Modulhandbuch Master Research in Computer & Systems Engineering

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1 Modulhandbuch Master Research in Computer & ystems Engineering tudienordnungsversion: 2016 gültig für das Wintersemester 2016/17 Erstellt am: 01. November 2016 aus der O Datenbank der TU Ilmenau Herausgeber: Der Rektor der Technischen Universität Ilmenau URN: urn:nbn:de:gbv:ilm1-mhb-5039

2 sverzeichnis Name des Moduls/Fachs 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Abschluss L Fachnr. Basic tudies RCE F 25 Algorithms L 30min Control Engineering L 30min Information ystems L 30min oftware & ystems Engineering L Advanced Mobile Communication Networks L Advanced tudies RCE F 20 Advanced Database ystems L Cellular Communication ystems L Complex Embedded ystems L ystem Identification L 30min ystems Optimization L 30min ystems ecurity L 20min Lab Training RCE MO 5 Lab Training RCE L Individual tudies MO 30 Research eminar RCE L Group tudies RCE L Research roject RCE L Internship MO 15 Internship L oft kills RCE MO 10 Research kills L Allgemeinsprache DaF MO Masterarbeit RCE F 30 Kolloquium zur Master-Arbeit L 30min MaA wissenschaftliche Arbeit MA

3 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Algorithms Basic tudies RCE Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: english rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Martin Dietzfelbinger W nach orkenntnisse Basic Data tructures, Calculus, Discrete tructures flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: The students know the basic principles of the design and the analysis of algorithms: correctness and running time. They know the o notation and their use for analyzing running times. They know basic number theoretical algorithms (addition, multiplication, division, modular multiplication, modular exponentiation, greatest common divisor), they know basic primality tests and the RA scheme. The students know the divide-and-conquer paradigm with the master theorem (and its proof) and the most important examples like Karatsuba s algorithm, trassen s algorithm, Mergesort, Quicksort, and the Fast Fourier Transform. They know basic techniques for orienting oneself in graphs and digraphs: BF, DF, Kosaraju s algorithm for strongly connected components. They know Dijkstra s algorithm for calculating shortest paths in graphs, and the data type priority queue with its most important implementation techniques binary heap and d-ary heap. Out of the family of greedy algorithms they know Kruskal s algorithm and rim s algorithm for the problem of a mimimum spanning tree, including the correctness proof and the runtime analysis including the use of the union find data structure. As another greedy algorithm they know Huffman s algorithm for an optimal binary code. In the context of the dynamic programming paradigm the students know the principal approach as well as the specific algorithms for Edit distance, all-pairs shortest paths (Floyd-Warshall), single-source shortest paths with edge lengths (Bellman-Ford), knapsack problems and matrix chain multiplication. They know the basic definitions and facts from N-completeness theory, in particular the implications one gets (if <> N) from the fact that a search problem is N-complete as well as central examples of Ncomplete problems. Methodenkompetenz: The students can formulate the relevant problems and can describe the algorithms that solve the problems. They are able to carry out the algorithms for example inputs, to prove correctness and analyze the running time. They are able to apply algorithm paradigms to create algorithms in situations similar to those treated in the course. They can explain the significance of the concept of N-completeness and identify some selected N-complete problems. Fibonacci numbers and their algorithms, Big-O notation, multiplication, division, modular addition and multiplication, fast exponentiation, 8extended) Euclidean algorithm, primality testing by Fermat s test (with proof) and by Miller-Rabin (without proof), generating primes, cryptography and the RA system (with correctness proof and runtime analysis). The divide-andconquer scheme, Karatsuba multiplication, the master theorem (with proof), Mergesort, Quicksort, polynomial multiplication and Fast Fourier Transform. Graph representation. Exploring graphs and digraphs by BF and (detailed) DF. Acyclicity test (with proof), topological ordering. trongly connected components by Kosaraju s algorithm (with proof). hortest paths by Dijkstra s algorithm (with proof), priority queues as auxiliary data structure. The greedy paradigm. Minimum spanning trees by Kruskal s algorithm (with union-find data structure) and the rim/jarnik algorithm (with correctness proof). Huffman encoding, with priority queue, correctness proof. The dynamic programming paradigm. Examples: edit distance, chain matrix multiplication, knapsack with and without repetition, shortest paths (Floyd-Warshall and Bellman-Ford). olynomial search problems, class N, N-complete problems. ignificance of the notion. Central examples: atisfiability, Clique, vertex cover, traveling salesperson, graph coloring eite 3 von 35

4 Blackboard, slide projection, exercise sheets, Moodle platform for communication. -. Dasgupta, C. H. apadimitriou, U.. azirani, Algorithms, McGraw Hill, 2006 (rime textbook) - T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, C. tein, Introduction to Algorithms, econd Edition, MIT ress edgewick, Algorithms, Addison Wesley (Any edition will do, with or without specific programming language.) verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 4 von 35

5 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Basic tudies RCE Control Engineering Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Englisch Fachverantwortlich: rof. Dr. u Li W nach Die tudierenden können rüfungsnummer: Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F die Grundlagen, roblemstellungen und Methoden der Regelungs- und ystemtechnik/technische Kybernetik klassifizieren, ystembeschreibungen ableiten, Methoden zur ystemanalyse anwenden, die tabilität sowie einschleifige Regelkreise für industrielle rozesse analysieren. orkenntnisse Grundlagen der Mathematik, hysik, Elektrotechnik, Maschinenbau Modeling of linear processes: Modeling with differential equations Linearization of nonlinear systems tate space model Laplace transformation: Laplace transformation of typical functions roperties of Laplace transformation Transfer function Analysis of control systems in time domain: Dynamics of different plants Responses due to typical input signals Functions of typical controller tability analysis räsentation, orlesungsskript, Tafelanschrieb flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: eite 5 von 35

6 R. C. Dorf, R. H. Bishop. Modern Control ystems. earson K. Ogata. Modern control engineering. earson Mündliche rüfung, 30 min. verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 6 von 35

7 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Basic tudies RCE Information ystems Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 W nach 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Nach dem Besuch dieser eranstaltung verstehen die tudierenden die Grundprinzipien von Datenbanksystemen. ie kennen die chritte des Entwurfs von Datenbanken und können die relationale Entwurfstheorie beschreiben. Weiterhin können sie deklarative Anfragen in QL formulieren sowie Integritätsbedingungen definieren. Die tudierenden kennen die Aufgaben und rinzipien der einzelnen DBM-Komponenten sowie deren Zusammenwirken. ie können verschiedene Techniken zur peicherung und erwaltung großer Datenbestände sowie zur erarbeitung von Anfragen erklären. Die tudierenden sind in der Lage, gegebene praktische roblemstellungen zu analysieren, im ER-Modell zu modellieren und in einer relationalen Datenbank abzubilden sowie die Relationenalgebra und QL zur Anfrageformulierung zu nutzen. ie können die verschiedenen Techniken zur Datenverwaltung, Anfrage- und Transaktionsverarbeitung hinsichtlich ihrer orund Nachteile für verschiedene Einsatzzwecke bewerten. orkenntnisse keine Introduction; Conceptual Modeling: Entity-Relationship Model, Mapping ER chemas to Relations; Relational Database Theory: Functional Dependencies, Normal Forms, Relational Model and Relational Algebra; QL and Database rogramming; torage and File tructures: Indexing, B-Trees; Query rocessing: Query Operators, Query Optimization; Transaction rocessing & Recovery, erializability, Locking, Locking, Recovery trategies orlesung mit räsentation und Tafel, Handouts, Moodle Garcia-Molina, Ullman, Widom: Database ystems The Complete Book, earson/rentice Hall, 2009 mündliche rüfung (30 min) im rüfungszeitraum verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2254 eite 7 von 35

8 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Basic tudies RCE oftware & ystems Engineering Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Armin Zimmermann W nach flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden verstehen fortgeschrittene robleme und Lösungsansätze für den Entwurf komplexer oftwaresysteme und ihrer technischen Anwendungen. ie kennen gängige funktionale und nichtfunktionale Anforderungen an oftwaresysteme und sind in der Lage, aus ihnen Entwurfsentscheidungen abzuleiten. Methodenkompetenz: Die tudierenden sind fähig, geeignete Entwurfs-, Modellierungs- und Bewertungsverfahren für komplexe oftaresysteme auszuwählen und auf konkrete roblemstellungen anzuwenden. ozialkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, selbständig größere thematische zusammenhängende abschnitte zu den Themen der eranstaltung durchzuarbeiten und zu erschließen. ie können aus der orträge zu ergänzenden Themen halten orkenntnisse Bachelor in Computer cience, Computer Engineering or equivalent Introduction to advanced topics in oftware Engineering and ystems Engineering Introduction and Overview of Topics ystems Engineering elected Topics in oftware Engineering elected Topics in Model-Based ystems Engineering (erformance Evaluation) resentation slides, literature ommerville: oftware Engineering (9th revised edition. International ersion) M. Ajmone Marsan, G. Balbo, G. Conte,. Donatelli and G. Franceschinis: Modelling with Generalized tochastic etri Nets (Wiley 1995) INCOE ystems Engineering Handbook, 2000 Blanchard, Fabrycky: ystems Engineering and Analysis (rentice Hall 2006) Cassandras/Lafortune: Introduction to Discrete Event ystems eite 8 von 35

9 uccessful completution and grading is based on - 80% oral exam (25 min) - 20 % work in the seminar verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 9 von 35

10 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Basic tudies RCE Advanced Mobile Communication Networks Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel W nach orkenntnisse Bachelor degree, basics of communication networks flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F The course introduces students in advanced topics in mobile data communication. It enables students to understand the research issues from a protocol- and system point of view, resulting from the mobility and the wireless transmission Introduction Medium Access chemes Mobility Management TC/I elf-organization IEEE Quality of ervice Ad Hoc Networks Cognitive Radio Networks Overview on cellular systems resentations see webpage The course consists of two parts: In the first part of the semester, lectures on the material are given. In the second part, individual studies (semester-long research projects that include a term paper and a presentation) help to improve understanding of the material. Grading scheme: 40% term paper plus presentation, 60% oral exam (20 min, registration at IC office in Z1031). eite 10 von 35

11 Binding registration for the exam (using Thoska or the registration form provided by the examination office IA) is required at the beginning of each semester (check the registration time window which is defined each semester) in order to participate in individual studies projects and the oral exam. As your course grade is a result of the individual studies and the oral exam, only formally registered students are eligible for participation in the individual studies and may receive credits for it. verwendet in folgenden tudiengängen Master Ingenieurinformatik 2014 Master Communications and ignal rocessing 2013 Master Ingenieurinformatik 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Master Informatik 2013 eite 11 von 35

12 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Advanced tudies RCE Advanced Database ystems Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 W nach 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F tudierende, die diese eranstaltung besucht haben, verstehen fortgeschrittene Aspekte von Datenbanksystemen wie die erwaltung raumbezogener Daten, Web-scale Data Management sowie Data Warehousing und Data Mining. ie können Techniken zur Modellierung aber auch zu Implementierung von roblemstellungen aus diesen Domänen erklären und bewerten. Die tudierenden sind in der Lage, Datenmanagementlösungen für konkrete Aufgaben aus diesen Bereichen anzuwenden und entwickeln. orkenntnisse L Information ystems patial Data Management: patial concepts and representation of spatial objects, patial access methods, Query processing; Web-cale Data Management: irtualization & Multi-Tenancy, Consistency models, Qo, data partitioning, replication, DHTs, MapReduce; Data Warehousing and Data Mining: Data warehouse architecture, multidimensional data modeling, Query processing in data warehouses: QL & MDX; Data Mining orlesung mit räsentation und Tafel, Handouts, Moodle Garcia-Molina, Ullman, Widom: Database ystems The Complete Book, earson/rentice Hall, 2009 Rigaux, choll, oisard: patial Databases with Applications to GI,Morgan Kaufman, hekhar, Chawla: patial Databases A Tour, rentice Hall, Kumar, teinbach, Tan: Introduction to Data Mining, Addison Wesley, Lehner, attler: Web-cale Data Management for the Cloud, pringer, mündliche rüfung (30 min) im rüfungszeitraum verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2254 eite 12 von 35

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14 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Advanced tudies RCE Cellular Communication ystems Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 3.0 W nach 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F The course introduces students into the functionalities of cellular communication systems, esp. GM/GR/EDGE, UMT/HA, LTE/AE. It enables students to unterstand network and protocol aspects of these system as well as aspects related to their deployment and management. Main topics are the network architechture, network elements, protocols, and services of these systems. The course allows students to understand main functions as mobility management, radio resource allocation, session management and Qo, as well as authentification, authorisation and network management. orkenntnisse Communication protocols and networks, basics of mobile communication networks - Review of mobile communication basics - Overview on GM and GR - UMT architecture (mobility management, connection and session management, wideband CDMA, management of radio resources - UMT radio access network - High-peed acket Access (HA) - Long-Term Evolution (LTE) - ystem Architecture Evolution (AE) - elf-organization in LTE resentations with beamer, presentation slides - Kaaranen, Ahtiainen, Laitinen, Naghian, Niemi. UMT Networks Architecture, Mobility and ervices. Wiley, Holma, Toskala. WCDMA for UMT. revised edition, Wiley, Dahlmann, arkvall, köld. 4G: LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband, A, tefania esia, Issam Toufik, Matthew Baker. LTE - The UMT Long Term Evolution: From Theory to ractice flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2235 The course consists of two parts: In the first part of the semester, lectures on the material are given. In the second part, individual studies (semester-long research projects that include a term paper and a presentation) help to improve eite 14 von 35

15 understanding of the material. Grading scheme: 40% term paper plus presentation, 60% oral exam (20 min, registration at IC office in Z1031). Binding registration for the exam (using Thoska or the registration form provided by the examination office IA) is required at the beginning of each semester (check the registration time window which is defined each semester) in order to participate in individual studies projects and the oral exam. As your course grade is a result of the individual studies and the oral exam, only formally registered students are eligible for participation in the individual studies and may receive credits for it. verwendet in folgenden tudiengängen Master Ingenieurinformatik 2014 Master Ingenieurinformatik 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Master Informatik 2013 Master Communications and ignal rocessing 2013 eite 15 von 35

16 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Advanced tudies RCE Complex Embedded ystems Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Armin Zimmermann W nach flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden verstehen detailliert Aufbau und Funktionsweise von komplexen eingebetteten Rechnersystemen. Die tudenten verstehen die in eingebetteten ystemen zu beachtenden Echtzeit-, Kommunikations- und softwaretechnischen Aspekte. Die tudierenden sind fähig, icherheit, Zuverlässigkeit und Leistungsverbrauch beim Entwurf zu berücksichtigen. Die tudenten haben Kenntnisse in der Entwurfsdomäne Automotive. Methodenkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, Methoden des ystementwurfs, des modellbasierten Entwurfs und des Hardware-oftware- Codesigns auf konkrete roblemstellungen anzuwenden. Die tudierenden sind in der Lage, verschiedene Methoden für unterschiedliche Anwendungsgebiete zu bewerten. ystemkompetenz: Die tudierenden entwerfen und validieren auszugsweise komplexe eingebettete Rechnersysteme für konkrete Einsatzszenarien. ozialkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, praktische roblemstellungen des Entwurfs in der Gruppe zu lösen orkenntnisse Finished 1st semester courses of RCE 1. Introduction, Motivation 2. Aspects of ystem Design 3. Model-Based Design 4. Real-Time ystems 5. cheduling 6. afety and Reliability 7. oftware Design for Embedded ystems 8. Hardware-oftware-Codesign 9. Computer Architecture of Embedded ystems 10. Communication ystems 11. Energy Consumption 12. Automotive Embedded ystems lides Are publicized on the web site and in the lecture rimär: Eigenes Material (Online und Copyshop) ekundär: Empfehlungen in der orlesung Allgemein: Webseite (dort auch gelegentlich aktualisierte hinweise und Online-Quellen). Wayne Wolf: Computers as Components (Kaufmann 2001) eite 16 von 35

17 Alan Burns and Andy Wellings: Real-time systems and programming languages (Addison-Wesley 2001) Jane Liu: Real-Time ystems (also online) Jim E. Cooling: oftware engineering for real-time systems (Addison-Wesley 2001) uccessful completuion and grading is based on - 70% written exam (90 min) - 30 % individual talks by students verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 17 von 35

18 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Advanced tudies RCE ystem Identification Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: English rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Christoph Ament W nach orkenntnisse Lecture Control Engineering flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F The students are able to model selected technical systems as well as signals and create a model suited for analyses, simulation and control unit design. They make experiences with both theoretical and experimental modelling principles and parameter identification, in offline and online mode. They understand the methods and algorithms for analyses and identification of dynamic systems and are able to review, select and adapt them to a precise problem. If someone wants to evaluate the behavior of a technical system before it is build up, or to design a suitable controller, he is in need of a model that is a mathematical description of the system. The process of modelling is often very extensive in practice. In this lecture, the systematical procedure and methods for efficient modelling are developed. It is differentiated between theoretical and experimental modelling. After the introduction (chapter 1) the principles of theoretical modelling (chapter 2) are introduced, based on different physical domains like e.g. electronics. These are linked by modelling analogies and displaying in block diagrams. In the area of experimental modelling, general model approaches are introduced (chapter 3) before the development of static identification principles for model parameters based on measurement data (chapter 4) and adequate proceedings for model validation (chapter 5) are presented. With the focus remaining on experimental modelling, the methods are expanded to include the modelling of signals (chapter 6) and of the dynamic behavior of technical systems, both for time discrete (chapter 8) and continuous ones (chapter 7). For the latter, three different classes of input signals are discussed (deterministic non-periodic, periodic, and stochastic). In the final part, the focus is set on online methods for parameter identification which allow for the estimation of both parameters and system states during the runtime of the system (chapter 9). As a powerful tool, the Kalman-filter is introduced and adapted to concrete problems (chapter 10). The lecture is structured as follows: 1 Introduction 2 hysical model approaches: White box models 3 General model approaches: Black box models 4 arameter identification 5 Model verification 6 Identification of signal models 7 Identification of continuous-time systems 8 Identification of discrete-time systems 2211 eite 18 von 35

19 9 Recursive parameter estimation 10 Kalman filtering During lectures, the concepts are developed at the blackboard. Also, a presenter is used to show relevant parts of the script, and to demonstrate numerical simulations. The script is available at the copy shop and can also be downloaded. The website of the lecture features current information and tasks for the tutorials. D. imon: Optimal tate Estimation: Kalman, H Infinity, and Nonlinear Approaches, John Wiley & ons, 2006 R. Isermann, M. Münchhof: Identification of Dynamic ystems - An Introduction with Applications, pringer, 2011 L. Ljung: ystem Identification, Theory for the user, rentice Hall, 1999 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 19 von 35

20 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Advanced tudies RCE ystems Optimization Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Englisch Fachverantwortlich: rof. Dr. u Li W nach Die tudierenden können orkenntnisse flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Optimierung des Designs und des Betriebs industrieller rozesse Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Grundlagen der Mathematik, hysik, Elektrotechnik; Control Engineering Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 die Grundlagen, roblemstellungen und Methoden der statischen und dynamischen rozessoptimierung klassifizieren, Methoden und Werkzeuge anwenden, unterschiedliche roblemstellungen und mathematische Herleitungen analysieren und generieren optimale arameter und teuerungen berechnen sowie Anwendungsfälle für industrielle rozesse analysieren, entwickeln und bewerten. Lineare und Nichtlineare rogrammierung Mixed-Integer Optimierung Anwendung von Optimierwerkzeugen (GAM) am Rechner raktische Anwendungsbeispiele Lineare rogrammierung: Theorie der linearen rogrammierung, Freiheitsgrad, zulässiger Bereich, graphische Darstellung/Lösung, implexmethode, Dualität, Mischungsproblem, optimale roduktionsplanung. Nichtlineare Optimierung: Konvexitätsanalyse, robleme ohne und mit Nebenbedingungen, Optimalitätsbedingungen, Methode des goldenen chnitts, das Gradienten-, Newton-, Quasi-Newton-erfahren, robleme mit Nebenbedingungen, Kuhn-Tucker-Bedingungen, Q- erfahren (equentiell Quadratische rogrammierung), Active-et-Methode, Approximation der Hesse-Matrix, Anwendung in der optimalen Auslegung industrieller rozesse. Mixed-Integer Nichtlineare rogrammierung (MINL): Mixed-Integer Lineare und Nichtlineare rogrammierung (MIL, MINL), Branch-and-Bound-Methode, Master-roblem, Optimierungssoftware GAM, Anwendung im Design industrieller rozesse. Indirekte erfahren 2212 eite 20 von 35

21 ariationsverfahren, Optimalitätsbedingungen Maximum-rinzip Dynamische rogrammierung Riccati-Optimal-Regler Direkte erfahren Methoden zur Diskretisierung, Orthogonale Kollokation Lösung mit nichtlinearen rogrammierungsverfahren imultane und equentielle erfahren Anwendungsbeispiele räsentation, orlesungsskript, Tafelanschrieb U. Hoffmann, H. Hofmann: Einführung in die Optimierung, erlag Chemie, Weinheim, 1982 T. F. Edgar, D. M. Himmelblau: Optimization of Chemical rocesses, McGraw-Hill, New York, 1989 Teo, K. L., Goh, C. J., Wong, K. H: A Unified Computational Approach to Optimal Control roblems. John Wiley & ons, New York, 1991 C. A. Floudas: Nonlinear and Mixed-Integer Optimization, Oxford University ress, 1995 L. T. Biegler, I. E. Grossmann, A. W. Westerberg: ystematic Methods of Chemical rocess Design. rentice Hall, New Jersey, 1997 M. apageorgiou: Optimierung, Oldenbourg erlag, München, 2006 J. Nocedal,. J. Wright: Numerical Optimization, pringer-erlag, 1999 D. G. Luenberger. Introduction to Dynamic ystems. Wiley A. C. Chiang. Elements of Dynamic Optimization. McGraw-Hill D.. Bertsekas. Dynamic rogramming and tochastic Control. Academic ress R. F. tengel. Optimal Control and Estimation. Dover ublications J. Macki. Introduction to Optimal Control Theory. pringer D. G. Hull. Optimal Control Theory for Applications. pringer Mündliche rüfung, 30 min. verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 21 von 35

22 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Advanced tudies RCE ystems ecurity Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 20 min prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Winfried Kühnhauser Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 3.0 W nach 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden erwerben fortgeschrittene Kenntnisse über Design und Implementierung verteilter ysteme, wobei die chwerpunkte auf verteilten Algorithmen und ystemsicherheit liegen. ie werden hierdurch in die Lage versetzt, verteilte ysteme für komplexe Anwendungsszenarien zu konzipieren und entwickeln. Methodenkompetenz: Die tudierenden verfügen über das Wissen, Entwurfs- und Analysemethoden anzuwenden, mit denen grundlegende nichtfunktionale ystemeigenschaften erreicht und nachgewiesen werden. ystemkompetenz: Die tudierenden verstehen verteilte ysteme als strukturierte ysteme aus Komponenten mit individuellen Aufgaben und hochgradig komplexen Beziehungen und verstehen das Zusammenwirken dieser Komponenten und der aradigmen, Methoden, Algorithmen und Architekturprinzipien, die dieses Zusammenwirken organisieren. orkenntnisse Bc Computer cience, especially - algorithms and complexity, -automata and formal languages, - operating systems, - networks, -discrete structures The second part focuses on methodological engineering of security properties of distributed systems based on security policies and their formal models. In an early stage of the engineering process formal security models are used for the precise and unambiguous representation of security policies which then are analyzed by static model checking and simulative model execution. uccessful models afterwards are transformed via specification languages into executable code which finally is integrated into a system's trusted computing base. Course topics are requirements analysis security policies and formal security models model engineering security mechanisms security architectures Handouts, apers, Books see website of course flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2255 eite 22 von 35

23 oral exam (20 min) verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 23 von 35

24 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Lab Training RCE Lab Training RCE Fachabschluss: tudienleistung prache: Englisch rüfungsnummer: Fachverantwortlich: Dr. iegbert Hopfgarten Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 3.0 W nach 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Unter Einbeziehung der in den Basic tudies gelehrten, der im laufenden angebotenen Fächer und Module sowie im elbststudium erworbener Kenntnisse wenden die tudierenden fachspezifische Kenntnisse an. Individuell oder in kleinen Gruppen werden die roblemstellungen analysiert, Lösungswege generiert und an praxisnahen ersuchsaufbauten und Aufgabenstellungen getestet. ie beurteilen die erzielten Ergebnisse. orkenntnisse Basic tudies, Advanced tudies 1) Embedded ystems/rogramming 2) Database administration and tuning 3) Identification, control, and optimization (two out of three units) ersuchsanleitungen, Aufgabenstellungen zur Lösung an Cs/eingebetteten ystemen/mittels Datenbanken F. M. Mims. tarted in Electronics. Master ublishing Inc J. anchez, M.. Canton. Embedded ystems Circuits and rogramming. CRC ress R. C. Dorf, R. H. Bishop. Modern Control ystems. earson R. Fletcher. ractical Methods of Optimization. Wiley flichtkennz.: flichtfach Unbenotete cheine (Testate) für 2 der angebotenen Einheiten (siehe ). verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten 2212 eite 24 von 35

25 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Individual tudies Research eminar RCE Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch 8018 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler W nach orkenntnisse flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 139 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Ein Research eminar dient der ertiefung der Kenntnisse im Umgang mit wissenschaftlichen Texten in rezipierender und darstellender Weise. Hauptaufgabe eines tudierenden ist die eigenständige Erarbeitung eines tückes oder mehrerer tücke fremder wissenschaftlicher bis zum eigenen erständnis und die geschlossene Darstellung dieses Materials in einem ortrag vor anderen tudierenden und dem eranstalter, mit Befragung und Diskussion auf wissenschaftlichem Niveau. Eine schriftliche Zusammenfassung wird gefordert. Das eminar dient auch dazu, die Kommunikationsfähigkeit der tudierenden in einem fachlichen Kontext zu trainieren und zu bewerten wird zu Beginn der eranstaltung bzw. bei der Ausschreibung bekannt gegeben. ortrag, bereitgestellte wird zu Beginn der eranstaltung bzw. bei der Ausschreibung bekannt gegeben verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 25 von 35

26 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Individual tudies Group tudies RCE Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch 8021 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas Mitschele-Thiel W nach 240 h Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 10 Workload (h): 300 Anteil elbststudium (h): 300 W: 0.0 orkenntnisse Completion of Research eminar I Individual research topics provided by RCE professors 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F The course has the following goals - learn to solve a scientific problem in a team of peers - problems are provided by the participating professors - 8 credits - individual research - team meetings - presentations and reviews - project documentation - material provided by organizing professors roblem dependent flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2235 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 26 von 35

27 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Individual tudies Research roject RCE Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Englisch 8016 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Armin Zimmermann W nach Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 15 Workload (h): 450 Anteil elbststudium (h): 405 W: 4.0 orkenntnisse Basic studies of RCE curriculum and research skills seminar abhängig vom individuellen rojekt depends on the actual project 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, unter Anleitung selbständig aktuelle Forschungsthemen zu bearbeiten. ie können offene robleme analysieren, den tand der Technik erarbeiten und orschläge für neuartige Lösungen entwickeln und realisieren. Die tudierenden sind in der Lage, zu aktuellen Forschungsfragen beizutragen und ihre Ergebnisse zu präsentieren sowie einzuordnen. Forschungsarbeiten innerhalb der beteiligten Fachgebiete Research work within the participating groups abhängig vom individuellen rojekt depends on the actual project flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2236 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 27 von 35

28 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Internship Internship Fachabschluss: tudienleistung alternativ prache: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler W nach flichtkennz.: flichtfach min. 10 Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 15 Workload (h): 450 Anteil elbststudium (h): 405 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2254 orkenntnisse verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 28 von 35

29 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 oft kills RCE Modulnummer: 8024 Modulverantwortlich: rof. Dr. Winfried Kühnhauser Modulabschluss: Lernergebnisse This module trains skills that help to do efficiently perform the characteristic patterns of scientific work. The students learn and train to present scientific results in reading and writing, to design conference posters, to write research proposals, to review papers, and to organize workshops and conferences. Additionally, skills in German language are trained. orraussetzungen für die Teilnahme siehe individuelle Fächerbeschreibungen eite 29 von 35

30 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 oft kills RCE Research kills Fachabschluss: tudienleistung alternativ prache: english rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Winfried Kühnhauser W nach flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 6 Workload (h): 180 Anteil elbststudium (h): 158 W: F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2255 orkenntnisse verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 eite 30 von 35

31 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Masterarbeit RCE Modulnummer: 8027 Modulverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden vertiefen in einem speziellen fachlichen Thema ihre bisher erworbenen Kompetenzen. ie werden befähigt, eine komplexe und konkrete roblemstellung zu beurteilen und unter Anwendung der bisher erworbenen Theorie- und Methodenkompetenzen selbständig zu bearbeiten. Das Thema ist gemäß wissenschaftlicher tandards zu dokumentieren und die tudierenden werden befähigt, entsprechende wissenschaftlich fundierte Texte zu verfassen. Die tudierenden erwerben roblemlösungskompetenz und lernen es, die eigene Arbeit zu bewerten und einzuordnen. orraussetzungen für die Teilnahme Zulassung zur Masterarbeit durch den rüfungsausschuss eite 31 von 35

32 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Masterarbeit RCE Kolloquium zur Master-Arbeit Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch und Englisch rüfungsnummer:99002 Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler W nach 180 h Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 6 Workload (h): 180 Anteil elbststudium (h): 180 W: 0.0 orkenntnisse Zulassung zur Masterarbeit durch den rüfungsausschuss siehe Modulbeschreibung wissenschaftlicher ortrag 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden vertiefen in einem speziellen fachlichen Thema ihre bisher erworbenen Kompetenzen. ie werden befähigt, eine komplexe und konkrete roblemstellung zu beurteilen und unter Anwendung der bisher erworbenen Theorie- und Methodenkompetenzen selbstständig zu bearbeiten. Das Thema ist gemäß wissenschaftlicher tandards zu dokumentieren und die tudierenden werden befähigt, entsprechende wissenschaftlich fundierte Texte zu verfassen. Die tudierenden erwerben roblemlösungskompetenz und lernen es, die eigene Arbeit zu bewerten und einzuordnen. wird mit Ausgabe des Themas bekannt gegeben oder ist selbstständig zu recherchieren. flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2254 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 32 von 35

33 Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Masterarbeit RCE MaA wissenschaftliche Arbeit Fachabschluss: Masterarbeit schriftlich prache: Deutsch und Englisch Monate rüfungsnummer:99001 Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler W nach 720 h Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 24 Workload (h): 720 Anteil elbststudium (h): 720 W: 0.0 orkenntnisse Zulassung zur Masterarbeit durch den rüfungsausschuss siehe Modulbeschreibung wissenschaftlicher ortrag 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden vertiefen in einem speziellen fachlichen Thema ihre bisher erworbenen Kompetenzen. ie werden befähigt, eine komplexe und konkrete roblemstellung zu beurteilen und unter Anwendung der bisher erworbenen Theorie- und Methodenkompetenzen selbstständig zu bearbeiten. Das Thema ist gemäß wissenschaftlicher tandards zu dokumentieren und die tudierenden werden befähigt, entsprechende wissenschaftlich fundierte Texte zu verfassen. Die tudierenden erwerben roblemlösungskompetenz und lernen es, die eigene Arbeit zu bewerten und einzuordnen. wird mit Ausgabe des Themas bekannt gegeben oder ist selbstständig zu recherchieren. flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Generierte Noten 2254 verwendet in folgenden tudiengängen Master Research in Computer & ystems Engineering 2016 Master Research in Computer & ystems Engineering 2009 Master Research in Computer & ystems Engineering 2012 eite 33 von 35

34 eite 34 von 35

35 Glossar und Abkürzungsverzeichnis: L Leistungspunkte W F N.N. Objekttypen lt. sverzeichnis emesterwochenstunden Angabe verteilt auf orlesungen, eminare, raktika Nomen nominandum, Nomen nescio, latzhalter für eine noch unbekannte erson (wikipedia) K=Kompetenzfeld; M=Modul;,L,U= Fach (rüfung,lehrveranstaltung,unit)