Wahlmodul Angewandte Informatik (STG Jahr 2)

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1 D U A L E H O C H S C H U L E BadenWürttemberg Studienbereich Technik Wahlmodul Angewandte Informatik (STG Jahr 2) (T2INF4901) Studiengang Informatik Formale Angaben zum Modul Studienrichtung Angewandte Informatik Vertiefung Kommunikationsinformatik Modulbezeichnung Sprache Nummer Version Modulverantwortlicher Wahlmodul Angewandte Informatik (STG Jahr 2) Deutsch T2INF Prof. Friedemann Stockmayer Verortung des Moduls im Studienverlauf Semester Voraussetzungen für die Teilnahme Modulart Moduldauer Lokales Vertiefungsmodul 1 Eingesetzte Lehr und Prüfungsformen Lehrformen Lehrmethoden Vorlesung, Vorlesung, Labor, Vorlesung, Übung, Vorlesung, Übung, Labor Laborarbeit, Lehrvortrag, Diskussion, Lehrvortrag, Diskussion, Fallstudien, Lehrvortrag, Diskussion, Gruppenarbeit Prüfungsleistung Klausur Benotung Standardnoten Prüfungsumfang (in min) 120 Workload insgesamt (in h) 222,0 Workload und ECTS davon Präsenzzeit (in h) davon Selbststudium (in h) 144,0 78,0 ECTSPunkte 5 Sachkompetenz Selbstkompetenz Sozialethische Kompetenz Qualifikationsziele und Kompetenzen Im Rahmen eines vorgegebenen Auswahlkataloges besteht die Möglichkeit zur spezifischen Erweiterung oder Vertiefung des Curriculums Kommunikationsinformatik. Seite 1

2 Lehr und Lerneinheiten Programmiertechniken für eingebettete Systeme Lerneinheiten und Inhalte Präsenz,0,0 Selbststudium Definition von eingebetteten Systemen Einführung; Wiederholung in C++ Konzepte zur effizienten Programmierung in C++ Speicherverwaltung und Allokationstechniken Implementierung von Zustandsautomaten Code wartbar schreiben Umgang mit statischer CodeAnalyse In dem praktisch ausgerichteten Teil der Vorlesung geht es um Datenübertragung, das Parsen und das Verarbeiten von Daten. Die Teilnehmenden lösen Aufgaben und diskutieren diese im Anschluss in der Gruppe. Als Werkzeuge dienen Linux mit g++ oder clang. Skriptsprachen Skriptsprachen kommen vor allem für die prototypische Entwicklung in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz (z.b. WebAnwendungen, Tools, Kommunikations und NetzDienste). Im Rahmen dieser Unit wird eine Scriptsprache (z.b. Python) erlernt und praktisch geübt. Funktion einer Scriptsprache: Beziehung Skript Interpreter Umgang mit numerischen Daten, Strings Objekte und Operatoren Charakteristische Datenstrukuren, Dictionaries, Listen, Tupel Funktionen und Module Grafische Benutzerschnittstellen Funktionale Programmierung Programmieren mit Funktionen Rekursive Definitionen Pattern Matching Funktionen als Datenwerte Funktionen höherer Ordnung Die Funktionen map und fold Das Konzept der Monaden Funktionale Auswertungsstrategien: Strikte Auswertung (callbyvalue), nicht strikte Auswertung (callbyname), LazyEvaluation (callbyneed) Überblick über unterschiedliche funktionale Sprache: sml, caml/ocaml, Haskell, Miranda, Lisp/Scheme, LambdaKalkül, Semantic Web Kurze Einfuehrung in Semantische Technologien Die Idee von Linked Data Das Resource Description Framework (RDF): Tripel und URLs RDF Syntax: XML und TTL Die Anfragesprache SPARQL Semantik in RDF: RDF Schema (RDFS) und die Web Ontology Language (OWL) Zusammenarbeit der einzelnen Komponenten: Der Semantic Web Layer Cake Assemblerprogrammierung Prozessorfamilie 8051 Entwicklungsumgebung µvision der Firma Keil in der Demo Version Unbewertete Übungen : z. B. Serielle Schnittstelle, Analog Digital Umsetzer, Bewerteter Programmentwurf : Bearbeitungszeitraum ca. 3 Wochen Thema: wird noch bekanntgegeben C# /.Net 1 Überblick über das.net Framework: Die Entwicklungsumgebung VS2008 / SharpDevelop / Monodevelop,.NET FrameworkTools Grundlagen der CLR: Reference Types vs. Value Types, Boxing und Unboxing, Schnittstellen und Generika, Events und Delegates, Ausnahmebehandlung, Automatische Speicherverwaltung Ein und Ausgabe: StringHandling und RegEx, Zugriff auf das Dateisystem, Streams (FileStream, MemoryStream, CompressionStreams,...) Listen (Queue, Stack, Dictionary,...) Serialisierung Debugging von.netapplikationen: DebuggerKlasse / TraceKlasse, DebuggerAttribute, Breakpoints Oberflächenprogrammierung mit Windows Forms:.Kennenlernen grundlegender UIControls (z.b. Panels, Buttons, TextBox, Labels,...),Dialogfenster (OpenFileDialog, SaveFileDialog, ) MDI vs. SDI, Asynchrones Programmieren mit dem BackgroundWorkerControl, Drag & Drop, Drucken, Lokalisierung / Globalisierung von Anwendungen Ausblick auf.net 3.0/.NET 3.5, Windows Presentation Foundation C++ Seite 2

3 Geschichtliche Einordnung der Sprache C++ Entwicklungsgeschichte Wesentliche Sprachmerkmale Vor und Nachteile der Sprache C++ Unterschiede zur Sprache Java Dateiorganisation in C++, Modulkonzept, Header und Implementierungsfile Hauptprogramm, Programmeintrittspunkt Ein und Ausgabestream, Namespace Übersetzen und Binden Formatierte Ausgabe, Strings aus der Sprache C, ANSI/ISO Klasse string Präprozessor Zeiger, Objektinstanzen Konstruktor/Destruktor void* Zeiger und NULL Zeiger Initialisierungen in C++ Kopieren von Objekten, flache Kopie, tiefe Kopie Copy Konstruktor Überladen des Assignment Operators Symbolische Konstanten Initialisieren von Klassenattributen, konstante Attribute Rein lesende Methoden, const nach Methodensignatur Aufzählungstypen, konstanten Datenstrukturen mit struct Call by value, Call by pointer, Call by reference DefaultParameter Überladen von Operatoren Vererbung, Konstruktoren bei der Vererbung Friend Klasse, Sichtbarkeitsregeln Mehrfachvererbung Zugriffskontrolle bei Vererbung Virtuelle Methoden, Polymorphie Abstrakte Klassen const vor Parametern einer Funktion/Methode const vor dem Rückgabewert einer Funktion/Methode Emotional Computing Linux 1 Grundsätzliches/Einleitung: Geschichte, Was ist eigentliche Linux, Unterschiede Windows/Linux, Lizenzen, Distributionen, Support, Dokumentationskonzepte Installation und erste praktische Erfahrungen: Knoppix, Suse oder eine andere MajorDistribution, KDE und andere Oberflächen Shell/Konsole: Shell und ihre Kommandos, Pipes Benutzer, Dateirechte, Prozesse, Bootprozess von Linux, Runlevels Dateisystem: Dateitypen, Standardfilesystem (FHS), Logdateien Netzwerk: Einleitung/Netzkonfiguration, Eatzgebiete von Linux im Netzwerk, Servertypen (inetd/standalone) ypische Server und wichtige Implementierung (ssh, mail, http, op3, imap, NIS, ldap, X11), Fehlersuche im Netzwerk, pratische Übungen für apache/nfs/samb, Sicherheit im Netzwerk Verschiedenes: vmware und andere OSEmulatoren, Echtzeitlinux, Linux auf embeddeddevices Programmierbare Logik Digitaltechnik:Automaten, Taktsynchrone Logik Bausteine und deren Architektur zur Integration digitaler Systeme Entwurfsschritte: Spezifikation, Kodierung, Simulation, Synthese, Fitting Hardwarebeschreibungssprache VHDL Werkzeuge, Entwicklungsumgebung Vollständiger Entwurf einschließlich Dokumentation Agile Prozesse Das agile Manifest XPProgramming Crystal Clear Test Driven Development Spoken Language Processing Einführung: Sprachverstehen und Spracherzeugung beim Menschen Spracherkennung Sprachkodierung Sprachsynthese Verfahren zur Verbesserung der Sprachqualität Entwurf von Sprachdialogsystemen Sprachübertragung in paketbasierten Netze Grundlagen Maschineller Lernverfahren Einführung in das Maschinelle Lernen Symbolische Lernverfahren Grundlagen Neuronaler Netze Probabilistische Lernmodelle Entwurf und Implementierung ausgewählter Techniken für eine Anwendung Agentenbasierte Systeme Seite 3

4 Grundlagen von Agenten und Agentensystemen Aufbau von Agenten und Agentensystemen Kommunikation in Agentensystemen Cooperatives Problemlösen Grundlagen der Spieltheorie Agenten im Software Engineering Agentenframeworks Ontologien Mobile Agenten (u.a. Internetanwendung, Webcrawler etc.) Einsatzgebiete von Agenten in ecommerce, MenschMaschine Schnittstellen, Virtuellen Umgebungen, Simulation sozialer Strukturen und Information Retrieval Anwendung von Agentensystemen Entwurf und Implementierung interagierender Agenten für praktische Anwendungen unter Nutzung von Agentenframeworks Evolutionary Computing Historie und Grundprinzipien von Evolutionären Algorithmen Grundprinzipien (Mutation, Rekombination, MatingPoolAuswahlverfahren, FitnessFunktion, Generationenmodelle) Anwendung genetischer Algorithmen auf einfache Probleme (Systemidentifikation, Optimierung und Simulation) Anwendung auf komplexe Probleme der Informatik (NP) Entwurf und Implementierung eines Evolutionären Algorithmus zur Lösung einer gegebenen Problemstellung. Analyse und Auswertung der Arbeitsweise Evolutionärer Algorithmen. Ausgewählte Themen der Informatik Es werden ausgewählte Inhalte aus der Informatik, wie z.b. dem Web Enginnerin, Software Engieeing, Compilerbau, etc. vertieft behandelt. Advanced Project Management This Advanced Project Management (APM) Course is a processoriented, practical Project Management course that focuses on the Application of Project Management to a reallife project. APM builds on the Project Management Institute s Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK Guide, 5th Edition) to provide a solid framework and context for managing projects. After successfull completion of the three PMcourses the student will have a solid knowledge of PM tools and techniques such as The triple constraint of project management, The project management knowledge areas and process groups (PMI ), Project Charter, Project Scope Document, Work Breakdown Structure, Project Schedule, Critical Path Analysis, Project Management Plan, Communication Matrix, Status Reports, Change Requests / Change Management, Risk Register, Jour Fixe. Be familiar enough with Microsoft Project to help plan and manage projects Differentiate good and bad project management through sharing his/her own experiences of good and bad project management Be able to apply the knowledge and skills developed in this class to other settings (e.g. workplace) Have tools and techniques ready to lead project teams effectively Be acquainted with tools and techniques to monitor and control the scope and time of a project Have practical experience in a project with a tangible result under reallife conditions, such as limited resources, timepressure, changing scope, conducted in a teamsetting Global (IT) World Global Skills Introduction and Reflection Global (IT) World Working in Diverse Team Intercultural Relations Skills Effective Negotiations Intercultural Conflict Resolution Ziel des Seminars ist es eine globale Perspektive zu entwickeln und den Bezug zur internationalen IT Welt zu verstehen. Dieses Seminar findet in englischer Sprache statt. Grundkenntnisse in Englisch werden vorausgesetzt. Mobile & Web Prototyping Das Ziel dieser Wahlpflichtveranstaltung ist, die notwendigen Programmiersprachen, Technologien und Konzepte zu vermitteln, um in der Lage zu sein sehr schnell Mobile Anwendungen zu entwickeln. Dies umfasst sowohl die eigentliche App als auch den Server mit Datenbank (Backend). Für die Entwicklung der App wird werden Grundlagen der Programmiersprache Swift behandelt, sowie eine Einführung in ios gegeben. Darauf aufbauend wird vorgestellt, wie man mit "Javascript" für mehrere mobile Plattformen entwickeln kann ("Apache Cordova"). Als Vorgehensmodell für das Entwickeln wird ebenfalls die Methodik "Design Thinking" präsentiert. Alle Inhalte werden abschließend als Labor/Projekt in Kombination angewendet und bewertet. Inhalte: Grundlagen Swift Grundlagen ios Grundlagen Javascript Cross Plattform Technologie am Beispiel von Apache Cordova (Phonegap) Grundlagen Node.js Vorgehensweise: Design Thinking Labor/Projekt: Entwicklung einer App (nativ oder cross plattform) mit Node.js Backend Cloud Computing Warum Cloud Computing? Einführung Grundlagen des CloudComputing Architekturen und Anbieter Besonderheiten der Cloud SoftwareTechnologien für die Cloud Strategien für die Migration in die Cloud Realisierung der Cloud (Warehouse Scale Datacenter, WSC) Trends Professional English Communication The course Professional English Communication focuses on different forms of communication in the academic and professional business environment. Communication includes listening, speaking, writing, and presenting in English language. This course will be held mostly in English language, and provides opportunities for experienced English speakers as well as students who want to work on their English skills starting from a basic level. Cross Plattform Web Development 36,0,0 Seite 4

5 Grundlagen Javascript Grundlagen Node.js HTTP Server mit Express JS MongoDB und Mongoose Angular JS Ionic Framework Apache Cordova Websockets und evtl. Wunschthemen Die Inhalte werden stets praktisch angewendet. So wird während der Vorlesung gemeinsam eine beispielhafte Anwendung entwickelt. Matlab/Simulink und Swift 2 für IOS Bedienung von Xcode 7 Einführung Swift 2 Grundlagen iosprogrammierung (AutoLayout, ModelViewController, Protokolle, Delegates, etc.) Einführung Simulink Simulink CodeGenerierung am Beispiel Stateflow und Integration in iosprojekte Minimizing EMF Risk Betrachtungsweise der Physik elektromagnetischer Felder Grundlagen Elektrische Wechselfelder (Niederfrequenz, NF) Magnetische Wechselfelder (NF) Elektromagnetische Wellen (Hochfrequenz, HF) Elektrisches und magnetisches Gleichfeld Darstellung von Feldgrößen in Dezibel Feldmesstechnik aus baubiologischer Sicht Diskussion der verschiedenen Messverfahren für die oben aufgelisteten Feldarten Einführung in die NF und HF Messgeräte sowie in den Spektrumanalysator Messtechnik Labor I: Durchführung von Messungen niederfrequenter elektrischer und magnetischer Felder sowie hochfrequenter elektromagnetischer Felder Einsatz und Übung der Handhabung der NF und HFMessgeräte Durchführung von Messungen an speziell präparierten Messplätzen Messprotokolle als Teil des Leistungsnachweises Maßnahmen zur Feldreduzierung in Gebäuden (speziell Schlafplätzen) Niederfrequente elektrische Wechselfelder (Abschalten, Abkoppeln, Abschirmen) Niederfrequente magnetische Wechselfelder (Netzsysteme, Schirmung, Oberschwingungen) Hochfrequente elektromagnetische Wellen (großflächige Abschirmung, HFStörungen in der Elektroanlage) Büro und Schlafplätze, Elektronik, Beleuchtung Messtechnik Labor II: Durchführung einer Schlafplatzmessung, Analyse des ISTZustands sowie Ableitung und Umsetzung von Maßnahmen zur Feldreduzierung NF und HFMessung eines präparierten Schlafplatzes Ermittlung aller Feldquellen Ableiten von Maßnahmen zur Minimierung der Felder Erstellung eines Messprotokolls als zweiter Teil des Leistungsnachweises Diskussion der Auswirkungen elektromagnetischer Felder auf Mensch und Umwelt aus wissenschaftlicher und medizinischer Sicht Historie der Entwicklung der Grenzwerte zum Schutz von Mensch und Umwelt Vorstellung und Diskussion internationaler wissenschaftlicher Untersuchungen Microservices mit Docker und Node.js: Eine Praktische Einführung Node.js: Einführung in die Programmiersprache, praktische Übungen, warum ideal geeignet für Microservices Microservices: Konzepte, Vorteile, Design Prinzipien, Relation zu SOA Design und Entwicklung einer komplexeren Anwendung bestehend aus mehreren Microservices Docker: Konzepte, praktisches Arbeiten mit Docker, Deployment der Anwendung mit Docker Zusammenfassung, weiterführende Diskussion: DevOps, Management, Monitoring, Sicherheit AppEntwicklung mit Swift Überblick über mobile Betriebssysteme Einführung in die Entwicklungsumgebung Xcode iosentwicklung mit Swift OberflächenEntwicklung mit dem Interface Builder Swift auf anderen Plattforme Internet of Things Einführung in das Thema Internet of Things Anwendungsgebiete Technologien Kommunikationsprotokolle Sensorik und Datenerfassung Plattformen Film and Special Effects Seite 5

6 Die Vorlesung ist unterteilt in einen theoretischen und einen praktischen Teil. Im Theorieteil werden zunächst allgemeine Grundkenntnisse der modernen Filmproduktion vermittelt. Hierbei wird auch eingehend das Thema Postproduction (z.b. cut, color grading, audio, einfache und fortgeschrittene 2D special effects sowie die Arbeit mit diverser Software wie etwa Adobe Premiere pro oder Adobe After Effects, etc.) behandelt. In der Praxisphase wird ein kompletter Kurzfilm incl. diverser einfacher Special Effects produziert. Besonderheiten Besonderheiten und Voraussetzungen Voraussetzungen Seite 6

7 Literatur Learning Python, Mark Lutz, O Reilly oder alternative Literatur, passend zur Sprache Thiemann, Peter, Grundlagen der funktionalen Programmierung, 1994 TeubnerPepper, Peter; Hofstedt, Petra, Funktionale Programmierung Sprachdesign und Programmiertechnik. 2006, Springer, Berlin Smolka, Gert, Programmierung eine Einführung in die Informatik mit Standard ML, 2008, Oldenbourg Simon Peyton Jones [editor], Haskell 98 language and libraries, the revised report, December 2002, Bryan O Sullivan, Donald Bruce Stewart, and John Goerzen, Real World Haskell.O Reilly, 2009 Kofler,M : Linux 2011: Debiam Fedore, opensue, Ubuntu, AddisonWesley, 2010 Kofler, M: Linux Kommandoreferenz, AddisonWesley, 2010 D.J. Barett, Torsten Wilhelm: Lunix kurz und gut, O'Reilly Kent Beck: Extreme Programming Alistair Cockburn: Agile SoftwareEntwicklung für kleine Teams, MitpVerlag 2005 Andrew Hunt, David Thomas: Pragmatisch Programmieren: unittests mit JUnit, Hanser Fachbuchverlag, 2005 Kent Beck: Test Driven Developmentby Example, AddisonWesley, 2002 Frank Westphal: Testfetriebene Entwicklung mit Junit & Fit. Wie software änderbar bleibt, DPunkt verlag, 2005 Fundamentals of Speech Recognition, Lawrence Richard Rabiner, PTR Prentice Hall, 1993, ISBN Statistical Methods for Speech Recognition, Frederick Jelinek A Bradford Book, ISBN: Speech and Audio Signal Processing: Processing and Perception of Speech and Music Ben Gold, Nelson Morgan, Dan Ellis, WileyInterscience; 2 edition (August 23, 2011), ISBN: Speech and Language Processing (2nd Edition) [hardcover] D. Jurafsky, J. Martin, Publisher: Pearson Prentice Hall; 2 edition (May 26, 2008), ISBN10: Toshinori Munakata,"Fundamentals of the new Artificial Intelligence", Springer Verlag, aktuelle Auflage Christoph Beierle,Gabriele KernIsberner, "Methoden Wissensbasierter Systeme Grundlagen Algorithmen Anwendungen", Vieweg Verlag, aktuelle Auflage Rüdiger Brause, "Neuronale Netze", B.G.Teubner Stuttgart, aktuelle Auflage Ethem Alpaydin,"Introduction to Machine Learning", MIT Press, aktuelle Auflage J. Russel, Peter Norvig, "Künstliche Intelligenz Ein moderner Ansatz", Pearson Studium, aktuelle Auflage M.Wouldridge,"An Introduction to Multi Agent Systems", John Wiley & Sons, aktuelle Auflage Toshinori Munakata,"Fundamentals of the new Artificial Intelligence", Springer Verlag, aktuelle Auflage A.E.Eiben, J.E.Smith, "Introduction to Evolutionary Computing", Springer Verlag, aktuelle Auflage aktuelle Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben. Information Technology Project Management Sixth Edition, Schwalbe, Kathy. ISBN13: A guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK Guide) 5th Edition, (This is not the same as earlier editions. Get the FIFTH Edition only!), Project Management Institute, Inc, ISBN 13: The Stanley Foundation. (1996). Educating for the global community: A framework for community colleges The Swift Programming Language Swift Programming Series, Apple Inc. ios Programming (Big Nerd Ranch Guides), Pearson Education (Us); Auflage: 5 Rev ed., ISBN: Swift Programming: The Big Nerd Ranch Guide(Big Nerd Ranch Guides), Pearson Education (Us) ISBN: Matlab Simulink Stateflow, Grundlagen, Toolboxen, Beispiele 8., aktualisierte Auflage De Gruyter Oldenbourg Verlag, München, 2014 ISBN: Formale Angaben zum Modul Studiengang Studienrichtung Vertiefung Informatik Angewandte Informatik Modulbezeichnung Sprache Nummer Version Modulverantwortlicher Wahlmodul Angewandte Informatik (STG Jahr 2) Deutsch T2INF Prof. Friedemann Stockmayer Seite 7

8 Verortung des Moduls im Studienverlauf Semester Voraussetzungen für die Teilnahme Modulart Moduldauer 4. Sem. Lokales Profilmodul 1 Eingesetzte Lehr und Prüfungsformen Lehrformen Lehrmethoden Vorlesung, Vorlesung, Labor, Vorlesung, Übung, Vorlesung, Übung, Labor Laborarbeit, Lehrvortrag, Diskussion, Lehrvortrag, Diskussion, Fallstudien, Lehrvortrag, Diskussion, Gruppenarbeit Prüfungsleistung Klausur Benotung Standardnoten Prüfungsumfang (in min) 120 Workload insgesamt (in h) 222,0 Workload und ECTS davon Präsenzzeit (in h) davon Selbststudium (in h) 144,0 78,0 ECTSPunkte 5 Sachkompetenz Selbstkompetenz Sozialethische Kompetenz Qualifikationsziele und Kompetenzen Im Rahmen eines vorgegebenen Auswahlkataloges besteht die Möglichkeit zur spezifischen Erweiterung oder Vertiefung des Curriculums Kommunikationsinformatik. Seite 8

9 Lehr und Lerneinheiten Programmiertechniken für eingebettete Systeme Lerneinheiten und Inhalte Präsenz,0,0 Selbststudium Definition von eingebetteten Systemen Einführung; Wiederholung in C++ Konzepte zur effizienten Programmierung in C++ Speicherverwaltung und Allokationstechniken Implementierung von Zustandsautomaten Code wartbar schreiben Umgang mit statischer CodeAnalyse In dem praktisch ausgerichteten Teil der Vorlesung geht es um Datenübertragung, das Parsen und das Verarbeiten von Daten. Die Teilnehmenden lösen Aufgaben und diskutieren diese im Anschluss in der Gruppe. Als Werkzeuge dienen Linux mit g++ oder clang. Skriptsprachen Skriptsprachen kommen vor allem für die prototypische Entwicklung in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz (z.b. WebAnwendungen, Tools, Kommunikations und NetzDienste). Im Rahmen dieser Unit wird eine Scriptsprache (z.b. Python) erlernt und praktisch geübt. Funktion einer Scriptsprache: Beziehung Skript Interpreter Umgang mit numerischen Daten, Strings Objekte und Operatoren Charakteristische Datenstrukuren, Dictionaries, Listen, Tupel Funktionen und Module Grafische Benutzerschnittstellen Funktionale Programmierung Programmieren mit Funktionen Rekursive Definitionen Pattern Matching Funktionen als Datenwerte Funktionen höherer Ordnung Die Funktionen map und fold Das Konzept der Monaden Funktionale Auswertungsstrategien: Strikte Auswertung (callbyvalue), nicht strikte Auswertung (callbyname), LazyEvaluation (callbyneed) Überblick über unterschiedliche funktionale Sprache: sml, caml/ocaml, Haskell, Miranda, Lisp/Scheme, LambdaKalkül, Semantic Web Kurze Einfuehrung in Semantische Technologien Die Idee von Linked Data Das Resource Description Framework (RDF): Tripel und URLs RDF Syntax: XML und TTL Die Anfragesprache SPARQL Semantik in RDF: RDF Schema (RDFS) und die Web Ontology Language (OWL) Zusammenarbeit der einzelnen Komponenten: Der Semantic Web Layer Cake Assemblerprogrammierung Prozessorfamilie 8051 Entwicklungsumgebung µvision der Firma Keil in der Demo Version Unbewertete Übungen : z. B. Serielle Schnittstelle, Analog Digital Umsetzer, Bewerteter Programmentwurf : Bearbeitungszeitraum ca. 3 Wochen Thema: wird noch bekanntgegeben C# /.Net 1 Überblick über das.net Framework: Die Entwicklungsumgebung VS2008 / SharpDevelop / Monodevelop,.NET FrameworkTools Grundlagen der CLR: Reference Types vs. Value Types, Boxing und Unboxing, Schnittstellen und Generika, Events und Delegates, Ausnahmebehandlung, Automatische Speicherverwaltung Ein und Ausgabe: StringHandling und RegEx, Zugriff auf das Dateisystem, Streams (FileStream, MemoryStream, CompressionStreams,...) Listen (Queue, Stack, Dictionary,...) Serialisierung Debugging von.netapplikationen: DebuggerKlasse / TraceKlasse, DebuggerAttribute, Breakpoints Oberflächenprogrammierung mit Windows Forms:.Kennenlernen grundlegender UIControls (z.b. Panels, Buttons, TextBox, Labels,...),Dialogfenster (OpenFileDialog, SaveFileDialog, ) MDI vs. SDI, Asynchrones Programmieren mit dem BackgroundWorkerControl, Drag & Drop, Drucken, Lokalisierung / Globalisierung von Anwendungen Ausblick auf.net 3.0/.NET 3.5, Windows Presentation Foundation C++ Seite 9

10 Geschichtliche Einordnung der Sprache C++ Entwicklungsgeschichte Wesentliche Sprachmerkmale Vor und Nachteile der Sprache C++ Unterschiede zur Sprache Java Dateiorganisation in C++, Modulkonzept, Header und Implementierungsfile Hauptprogramm, Programmeintrittspunkt Ein und Ausgabestream, Namespace Übersetzen und Binden Formatierte Ausgabe, Strings aus der Sprache C, ANSI/ISO Klasse string Präprozessor Zeiger, Objektinstanzen Konstruktor/Destruktor void* Zeiger und NULL Zeiger Initialisierungen in C++ Kopieren von Objekten, flache Kopie, tiefe Kopie Copy Konstruktor Überladen des Assignment Operators Symbolische Konstanten Initialisieren von Klassenattributen, konstante Attribute Rein lesende Methoden, const nach Methodensignatur Aufzählungstypen, konstanten Datenstrukturen mit struct Call by value, Call by pointer, Call by reference DefaultParameter Überladen von Operatoren Vererbung, Konstruktoren bei der Vererbung Friend Klasse, Sichtbarkeitsregeln Mehrfachvererbung Zugriffskontrolle bei Vererbung Virtuelle Methoden, Polymorphie Abstrakte Klassen const vor Parametern einer Funktion/Methode const vor dem Rückgabewert einer Funktion/Methode Emotional Computing Linux 1 Grundsätzliches/Einleitung: Geschichte, Was ist eigentliche Linux, Unterschiede Windows/Linux, Lizenzen, Distributionen, Support, Dokumentationskonzepte Installation und erste praktische Erfahrungen: Knoppix, Suse oder eine andere MajorDistribution, KDE und andere Oberflächen Shell/Konsole: Shell und ihre Kommandos, Pipes Benutzer, Dateirechte, Prozesse, Bootprozess von Linux, Runlevels Dateisystem: Dateitypen, Standardfilesystem (FHS), Logdateien Netzwerk: Einleitung/Netzkonfiguration, Eatzgebiete von Linux im Netzwerk, Servertypen (inetd/standalone) ypische Server und wichtige Implementierung (ssh, mail, http, op3, imap, NIS, ldap, X11), Fehlersuche im Netzwerk, pratische Übungen für apache/nfs/samb, Sicherheit im Netzwerk Verschiedenes: vmware und andere OSEmulatoren, Echtzeitlinux, Linux auf embeddeddevices Programmierbare Logik Digitaltechnik:Automaten, Taktsynchrone Logik Bausteine und deren Architektur zur Integration digitaler Systeme Entwurfsschritte: Spezifikation, Kodierung, Simulation, Synthese, Fitting Hardwarebeschreibungssprache VHDL Werkzeuge, Entwicklungsumgebung Vollständiger Entwurf einschließlich Dokumentation Agile Prozesse Das agile Manifest XPProgramming Crystal Clear Test Driven Development Spoken Language Processing Einführung: Sprachverstehen und Spracherzeugung beim Menschen Spracherkennung Sprachkodierung Sprachsynthese Verfahren zur Verbesserung der Sprachqualität Entwurf von Sprachdialogsystemen Sprachübertragung in paketbasierten Netze Grundlagen Maschineller Lernverfahren Einführung in das Maschinelle Lernen Symbolische Lernverfahren Grundlagen Neuronaler Netze Probabilistische Lernmodelle Entwurf und Implementierung ausgewählter Techniken für eine Anwendung Agentenbasierte Systeme Seite 10

11 Grundlagen von Agenten und Agentensystemen Aufbau von Agenten und Agentensystemen Kommunikation in Agentensystemen Cooperatives Problemlösen Grundlagen der Spieltheorie Agenten im Software Engineering Agentenframeworks Ontologien Mobile Agenten (u.a. Internetanwendung, Webcrawler etc.) Einsatzgebiete von Agenten in ecommerce, MenschMaschine Schnittstellen, Virtuellen Umgebungen, Simulation sozialer Strukturen und Information Retrieval Anwendung von Agentensystemen Entwurf und Implementierung interagierender Agenten für praktische Anwendungen unter Nutzung von Agentenframeworks Evolutionary Computing Historie und Grundprinzipien von Evolutionären Algorithmen Grundprinzipien (Mutation, Rekombination, MatingPoolAuswahlverfahren, FitnessFunktion, Generationenmodelle) Anwendung genetischer Algorithmen auf einfache Probleme (Systemidentifikation, Optimierung und Simulation) Anwendung auf komplexe Probleme der Informatik (NP) Entwurf und Implementierung eines Evolutionären Algorithmus zur Lösung einer gegebenen Problemstellung. Analyse und Auswertung der Arbeitsweise Evolutionärer Algorithmen. Ausgewählte Themen der Informatik Es werden ausgewählte Inhalte aus der Informatik, wie z.b. dem Web Enginnerin, Software Engieeing, Compilerbau, etc. vertieft behandelt. Advanced Project Management This Advanced Project Management (APM) Course is a processoriented, practical Project Management course that focuses on the Application of Project Management to a reallife project. APM builds on the Project Management Institute s Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK Guide, 5th Edition) to provide a solid framework and context for managing projects. After successfull completion of the three PMcourses the student will have a solid knowledge of PM tools and techniques such as The triple constraint of project management, The project management knowledge areas and process groups (PMI ), Project Charter, Project Scope Document, Work Breakdown Structure, Project Schedule, Critical Path Analysis, Project Management Plan, Communication Matrix, Status Reports, Change Requests / Change Management, Risk Register, Jour Fixe. Be familiar enough with Microsoft Project to help plan and manage projects Differentiate good and bad project management through sharing his/her own experiences of good and bad project management Be able to apply the knowledge and skills developed in this class to other settings (e.g. workplace) Have tools and techniques ready to lead project teams effectively Be acquainted with tools and techniques to monitor and control the scope and time of a project Have practical experience in a project with a tangible result under reallife conditions, such as limited resources, timepressure, changing scope, conducted in a teamsetting Global (IT) World Global Skills Introduction and Reflection Global (IT) World Working in Diverse Team Intercultural Relations Skills Effective Negotiations Intercultural Conflict Resolution Ziel des Seminars ist es eine globale Perspektive zu entwickeln und den Bezug zur internationalen IT Welt zu verstehen. Dieses Seminar findet in englischer Sprache statt. Grundkenntnisse in Englisch werden vorausgesetzt. Mobile & Web Prototyping Das Ziel dieser Wahlpflichtveranstaltung ist, die notwendigen Programmiersprachen, Technologien und Konzepte zu vermitteln, um in der Lage zu sein sehr schnell Mobile Anwendungen zu entwickeln. Dies umfasst sowohl die eigentliche App als auch den Server mit Datenbank (Backend). Für die Entwicklung der App wird werden Grundlagen der Programmiersprache Swift behandelt, sowie eine Einführung in ios gegeben. Darauf aufbauend wird vorgestellt, wie man mit "Javascript" für mehrere mobile Plattformen entwickeln kann ("Apache Cordova"). Als Vorgehensmodell für das Entwickeln wird ebenfalls die Methodik "Design Thinking" präsentiert. Alle Inhalte werden abschließend als Labor/Projekt in Kombination angewendet und bewertet. Inhalte: Grundlagen Swift Grundlagen ios Grundlagen Javascript Cross Plattform Technologie am Beispiel von Apache Cordova (Phonegap) Grundlagen Node.js Vorgehensweise: Design Thinking Labor/Projekt: Entwicklung einer App (nativ oder cross plattform) mit Node.js Backend Cloud Computing Warum Cloud Computing? Einführung Grundlagen des CloudComputing Architekturen und Anbieter Besonderheiten der Cloud SoftwareTechnologien für die Cloud Strategien für die Migration in die Cloud Realisierung der Cloud (Warehouse Scale Datacenter, WSC) Trends Professional English Communication The course Professional English Communication focuses on different forms of communication in the academic and professional business environment. Communication includes listening, speaking, writing, and presenting in English language. This course will be held mostly in English language, and provides opportunities for experienced English speakers as well as students who want to work on their English skills starting from a basic level. Cross Plattform Web Development 36,0,0 Seite 11

12 Grundlagen Javascript Grundlagen Node.js HTTP Server mit Express JS MongoDB und Mongoose Angular JS Ionic Framework Apache Cordova Websockets und evtl. Wunschthemen Die Inhalte werden stets praktisch angewendet. So wird während der Vorlesung gemeinsam eine beispielhafte Anwendung entwickelt. Matlab/Simulink und Swift 2 für IOS Bedienung von Xcode 7 Einführung Swift 2 Grundlagen iosprogrammierung (AutoLayout, ModelViewController, Protokolle, Delegates, etc.) Einführung Simulink Simulink CodeGenerierung am Beispiel Stateflow und Integration in iosprojekte Minimizing EMF Risk Betrachtungsweise der Physik elektromagnetischer Felder Grundlagen Elektrische Wechselfelder (Niederfrequenz, NF) Magnetische Wechselfelder (NF) Elektromagnetische Wellen (Hochfrequenz, HF) Elektrisches und magnetisches Gleichfeld Darstellung von Feldgrößen in Dezibel Feldmesstechnik aus baubiologischer Sicht Diskussion der verschiedenen Messverfahren für die oben aufgelisteten Feldarten Einführung in die NF und HF Messgeräte sowie in den Spektrumanalysator Messtechnik Labor I: Durchführung von Messungen niederfrequenter elektrischer und magnetischer Felder sowie hochfrequenter elektromagnetischer Felder Einsatz und Übung der Handhabung der NF und HFMessgeräte Durchführung von Messungen an speziell präparierten Messplätzen Messprotokolle als Teil des Leistungsnachweises Maßnahmen zur Feldreduzierung in Gebäuden (speziell Schlafplätzen) Niederfrequente elektrische Wechselfelder (Abschalten, Abkoppeln, Abschirmen) Niederfrequente magnetische Wechselfelder (Netzsysteme, Schirmung, Oberschwingungen) Hochfrequente elektromagnetische Wellen (großflächige Abschirmung, HFStörungen in der Elektroanlage) Büro und Schlafplätze, Elektronik, Beleuchtung Messtechnik Labor II: Durchführung einer Schlafplatzmessung, Analyse des ISTZustands sowie Ableitung und Umsetzung von Maßnahmen zur Feldreduzierung NF und HFMessung eines präparierten Schlafplatzes Ermittlung aller Feldquellen Ableiten von Maßnahmen zur Minimierung der Felder Erstellung eines Messprotokolls als zweiter Teil des Leistungsnachweises Diskussion der Auswirkungen elektromagnetischer Felder auf Mensch und Umwelt aus wissenschaftlicher und medizinischer Sicht Historie der Entwicklung der Grenzwerte zum Schutz von Mensch und Umwelt Vorstellung und Diskussion internationaler wissenschaftlicher Untersuchungen Microservices mit Docker und Node.js: Eine Praktische Einführung Node.js: Einführung in die Programmiersprache, praktische Übungen, warum ideal geeignet für Microservices Microservices: Konzepte, Vorteile, Design Prinzipien, Relation zu SOA Design und Entwicklung einer komplexeren Anwendung bestehend aus mehreren Microservices Docker: Konzepte, praktisches Arbeiten mit Docker, Deployment der Anwendung mit Docker Zusammenfassung, weiterführende Diskussion: DevOps, Management, Monitoring, Sicherheit AppEntwicklung mit Swift Überblick über mobile Betriebssysteme Einführung in die Entwicklungsumgebung Xcode iosentwicklung mit Swift OberflächenEntwicklung mit dem Interface Builder Swift auf anderen Plattforme Internet of Things Einführung in das Thema Internet of Things Anwendungsgebiete Technologien Kommunikationsprotokolle Sensorik und Datenerfassung Plattformen Film and Special Effects Seite 12

13 Die Vorlesung ist unterteilt in einen theoretischen und einen praktischen Teil. Im Theorieteil werden zunächst allgemeine Grundkenntnisse der modernen Filmproduktion vermittelt. Hierbei wird auch eingehend das Thema Postproduction (z.b. cut, color grading, audio, einfache und fortgeschrittene 2D special effects sowie die Arbeit mit diverser Software wie etwa Adobe Premiere pro oder Adobe After Effects, etc.) behandelt. In der Praxisphase wird ein kompletter Kurzfilm incl. diverser einfacher Special Effects produziert. Besonderheiten Besonderheiten und Voraussetzungen Voraussetzungen Seite 13

14 Literatur Learning Python, Mark Lutz, O Reilly oder alternative Literatur, passend zur Sprache Thiemann, Peter, Grundlagen der funktionalen Programmierung, 1994 TeubnerPepper, Peter; Hofstedt, Petra, Funktionale Programmierung Sprachdesign und Programmiertechnik. 2006, Springer, Berlin Smolka, Gert, Programmierung eine Einführung in die Informatik mit Standard ML, 2008, Oldenbourg Simon Peyton Jones [editor], Haskell 98 language and libraries, the revised report, December 2002, Bryan O Sullivan, Donald Bruce Stewart, and John Goerzen, Real World Haskell.O Reilly, 2009 Kofler,M : Linux 2011: Debiam Fedore, opensue, Ubuntu, AddisonWesley, 2010 Kofler, M: Linux Kommandoreferenz, AddisonWesley, 2010 D.J. Barett, Torsten Wilhelm: Lunix kurz und gut, O'Reilly Kent Beck: Extreme Programming Alistair Cockburn: Agile SoftwareEntwicklung für kleine Teams, MitpVerlag 2005 Andrew Hunt, David Thomas: Pragmatisch Programmieren: unittests mit JUnit, Hanser Fachbuchverlag, 2005 Kent Beck: Test Driven Developmentby Example, AddisonWesley, 2002 Frank Westphal: Testfetriebene Entwicklung mit Junit & Fit. Wie software änderbar bleibt, DPunkt verlag, 2005 Fundamentals of Speech Recognition, Lawrence Richard Rabiner, PTR Prentice Hall, 1993, ISBN Statistical Methods for Speech Recognition, Frederick Jelinek A Bradford Book, ISBN: Speech and Audio Signal Processing: Processing and Perception of Speech and Music Ben Gold, Nelson Morgan, Dan Ellis, WileyInterscience; 2 edition (August 23, 2011), ISBN: Speech and Language Processing (2nd Edition) [hardcover] D. Jurafsky, J. Martin, Publisher: Pearson Prentice Hall; 2 edition (May 26, 2008), ISBN10: Toshinori Munakata,"Fundamentals of the new Artificial Intelligence", Springer Verlag, aktuelle Auflage Christoph Beierle,Gabriele KernIsberner, "Methoden Wissensbasierter Systeme Grundlagen Algorithmen Anwendungen", Vieweg Verlag, aktuelle Auflage Rüdiger Brause, "Neuronale Netze", B.G.Teubner Stuttgart, aktuelle Auflage Ethem Alpaydin,"Introduction to Machine Learning", MIT Press, aktuelle Auflage J. Russel, Peter Norvig, "Künstliche Intelligenz Ein moderner Ansatz", Pearson Studium, aktuelle Auflage M.Wouldridge,"An Introduction to Multi Agent Systems", John Wiley & Sons, aktuelle Auflage Toshinori Munakata,"Fundamentals of the new Artificial Intelligence", Springer Verlag, aktuelle Auflage A.E.Eiben, J.E.Smith, "Introduction to Evolutionary Computing", Springer Verlag, aktuelle Auflage aktuelle Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben. Information Technology Project Management Sixth Edition, Schwalbe, Kathy. ISBN13: A guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK Guide) 5th Edition, (This is not the same as earlier editions. Get the FIFTH Edition only!), Project Management Institute, Inc, ISBN 13: The Stanley Foundation. (1996). Educating for the global community: A framework for community colleges The Swift Programming Language Swift Programming Series, Apple Inc. ios Programming (Big Nerd Ranch Guides), Pearson Education (Us); Auflage: 5 Rev ed., ISBN: Swift Programming: The Big Nerd Ranch Guide(Big Nerd Ranch Guides), Pearson Education (Us) ISBN: Matlab Simulink Stateflow, Grundlagen, Toolboxen, Beispiele 8., aktualisierte Auflage De Gruyter Oldenbourg Verlag, München, 2014 ISBN: Seite 14