Modulhandbuch. Bachelor Studiengang Automobilinformatik (B.SC.) Hochschule Landshut. Für Studierende ab dem Wintersemester 2015/16

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1 Modulhandbuch Studiengang Automobilinformatik (B.SC.) Hochschule Landshut Für Studierende ab dem Wintersemester 2015/16 Stand

2 Inhaltsverzeichnis Module aus anderen Studiengängen... 3 Modellbasierte Entwicklung I AIF Praxisorientiertes Studienprojekt AIF Datenkommunikation AIF Modellbasierte Entwicklung II AIF Praktische Zeit im Betrieb AIF Praxisseminar AIF Echtzeitbetriebssysteme AIF Softwarearchitekturen AIF Wahlpflichtmodul AIF6xx Entwicklung sicherheitskritischer Systeme AIF Seminar AIF Arbeit AIF Stand

3 Module aus anderen Studiengängen Einige Module des Studiengangs Automobilinformatik sind keine eigens für den Studiengang konzipierten Module, sondern sind Module anderer Studiengänge. Diese fremden Module werden im vorliegenden Modulhandbuch nicht beschrieben, sondern es gelten hier die Modulhandbücher der entsprechenden Studiengänge in ihrer aktuellen Version. Folgende Tabelle zeigt die aus anderen Studiengängen stammenden Module des Studiengangs Automobilinformatik: Modul des Studiengangs Automobilinformatik Importstudiengang Fakultät der Hochschule Landshut Modulnummer AIF111 Programmieren I Informatik Informatik IB150 AIF211 Programmieren II Informatik Informatik IB250 AIF110 Grundlagen der Informatik Informatik Informatik IB010 AIF112 Digitaltechnik Informatik Informatik IB020 AIF140 Grundlagen der Elektrotechnik AIF150 Technische Mechanik Automobilwirtschaft Automobilwirtschaft T120 T140 AIF212 Software Engineering Informatik Informatik IB060 AIF120 Ingenieurmathematik I AIF220 Ingenieurmathematik II AIF240 Elektronik und Messtechnik AIF241 Angewandte Physik Automobilwirtschaft Automobilwirtschaft Automobilwirtschaft Automobilwirtschaft T110 T210 1 T220 T240 AIF311 Datenbanken Informatik Informatik IB320 AIF340 Regelungstechnik AIF350 Konstruktion und Entwicklung Automobilwirtschaft Automobilwirtschaft T320 T311 AIF360 Rechnerarchitekturen Informatik Informatik IB345 AIF411 AIF450 Algorithmen und Datenstrukturen Grundlagen der Automobiltechnik Informatik Informatik IB330 Automobilwirtschaft T410 AIF610 Rechnertechnik Informatik Informatik IB620 AIF650 Fahrwerktechnik AIF651 Antriebstechnik Automobilwirtschaft Automobilwirtschaft T610 2 T ohne Teilnahme am Vorlesungsteil Statistik 2 Name des Moduls: Automobiltechnik I: Fahrwerk 3 Name des Moduls: Automobiltechnik II: Antriebskonzepte Stand

4 AIF710 Prozessrechentechnik Informatik Informatik IB700 AIF750 Karosserietechnik Automobilwirtschaft T Name des Moduls: Automobiltechnik IV: Karosserietechnik; ohne Teilnahme am Praktikum Stand

5 Modul: Modellbasierte Entwicklung I AIF312 ECTS-Punkte: 7 Im dritten Studiensemester Keine 60 Stunden Präsenzzeit Unterricht 30 Stunden Präsenzzeit Praktikum 120 Stunden Selbststudium 4 SWS seminaristischer Unterricht 2 SWS Praktikum in kleinen Gruppen (14-tägig 4 Stunden) Teilnahmepflicht im Praktikum, im Praktikum, des Praktikums sind Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung, mündliche Prüfung von 15 Min. am Semesterende. Die Studierenden verstehen die Methode der modellbasierten Softwareentwicklung und die Unterschiede zur traditionellen Vorgehensweise. Sie sind in der Lage, mit Hilfe der Werkzeugkette Matlab/Simulink/Stateflow modellbasiert komplexe Fahrzeugfunktionen zu entwickeln und die Funktionen in Festkommazahlarithmetik zu formulieren. Sie können die Modelle der Fahrzeugfunktionen auf verschiedenen generischen Plattformen in Echtzeit ablaufen lassen und über die I/O-Kanäle mit einem äußeren technischen Prozess verbinden. Die Studenten sind in der Lage, aus den Modellen der Fahrzeugfunktionen Quelltext für die n C und C++ zu generieren. Sie können dabei den Generierungsprozess so anpassen, dass der Quelltext sich in eine vorgegebene Software- Umgebung auf einem eingebetteten System einfügt. traditioneller und modellbasierter Entwicklungsprozess Anforderungen an Modelle und Modellierungstechniken Modellierungssprachen und ihre Eigenschaften Matlab : Datentypen, Matrix- und Feldoperationen, Prozeduren und Funktionen, numerisches Lösen von Differentialgleichungen; Simulink : Modellierung dynamischer Systeme durch hierarchische Blockschaltbilder, Stapelverarbeitung von Simulationen mit Variation der Parameter,, Erstellen eigener Blockbibliotheken und S-Funktionen, Einbinden von handgeschriebenem Quellcode in das Modell; Stateflow : Ereignisdiskrete Modellierung mit hierarchischen Zustandsautomaten Automatische Code-Generierung mit Matlab-, Simulink- und Embedded-Coder Reversibles Umschalten zwischen Gleitkommazahlarithmetik und Festkommazahlarithmetik Rapid Prototyping mit verschiedenen Plattformen Verifikation mit Prozessor-in-the-Loop-Simulation A. Angermann, M. Beuschel, M. Rau, W. Wohlfarth: Matlab-Simulink-Stateflow, Oldenbourg, 6. Auflage, München 2009 P. Marwedel: Eingebettete Systeme, Springer Verlag, Heidelberg, 2008 User Manuals der Matlab-Toolboxen Matlab Coder, Simulink Coder, Embedded Coder, Fix- Point Designer von The Mathworks K. Berns, B. Schürmann, M. Trapp: Eingebettete Systeme, Vieweg+Teubner, 1. Auflage, Wiesbaden, 2010 Stand

6 Modul: Praxisorientiertes Studienprojekt AIF390 ECTS-Punkte: 10 Dozenten der Fakultät Informatik Beginn im dritten Studiensemester Zwei Semester Programmieren I, Software Engineering I, Grundlagen der Informatik 15 Stunden Präsenzzeit im dritten Semester 15 Stunden Präsenzzeit im vierten Semester 270 Stunden selbstständige Projektarbeit Eigenverantwortliches Arbeiten der Studierenden in Teams von einer kritischen Größe, so dass das Auftreten typischer Schnittstellenprobleme gewährleistet ist. Regelmäßige Projekttreffen mit dem Betreuer. Im ersten Semester zu Beginn Einführung in IT-Projektmanagement (einschließlich der betriebswirtschaftlichen Aspekte) und in die Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens. Im zweiten Semester Präsentation des Projektes in einem Seminar. Teilnahmepflicht an den Einführungen in IT-Projektmanagement und in die Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens sowie bei der Projektpräsentation. Benotete individuelle schriftliche Ausarbeitung jedes Teammitglieds zum eigenen Beitrag im Projekt, im Team erstellte Gesamtdokumentation sowie im Team durchgeführte Präsentation des Projekts. Die Studierenden kennen die Problematik der Erstellung komplexer Systeme. Sie können die Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens anwenden und wissen, wie man eigenverantwortlich dem Studiengang entsprechende Projekte durchführt. Sie haben Teamarbeit trainiert und Kenntnisse in der Abschätzung des Umfangs von Projekten sowie in Management und Kontrolle von Projekten erworben. Sie sind in der Lage, fachübergreifende Kenntnisse anzuwenden und Arbeitsergebnisse zu präsentieren. Die Betreuer bieten den Studierenden per Aushang Projektthemen mit einer kurzen Beschreibung zur Auswahl an. Teams von Studenten können selbst ein Projekt vorschlagen, dafür müssen Sie einen Betreuungsprofessor finden. Siehe Projektbeschreibungen Stand

7 Modul: Datenkommunikation AIF412 ECTS-Punkte: 5 Im vierten Studiensemester Programmieren I, Programmieren II, Modellbasierte Entwicklung I, Software Engineering I, Grundlagen der Informatik 30 Stunden Präsenzzeit Unterricht 30 Stunden Präsenzzeit Praktikum 90 Stunden Selbststudium 2 SWS seminaristischer Unterricht; 2 SWS Praktikum in kleinen Gruppen (14tägig 4 Stunden) Teilnahmepflicht im Praktikum, im Praktikum, des Praktikums sind Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung, mündliche Prüfung von 15 Min am Semesterende. Die Studierenden besitzen fundierte Kenntnisse in den wichtigsten Bustechnologien aus der Fahrzeugtechnik: K-Line, LIN, CAN, FlexRay, MOST, Ethernet. Sie kennen ferner die wichtigsten Transport- und Diagnoseprotokolle und können mit dem Werkzeug CANoe (Fa. Vektor) an Fahrzeugbussen Messungen durchführen sowie Restbussimulationen aufbauen. Die Studierenden sind damit in der Lage, Fahrzeugfunktionen zu entwickeln, die auf mehrere Steuergeräte verteilt sind. funktions-, domänen- und modulorientierte Bordnetzarchitekturen Elektrotechnische Grundlagen und Bustopologien Adressierung von Botschaften und Buszugriffsverfahren Physical und Data Link Layer: K-Line, CAN, LIN, FlexRay, MOST, Ethernet Protokolle im Transport Layer: ISO-TP, TP 2.0, AUTOSAR TP, DoIP Protokolle im Application Layer: KWP 2000, UDS, OBD Busprotokolle für Messen, Kalibrieren und Diagnose: ASAM, CCP, XCP, AML (A2L), FIBEX Entwicklungsprozess mit CANoe: Netzwerkdesign und Simulation, Restbussimulation, Integration und Test des Netzwerks, W. Zimmermann, R. Schmidgall: Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, Vieweg+Teubner, 3. Auflage, Wiesbaden, 2008 Ch. Marscholik, P. Subke: Datenkommunikation im Automobil, Hüthig Verlag, Heidelberg, 2007 W. Lawrenz: CAN Controller Area Network, Hüthig Verlag, 4. Auflage, Heidelberg, 2000 A. Grzemba, J. von der Wense: LIN-Bus, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2005 A. Grzemba: MOST: Das Multimedia-Bussystem für den Einsatz im Automobil, Franzis Verlag, 1. Auflage, 2007 M. Rausch: FlexRay, Hanser Verlag, 1. Auflage, 2007 Stand

8 Modul: Modellbasierte Entwicklung II AIF413 ECTS-Punkte: 5 Prof. Dr. Dieter Nazareth Prof. Dr. Dieter Nazareth Im vierten Studiensemester Modellbasierte Entwicklung I, Programmieren I und II 30 Stunden Präsenzzeit Unterricht 30 Stunden Präsenzzeit Praktikum 90 Stunden Selbststudium 2 SWS seminaristischer Unterricht; 2 SWS Praktikum in kleinen Gruppen (14- tägig 4 Stunden) Teilnahmepflicht im Praktikum, im Praktikum, des Praktikums sind Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung, mündliche Prüfung von 15 Min. am Semesterende. Die Studierenden sind in der Lage, mit Hilfe der Werkzeugkette ASCET MD, ASCET RP und ASCET SE modellbasiert komplexe Fahrzeugfunktionen zu entwickeln. Sie sind in der Lage komplexe Modelle unter Verwendung der jeweils adäquaten Modellierungstechnik zu erstellen. Sie können diese Modelle dann auf verschiedenen Plattformen ablaufen lassen. Die Bandbreite erstreckt sich dabei von der Offline-Simulation über die Echtzeitsimulation auf unterschiedlichen Rapid Prototyping Plattformen bis hin zu Seriensteuergeräten. Die Studenten sind in der Lage die Modelle mit Bussystemen wie CAN, LIN oder Flexray zu verbinden. Sie haben den Unterschied zwischen physikalischer Modellierung und Implementierung verstanden und können physikalische Daten durch Festkommaarithmetik implementieren. Die Studenten überblicken den gesamten modellbasierten Entwicklungsprozess mit seinen alternativen Werkzeugen und können ihn in der Praxis anwenden. Objektorientierte Modellierung mit Klassen, hierarchischen Zustandsautomaten und ESDL Datenfluss- und Kontrollflussdiagramme Definition eines Projekts für verschiedene Plattformen Aufbau einer Experimentierumgebung Durchführung von Offline-Simulationen Konfiguration des Betriebssystems (RTAOSEK) Durchführung von Online-Simulationen auf einer Rapid Prototyping Hardware Implementierung der Daten mit Festkommaarithmetik Automatische Seriencodegenerierung User Manuals der ASCET Werkzeugfamilie (Fa. ETAS) J. Schäuffele, Th. Zurawka: Automotive-Software-Engineering, Vieweg, Wiesbaden, 2006 Stand

9 Modul: Praktische Zeit im Betrieb AIF590 - Prof. Dr. Dieter Nazareth Im fünften Studiensemester Erfolgreiches Bestehen aller Prüfungen des ersten Studienabschnitts ECTS-Punkte: 22 (bei Auslandspraktikum: 24) wenigstens 80 Arbeitstage, Montag bis Donnerstag, insgesamt 660 Stunden Präsenzzeit im Betrieb bei Auslandspraktikum: wenigstens 94 Arbeitstage, Montag bis Freitag, insgesamt 810 Stunden Präsenzzeit Tätigkeit in der Wirtschaft Praktikumsbericht (Benotung: mit /ohne Erfolg) Die Studierenden vertiefen ihre Kenntnisse über technische und organisatorische Problemlösungen in Betrieben. Die Studierenden werden zum selbständigen und eigenverantwortlichen Arbeiten in praxisrelevanten Automobilinformatikprojekten angeleitet. Die Arbeit sollte möglichst in einem typischen Automobilinformatikprojekt erfolgen. Tätigkeitsspezifisch Stand

10 Modul: Praxisseminar AIF591 ECTS-Punkte: 3 Im fünften Studiensemester Erfolgreiches Bestehen aller Prüfungen der ersten beiden Studiensemester. AIF590 muss parallel zu AIF591 belegt werden oder bereits abgeleistet sein. 30 Stunden Präsenzzeit 60 Stunden Selbststudium. 2 SWS Seminar mit Kurzreferaten und Diskussion Teilnahmepflicht, benoteter Vortrag über das Praktikum AIF590 Die Studierenden lernen verschiedene Felder der Automobilinformatik in der beruflichen, außeruniversitären Praxis kennen. Sie können ein umfangreiches Projekt verständlich und wohlstrukturiert präsentieren. Erfahrungsaustausch Anleitung und Beratung fachliche Diskussion Präsentationsstil Tätigkeitsspezifisch Stand

11 Modul: Echtzeitbetriebssysteme AIF410 ECTS-Punkte: 5 Im sechsten Studiensemester Programmieren I/II, Modellbasierte Entwicklung I, Datenkommunikation 30 Stunden Präsenzzeit Unterricht 30 Stunden Präsenzzeit im Praktikum 90 Stunden Selbststudium 2 SWS seminaristischer Unterricht und Übungen 2 SWS Praktikum in kleinen Gruppen (14-tägig 4 Stunden) Teilnahmepflicht im Praktikum, im Praktikum, des Praktikums sind Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung, mündliche Prüfung von 15 Min. am Semesterende. Die Studierenden kennen die Eigenschaften und den Einsatzbereich von Echtzeitbetriebssystemen. Ihnen ist der OSEK-Standard aus dem Automobilbereich mit seinen Begriffen und einschränkenden Annahmen bekannt. Sie kennen ferner die Implementierung des OSEK-Standards der Firma Vector Informatik GmbH namens Microsar OS und können mit den zugehörigen Werkzeugen einfache, eingebettete Applikationen konfigurieren und implementieren. Sie sind ferner in der Lage, mit der BOOST C++ Library plattformunabhängige, verteile Anwendungen zu erstellen. Eigenschaften und Komponenten von Echtzeitbetriebssystemen Echtzeitanforderungen Unterbrechungsbehandlung Scheduling-Verfahren Synchronisation und Interprozesskommunikation Plattformunabhängiges Programmieren mit der BOOST C++ Library OSEK-Standard: Task-Konzept, Konformitätsklassen, Prioritäten-Levels, Event, Counter, Alarm, Message, Hook-Funktionen, Konfiguration, OIL, Design Patterns, API Erstellen von Anwendungen mit Mircrosar OS auf eingebetteter Hardware M. Homann: OSEK: Betriebssystem-Standard für Automotive und Embedded Systems, mitp-verlab, 1. Bonn, 2005 J. T. Benra, W. A. Halang: Software-Entwicklung für Echtzeitsysteme, Springer Verlag., 1. Auflage, Heidelberg, 2009 A. S. Tanenbaum: Moderne Betriebssysteme, Pearson Studium, 2. Auflage, München, 2003 W. Stallings: Betriebssysteme, Pearson Studium, 4. Auflage, 2003 J. Wietzke, M. Tien Tran: Automotive Embedded Systeme, Springer Verlag, 1. Auflage, Berlin Heidelberg, 2005 J. Schäuffele, Th. Zurawka: Automotive-Software-Engineering, Vieweg Verlag, 3. Auflage, Wiesbaden, 2006 Stand

12 Modul: Softwarearchitekturen AIF612 ECTS-Punkte: 5 Prof. Dr. Dieter Nazareth Prof. Dr. Dieter Nazareth Im sechsten Studiensemester Programmieren I/II, Modellbasierte Entwicklung I/II 30 Stunden Präsenzzeit Unterricht, 30 Stunden Präsenzzeit Praktikum, 90 Stunden Selbststudium 2 SWS seminaristischer Unterricht, 2 SWS Praktikum in kleinen Gruppen (14tägig 4 Stunden) Teilnahmepflicht im Praktikum, im Praktikum, des Praktikums sind Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung, mündliche Prüfung von 15 Min. am Semesterende. Die Studierenden besitzen ein tiefes Know-How über die Strukturierung von Software in einem Steuergerät. Sie kennen speziell die AUTOSAR Softwarearchitektur und die AUTOSAR Methodik zur Entwicklung steuergeräteunabhängiger Software. Begriffsdefinition Einführung in Komplexität Grundbegriffe der Strukturierung Prinzipien der Architekturbildung Einführung in AUTOSAR Die AUTOSAR Methodik Die Systemsicht Kommunikationsmechanismen Steuergeräte- und Netzwerksicht AUTOSAR Basissoftware UML SysML Olaf Kindel, Mario Friedrich: Softwareentwicklung mit AUTOSAR: Grundlagen, Engineering, Management in der Praxis, dpunkt Verlag Oliver Alt: Modellbasierte Systementwicklung mit SysML, Carl Hanser Verlag Stand

13 Modul: Wahlpflichtmodul AIF6xx Dozenten der Hochschule Landshut Im sechsten Studiensemester oder im siebten Studiensemester. Jeden Sommer wird eine Liste der angebotenen Fächer mit ihren Beschreibungen veröffentlicht. Erster Studienabschnitt oder vergleichbare Kenntnisse ECTS-Punkte: Jeweils 5 Jeweils 60 Stunden Präsenzzeit, Jeweils 90 Stunden Selbststudium Modulabhängig und Prüfungen werden in den individuellen Fachbeschreibungen festgelegt Vertrautheit mit ausgewählten, fachbezogenen Wissensgebieten oder erweiterte Fertigkeiten in speziellen Anwendungen, die der individuellen Vorbereitung auf die berufliche Praxis dienen. Siehe individuelle Fachbeschreibungen Siehe individuelle Fachbeschreibungen Stand

14 Modul: Entwicklung sicherheitskritischer Systeme AIF620 ECTS-Punkte: 7, Prof. Dr. Dieter Nazareth Im sechsten Studiensemester Programmieren I/II, Modellbasierte Entwicklung I, Datenkommunikation 60 Stunden Präsenzzeit Unterricht 30 Stunden Präsenzzeit im Praktikum 120 Stunden Selbststudium 4 SWS seminaristischer Unterricht und Übungen 2 SWS Praktikum in kleinen Gruppen (14-tägig 4 Stunden) Teilnahmepflicht im Praktikum, im Praktikum, des Praktikums sind Zulassungsvoraussetzung zur Prüfung, mündliche Prüfung von 15 Min. am Semesterende. Die Studierenden sind in der Lage, einfache sicherheitskritische Systeme zu entwerfen und gegen Fehler abzusichern. Insbesondere sind Sie in der Lage, eine Gefahrenanalyse und Risikobestimmung durchzuführen. Sie kennen die wichtigsten konstruktiven und analytischen Maßnahmen, um das durch ein sicherheitskritisches System verursachte Risiko zu mindern. Die Studierenden kennen die Standards IEC62508 und ISO26262 und deren Einfluss auf den Entwicklungsprozess. Einführung der Grundbegriffe (Redundanz, Diversität, Sicherheit, Risiko, Ausfall, sicherer Zustand, Fehler, Software-Qualitätsmerkmale, Zuverlässigkeit, Ausfallrate, Verfügbarkeit) System- und Softwareentwicklung nach IEC und ISO Risikobestimmung, Wahrscheinlichkeitsanalyse, Fehlerbaumanalyse, FMEA, Methoden der Gefahrenanalyse und Risikoreduzierung konstruktiven und analytischen Maßnahmen zu Erhöhung der Funktionalen Sicherheit bei der Entwicklung sicherheitskritischer Software und Systeme Hardware sicherheitskritischer Systeme Selbstüberwachung und Fehlerbehandlung bei sicherheitskritischen Systemen Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit diversitärer Software 1oo2-Systeme, 2oo3-Systeme mit Vermeidung von Common Cause Failure Anwendungsbeispiele H.-L. Ross: Funktionale Sicherheit im Automobil, Hanser Fachbuchverlag, 2014 David L. Smith: Safety Critical Systems Handbook, Elsevier, 2011 V. Gebhardt, G. M. Rieger, J. Mottok, Ch. Gießelbach: Funktionale Sicherheit nach ISO 26262, Dpunkt Verlag, 2013 Stand

15 Modul: Seminar AIF720 ECTS-Punkte: 3 Prof. Dr. Dieter Nazareth Dozenten des Fachbereichs Informatik Im siebten Studiensemester Informatik-Kenntnisse aus den ersten sechs Semestern des -Studiums oder vergleichbare Kenntnisse 30 Stunden Präsenzzeit 60 Stunden Selbststudium Fachliche Präsentationen durch die Studierenden und anschließende Diskussionen Teilnahmepflicht, benotete Präsentationen. Die Studierenden sind in der Lage sich ein komplexes fachliches Thema aus der Literatur selbstständig zu erarbeiten. Sie können das Thema in einem fachlichen Vortrag unter Zuhilfenahme moderner Medien präsentieren und mit einem technisch versierten Publikum eine Diskussion über die Präsentationsinhalte führen. aktuelle Themen der Automobilinformatik aktuelle Themen der Automobilinformatik Stand

16 Modul: -Arbeit AIF790 ECTS-Punkte: 12 Prof. Dr. Dieter Nazareth Dozenten der Hochschule Landshut. Mindestens einer der Prüfer ist einer der hauptamtlichen Professoren der Fakultät Informatik. Die Arbeit kann jederzeit nach Beginn des sechsten Studiensemesters angemeldet werden. Die -Arbeit muss fünf Monate nach der Anmeldung abgegeben werden, sofern die Anmeldung spätestens einen Monat nach Beginn des siebten Studiensemesters erfolgt. Bei späterer Anmeldung verkürzt sich die Bearbeitungsdauer auf drei Monate. Siehe Angebot Erfolgreiche Ableistung der praktischen Zeit im Betrieb (Modul AIF590). 360 Stunden selbstständige Arbeit Selbstständiges Arbeiten schriftliche -Arbeit Die Studierenden können ein etwas größeres, aber zeitlich klar begrenztes, praxisbezogenes Automobilinformatik-Thema eigenständig und wissenschaftlich bearbeiten. Sie sind in der Lage, Problemstellungen und deren Lösungen schriftlich darzustellen und mündlich zu präsentieren. Abhängig vom Thema der Arbeit Abhängig vom Thema der Arbeit Stand