Einsteigerprojekte Wintersmester 2014

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1 Einsteigerprojekte Wintersmester 2014 Nr. Dozent Titel Kurzbeschreibung 1 2 Heiden/ Kraetzschmar Knolle Multiagentensysteme nach biologischem Vorbild Biologische Vorbilder für technische Entwicklungen stehen hoch im Kurs. Im Ingenieurbereich hat sich daraus die eigene Disziplin der Bionik entwickelt. Auch in der Informatik orientieren sich zahlreiche Entwicklungen insbesondere im Bereich künstlicher Intelligenz an biologischen Vorbildern. Als prominentes Beispiel seien Neuronale Netze genannt. Neuere Untersuchungen an Schleimpilzen zeigen, dass diese in der Lage sind, höchst effizient wegoptimierte und zugleich ausfallsichere Streckensysteme zu erstellen. Darüber hinaus wechseln diese interessanten Lebensformen, die keiner systematischen Kategorie zuzurechnen sind, reversibel zwischen unabhängigen einzelligen Organisationsformen, verschmolzenen Riesenzellen und differenzierten mehrzelligen Organismen. Ziel des Projekts ist die Konzeption und Implementierung eines Multiagenten-Systems auf der Grundlage der Schleimpilz- Verhaltensweisen. Das System soll einfache Aufgaben in autonom geeignet gewählter Organisationsform lösen können und für komplexere Erweiterungen geeignet sein. Das Einsteigerprojekt "Home-Server" widmet sich der Konzeption, der Installation, dem Betrieb und der Administration eines Aufbau und Betrieb eines Home-Home-Servers. Im Fokus stehen dabei Themen wie z.b. Hardware, Betriebssysteme, Datenbanksysteme, Web-Server, Cloud- Servers Systeme, Network Attached Storage und Streaming-Server. Dieses Projekt wendet sich insbesondere an Studierende, die sich für die praktische Seite der Informatik interessieren. Jonas 3 Jonas 4 Multimedia-Kommunikation Multimedia-Kommunikation Im Einsteigerprojekt "Multimedia-Kommunikation" werden unterschiedliche Ansätze zur Bereitstellung und zum Abruf multimedialer Daten verglichen. Im praktischen Teil wird ein Mediaserver und ein Mediaclient installiert und konfiguriert. Der Ablauf der Datenübertragung zwischen den Systemen wird im Netzwerk mitgeschnitten und analysiert. Die Projektarbeit erfolgt in Kleingruppen und soll mit einer Videopräsentation dokumentiert werden. Im Einsteigerprojekt "Multimedia-Kommunikation" werden unterschiedliche Ansätze zur Bereitstellung und zum Abruf multimedialer Daten verglichen. Im praktischen Teil wird ein Mediaserver und ein Mediaclient installiert und konfiguriert. Der Ablauf der Datenübertragung zwischen den Systemen wird im Netzwerk mitgeschnitten und analysiert. Die Projektarbeit erfolgt in Kleingruppen und soll mit einer Videopräsentation dokumentiert werden.

2 Ewert Einführung in Hardware/Software Codesign Das Design digitaler Hardware wird dem Software-Design immer ähnlicher. Die meisten modernen Embedded Systems bestehen aus kooperierenden Hardware- und Software-Komponenten. Die Hardware-Komponenten werden oft mit Modellierungoder Programmiersprachen beschrieben und durch die Ausführung von Software-Programmen umgesetzt. Diese integrierten Systeme, die auch Prozessorkerne und Speicher-Arrays umfassen können, weisen eine erhebliche Menge von Embedded Software auf. Der Entwurf dieser Systeme erfordert einen guten Austausch zwischen der Hard- und Software und setzt ein grundlegendes Wissen über die beiden Gebiete voraus. Dieses Einsteigerprojekt widmet sich der Einführung in das Hardware/Software Codesign. Ein Teil der Veranstaltung befasst sich mit der Erstellung und Präsentation einer wissenschaftlichen Arbeit zu einem ausgewählten Thema. Im praktischen Teil werden die Teilnehmer kleinere Systeme aus einer Kombination von Hard- und Software entwickeln und testen. 5 6 Leischner Aufbau eines sicheren Webservers Im Projekt soll der Webserver (http://www.leischner.inf.h-brs.de) neu aufgesetzt und in die vorhandene Laborarchitektur der Netzlabore integriert werden. Besonderen Wert wird hierbei auf die Sicherheit des Systems gelegt. Jeder der Projektteilnehmer übernimmt eine fachliche Teilaufgabe (z.b. Virtualisierung, Apache-Webserver, Betriebssystem, Datensynchronisation, Härten eines Systems, Testangriffe auf das System). Im Projektteam wird daraus dann ein neuer, sicherer Webserver realisiert, der den derzeitigen Webserver ersetzen soll. Neben der Projektarbeit verfasst jeder Teilnehmer über seine fachliche Vertiefung eine kleine Facharbeit, die er dem Projektteam präsentiert. 7 Uhde Wie funktioniert das Internet? Das Internet ist inzwischen zu einem wichtigen Teil des heutigen Lebens geworden. In diesem Einsteigerprojekt sollen zunächst der grundsätzliche Aufbau des Internets als auch wichtige Abläufe und Protokolle identifiziert und gemeinsam erarbeitet werden. Darauf aufbauend bearbeitet jeder Projektteilnehmer selbständig ein Teilgebiet aus dem übergeifenden Thema "Internet", das nach Interesse gewählt werden kann, erstellt dazu eine kurze Ausarbeitung und präsentiert seine Ergebnisse im Rahmen der Projektgruppe. Auf diese Weise sollen die Teilnehmer an wissenschaftliches Arbeiten herangeführt werden. Darauf aufbauend bearbeitet jeder Projektteilnehmer selbständig ein Teilgebiet aus dem übergeifenden Thema "WLAN", das nach Interesse gewählt werden kann, erstellt dazu eine kurze Ausarbeitung und präsentiert seine Ergebnisse im Rahmen der Projektgruppe. Auf diese Weise sollen die Teilnehmer an wissenschaftliches Arbeiten herangeführt werden.

3 8 Uhde Bau einer WLAN Antenne Drahtlose lokale Netze sogenannte WLAN sind inzwischen weitverbeitet. Wichtige Komponenten in drahtlosen Netzen sind die Sende- und Empfangsantennen. Für diese Antennen gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Bauformen, die mit z.t sehr einfachen Mitteln aufgebaut werden können. In diesem einsteigerprojekt sollen zunächste der grundsätzliche Aufbau als auch wichtige Abläufe in WLAN identifiziert und gemeinsam erarbeitet werden. Um das theortische erworbene Wissen parktisch zu vertiefen, besteht im Rahmen dieses Einsteigerprojekts die Möglichkeit, verschiedene WLAN Antennen aufzubauen, zu testen und zu vergleichen. Priesnitz Studienliteraturmanagement Im Studium, aber auch im technischen Arbeitsleben, sind Sammeln, Sortieren, Priorisieren und Verknüpfen von Fachliteratur fundamentale Bestandteile des individuellen Lernens sowie des Wissensaustauschs innerhalb eines Teams. Literatur kann dabei sehr unterschiedliche Form haben, zum Beispiel als: * Lehrbücher und Vorlesungsskripten (gedruckt oder in digitalem Format) * vorlesungsbegleitende Folien/Slides (meist als PDF- oder PowerPoint-Datei) * handschriftliche Notizen, Skizzen und Tafelbilder * Videoaufnahmen von Vorträgen * Internetseiten und Foren * Fachaufsätze zu Einzelthemen * detaillierte, formale Standards und Dokumentationen * u.v.m. Diese Vielfalt erschwert das Zusammenführen von Inhalten - nicht nur in großmaßstäbigen bibliothekarischen Projekten, sondern auch im persönlichen Lernprozeß. Umgekehrt hilft systematische und effektive Organisation, Überblick behalten, neue Informationen einfacher einordnen sowie Zusammenhänge und Fakten schneller erfassen zu können. Ziel dieses Projektes ist, einen logischen und technischen Rahmen zu entwickeln, in dem eine Gruppe von Studenten die für sie relevanten fachlichen Inhalte ablegen bzw. referenzieren und zueinander in Bezug setzen kann. Dabei soll einerseits Raum für individuelle Denk- und Organisationsweisen gegeben werden, andererseits sollen Wissen und Verständnis einzelner dem Rest der Gruppe zugute kommen. Technische Aspekte der Lösungen (z.b. Datenspeicherung, -verknüpfung und -austausch) sind mittels geeigneter Software umzusetzen. Dabei ist darauf zu achten, daß diese beliebig komplizierbare Aufgabe realistisch skaliert wird, um weniger ambitionierte als vielmehr praktikable Resultate hervorzubringen, die von den Teilnehmern tatsächlich verwendet werden können. Insbesondere sollen Erfahrungen au dem Verlauf des ersten Studiensemesters regelmäßig reflektiert und berücksichtigt werden. 9

4 10 Böhmer,J. Grundlagen und Projektierung von Telekommunikationsnetzen Im Einsteigerprojekt "Projektierung und Einsatzszenarien von Kommunikationsnetzen" werden grundlegende Kenntnisse über Eigenschaften und Merkmale von Kommunikationsnetzen und seinen Komponenten vermittelt werden. Im Fokus stehen dabei zunächst der systematische Aufbau eines Netzes und mögliche Einsatzszenarien, sowie das Umsetzen von Projekten anhand der gängigen Projektmanagementmethoden. Heiden 11 Jung 12 Computerspiel-Entwicklung Secret Messages Alle Kursteilnehmer arbeiten gemeinsam (in verschiedenen Arbeitspaketen) an einem Spielentwicklungsprojekt, beginnend mit der Themenfindung bis hin zum fertigen Produkt. Am praktischen Beispiel der Produktion eines Computerspiels mit Edutainment-Komponenten werden Grundzüge der Projektarbeit in Forschung und Entwicklung sowie der wissenschaftlichen Recherche und Dokumentation erarbeitet. Das Projekt beinhaltet auch Kreativitätstechniken und den Umgang mit von Dritten übernommenem medialem Material sowie die Spiel-Programmierung innerhalb einer geeigneten Entwicklungsumgebung. Secret Messages: Analysieren und entschlüsseln der Informationen, die zwei autonom arbeitende Controller-Systeme miteinander austauschen. Die verwendeten Micro-Controller-Systeme verfügen über diversitäre Schnittstellen für den Datentransfer sowie einfache Bedienelemente und Anzeigen. Zunächst sollen geeignete Methoden und Hilfsmittel für die Analyse der vorliegenden Datentransfers untersucht werden. Dies beginnt bei der physikalischen Signalübertragung und geht über die Kodierung, das Protokoll und möglicherweise vorliegende Verschlüsselungsverfahren bis hin zur semantischen Interpretation der Informationen. Die Hardware der beiden Controller-Systeme ist identisch, die Software jedoch nicht. Dadurch haben die Systeme verschiedene Rollen beim Datentransfer. Hier gilt es, diese Rollen anhand geeigneter Experimente zu identifizieren und zu beschreiben. Eine zentrale Bedeutung für einen funktionierenden Datenaustausch hat dabei das Übertragungsprotokoll. Wenn die Datentransfers nach erfolgreicher Analyse als Bits und Bytes vorliegen, müssen diese mit geeigneter Methodik interpretiert werden, um ihre Bedeutung zu entschlüsseln. Das Vorgehen, die verwendeten Methoden und die Ergebnisse sind in einem Bericht zu dokumentieren. Sherlock Holmes läßt grüßen Breuer Android Apps In diesem Projekt werden die Studierenden in kleinen Gruppen anhand von kleinen Problem- und Aufgabenstellungen an das eigenständige Studieren und wissenschaftliche Arbeiten herangeführt. Anforderungen, die dabei erfüllt werden müssen, sind unter anderem: Arbeiten im Team, Durchführen von Literatur- und Internet-Recherchen, Zusammenfassen und Bewerten von Recherche-Ergebnissen, richtiges Schreiben von wissenschaftlichen Texten, Präsentation und Diskussion von Ergebnissen. Die Studierenden sollen dabei erfahren, dass sie nicht nur eine Menge lernen, sondern auch bereits Erlerntes aktiv einbringen und Ergebnisse erzielen können. Die Studierenden können also schon frühzeitig ihre Fähigkeiten und Kenntnisse einbringen und damit Erfolge erleben, was zusätzliche Motivation für das weitere Studium bedeuten kann.

5 Mayer 14 Vieten 15 Hard- und softwaremäßige Zusammenstellung von Rechnersystemen nach vorgegebenen Kriterien Lernen in biologischen und künstlichen Systemen Bei jedem Beruf wird von den Mitarbeitern natürlich eine möglichst hohe fachliche Kompetenz erwartet. Gerade bei Berufen mit akademischem Hintergrund gibt es aber auch noch wichtige Zusatzkompetenzen. So werden Sie vermehrt Berichte und Konzepte verfassen und ganz besonders auch Vorträge halten müssen. Diese Dinge liegen nicht jedem, sind aber mit etwas Training erlernbar. In diesem Kurs sollen Sie anhand kleiner und überschaubarer Informatikthemen in Gruppenarbeit Berichte bzw. Vorträge erstellen und letztere dann zum Vortrag bringen. Jeder Teilnehmer soll mehrere Vorträge halten. Die Ergebnisse (Form der Berichte, Gestaltung der Folien und Ablauf der Vorträge) werden gemeinsam besprochen. Durch Wiederholung kann jeder Teilnehmer an seinen Fähigkeiten arbeiten und seine Fortschritte beobachten. Inhaltlich gliedert sich die Veranstaltung in drei Teile, in denen der Lernvorgang aus Sicht dreier verschiedener Fachdisziplinen betrachtet wird: - Lernen als psychologischer Prozess: Theorieansätze unter dem Aspekt der Optimierung des eigenen Lernverhalten, Kommunikationsprozesse - Lernen als physiologischer Prozess: Neurobiologische Grundlagen des Lernens - Neuronale Netze als Modellrahmen für maschinelles Lernen: Neuronen-Modell nach McCulloch&Pitts, einfache Netztopologien, Fähigkeiten und Grenzen Methodisch werden, vor allem im ersten Teil, Basistechniken und Prinzipien, die zu wissenschaftlichem Arbeiten notwendig sind, besprochen und durch Anwendung eingeübt. Schliefer Signale: Informationsträger Was hat eine gute Stereoanlage mit einem guten Vortrag gemeinsam? In beiden Fällen übermittelt ein Sender einem Empfänger über ein Übertragungssystem Informationen. Das System ist umso besser, je unverfälschter das Originalsignal vom Empfänger aufgenommen werden kann. In diesem EPRO werden die Grundlagen digitaler Audiotechnik thematisiert. und genutzt, um die Teilnehmer an wissenschaftliches Arbeiten heran zu führen. 16

6 Hartmann Programmieren mit LaTex TeX ist eine "turing mächtige" Makroprogrammiersprache,die Donald E. Knuth -- inzwischen emeritierter Professor für Informatik der Stanford University -- zum Textsatz seiner Bücher "The Art of Computer Programming" entwickelt hat. Leslie Lamport -- Doktor der Mathematik und beschäftigt bei Microsoft Research -- entwickelte eine sehr mächtige Sammlung von TeX-Makros: LaTeX. Im EPRO "Programmieren mit LaTeX" sollen einige Projekt-Ergebnisse der vergangenen "LaTeX"-EPROs überarbeitet und angepasst werden. Sie werden sich um die Vereinheitlichung der Bedienerschnittstellen der HBRS-LaTeX-Pakete und HBRS-LaTeX- Dokumentklassen kümmern, dabei wird soweit notwendig auf das "Corporate Design" der Hochschule zu achten sein. Dabei erhalten Sie auch u.u. die Gelegenheit sich mit dem Programmier-Paradigma "Literate Programming" zu beschäftigen. Neben der Programmierarbeit werden Sie Vorträge zu verschiedenen Themen des (La)TeX-Umfeldes abhalten und dazu Ausarbeitungen verfassen. Dabei werden Sie Einblicke in die Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens erhalten, und die Rahmenbedingungen (z.b. Gesetze und Lizenzen) zum Umgang mit Material anderer Personen kennenlernen. Es wird Einzel- aber auch Gruppenarbeit geben. Das EPRO schließt mit einer Prüfung ab. Prüfungsvoraussetzung: 1) aktive Teilnahme an den Veranstaltungsterminen 2) Praktische Übungsaufgaben 3) handschriftliches Semesterprotokoll Prüfungsleistungen: 4) Vorträge 5) Vortragsausarbeitungen 6) Prüfungsgespräch über das Projekterzeugnis 17

7 Pein Virtualisierung von Rechnersystemen Die Virtualisierung von Rechnern ist eine Technologie, mittels der auf einer gemeinsam genutzten Hardware mehrere logische Rechner gleichzeitig die vorhandenen Ressourcen nutzen. Wer Freude an der Installation und Konfiguration von komplexer Software hat, der kann sich in diesem Einsteigerprojekt mit aktuellen Lösungen in diesem Bereich vertraut machen, insbesondere mit den Produkten von VMWare. In kleinen Gruppen werden Themen erarbeitet wie Installation der Plattform, Backup-/Recovery-Lösungen, Hochverfügbarkeit und Fehlertoleranz, Management und Betrieb der Plattform sowie Vergleich von Server- und Workstation basierten Lösungen. Ziel des Projektes ist nicht nur eine lauffähige Implementierung der Virtualisierungsumgebung, sondern auch das wissenschaftliche Ausarbeiten und Präsentieren der einzelnen Teillösungen. Zu Beginn wird dafür ein Projektplan erstellt als Hilfe für den Verlauf des Einsteigerprojektes Maron Wirtschaftsinformatik In diesem Erstsemesterprojekt werden sie an wissenschaftliches Arbeiten herangeführt. Wissenschaftliches Arbeiten lässt sich anhand des idealtypischen Forschungsprozesses beschreiben: 1. Arbeitsumgebung einrichten, 2. Recherchieren, 3. Konzept erstellen, 4. Schreiben, 5. Publizieren. Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung lernen Sie diese Schritte praktisch kennen, indem Sie drei kurze wissenschaftliche Texte zu Themen der Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftswissenschaften selbständig verfassen. Ihr Dozent unterstützt Sie dabei in allen Phasen des Prozesses und hilft Ihnen somit Fehler auch bei künftigen Arbeiten (Seminar-, Bachelorarbeiten) zu vermeiden. Sie werden von Anfang an aktiv in die Veranstaltung eingebunden. Neben kleineren Gruppenaufgaben (z.b. Recherche in der Bibliothek, Bewertung von Literaturverwaltungsprogrammen, etc.) erhalten Sie drei selbständig zu bearbeitende Aufgaben aus Bereichen wie IT-Risk-Management, Change-Management, Online-Marktforschung oder Operation Research, die Sie während der Lehrveranstaltung in Form von "Mini-Papern" bearbeiten. Kannen Das neue Internetprotokoll Das Internet wird zurzeit auf das neue Protokoll IPv6 umgestellt. Hiermit stehen 340 Sextillionen Adressen zur Verfügung, um Rechner, Smartphones und Objekte wie Kaffeemaschinen oder Roboter in das Internet einzubinden. In diesem Projekt beschäftigen sich die Teilnehmer mit selbstgewählten Themen rund um IPv6. Jeder der Teilnehmer hält zu seinem Thema eine Präsentation und verfasst eine fachwissenschaftliche Ausarbeitung. 20

8 Kahl ELIZAs Enkel: Siri, Clippy und Her - Wie funktionieren eigentlich Chatterbots? Haben Sie sich schon mal gefragt, wie eigentlich Sprache funktioniert, und warum es so schwer ist eine Maschine Sprache verstehen oder übersetzen zu lassen? In diesem EPro nähern wir uns dem Problem der (textuellen) Sprachverarbeitung und Textsynthese von verschiedenen Richtungen. Wir analysieren was natürliche Sprache ausmacht, wie sie "funktioniert" und welche Konzepte der Informatik uns beim Verständnis von Sprache helfen können. Wir schauen uns klassische Sprachverarbeitungssysteme an und ergründen ihr Funktionsprinzip. An Hand von Problemstellungen aus aktuellen Forschungsprojekten zeigen wir Ihre Schwächen auf und entwickeln Ideen zu ihrer Verbesserung. Das EPro wird einen weitgehend seminaristischen Ablauf haben, bei dem die Präsenzzeit überwiegend für Kurzpräsentationen und Diskussionen genutzt wird. Hin zu kommt die etwa 4-5 fache Menge der Präsenzzeit als Zeit im Selbststudium für Literaturarbeit und kleinere Programmier- oder Experimentieraufgaben. Voraussetzungen: Dieses EPro richtet sich ausdrücklich an Studierende mit einem starken Interesse an Sprache (Kenntnisse von ein bis zwei Fremdsprachen (Englisch, Französisch, Latein,...) könnten sich als nützlich erweisen) und ausgeprägtem analytischem Denken. Kenntnisse in einer Programmiersprache sind sehr von Nutzen (HTML gilt nicht als Programmiersprache!). Die verwendete Fachliteratur ist in Englisch.' 21

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