, MI 8 SWS: Vorlesung 4 SWS, Übung 4 SWS 300 h, davon 72 h Vorlesung, 72 h Übung, 156 h Selbststudium 10 ECTS Einfache Kenntnisse der naiven Mengenlehre, wie sie in der Schule vermittelt und bei der mathematischen Begriffsbildung verwendet werden. Lernziele/Kompetenzen: Grundsätzliches Ziel des Kurses ist eine Einführung in die Begriffe, Methoden, Modelle und Arbeitsweise der Theoretischen Informatik anhand der ausgewählten Teilgebiete. Die Studierenden erwerben fundierte Kenntnisse der grundlegenden Themengebiete und eine wesentliche Basis und Vorbereitung für Veranstaltungen in höheren Semestern des Studiums. Die gestellten Übungsaufgaben sollen selbstständig gelöst werden und in den Übungsstunden vorgeführt und der Lösungsweg den Kommilitonen hierbei erklärt werden. Inhalt: Grundlagen Mengen, Relationen, Graphen, Polynome; Codierung, Informationstheorie. Logik und Boolesche Algebra Aussagenlogik; Prädikatenlogik; Boolesche Algebra, Schaltnetze und Schaltwerke. Modulhandbuch Bachelor Informatik,

16 Reguläre (Typ 3) Sprachen Endliche Automaten; Reguläre Ausdrücke; Typ3 Grammatiken, Syntaxdiagramme ; Chomsky Hierarchie. Modellierung sequentieller und paralleler (Ausgabe ) Prozesse Endliche Maschinen, Berechnungen; Automatennetze, Petri Netze. Kontextfreie (Typ 2) Sprachen Kontextfreie Grammatiken, Chomsky und Greibach Normalformen Kellerautomaten; Anwendungen ( Ableitungs und Syntaxbäume, Syntax von Programmiersprachen, Backus Naur Form ). Kontextsensitive (Typ 1) und rekursiv aufzählende (Typ 0) Sprachen Grammatiken, Monotonie, Normalform; Turingautomaten; Berechenbarkeit, Entscheidbarkeit und Komplexität. Studien /Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Klausur Foliensammlung, Skript Schöning, U. ( 2002 ): Ideen der Informatik. Oldenbourg, München. Schöning, U. (1997): Theoretische Informatik kurzgefaßt. 3. Aufl. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg. Vossen, G., Witt K. (2000): Grundlagen der Theoretischen Informatik mit Anwendungen. Vieweg & Sohn, Braunschweig. Hoffmann, D. ( 2009 ): Theoretische Informatik. Carl Hanser Verlag ( Zugriff via Springerlink ) Hoffmann, D. ( 2009 ): Grundlagen der Technischen Informatik. Carl Hanser Verlag Modulhandbuch Bachelor Informatik,

17 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: BWL I Grundlagen BWL I ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: 1. Semester Prof. Dr. Matina Behr Prof. Dr. Matina Behr deutsch Bachelor Grundlagen Pflichtfach: Inf 4 SWS: Vorlesung 3 SWS, Übung 1 SWS 150 h, davon 36 h Vorlesung, 36 h Übung, 78 h Selbststudium 5 ECTS Voraussetzungen: Lernziele/Kompetenzen: Inhalt: Studien /Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Die Studierenden erhalten einen Überblick über die Fragestellungen der Allgemeinen Betriebswirtschaftslehre. Sie lernen die zentralen Handlungsfelder von Unternehmen kennen von konstitutiven, strategischen Entscheidungen bis hin zur Planung und Steuerung der Tagesgeschäfte. Die Studierenden sollen das System betrieblicher Prozesse und Strukturen in den Grundzügen verstehen und auch in den gesamtwirtschaftliche Rahmen einordnen können. Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre Gründung Rechtsformen Unternehmensverbindungen Standort Materialwirtschaft Produkon und Logisk Internationalisierung Unternehmen in der Volkswirtscha Klausur OHP, Beamer, DVD Filme; Zeitungsartikel, Fallstudien Olfert, Klaus; Rahn, H. J.: Kompendium der praktischen Betriebswirtschaftslehre; neueste Auflage; Kiehl Verlag Wöhe, Günter: Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre; neueste Auflage; München Schmalen, Helmut: Grundlagen und Probleme der Betriebswirtschaft, neueste Auflage, Wirtschaftsverlag Bachem Köln Schierenbeck, Henner: Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre; 2003 Oldenbourg Vahs, D.; Schäfer Kunz, J.: Einführung in die BWL, Lehrbuch mit Beispielen & Kontrollfragen; 2005 Olfert, Klaus; Rahn, H. J.: Lexikon der Betriebswirtschaftslehre; 2010; Kiehl Verlag Modulhandbuch Bachelor Informatik,

18 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: Lernziele/Kompetenzen: Inhalt: Grundlagen BWL II BWL II Rechnungswesen 2. Semester Prof. Dr. Stefan Eckstein Prof. Dr. Stefan Eckstein deutsch Bachelor Inf Grundlagen, Pflichtfach 4 SWS: Vorlesung 2 SWS, Übung 2 SWS 150 h, davon 36 h Vorlesung, 36 h Übung, 78 h Selbststudium 5 ECTS FH Reife Nach Teilnahme an dieser Lehrveranstaltung können die Studierenden - das Rechnungswesen in seinen Funktionen beschreiben und kritisch bewerten, - die rechtlichen Rahmenbedingungen erläutern, - die doppelte Buchführung verwenden, - die Methoden der Kosten und Leistungsrechnung anwenden sowie - die Ergebnisse des Rechnungswesens im Rahmen des Controllings auswerten. 1. Überblick und Einordnung Geschichte des Rechnungswesens Grundbegriffe des Rechnungswesens Aufgaben des Rechnungswesens Externes und internes Rechnungswesen 2. Externes Rechnungswesen Definition und Grundlagen Buchführungsvorschriften Buchführung kalkulatorische Kosten und neutrales Ergebnis 3. Internes Rechnungswesen Einführung Kostenrechnung Kostenartenrechnung Kostenstellenrechnung Mängel der Vollkostenrechnung Teilkostenrechnung Kurzfristige Erfolgsrechnung Modulhandbuch Bachelor Informatik,

19 Studien /Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: 4. Controlling Grundlagen und Aufgaben des Controllings Kennzahlen Klausur Beamer gestützte Vorlesungen (Folien in elektronischer Form) Übungen in Kleingruppen, um die erlernten Methoden und Techniken einzuüben OHP und Tafelanschrieb Wöhe, G.: Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, 24. Aufl., München 2010; Hermsen, J.: Rechnungswesen und Controlling für IT Berufe, Darmstadt 2001; Heinhold, M.: Kosten und Erfolgsrechnung in Fallbeispielen, 5. Aufl., Stuttgart 2010; Gadatsch, A. / Tiemeyer, E. (Hrsg.): Betriebswirtschaft für Informatiker und IT Experten, München 2007; Modulhandbuch Bachelor Informatik,

20 Vertiefung Modulhandbuch Bachelor Informatik,

21 Modulbezeichnung: Paradigmen der Programmierung ggf. Kürzel: ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: 3. Semester Prof. Dr. Erich Ehses Prof. Dr. Erich Ehses deutsch Bacholor Vertiefung Pflichtfach: Inf 4 SWS: Vorlesung 2 SWS, Übung 1 SWS, Praktikum 1 SWS; Die maximale Gruppengröße im Praktikum beträgt 15 Personen. 150 h, davon 36 h Vorlesung, 18 h Übung, 18 h Praktikum, 78 h Selbststudium 5 ECTS Kenntnis der prozeduralen und der Objektorientierten Programmierung Lernziele/Kompetenzen: Unterscheidung zwischen verschiedenen imperativen und deklarativen Programmierparadigmen kennen Einordnung der Anwendbarkeit unterschiedlicher Programmierkonzepte Inhalt: Grundlagen von Programmiersprachen Vergleich imperativer und deklarativer Paradigmen prozedurale und objektorientierte Programmierung funktionale Programmierung Logikprogrammierung Nebenläufigkeit Aspektorientierte Programmierung visuelle Programmierung Studien-/Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Klausur sowie erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Prüfungsvorleistung Vorlesung und Übung im Hörsaal (ppt und Beamer). Das Praktikum findet an Rechnern des Labors statt. Software: freie Entwicklungswerkzeuge Vorlesungsunterlagen: Foliensammlung, Skript, Beispiellösungen Fachliteratur: 1. Skript ( koeln.de/ehses/paradigmen/) Modulhandbuch Bachelor Informatik,

22 2. Abelson, Sussman, Struktur und Interpretation von Computer Programmen,Springer Verlag W.F. Clocksin, C.S. Mellish, Programming in Prolog, Springer Verlag Odersky, Spoon, Venners, Programming in Scala, Artima Press Goetz, Bloch, Bowbeer, Lea, Java Concurrency in Practise, Addison Wesley 2006 Modulhandbuch Bachelor Informatik,

23 Modulbezeichnung: Kürzel: Schwerpunkte: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: Lernziele/Kompetenzen: Künstliche Intelligenz KI 4. Sem.: Grundlagen der KI: Agenten und Agentenumgebungen, Wissensrepräsentation, Planen und Handeln in realen Welten, logisches Schließen, probalistisches Schließen 5. Sem.: Lernen, Kommunikation, Wahrnehmung. Praktikum 4. und 5. Semester Prof. Dr. Heiner Klocke Prof. Dr. Erich Ehses Prof. Dr. Heide Faeskorn Woyke Prof. Dr. Heiner Klocke deutsch Bacholor Inf: Vertiefung 4 SWS: Vorlesung 2 SWS, Praktikum 2 SWS 150 h, davon 30 h Vorlesung, 50 h Praktikum, 70 h Selbststudium 6 Credits. 2 (Vorlesung) + 4 (Praktikum) keine Die Studenten sollen die Methodik der Künstlichen Intelligenz und die Teilgebiete der KI verstehen lernen. Die Studenten lernen das Ineinandergreifen verschiedener wissenschafter Arbeitsbereiche kennen wie Logik, Algorithmik, Kognitionswissenschaften, Informatik. Sie erhalten einen Überblick über das von unterschiedlichen Disziplinen beeinflusste und in vielen Softwaresystemen angewendete Wissensgebiet Künstliche Intelligenz. Sie lernen Inhalte, Methoden, Lösungsansätze, Sprachen und Werkzeuge der KI und werden mit den Arbeitsgebieten der KI vertraut. Das vermittelte Grundwissen soll den Studenten ermöglichen, Problemstellungen aus den Arbeitsgebieten der KI, z.b. Intelligenten Agenten, in allen wissenschaftlichen Dimensionen zu erfassen und an Lösungen in Projektteams mitzuarbeiten. Inhalt: Agenten und Agentenumgebungen Problemlösen o uninformierte, informierte und adversariale Suchstrategien o Constraint Satisfaction Probleme Logische Agenten o Wissensrepräsentation und logisches Schließen Planen, Entscheiden und Handeln in realen Domänen Schließen unter Unsicherheit o Probalistisches Schließen Modulhandbuch Bachelor Informatik,

24 Lernen o Lernen durch Beobachtung o Wissen beim Lernen o Reinforcement Learning Kommunikation, Wahrnehmung, Handeln Studien /Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Mündliche Prüfung. Prüfungsleistung: 40% Stoff der Vorlesung, 60% Aufgaben des Praktikums Vorlesungen mit Beamer, Tafel und Whiteboard (Folien im Netz). Arbeitsblätter und themenbezogene Übungen teils in Kleingruppen. Diskussionsspots mit Fragen zur Lernkontrolle Vertiefende Unterlagen wie z.b. die genannten Bücher sind als begleitendes und vertiefendes Lernmaterial erforderlich. Stuart Russell, Peter Norvig. Artificial Intelligence. A Modern Approach. 3. Ed.. Pearson Education 2010 Poole, David L., Mackworth, Alan K. Artificial Intelligence: Foundations of Computational Agents. Oxford University Press Stephen Marsland. Machine Learning: An Algorithmic Perspective. Chapman and Hall/CRC, 1. Ed., 2009 Modulhandbuch Bachelor Informatik,

25 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Kommunikationstechnik KT ggf. Untertitel: ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: Lernziele/Kompetenzen: Kommunikationstechnik (4 SWS) 3. Semester Prof. Dr. Hans Ludwig Stahl Prof. Dr. Hans Ludwig Stahl deutsch Bacholor Inf: Vertiefung. Pflichtfach: TI, WI, Inf 4 SWS: Vorlesung 3 SWS, Praktikum 1 SWS; Gruppengröße im Praktikum beträgt max. 16 Personen 150 h, davon 54 h Vorlesung, 18 h Übung, 78 h Selbststudium 5 ECTS Abgeschlossenes Grundstudium Die Studierenden sollen Prinzipien und Grundlagen von technischen Kommunikationsvorgängen kennen lernen Protokolle als wesentliche Grundlage der KT im Detail verstehen (Internet Protokolle, Multimedia Protokolle, TK Protokolle), Dienste Begriff verstehen Einsatz und Nutzung von Kommunikationstechnik praxistypisch kennen lernen in der Lage sein, selbstständig Netzstrukturen zu bewerten, Netze zu analysieren und zu konzipieren (unter Anwendung von Netzanalysewerkzeugen und methoden) Inhalt: Grundbegriffe und Grundlagen, Kommunikationssysteme (Modelle, Grundbegriffe), Protokolle, Schnittstellen, Dienste, Architekturmodelle (OSI Referenzmodell, TCP/IP Protokollfamilie), Standardisierung Die TCP/IP Protokollfamilie als Grundlage des Internet, Schichtenmodell und Protokolle im Detail, Adressierung, ausgewählte Anwendungen Klassifizierung von Netzen, Topologien, Technologien Wegewahl / Vermittlung / Routing, Vermittlungsprinzipien, Routing Verfahren und Protokolle, Internet spezifische Verfahren Multimedia Netze, Dienstgüte, Internet Telefonie, Realisierung von Multimedia Netzen Modulhandbuch Bachelor Informatik,

26 Netzsicherheit, grundlegende Begriffe der IT Sicherheit, typische Bedrohungen in Netzen Studien-/Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Schriftliche Prüfung, zuvor erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Prüfungsvorleistung Vorlesung im Hörsaal (PowerPoint und Beamer) Praktikum an Rechnern des KTDS Labors; Ressourcen: Netzanalysesoftware div. Netzüberwachungssoftware E Mail Server und Clients, DNS Server, ggf. weitere Server Implementierungen Vorlesungsunterlagen: kommentierte Foliensammlung, Beispiellösungen Quellen im WWW: RFCs, Informationen zu den behandelten Protokollen und zu Implementierungsaspekten Fachliteratur: u. a. Douglas E. Comer: Computernetzwerke und Internets, James F. Kurose, Keith W. Ross: Computernetze, Larry L. Peterson, Bruce S. Davie: Computernetze, Stephan Rupp, Gerd Siegmund, Wolfgang Lautenschläger: SIP multimediale Dienste im Internet, Andrew S. Tanenbaum: Computernetzwerke Modulhandbuch Bachelor Informatik,

27 Modulbezeichnung: ggf. Kürzel: Schwerpunkte: Algorithmik ALG Entwurf und Analyse von Datenstrukturen und induktiven Algorithmen ggf. Lehrveranstaltungen: Algorithmik Semester: 3 Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Sprache: Zuordnung zum Curriculum: Lehrform/SWS: Arbeitsaufwand: Kreditpunkte: Voraussetzungen: Prof. Dr. Heiner Klocke Prof. Dr. Heiner Klocke deutsch Bacholor Vertiefung, Pflichtfach: Inf 4 SWS: Vorlesung 2 SWS, Übung 1 SWS, Praktikum 1 SWS 150 h, davon 36 h Vorlesung, 18 h Übung, 18 h Praktikum, 78 h Selbststudium 5 CP Grundlegende Sortieralgorithmen, Algorithmen und Programmierung I u. II Lernziele/Kompetenzen: Die Studierenden sollen in der Lage sein, die Zeitkomplexität von Algorithmen asymptotisch zu analysieren, experimentelle Laufzeitanalysen mit verschiedenen Testmethoden wie Ratiotest, Powertest,... durchzuführen, auszuwerten und zu dokumentieren. Die Kern und Laufzeiteigenschaften sowie die Unterschiede verschiedener Algorithmenklassen wie Divide&Conquer, Greedy, Backtracking, dyn. Programmierung sollen tief verstanden und anhand typischer algorithmischer Beispiele erklärt werden können. Die Studierenden müssen das Prinzip der Induktion im Zusammenhang mit der Konstruktion rekursiver Algorithmen verstehen und praktisch bei konkreten Aufgabenstellungen anwenden können. Ein fundiertes theoretisches Verständnis für den Zusammenhang zwischen Datenstruktur, Algorithmus und asymptotischer Laufzeit soll aufgebaut werden. Die Studierenden sollen sich durch die Vorlesung und eigenes weiterführendes Literaturstudium das grundlegende algorithmische Wissen erwerben, um in den Übungen und Praktika konkrete praxisnahe algorithmische Aufgaben in Modulhandbuch Bachelor Informatik,

28 Teams lösen zu können. Besonders wichtig ist die Fähigkeit zu erkennen, wann und wie bekannte und wohl untersuchte Datenstrukturen und Algorithmen durch geeignete Modifikationen und/oder Erweitrungen auf praktische algorithmische Probleme und Aufgaben angewendet werden können. Inhalt: Asymptotische Analyse, O Notation, Mastertheorem ADT s u. algebraische Spezifikation für Mengen, Tabellen und Dictionaries Dictionaries o Binäre Suchbäume o Balancierte Bäume o kd Bäume o Bayer Bäume o Hash Techniken Hashfunktionen Sondierungstechniken Universelles Hashing Priority Queues o Binäre Heaps, Heapsort o Binomialheaps o Fibonacciheaps Divide&Conquer Algorithmen o MergeSort, Randomized Quickselect, etc. o Differenzgleichungen o Mastertheorem Greedy Algorithmen Graph Algorithmen o Induktionsprinzip am Beispiel Eulerscher Graphen o Basisalgorithmen: Tiefen u. Breitensuche o Topologisches Sortieren o Kürzeste Wege Algorithmen (Dijkstra, Floyd Warshall, etc.) o Transitive Hülle von Graphen o Spannende Bäume mit minimalen Kosten (Kruskal, Prim) o Flüsse in Netzwerken (Ford u. Fulkerson) o Dynamische Routing Algorithmen in Netzen (Bellman Ford) Dynamische Programmierung (DP) o Matrixketten Multiplikation o Scheduling Algorithmen o Pattern Matching o Typische Konstruktionsschritte bei der DP Vergleichende Diskussion von DP (bottom up) und Greedy Algorithmen (top down) Modulhandbuch Bachelor Informatik,

29 Informierte Suchstrategien (A*) Randomisierte Algorithmen Studien /Prüfungsleistungen: Medienformen: Literatur: Schriftliche/mündliche Prüfung. Erfolgreiche Teilnahme am Praktikum als Prüfungsvorleistung. Die Praktikumsleistung fließt mit 30% in die Prüfungsleistung mit ein. Vorlesung mit integrierten themenbezogenen Übungen, Arbeitsblättern und Diskussionen zum fachlichen Verständnis (auch in Kleingruppen), Beamerpräsentation mit PowerPoint, Tafel und Whiteboard Thomas Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald E. Rivest, Clifford Stein. Introduction to Algorithms. The MIT Press rd edition. ISBN 13: Sara Baase, Allen Van Gelder. Computer Algorithms. 3rd Edition Addison Wesley 2000, ISBN: Michael T. Goodrich, Roberto Tamassia. Algorithm Design. Wiley ISBN Modulhandbuch Bachelor Informatik,