Angewandte Informatik

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1 Bachelor Studiengang Angewandte Informatik PO 13 Modulhandbuch Institut für Neuroinformatik

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3 Inhaltsverzeichnis 1 Pflichtmodule Mathematik Höhere Mathematik I Höhere Mathematik II Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung Diskrete Mathematik I Pflichtmodule Informatik Grundlagen der Programmierung Informatik I Programmieren in C Grundlagen der Informatik Informatik II Computernetze Datenstrukturen Objektorientierte Modellierung Software-Engineering Datenschutz Web-Engineering Datenbanksysteme Rechnerarchitektur Betriebssysteme Theoretische Informatik Pflichtmodule Betriebswirtschaftlehre Wirtschaftlichkeitsanalyse Einführung Management Science Freie Wahlfächer Wahlfächer Praktische Fächer Programmierpraktikum Studienprojekt Studienprojekt Projektmanagement Bachelorarbeit Bachelorarbeit

4 INHALTSVERZEICHNIS 7 Ingenieurinformatik Geometrische Modellierung und Visualisierung Virtuelle Produktentwicklung Grundlagen der Automatisierungstechnik Mensch-Maschine-Interaktion Digitaltechnik Bioinformatik Grundlagen der Bioinformatik Methoden der Bioinformatik Computerlinguistik Einführung in die Linguistik Symbolische und statistische Verfahren Computerlinguistische Programmierung Linguistische Methoden Kryptanalyse Kryptanalyse Zahlentheorie Neuroinformatik Künstliche Neuronale Netze Digitale Bildverarbeitung Sehen in Mensch und Maschine Mathematics for Modeling and Data Analysis Operations Research Risikomanagement Quantitative Decision Making - Projektmanagement Quantitative Decision Making - Projektmanagement Seminar Quantitative Decision Making Vertiefungsseminar Ausgewählte Themen der Neuroinformatik Seminar Ingenieurinformatik Seminar Computerlinguistik Seminar Kryptologie und Theoretische Informatik

5 Kapitel 1 Pflichtmodule Mathematik 1.1 Höhere Mathematik I Verantwortlich: PD Dr. Daniela Kacso Nummer: Fachbereich Kürzel: Mathe PD Dr. Daniela Kacso Arbeitsaufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 SWS: 6 Ziele: Nach erfolgreicher Teilnahme an dieser Veranstaltung beherrschen die Studierenden mathematische Grundlagen aus dem Bereich der Analysis und der Linearen Algebra, die sie für das weitere Studium benötigen. Insbesondere werden dabei numerische und algorithmische Aspekte der Theorie berücksichtigt. Inhalt: Aussagenlogik, Mengen und Abbildungen Reelle Zahlen und algebraische Strukturen Elemente der Kombinatorik Komplexe Zahlen Folgen und Reihen Stetige Funktionen Differenzialrechnung Integralrechnung Klausur 3

6 KAPITEL 1. PFLICHTMODULE MATHEMATIK Empfohlene Vorkenntnisse: 1.2 Höhere Mathematik II Verantwortlich: PD Dr. Daniela Kacso Nummer: Fachbereich Kürzel: Mathe PD Dr. Daniela Kacso Arbeitsaufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 SWS: 6 Ziele: Nach erfolgreicher Teilnahme an dieser Veranstaltung beherrschen die Studierenden mathematische Grundlagen aus dem Bereich der Analysis und der Linearen Algebra, die sie für das weitere Studium benötigen. Insbesondere werden dabei numerische und algorithmische Aspekte der Theorie berücksichtigt. Inhalt: Potenzreihen und Fourierreihen Vektorräume Lineare Gleichungssysteme Matrizen, Determinanten, Eigenwerte Differenzialrechnung mehrerer Veränderlicher Gewöhnliche Differenzialgleichungen Klausur Empfohlene Vorkenntnisse: 1.3 Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung Verantwortlich: Prof. Dr. Vasyl Golosnoy Nummer: Fachbereich Kürzel: WiWi 4

7 KAPITEL 1. PFLICHTMODULE MATHEMATIK Prof. Dr. Vasyl Golosnoy, Dr. Benno Hildebrandt Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 3 Ziele: Im Mittelpunkt der Veranstaltung steht die Wahrscheinlichkeitsrechnung. Es werden die klassische und die axiomatische Wahrscheinlichkeitsrechnung behandelt und die grundlegenden Eigenschaften von Zufallsvariablen und die für die wirtschaftswissenschaftliche Anwendung wichtigen Verteilungen vorgestellt. Den Abschluss der Wahrscheinlichkeitsrechnung bilden Approximationsaussagen, die auf den Zentralen Grenzwertsätzen beruhen. Im letzten Teil der Veranstaltung wird eine knappe Einführung in die Methoden der Schließenden Statistik gegeben, wobei die Konzepte der Punkt- und Intervallschätzung sowie der Signifikanztests vermittelt werden. In den vorlesungsbegleitenden Kolloquien werden die Anwendungen der Methoden anhand von Fallbeispielen und Aufgaben, deren Lösungen von den Hörern vorzubereiten sind, eingeübt. Inhalt: Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung Zufallsvariablen und spezielle Verteilungen Grenzwertbetrachtung Einführung in die induktive Statistik Klausur Empfohlene Vorkenntnisse: Mathematikkenntnisse Literatur: 1. Bamberg, Günter, Baur, Franz, Krapp, Michael Statistik, Oldenbourg, Wewel, Max C. Statistik im Bachelor-Studium der BWL und VWL, Pearson Studium, Degen, Horst, Lorscheid, Peter Statistik-Lehrbuch, Oldenbourg, Schira, Josef Statistische Methoden der VWL und BWL. Theorie und Praxis, Pearson Studium, 2012 Kommentare: Entspricht der Lehrveranstaltung Modul Statistik II im Vorlesungsverzeichnis der Fakultät für Wirschaftswissenschaft. 5

8 KAPITEL 1. PFLICHTMODULE MATHEMATIK 1.4 Diskrete Mathematik I Verantwortlich: Prof. Dr. Hans Ulrich Simon Nummer: Fachbereich Kürzel: Mathe Prof. Dr. Hans Ulrich Simon Arbeitsaufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 SWS: 6 Ziele: Ein allgemeines Lernziel ist der professionelle Umgang mit abstrakten, diskreten Strukturen. Dazu gehört die Fähigkeit, konkrete Problemstellungen mit solchen Strukturen zu modellieren und scharfsinnige Schlussfolgerungen aus gegebenen Informationen zu ziehen. Dazu gehört weiterhin ein Verständnis für grundlegende algorithmische Techniken und die Analyse von Algorithmen. In den einzelnen Abschnitten der Vorlesung sollen die jeweils grundlegenden Konzepte (in Kombinatorik, Graphtheorie, elementarer Zahlentheorie und elementarer Wahrscheinlichkeitstheorie) erworben werden. Es wird die intellektuelle Fähigkeit geschult, die logischen Zusammenhänge zwischen den Konzepten zu überblicken und versteckte Anwendungsmöglichkeiten zu erkennen. Inhalt: Die Vorlesung richtet sich an Studierende der Mathematik, der Angewandten Informatik und der IT-Sicherheit. Diskrete Mathematik beschäftigt sich überwiegend mit endlichen Strukturen. Die Vorlesung gliedert sich in 5 Abschnitte. Abschnitt 1 ist der Kombinatorik gewidmet. Insbesondere werden grundlegende Techniken vermittelt, um sogenannte Zählprobleme zu lösen. In Abschnitt 2 beschäftigen wir uns mit der Graphentheorie. Graphen werden zur Modellierung von Anwendungsproblemen benutzt. Wir behandeln Techniken zur Graphexploration und weitere ausgesuchte Graphprobleme. Abschnitt 3 vermittelt Grundkenntnisse in elementarer Zahlentheorie und endet mit einem Ausblick auf kryptographische Anwendungen. Grundlegende Designtechniken für effiziente Algorithmen bilden das zentrale Thema von Abschnitt 4. Daneben geht es auch um das Aufstellen und Lösen von Rekursionsgleichungen, wobei sogenannte erzeugende Funktionen zum Einsatz kommen. Abschnitt 5 der Vorlesung liefert eine Einführung in algebraische Strukturen. Klausur Elementare Grundkenntnisse in Analysis und linearer Algebra. Literatur: Angelika Steger, Diskrete Strukturen, Band 1, Springer-Verlag. 6

9 Kapitel 2 Pflichtmodule Informatik 2.1 Grundlagen der Programmierung Verantwortlicher: Prof. Dr. Helmut Balzert Informatik I Nummer: Fachbereich Kürzel: ETIT Prof. Dr. Helmut Balzert, Prof. Dr. Michael Hübner, Michael Goll Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Globales Ziel dieser Veranstaltung ist es, einen systematischen Überblick über Prinzipien, Methoden, Konzepte und Notationen des Programmierens im Kleinen, und seine Einordnung in die verschiedenen Kontexte zu geben. Dieses Wissen - verbunden mit den praktischen Übungen am Computersystem - soll den Studierenden befähigen, professionell effiziente Programme problemgerecht zu entwickeln, zu analysieren, zu überprüfen, adäquat in der UML (Unified Modeling Language) zu beschreiben und in die Programmiersprache Java zu transformieren, zu übersetzen und auszuführen. Inhalt: 1. Basiskonzepte Variablen, Konstanten, einfache Typen Zuweisung, Ausdrücke Anweisungen, Konsolen-E/A Einfaches Testen 2. Kontrollstrukturen Sequenz 7

10 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Auswahl Wiederholung Schachtelung Ausnahmebehandlung 3. Mehrfachverwendung Prozeduren Funktionen Rekursion 4. Basiskonzepte der Objektorientierung Objekte Klassen Konstruktoren Generalisierung Vererbung Klausur Empfohlene Vorkenntnisse: Fähigkeit zum abstrakten und logischen Denken; Fähigkeit, dynamische Abläufe zu verstehen und zu konzipieren. Literatur: 1. Balzert, Helmut Java: Einstieg in die Programmierung, 3. Auflage, W3l, 2010 (Beachte: Zum 2013/14 erscheint die 4. Auflage) 2. Balzert, Helmut Java:Objektorientiert programmieren, 2. Auflage, W3l, 2010 (Beachte: Zum WS 2013/14 erscheint die 3. Auflage) Programmieren in C Nummer: Fachbereich Kürzel: RZ Reinhard Mares, Rafael Schönhold Arbeitsaufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 SWS: 3 8

11 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Ziele: Qualifikation zur Anwendung klassischer Programmierparadigmen Fähigkeiten, unter Verwendung der Sprache C eigene Programme zu erstellen Inhalt: Verfahren der Strukturierten Programmierung Einführung in die Programmiersprache C (C90/C99) elementare Sprachkonstrukte (Standard-Datentypen, Ausdrücke, Kontrollstrukturen) prozedurale Betrachtungsweise (Funktionen und Programmstrukturen) klassische Datenstrukturen (Arrays, Verbunde) und Zeiger dynamische Datenstrukturen Sicherheitsproblematik Klausur Literatur: Skript 2.2 Grundlagen der Informatik Verantwortlicher: Prof. Dr. Helmut Balzert Informatik II Nummer: Fachbereich Kürzel: ETIT Prof. Dr. Helmut Balzert, Prof. Dr. Thorsten Holz, Michael Goll Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Globales Ziel dieser Veranstaltung ist es, einen systematischen Überblick über Prinzipien, Methoden, Konzepte und Notationen des Programmierens im Kleinen, und seine Einordnung in die verschiedenen Kontexte zu geben. Dieses Wissen - verbunden mit den praktischen Übungen am Computersystem - soll den Studierenden befähigen, professionell effiziente Programme problemgerecht zu entwickeln, zu analysieren, zu überprüfen, adäquat in der UML (Unified Modeling Language) zu beschreiben und in die Programmiersprache Java zu transformieren, zu übersetzen und auszuführen. 9

12 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Inhalt: 1. Basiskonzepte der Objektorientierung Polymorphismus Schnittstellen Assoziationen Assoziationen und Referenzen Mehrere Klassen Containerklassen GUI-Klassen Speicherklassen 2. GUI-Programmierung GUI (AWT) Ereignisverarbeitung 3. Grafikprogrammierung GUI (Swing) Dialog- und E/A-Gestaltung DB-Anbindung Tabellen und SQL JDBC Drei-Schichten-Modell 3. Applet-Programmierung HTML und CSS Applet vs. Anwendung 4. Algorithmen und Datenstrukturen Listen Bäume Klausur Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesung Informatik 1 10

13 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Literatur: 1. Balzert, Helmut, Priemer, Jürgen Java 6: Anwendungen programmieren, 2. Auflage, W3l, Balzert, Helmut Java:Objektorientiert programmieren, 2. Auflage, (Beachte: Zum WS 2013/14 3. erscheint die 3. Auflage) 2.3 Computernetze Verantwortlich: Prof. Dr. Jörg Schwenk Nummer: Fachbereich Kürzel: ETIT Prof. Dr. Jörg Schwenk, Dr. Tibor Jager Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Ziel dieser Lehrveranstaltung ist es ein solides Grundverständnis davon zu erhalten, wie moderne Computernetze funktionieren. Inhalt: Diese Vorlesung gibt eine Einführungen in grundlegende Protokolle und Anwendungen von Computernetzen. Der Schwerpunkt der Vorlesung liegt auf Standard- Protokollen und -Algorithmen, wie sie in modernen Computernetzen (zum Beispiel im Internet) eingesetzt werden. Anhand eines Schichtenmodells werden die wichtigsten Grundlagen vorgestellt und analysiert. Dazu gehören zum Beispiel DNS und HTTPS im Application Layer, TCP und UDP im Transport Layer, IPv4/IPv6 und Routing Algorithmen im Network Layer, ARP und CSMA/CD im Link Layer. Durchgängig werden dabei auch Sicherheitsfragen betrachtet, denn Sicherheit ist ein wichtiges Problem von Computernetzen. Gegen Ende der Vorlesung werden (wenn die Zeit es erlaubt) speziellere Themen behandelt. Dies kann zum Beispiel ein Überblick über drathtlose und mobile Netzwerke sein, oder die genauere Betrachtung von Multimedia-Netzen. Ergänzend zur Vorlesung werden Übungsaufgaben gestellt und in der Übungsstunde besprochen. Weiterhin wird in jeder Übung ein Tool der Woche vorgestellt. Dabei handelt es sich jeweils um eine spezielle Software, das man als Netzwerker unbedingt kennen sollte (z.b. traceroute, nmap,...). Alle besprochenen Tools sind frei verfügbar für alle gängigen Betriebssysteme, sodass die in der Vorlesung besprochenen Themen zum Beispiel im Heimnetzwerk oder mittels Virtualisierung praktisch nachvollzogen werden können. Klausur Elementare Grundkenntnisse der Informatik 11

14 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Empfohlene Vorkenntnisse: Elementare Grundkenntnisse der Informatik Literatur: 1. Computernetzwerke, Kurose und Ross, Pearson. 2. Computernetzwerke, Tanenbaum und Wetherall, Pearson. 2.4 Datenstrukturen Verantwortlich: Prof. Dr. Eike Kiltz Nummer: Fachbereich Kürzel: Mathe Prof. Dr. Eike Kiltz Arbeitsaufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 SWS: 6 Ziele: Die Vorlesung soll die Fähigkeit schulen, bekannte Datenstrukturen professional einzusetzen, neue Datenstrukturen bei Bedarf selber zu entwerfen, die Korrketheit eines Algorithmus sauber zu begründen, und seine Laufzeit zu analysieren. Inhalt: Nach einer Beprechung grundlegender Datentypen (wie Listen, Stacks, Queues, Bäume) werden zunächst Datenstrukturen diskutiert, die zur Representation von Mengen geeignet sind und dabei bestimmte Mengenoperationen unterstützen (wie zum Beispiel Dictionaries, Priority Queues, UNION-FIND Datenstruktur). Weiterhin gehen wir auf Repräsentationen von Graphen ein, behandeln diverse Graphalgorithmen (wie zum Beispiel Tiefen- und Breitensuche, Kürzeste Wege, Transitive Hülle, Starke Komponenten und Minimaler Spannbaum) sowie diverse Sortierverfahren (Mergesort, Heapsort, Quicksort, Bucketsort, Radixsort). Klausur Die Kenntnis einer höheren Programmiersprache ist hilfreich, aber nicht im engen Sinne erforderlich. Literatur: 1. Güting, Ralf Hartmut und Dieker, Stefan. Datenstrukturen und Algorithmen. Teubner. 2. Aho, Hopcroft und Ullman. The design and analysis of computer algorithms. Addison-Wesley. 12

15 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK 2.5 Objektorientierte Modellierung Verantwortlich: Prof. Dr. Markus König Nummer: Fachbereich Kürzel: BauIng Prof. Dr. Markus König Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Globales Ziel dieser Veranstaltung ist es, einen systematischen Überblick über Prinzipien, Methoden, Konzepte und Notationen der Objektorientierte Modellierung und seine Einordnung in die verschiedenen Kontexte zu geben. Dieses Wissen - verbunden mit den praktischen Übungen am Computersystem - soll den Studierenden befähigen, professionell effiziente Programme problemgerecht zu entwickeln, zu analysieren, zu überprüfen, adäquat in der UML (Unified Modeling Language) zu beschreiben und in die Programmiersprache Java zu transformieren, zu übersetzen und auszuführen. Inhalt: Basiskonzepte der Objektorientierung Klassen Generalisierung Vererbung Schnittstellen Assoziationen Dynamische Container Generische Datentypen Unified Modeling Language GUI-Programmierung Ereignisverarbeitung Model-View-Controller Prinzip Dialog- und E/A-Gestaltung Klausur, Übungsaufgaben Einführung in die Informatik und Programmierung 13

16 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Literatur: 1. Balzert, Helmut, Priemer, Jürgen Java 6: Anwendungen programmieren, 2. Auflage, W3l, Balzert, Helmut Java:Objektorientiert programmieren, 2. Auflage, W3l, Software-Engineering Verantwortlich: Prof. Dr. Thomas Herrmann Nummer: Fachbereich Kürzel: AW Prof. Dr. Thomas Herrmann Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Die Studierenden können Grundlagen, Aktivitäten und Methoden des Requirements-Engineering und von Softwareentwicklungsprozessen erläutern und einordnen verfügen über vertiefte Kenntnisse über ausgewählte Aspekte des Softwareentwicklungsprozesses wie beispielsweise Konfigurationsmanagement oder Testen verfügen über Grundkenntnisse zum Thema Softwarequalität kennen und verstehen die grundsätzlichen Ziele und Verantwortlichkeiten des Requirements Engineering kennen und verstehen die verschiedenen Aktivitäten innerhalb des Requirements Engineering und deren Abhängigkeiten Inhalt: 1. Einführung: Begriffsbildung, Bedeutung des Requirements-Engineering und des Software Engineering, zentrale Problemstellungen 2. Paradigmen für die Softwareentwicklung (Produktionsparadigma, Ingenieursparadigma, Kreativparadigma, Vertragsparadigma) 3. Eigenschaften von Software, z.b. Korrektheit, Performanz, Wartbarkeit, Portierbarkeit, Interoperabilität, Benutzerfreundlichkeit 4. Grundlegende Prinzipien von Software wie Striktheit, Formalität, Modularität, Strukturierung, Abstraktion, Inkrementalität sowie die Beziehungen zwischen den Prinzipien und den Eigenschaften von Software 14

17 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK 5. Softwareentwicklungsprozesse: Unterschiede zwischen Lebenszyklusmodellen und Software-Prozessmodellen; kurze Einführung und prinzipieller Vergleich verschiedener Entwicklungsmodelle wie beispielsweise Wasserfallmodell, Spiralmodell, V-Modell, Unified Process 6. Rahmenwerk des Requirements Engineering: Kontexttheorie, Aktivitäten des Requirements Engineering, Arten von Anforderungsartefakten und deren Beziehungen, die drei Dimensionen des Requirements Engineering. 7. Textuelle Spezifikation/Anforderungsdokumentation: Probleme der Anforderungsdokumentation in natürlicher Sprache, Kategorisierung von Mehrdeutigkeit; Qualitätsanforderungen für Anforderungsdokumente; standardisierter Aufbau von Anforderungsdokumenten; Normsprache. 8. Modellbasiertes Requirements Engineering: Anforderungsdokumentation durch Modellen; Einsatz formaler Anforderungsmodelle 9. Verbreitete Modelle zur Datenmodellierung; Funktionsorientierte Modellierung; Verhaltensmodellierung. Klausur Literatur: 1. I. Sommerville: Software Engineering; Addison-Wesley, 2001 (6th edition) 2. Klaus Pohl: Requirements Engineering: Grundlagen, Prinzipien, Techniken, dpunkt.verlag, 2. Aufl., Datenschutz Verantwortlich: Prof. Dr. Thomas Herrmann Nummer: Fachbereich Kürzel: AW Prof. Dr. Thomas Herrmann Arbeitsaufwand: 120 Stunden Leistungspunkte: 4 SWS: 3 Ziele: Datenschutz befasst sich mit der Frage, wie man Bürger, Arbeitnehmer, Kunden, Patienten etc. vor dem Mißbrauch von elektronisch gespeicherten Daten zu ihrer Person schützen kann. Es besteht die Anforderung an Informatiker, Computersysteme so zu gestalten, dass sie die Umsetzung datenschutzrechtlicher Prinzipien unterstützen. Die Vorlesung befasst sich daher mit den Grundzügen des Datenschutzrechtes und den 15

18 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK praktischen Auswirkungen für Informatiker. Dabei wird vor allem Wert darauf gelegt, die zentralen Prinzipien verstehbar zu machen. Neben dem allgemeinen Datenschutzgesetz werden auch Spezialregelungen behandelt, die z.b. für die Regulierung der Telekommunikation, oder für den Einsatz elektronischer Datenverarbeitung in der Arbeitswelt zum Einsatz kommen. Darüber hinaus wird verdeutlicht, welche Konsequenzen für die Entwicklung von Software-Systemen zu ziehen sind. Lernziel der Vorlesung ist es, dass die Studierenden künftig in der Lage sind, zu erkennen, an welchen Stellen ihres beruflichen Wirkens der Datenschutz relevant ist, und wie sie vorgehen müssen, um sich geeignete Informationen oder Sachverstand zu besorgen. Das zu vermittelnde Wissen soll so grundlegend sein, daß man sich auch auf neue Entwicklungen (wie etwa Novellierungen und Ergänzungen des Bundesdatenschutzgesetzes) einstellen kann. Inhalt: Was ist informationelle Selbstbestimmung? Aufbau des Bundesdatenschutzgesetzes Welche Datenregister gibt es? Welche Rechte haben die von der Datenspeicherung Betroffenen? Was passiert mit personenbezogenen Daten in vernetzten Systemen? Welche organisatorischen und technischen Maßnahmen helfen, personenbezogene Daten zu sichern? Spezielle Bereiche der Datenverarbeitung: Telekommunikation, Internet, Wirtschaft, Medizin Aktuelle Fälle Trends und künftige Herausforderungen für den Datenschutz Hausarbeit/Projektarbeit Literatur: 1. Gola, Peter, Jaspers, Andreas Das BDSG im Überblick, Datakontext Fachverlag G, Tinnefeld, Marie-Theres, Ehmann, Eugen, Gerling, Rainer W. Einführung in das Datenschutzrecht. Datenschutz und Informationsfreiheit in europäischer Sicht, Oldenbourg,

19 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK 2.8 Web-Engineering Verantwortlich: Prof. Dr. Markus König Nummer: Fachbereich Kürzel: BauIng Prof. Dr. Markus König Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, durchgehende Web-Anwendungen - beginnend mit HTML über JSPs, die Einbindung von Java Beans und den Anschluss an eine relationale Datenbank - zu erstellen. Inhalt: Diese Veranstaltung gibt einen vertieften Einblick in die Programmierung von Web-Anwendungen. Ausgehend von einer Vertiefung von HTML und CSS, wird anschließend die Programmierung von JSPs und die Anbindung einer SQL-Datenbank vermittelt. Damit ist der Studierende dann in der Lage, durchgehende Web-Anwendungen - beginnend mit HTML über JSPs, die Einbindung von Java Beans und den Anschluss an eine relationale Datenbank - zu erstellen. Er lernt verschiedene Werkzeuge, Techniken, Konzepte und Programmiersprachen in Kombination einzusetzen. Zusätzlich lernt der Studierende, wie mit Hilfe der UML Web-Anwendungen modelliert werden können. Klausur, Übungsaufgaben Objektorientierte Modellierung Literatur: 1. Balzert, Helmut, Krüger, Sandra HTML5, XHTML & CSS, 2. Auflage, W3l, Wißmann, Dieter JavaServer Pages, W3l, Balzert, Helmut JSP JavaServer Pages. Quick Reference Map, W3l, Datenbanksysteme Verantwortlich: Prof. Dr. Eberhard Bertsch Nummer: Fachbereich Kürzel: Mathe Prof. Dr. Eberhard Bertsch, Dr. Edgar Korthauer Arbeitsaufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 17

20 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK SWS: 6 Ziele: Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, einschlägige Systemdokumentation und wissenschaftliche Literatur über Datenbanksysteme zu verstehen. Inhalt: Implementierungstechniken für Datenstrukturen, die in Datenbanken Verwendung finden Konzeptionelle Grundlagen des Entity-Relationship-Modells Relationenalgebra Relationenkalkül Elemente der Sprache SQL und verwandter Systeme Normalformenlehre Optimierung von Anfragen durch Transformation Aspekte der parallelen Ausführung und Fehlerbehebung für Transaktionen Klausur Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Informatik und Datenstrukturen. Literatur: 1. A., Kemper, A., Eickler Datenbanksysteme, Oldenbourg Verlag, R., Elmasri, S., Navathe Grundlagen von Datenbanksystemen, Pearson, Rechnerarchitektur Verantwortlich: Prof. Dr. Michael Hübner Nummer: Fachbereich Kürzel: ETIT Prof. Dr. Michael Hübner Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 18

21 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Ziele: Ziel dieser Lehrveranstaltung ist es, Zusammenhänge und Detailkenntnisse zum Aufbau, zu Komponenten und zur Funktionsweise moderner Computersysteme in Hardund Software zu vermitteln. Damit soll für die Studierenden die Basis geschaffen werden, sowohl in der Computertechnik selbst, als auch in deren Anwendungsbereichen - wie z.b. der Automatisierungstechnik - Computerkomponenten und -systeme auslegen, und entwickeln zu können. Um die Studierenden zum Einen hinsichtlich Teamarbeit, Kommunikationsfähigkeit und Dokumentationsfähigkeit weiter zu qualifizieren und zum Zweiten anwendungsbezogene, praxisrelevante Problemstellungen und deren Lösungsmöglichkeiten zu vermitteln, wird veranstaltungsbegleitend ein Projekt angeboten, das im Team von 3-4 Studierenden zu bearbeiten ist. Abhängig von der inhaltlichen und formal-stilistischen Ausarbeitung kann ein Bonus von bis zu 10% erworben werden, der bei der Abschlussklausur angerechnet wird. Inhalt: Im ersten Teil der Veranstaltung werden, ausgehend von grundlegenden Computerstrukturen (Von-Neumann-Architektur, SISD, SIMD, MIMD), grundlegende Fähigkeiten zum anforderungsgerechten Entwurf, und zur anwendungsbezogenen Realisierung von Computersystemen vermittelt. Konkrete Beispiele heutiger Computer für unterschiedliche Anwendungsfelder (8051, Pentium 4, Core-Architektur, Ultra Sparc III) runden die generellen Wissensinhalte ab. Einen besonderen inhaltlichen Schwerpunkt bildet die Programmierung der Mikroarchitekturebene als Ergänzung zu anderen Lehrveranstaltungen im Bereich der Informatik / Computertechnik (Programmiersprachen, Eingebettete Prozessoren). Im zweiten Teil der Veranstaltung werden die Basisfunktionen moderner Betriebssysteme behandelt. Schwerpunkte sind hier die Organisation von Prozessen mit Prozessscheduling und Interprozesskommunikation sowie die Behandlung von Deadlocks. Im Detail ist die Lehrveranstaltung wie folgt gegliedert: Einführung Grundstrukturen und Definitionen Prinzipien moderner Computerarchitektur Struktur und Aufbau von Computersystemen Klassische Von-Neumann-Struktur Parallelitätsprinzipien Klassifikation und Merkmale von Computerarchitekturen Logisch digitale Ebene CPU-Chips und Busse Schnittstellen Mikroarchitekturebene Fallbeispiel einer Mikroarchitektur Design der Mikroarchitekturebene 19

22 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Methoden der Leistungsoptimierung Beispiele der Mikroarchitekturebene Betriebssystemebene Prozesse und Threads (Scheduling, Interprozesskommunikation) Deadlock-Behandlung Organisation virtueller Speicher Virtuelle E/A-Instruktionen Klausur Digitaltechnik, Programmiersprachen, Eingebettete Pro- Empfohlene Vorkenntnisse: zessoren Literatur: 1. Tanenbaum, Andrew S. Computerarchitektur. Strukturen - Konzepte - Grundlagen, Pearson, Tanenbaum, Andrew S. Modern Operating Systems, Pearson, Tanenbaum, Andrew S. Moderne Betriebssysteme, Pearson, Patterson, David A., Hennessy, John L., Bode, Arndt Rechnerorganisation und -entwurf, Spektrum Akademischer Verlag, Tanenbaum, Andrew S. Structured Computer Organization, Prentice Hall, Betriebssysteme Verantwortlich: Prof. Dr. Jörg Schwenk Nummer: Fachbereich Kürzel: ETIT Prof. Dr. Jörg Schwenk, Dr. Tibor Jager Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Ziel dieser Lehrveranstaltung ist es, ein solides Grundverständnis von modernen Betriebssystemen, ihrer Funktion und ihrerer Implementierung zu vermitteln. 20

23 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Inhalt: Es werden die wichtigsten Grundlagen zu Betriebssystemen vorgestellt. Dazu gehören zum Beispiel: Betriebssystemkonzepte Prozesse und Threads, Interprozesskommunikation Scheduling-Mechanismen Speicherverwaltung, Speicherabstraktionen, Paging Dateisysteme Eingabe- und Ausgabeverwaltung Algorithmen zur Vermeidung von Deadlocks Grundlagen der Sicherheit von Betriebssystemen Gegen Ende der Vorlesung werden (wenn die Zeit es erlaubt) speziellere Themen behandelt, wie zum Beispiel Multimedia-Betriebssysteme, Multiprozessorsysteme, und Entwurf von Betriebssystemen. Ergänzend zur Vorlesung werden Übungsaufgaben gestellt und in der Übungsstunde besprochen. Um den Bezug zu modernen Betriebssystemen (aktuellen Versionen von Linux, Windows, und Mac OS) herzustellen, werden alle Themen an praktischen Beispielen illustriert. Dies ermöglicht es den Studierenden, die in der Vorlesung besprochenen Themen praktisch nachzuvollziehen. Klausur Grundkenntnisse der Informatik Empfohlene Vorkenntnisse: Grundkenntnisse der Informatik Literatur: 1. Moderne Betriebssysteme, Andrew S. Tanenbaum, Pearson Modern Operating Systems, Andrew S. Tanenbaum, Pearson Theoretische Informatik Verantwortlich: Prof. Dr. Hans Ulrich Simon Nummer: Fachbereich Kürzel: Mathe Prof. Dr. Hans Ulrich Simon Arbeitsaufwand: 270 Stunden Leistungspunkte: 9 SWS: 6 21

24 KAPITEL 2. PFLICHTMODULE INFORMATIK Ziele: In der Vorlesung ergeben sich fundamentale Einsichten zum Verhältnis zwischen Automaten und Grammatiken und zum Verhältnis von Determinismus und Nicht-Determinismus. Durch Einüben von Techniken wie wechselseitige Simulation oder (polynomiell) berechenbare Reduktionen soll die Einsicht reifen, dass an der Oberfläche verschieden aussehende Konzepte im Kern identisch sein können. Ziel ist zudem ein tieferes Verständnis von Komplexität. Inhalt: Die Vorlesung richtet sich an Studierende der Mathematik, der Angewandten Informatik und (als Wahlpflichtfach) an Studierende der IT-Sicherheit. Sie ist weiterhin ein wählbares Modul im Optionalbereich. Sie liefert eine Einführung in die Theorie der Grammatiken (insbesondere kontextfreie Grammatiken) und Automaten (endlicher Automat, Kellerautomat, Turing-Maschine). Sie gibt ferner einen Einblick in die Berechenbarkeits- und NP-Vollständigkeitstheorie, wo es um die Frage geht, welche Rechenprobleme (überhaupt bzw. mit vertretbarem Aufwand) gelöst werden können. Es wird sich zeigen, dass es inhärent schwere Probleme gibt, die von Rechnern nicht zufriedenstellend gelöst werden können. Klausur Elementare Grundkenntnisse in der Informatik. Literatur: Die Vorlesung orientiert sich hauptsächlich an dem Buch Theoretische Informatik - kurzgefasst von Uwe Schöning (HTb, 2001). Zur Vertiefung des Stoffes kann sowohl das Buch Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation von John E. Hopcroft, Rajeev Motwani und Jeffrey D. Ullman (Addison Wesley, 2000) als auch Introduction to the Theory of Computation von M. Sipser (PWS Publishing Company, 1997) dienen. 22

25 Kapitel 3 Pflichtmodule Betriebswirtschaftlehre 3.1 Wirtschaftlichkeitsanalyse Verantwortlich: Dr. Barbara Wischermann Nummer: Fachbereich Kürzel: WiWi Dr. Barbara Wischermann Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 3 Ziele: Angewandte Informatiker werden sich im Rahmen ihrer Berufstätigkeit als Budgetverantwortliche oder im Rahmen eines Projektmanagements auch regelmäßig mit Fragen der Wirtschaftlichkeit ihres Handelns auseinanderzusetzen haben. Darüber hinaus werden im Kundengespräch und bei der Auftragsabwicklung Kenntnisse von Wirtschaftlichkeitsgrößen und Vorteilhaftigkeitsrechnungen als Verkaufsargumente notwendig sein. Nicht zuletzt wird sich für viele Informatiker sowohl im Rahmen eigener Investitionsüberlegungen als auch bei der Entwicklung von Software-Lösungen für Kunden die Frage nach der Wirtschaftlichkeit von Investitionsalternativen stellen. Die Lehrveranstaltung Wirtschaftlichkeitsanalyse wird die Studierenden mit den Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsanalyse vertraut machen und ihnen Methoden vermitteln, mit denen sie derartige Fragestellungen beantworten können. Inhalt: 1. Anwendungsbereiche der Wirtschaftlichkeitsanalyse Budgetverantwortung und Projektmanagement Kundengespräche und Auftragsabwicklung Investitionsentscheidungen 2. Grundbegriffe und begriffliche Abgrenzungen Einzahlungen und Auszahlungen, Einnahmen und Ausgaben Kosten und Erlöse Kostenrechnung und Investitionsrechnung 3. Wirtschaftlichkeit in der Leistungserstellung Wirtschaftlichkeitskennzahlen Ermittlung der Kosten Ermittlung der Erlöse Erfolgsermittlung (Deckungs- 23

26 KAPITEL 3. PFLICHTMODULE BETRIEBSWIRTSCHAFTLEHRE beitrag, Gewinn und Verlust) Produktionsplanung (Produktprogrammplanung, Losgrößen) 4. Verfahren der Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Investitionsrechnung Beurteilung und Auswahl von Investitionsprojekten Bestimmung von Nutzungsdauer und Ersatzzeitpunkt Klausur Empfohlene Vorkenntnisse: 3.2 Einführung Management Science Verantwortlich: Prof. Dr. Brigitte Werners Nummer: Fachbereich Kürzel: WiWi Prof. Dr. Brigitte Werners Arbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 SWS: 4 Ziele: Dieses Modul bietet eine Einführung in Management Science mit besonderem Schwerpunkt auf mathematischen Optimierungsmethoden. Studierende vertiefen ihre mathematischen und analytischen Fähigkeiten und sind in der Lage, Probleme zu strukturieren und ggf. zu modellieren. Für wichtige Problemstrukturen werden Methoden zur Lösung vermittelt. Studierende erwerben auf Basis der fachinhaltlichen Kenntnisse die Fähigkeit, neue Aufgaben in begrenzter Zeit selbstständig zu lösen. Inhalt: In Einführung Management Science werden insbesondere Methoden und Modelle der Unternehmensforschung intensiv behandelt. Diese werden in der Praxis zur Planung und zur Problemlösung in unterschiedlichen Anwendungsbereichen angewandt. Dazu zählen optimierende Methoden z.b. zur Produktionsprogrammplanung in der Fertigung, zur Investitions- und Finanzierungsplanung oder zur Lösung von Transport- bzw. Zuordnungsproblemen in Vertrieb, Logistik und Personalplanung. Die Unternehmensplanung bedient sich ebenfalls häufig quantitativer Methoden. Zusätzlich zur Vorlesung erfolgt in der begleitenden Übung die Vertiefung durch Anwendung der Methoden. Die Vorstellung von Standardsoftware zur Lösung größerer Problemstellungen und deren Einsatz ist ebenfalls Bestandteil der Veranstaltung. Die Modulnote entspricht der Note der Klausur, welche aus Inhalten der Veranstaltungen gebildet wird. Klausur 24

27 KAPITEL 3. PFLICHTMODULE BETRIEBSWIRTSCHAFTLEHRE Empfohlene Vorkenntnisse: Der vorherige Erwerb betriebswirtschaftlicher Grundkenntnisse und der parallele Besuch des Moduls Projektmanagement werden empfohlen. Veranstaltungsunterlagen und Literaturhinweise werden über Blackboard be- Literatur: reitgestellt. 25

28 26 KAPITEL 3. PFLICHTMODULE BETRIEBSWIRTSCHAFTLEHRE

29 Kapitel 4 Freie Wahlfächer 4.1 Wahlfächer Verantwortlich: Prof. Dr. Laurenz Wiskott Nummer: Veranstaltungsart: Vertiefungsseminare Fachbereich Kürzel: RUB Dozenten der RUB Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 3 oder Englisch je nach Fach Ziele: Die Teilnehmer erwerben so genannte Schlüsselfähigkeiten in den nichttechnischen Wahlfächern. Inhalt: Die nichttechnischen Wahlfächer erweitern die Soft Skills. Z.B. wird die englische Fachsprache verbessert, in die Grundlagen der Rechtswissenschaften eingeführt oder Grundkenntnisse der Betriebswirtschaft vermittelt. Bei der Auswahl haben die Studierenden die Möglichkeit eine Auswahl entsprechend der eigenen Interessen zu treffen. Seminar-Arbeit 27

30 28 KAPITEL 4. FREIE WAHLFÄCHER

31 Kapitel 5 Praktische Fächer 5.1 Programmierpraktikum Verantwortlich: PD Dr. Rolf Würtz Nummer: Veranstaltungsart: Praktikum/Projektarbeit Fachbereich Kürzel: AI PD Dr. Rolf Würtz, Jun.-Prof. Dr. Tobias Glasmachers Arbeitsaufwand: 90 Stunden Leistungspunkte: 3 SWS: 2 Ziele: Dieses Praktikum soll Studenten, die schon Java oder eine andere imperative Sprache beherrschen, den Einstieg in die Programmierung in C++ erleichtern. Diese Sprache wird für Studienprojekte und Abschlussarbeiten in 5 Arbeitsgruppen am Institut für Neuroinformatik verwendet und ist auch für die Übungen Künstliche Neuronale Netze und Sehen in Mensch und Maschine erforderlich. Inhalt: Die Konzepte werden von Mitarbeitern vorgestellt und dann an praktischen Aufgaben eingeübt. Die Themen sind grob wie folgt: Grundlagen (C/C++): Kontrollstrukturen, Typsystem, Literalkonstanten, Operationen, implizite / explizite Casts, Funktionen, Deklaration / Definition, Präprozessor, Pointer und Arrays, interne / externe Bindung, Compiler-Linker-Konzept, Speicherverwaltung Klassen in C++: Referenzen, const-qualifizierer, Default-Parameter, Motivation: Kapselung, Abstraktion, Polymorphie, Sichtbarkeit, Konstruktor / Destruktor, Überladen von Funktionen, Kopierkonstruktor, Zuweisungsoperator, Vererbung, Überschreiben von Funktionen, virtuelle Funktionen, abstrakte Klassen, statische / dynamische Bindung, statische Elemente / Methoden Templates: Template-Funktionen, Template-Methoden, Template-Klassen, inline, explicit inline, Spezialisierung, Ausblick: Metaprogrammierung STL, Standard Template Library: cout, cin, string, fstream, vector, list, queue 29

32 KAPITEL 5. PRAKTISCHE FÄCHER boost: weitere Templates und Bibliotheken openmp: Techniken zur Parallelverarbeitung pragma: smart pointers Übungsaufgaben Empfohlene Vorkenntnisse: Java oder eine andere imperative Sprache Kommentare: Das Praktikum findet ganztägig über 2 Wochen statt. Die Teilnehmerzahl ist begrenzt! Die Anmeldung ist per an cplusplus@ini.rub.de möglich. (Name, Matrikelnummer, Studiengang, Fachsemester, geplantes Anwendungsgebiet bitte formlos angeben.) Benotung: Aufgrund der bearbeiteten Programmieraufgaben. Sonstiges: Das Praktikum findet ganztägig über 2 Wochen statt. Die Teilnehmerzahl ist begrenzt! Die Anmeldung ist per an cplusplus@ini.rub.de möglich. (Name, Matrikelnummer, Studiengang, Fachsemester, geplantes Anwendungsgebiet bitte formlos angeben.) Benotung: Aufgrund der bearbeiteten Programmieraufgaben. 5.2 Studienprojekt Verantwortlicher: Prof. Dr. Laurenz Wiskott Studienprojekt Nummer: Veranstaltungsart: Praktikum/Projektarbeit Fachbereich Kürzel: AI Dozenten der RUB Arbeitsaufwand: 240 Stunden Leistungspunkte: 8 SWS: 2 oder Englisch nach Absprache Ziele: Ziele des Studienprojekts sind: Die Anwendung des erlernten Fachwissens. Der Erwerb zusätzlicher Fachkompetenz gemäß der jeweiligen projektspezifischen Aufgabenstellung. Die Schulung hinsichtlich der Erarbeitung eigener Lösungsstrategien. Die Schulung hinsichtlich Arbeitsteilung und Zusammenarbeit im Team (Teamfähigkeit und Projektorganisation). 30

33 KAPITEL 5. PRAKTISCHE FÄCHER Erwerb weiterer Kompetenz im Hinblick auf die Dokumentation und die Präsentation von Ergebnissen. Inhalt: Im Rahmen des Studienprojekts soll eine Aufgabe aus Bereichen der Angewandten Informatik in Teamarbeit unter Anleitung eines Betreuers gelöst werden. Organisation und Ablauf: Das Studienprojekt muss vor Beginn beim Prüfungsamt angemeldt werden. Bitte beachten Sie, die hierfür festgelegten Fristen unter Sonstiges. In begründeten Fällen (Industriekooperation etc.) können Studienprojekte auch außerhalb dieses Verfahrens durchgeführt werden, wenn Sie durch den Prüfungsausschuss AI beantragt und genehmigt wurden. Durchführungszeitraum: Studienprojekte starten mit Beginn der Vorlesungszeit und enden spätestens am 31. Juli (Sommersemester) bzw. am 15. Februar (Wintersemester) durch eine Abschlussdokumentation. Die termingerechte Abgabe und positive Bewertung durch den Dozenten sind Voraussetzung für die Anerkennung der Leistungspunkte. Projektarbeit Empfohlene Vorkenntnisse: Bitte entnehmen Sie die projektspezifischen Vorkenntnisse dem jeweiligen Studienprojekt Projektmanagement Nummer: Fachbereich Kürzel: AW Prof. Dr. Thomas Herrmann Arbeitsaufwand: 60 Stunden Leistungspunkte: 2 SWS: 2 Ziele: Studierende erwerben Grundkenntnisse und Fähigkeiten zum zum IT-Projektmanagement. Sie lernen Softwareentwicklungsprozesse, Projektabläufe und -phasen kennen sowie deren Zusammenhänge. Die theoretischen Erkenntnisse werden in Gruppen anahand ausgewählte Methoden und Instrumente des Projektmanagements an ihrem konkreten Studienprojekt vertieft. Inhalt: Was ist ein Projekt? Projekte und Projektmanagement: Begriffe und Ausprägungen Formen der Projektorganisation Softwareentwicklungsprozesse, Projektphasen und deren Zusammenhänge Der Projektstart 31

34 KAPITEL 5. PRAKTISCHE FÄCHER Projekte und Projektziele definieren Die Kommunikation zum Projektstart Analyse der Anforderungen Projektplanung und steuerung Kern- und Teilaufgaben identifizieren Aufwände schätzen Die Termin- und Meilensteinplanung Der Umgang mit Risiken Änderungsmanagement Fortschrittskontrolle Projektbegleitende Prozesse Das Arbeiten im Team Der Umgang mit Konflikten Kontinuierliche Kommunikation und Dokumentation im Projekt Konfigurationsmanagement Qualitätssicherung Der Projektabschluss Die Projektabnahme Lessons Learned Hausarbeit/Projektarbeit Teilnahme an einem Studienprojekt 32

35 Kapitel 6 Bachelorarbeit 6.1 Bachelorarbeit Verantwortlich: Prof. Dr. Laurenz Wiskott Nummer: Veranstaltungsart: Praktikum/Projektarbeit Fachbereich Kürzel: AI Dozenten der RUB Arbeitsaufwand: 360 Stunden Leistungspunkte: 12 SWS: 0 oder Englisch Ziele: Die Bachelorarbeit soll zeigen, dass die oder der Studierende in der Lage ist, innerhalb einer vorgegebenen Frist eine anspruchsvolle Fragestellung der Angewandten Informatik unter Anwendung der im Bachelorstudium erworbenen Methoden selbständig zu bearbeiten. Darüber hinaus wird der Erwerb von Grundkenntnissen der wissenschaftlichen Arbeit einschließlich der Projektorganisation sowie die Präsentation der erarbeiteten Ergebnisse erwartet. Inhalt: Die Bachelorarbeit ist eine schriftliche Prüfungsarbeit. Es wird die selbstständige Bearbeitung einer anspruchsvollen Aufgabe der Angewandten Informatik unter Anwendung der im Bachelorstudium erworbenen Kenntnisse und Methoden erwartet. Im Anschluss an die Bearbeitung der Bachelorarbeit werden die Ergebnisse in Form eines Kolloquiumsvortrags präsentiert. Abschlussarbeit Die Ausgabe des Themas der Bachelorarbeit kann erst dann erfolgen, wenn der Studierende mindestens 90 Leistungspunkte erreicht hat. Idealerweise sollte die Bachelor-Arbeit jedoch den Abschluss des Bachelorstudiums darstellen. Empfohlene Vorkenntnisse: Fachspezifisch von der Themenstellung abhängig. 33

36 KAPITEL 6. BACHELORARBEIT Sonstiges: Im Normalfall sucht sich jede bzw. jeder Studierende nach eigenem Interesse und Neigung einen Lehrstuhl aus, an dem sie bzw. er die Bachelorarbeit schreiben möchte. Die meisten Lehrstühle veröffentlichen ihre angebotenen Themen. Oft werden Themen aber auch erst nach Absprache mit dem Studierenden gestellt, wobei der Studierende ein Vorschlagsrecht hat. Die Anmeldung für die Bachelorarbeit erfolgt beim Prüfungsamt der Angewandten Informatik. Für die Anmeldung ist das persönliche Erscheinen sowie die Vorlage des aktuellen Studentenausweises bzw. der Immatrikulationsbescheinigung notwendig. 34

37 Kapitel 7 Ingenieurinformatik 7.1 Geometrische Modellierung und Visualisierung Verantwortlich: Prof. Dr. Markus König Nummer: Fachbereich Kürzel: BauIng Prof. Dr. Markus König Arbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 SWS: 4 Ziele: Im Rahmen des Moduls werden den Studierenden wesentliche Methoden zur Modellierung und Visualisierung von geometrischen Körpern vermittelt. Hierdurch werden die Studierenden in die Lage versetzt, geometrische Aufgabenstellungen aus Forschung und Praxis unter Verwendung aktueller Methoden der Mathematik und Informatik zielgerichtet lösen zu können. Inhalt: Lehrinhalte: Geometrische Modelle Affine Abbildungen und Differentialgeometrie Freiformkurven und Freiformflächen Boundary Representation Constructive Solid Geometry Octrees Zerlegung und Triangulierung Beleuchtung Echtezeit Rendering 35

38 KAPITEL 7. INGENIEURINFORMATIK Klausur Objektorientierte Modellierung Literatur: 1. Gerald Farin: Curves and Surfaces for CAGD - A Practical Guide. 5th Edition. San Francisco: Morgan Kaufmann David Salomon: Curves and Surfaces for Computer Graphics. New York: Springer Raymond Zavodnik, Herbert Kopp: Graphische Datenverarbeitung - Grundzüge und Anwendungen. München u.a.: Carl Hanser 7.2 Virtuelle Produktentwicklung Verantwortlich: Prof. Dr. Michael Abramovici Nummer: Fachbereich Kürzel: MB Prof. Dr. Michael Abramovici Arbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 SWS: 4 Ziele: Zielsetzung: Die Studierenden sollen die Grundlagen der CAD-Technik und der Virtuellen Produktentwicklung vertiefen sowie die Eigenschaften spezieller Rechner- Anwendungen in allen Phasen der Produktentwicklungsprozesse und die Integration von CAD-Software mit anderen Engineering-Anwendungen verstehen. Kompetenzen: Die Teilnehmer der Lehrveranstaltung sind in der Lage, ein 3D- CAD-System für die Entwicklung maschinenbaulicher Baugruppen unter Beachtung von Konstruktionsrichtlinien anzuwenden. Sie können die Produktdatenmodelle zielgerichtet für die Weiterverwendung in begleitenden IT-Anwendungen aufbereiten. Inhalt: Die Veranstaltung vermittelt spezielle Methoden und Hilfsmittel zur Virtuellen Produktentwicklung. Schwerpunkte bilden dabei die verschiedenen digitalen Produktdatenmodelle, die CAD-Modellierungsmethoden (2D, 3D), Digital Mockup und Virtuelle Realität, ausgewählte CAD-Anwendungen für verschiedene Entwicklungsphasen einschließlich der Verifikation der Ergebnisse (z.b. Baugruppenkonstruktion, Simulation, Berechnung) sowie die CAD-Integration mit weiteren IT-Anwendungen im Produktlebenszyklus. 36

39 KAPITEL 7. INGENIEURINFORMATIK Klausur, Übungsaufgaben 7.3 Grundlagen der Automatisierungstechnik Verantwortlich: Prof. Dr. Horst Meier Nummer: Fachbereich Kürzel: MB Prof. Dr. Horst Meier Arbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 SWS: 4 Ziele: Die Studierenden sollen in der Lage sein, aktuelle Entwicklungen und Trends in der Automatisierungstechnik darzulegen sowie Entwicklungsprozesse für automatisierte technische Systeme erläutern und die entsprechenden Entwicklungsmethoden anwenden zu können. Sie sollen durch absolvieren des Kurses in die Lage gebracht werden, das Funktionsprinzip und den Hardware-Aufbau einer SPS darzulegen und Automatisierungsaufgaben im Bereich der SPS- und NC-Programmierung mit methodischer Vorgehensweise zu bearbeiten. Zudem sollen sie die Kenntnisse erlangen, Wegmess-, Feldbusund Antriebssysteme für den Einsatz in unterschiedlichen Automatisierungsaufgaben kritisch zu bewerten, geeignete Systeme auszuwählen sowie Sicherheitsrisiken der Automatisierungstechnik zu beurteilen. Inhalt: Grundkenntnisse über die industrielle Automatisierungstechnik Allgemeiner historischer Überblick über die Entwicklung der Automatisierungstechnik Vorstellung wesentlicher Entwicklungsmethoden und Notationen für Automatisierungsaufgaben Speicherprogrammierbare Steuerung mit Hardwareaufbau und Echtzeitbetriebssystem Klausur Empfohlene Vorkenntnisse: 37

40 KAPITEL 7. INGENIEURINFORMATIK Literatur: 1. Abel, D.: Petri-Netze für Ingenieure - Modellbildung und Analyse diskret gesteuerter Systeme, Springer-Verlag, Berlin, John, K.-H., Tiegelkamp, M.: SPS-Programmierung mit IEC , Springer Verlag, Berlin, Stein, G.: Automatisierungstechnik in der Maschinentechnik, Hanser Verlag, München, Weck, M.: Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme, VDI Verlag, Wellenreuther, G.; Zastrow, D.: Steuerungstechnik mit SPS 6. Vieweg Verlag, Wiesbaden, Wloka, Dieter W.: Robotersysteme Band 1: Technische Grundlagen 8. Springer Verlag, Berlin, DIN-Normen und Richtlinien 7.4 Mensch-Maschine-Interaktion Verantwortlich: Prof. Dr. Thomas Herrmann Nummer: Fachbereich Kürzel: AW Prof. Dr. Thomas Herrmann Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Die Studierenden lernen, was bei der Gestaltung von Benutzungsschnittstellen heute und auch bei zukünftigen Formen der Mensch-Maschine-Interaktion zu berücksichtigen ist, und wie man beim Entwicklungsprozess vorgeht. Inhalt: 1. Relevante Eigenschaften des Menschen und seines Arbeitskontextes Physiologie Wahrnehmungspsychologie Kognitionspsychologie Arbeitspsychologie 2. Usability-Engineering - Methoden der ergonomischen Gestaltung der Mensch- Computer-Schnittstelle 38

41 KAPITEL 7. INGENIEURINFORMATIK Methoden der Anforderungsanalyse Maskengestaltung Prototyping Usability-Testing 3. Gestaltungsbereiche der Mensch-Maschine-Interaktion Ein- und Ausgabegeräte Eingabe- und Ausgabesteuerung sowie Dialoggestaltung Multimediadesign und Experience Design Virtual Reality Groupware Sprachliche Interaktion Ubiquitous Computing Klausur 7.5 Digitaltechnik Verantwortlich: Prof. Dr. Jürgen Oehm Nummer: Fachbereich Kürzel: ETIT Prof. Dr. Jürgen Oehm Arbeitsaufwand: 150 Stunden Leistungspunkte: 5 SWS: 4 Ziele: Ziel der Lehrveranstaltung Digitaltechnik ist die Vermittlung elementarer Grundlagenkenntnisse aus den Bereichen Boolesche Algebra, Kostenoptimierung digitaler Schaltungen, Aufbau und die Wirkungsweisen von digitalen Grundschaltungen, Aufbau und Funktion von Basisfunktionalitäten aus denen sich z.b. ein Mikroprozessorsystem zusammensetzt (wie z.b. Zähler, Schieberegister, ALU, Bustreiber, Speicher). Weiterhin werden in der Lehrveranstaltung Digitaltechnik zentrale Kenntnisse über den inneren schaltungstechnischen Aufbau aktueller Logikfamilien vermittelt, die besonderen Eigenschaften einer CMOS-Logik, die Skalierungseigenschaften von CMOS-Technologien und ihre Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften logischer Schaltungen und Systeme. Mit diesem Wissen sollten die Studenten in der Lage sein, zukünftige Entwicklungen in den Integrationstechnologien, und damit in der Digitaltechnik bezüglich ihrer Möglichkeiten und Grenzen einzuschätzen. 39