Neue DPO Informatik gültig
Vorlesungskommentar
des
Fachbereichs Informatik
der
Universität Dortmund
für das
Wintersemester 1996 / 97
Inhaltsangabe 2
Vorwort 4
Vorlesungen im Grundstudium
Programmierung / Programmierkurs 5
Physikalische u. elektrotechnische Grundlagen für Informatiker 6 (Studierende der Informatik)
Informatik und Gesellschaft 7
Datenstrukturen 9
Programmierkurse
Programmierkurs ANSI-C 10
Objektorientierte GUI-Programmierung mit OSF/MOTIF und Beta 11
UNIX-Systemkurs 13
Praktika
Softwarepraktikum 14
Hardwarepraktikum 15
Vorlesungen im Hauptstudium (Informatik / Angewandte Informatik)
Logische Systeme der Informatik 18
Theorie der Programmierung 19
Komplexitätstheorie 20
Betriebssysteme 21
Graphische Systeme 22
Informationssysteme 23 Rechnernetze und verteilte Systeme 24
Operations Research 25
Systemanalyse 26
Rechnergestützter Entwurf / Fertigung (Mikroelektronik) 27
Geometrisches Modellieren 28
Einführung in die Fuzzy-Logik 29
Anwendung formaler Modelle in verteilten Systemen 30
Bioinformatik 31
Rechnernetzanwendungen 32
Theorie neuronaler Netze 33
Multimediale Informationssysteme 34
Evolutionäre Algorithmen 35
Menschengleiche Maschinen 36
Petrinetze - Eine Einführung 37
Parallele Algorithmen 38
Funktionale, regelbasierte und prozedurale Programmierung mit Mathematica 39
Seminare
Autonome, mobile Roboter 40
Parallele (ereignisorientierte) Simulation 41
Simulation und Optimierung mit Intervallarithmetik 43
Genetische Programmierung 44
Technische Informatik 45
Anwendung von genetischem Programmieren und Artificial Life 46
Funktional-logische Sprachen und ihre Implementierung 47
Speicher-Konfigurationen in modernen, allgemeinen Prozessor-Systemen 48
Informationsteil
Neue DPO Informatik rückwirkend ab 1.4.1996 49
Hinweise zu den Neben- und Anwendungsfächern 50
Lehramtsstudiengang Informatik (Sekundarstufe II) 51
Beispielhafter Studienverlauf 52
Frauenbeauftragte des Fachbereichs Informatik 58
Prüfungsgebiete der Hochschullehrer 59
Vorlesungszyklen 60
Sprechstunden 61
Vorwort _________________________________________________________________________
Als Lehrveranstaltungen werden Vorlesungen, Übungen, Seminare, Kurse, Praktika und Projektgruppen angeboten. Die Veranstaltungsnummern sind folgendermaßen zu interpretieren:
(1)
047001-047999: Kurse (1)
048001-048049: Veranstaltungen für Studierende anderer Fachbereiche (1)
048050-048070: Veranstaltungen für Lehramtskandidaten (1)
048071-048099: Sonstige Veranstaltungen (1)
049001-049999: Besondere Veranstaltungen (1)
Zeitliche, räumliche oder personelle Änderungen und Ergänzungen werden durch Aushang im GB V (Campus Süd), 2. OG bekanntgegeben. Dies betrifft insbesondere die mit "N.N." angekündigten Lehrveranstaltungen.
Wichtiger Hinweis (nicht nur für Studierende):
Um eine rechtzeitige Herausgabe des Vorlesungskommentars zu ermöglichen, mußte bereits mit der Zusammenstellung der Kommentare und mit dem gesamten Layout zur Vereinheitlichung Anfang Juni d.J. begonnen werden. Aus diesem Grunde sind etwaige Änderungen im Hinblick auf den "Redaktionsschluß" nicht auszuschließen. Daher läßt es sich weiterhin nicht vermeiden, die Aushänge im GB V (Campus Süd) oder auch direkt bei den entsprechenden Lehrstühlen zu beachten!
Viele Vorbesprechungen der Seminare haben aus organisatorischen Gründen bereits im Juni/Juli stattgefunden. Es hat aber auch keinen Sinn, diesen Vorlesungskommentar eher zu veröffentlichen, da der Informationsgehalt dann natürlich nicht so groß wäre. Priorität hat, daß so ziemlich alles auf dem neuesten Stand ist. Wer also an einem Seminar aktiv teilnehmen möchte, sollte sich sehr früh durch die Aushänge an den Lehrstühlen erkundigen, wann die Vorbesprechungen etc. stattfinden.
Anmerkung der Redaktion
September 1996
Vorlesungen im Grundstudium ______________________________________________________________________
Programmierung / Programmierkurs
040011 4 PV Di, 12.15 - 14.00 Uhr HG II / HS 1 Dittrich Do, 16.15 - 18.00 Uhr HG III / HS 1
040012 2 PÜ n.V. Dißmann/Klingspor/ Fronk/Westbomke/ Knaup
Beginn: 15. Oktober 1996
Diese Vorlesung wendet sich an Studenten mit dem Hauptfach Informatik im ersten Semester sowie entsprechend interessierte oder verpflichtete Studenten mit dem Nebenfach Informatik.
In dieser Veranstaltung wird in den Problemkreis der Softwareerstellung eingeführt.
Aspekte, die in der Vorlesung und den zugehörigen Übungen vermittelt werden sollen:
- Einführung in wesentliche Konzepte für die Softwareerstellung
- Einführung einiger wichtiger Datenstrukturen und Algorithmen
- Einführung in die Gedankenwelt des objektorientierten Programmierens
- Einführung in wesentliche Sprachkonstrukte der Sprache BETA
- Einführung in die Programmerstellung unter Nutzung einer geeigneten
Entwicklungsumgebung für die Sprache BETA
Ausgewählte Literatur:
Doberkat, E.-E. - Dißmann, S.:
Einführung in die Programmierung mit BETA, Addison-Wesley, 1996.
Madsen, O. L. - Møller-Pedersen, B. - Nygaard, K.:
Object-Oriented Programming in the BETA Programming Language, Addison-Wesley, 1993.
Weitere Literatur wird in der Vorlesung angegeben.
Vorlesungen im Grundstudium ______________________________________________________________________
Physikalische und elektrotechnische Grundlagen für Informatiker (Studierende der Informatik)
040018 4 PV Di, 8.15 - 10.00 Uhr HG I / HS 6 Schwiegelshohn Fr, 16.15 - 18.00 Uhr HG II / HS 1
040019 1 PÜ Mi, 12.15 - 13.00 Uhr HG I / HS 4 Stromberg Mi, 13.15 - 14.00 Uhr HG I / HS 4 Fr, 14.15 - 15.00 Uhr HG II / HS 1
Schwerpunkt der Vorlesung ist die Schaltungstechnik. Zunächst werden verschiedene Grundbegriffe wie Strom und Spannung, die zugehörigen Quellen, Ohmsche Widerstände sowie Meßmethoden erläutert. In dem nächsten Abschnitt wird dann auf die beiden Analyseverfahren Knotenpotentialmethode und Maschenstromanalyse näher eingegangen. Daran schließt sich die Behandlung von zeitabhängigen linearen Schaltelementen wie Kapazitäten und Induktivitäten sowie von Wechselströmen und -spannungen an. In nächsten Vorlesungsabschnitt werden dann verschiedene Halbleiterbauelemente (Dioden und Transistoren) eingeführt, gefolgt von ihrer Verschaltung und den dabei auftretenden Problemen.
Einfache Digital- und Analogschaltungen werden danach besprochen. Abschließend wird noch kurz auf integrierte Schaltungen eingegangen.
Vorlesungen im Grundstudium ______________________________________________________________________
Informatik und Gesellschaft
040022 Vorlesung (1.-6. Woche): Do, 8.15-10.00 HG I, HS 6 Th. Herrmann
Große Übung (7.-16. Woche):
Di, 16.15 -18.00 HG I, HS 2
Mi, 16.15 -18.00 HG I, HS 3
040023 Übungsgruppen (n.V.) Riedemann/ Sobottka
Beginn:
Die Vorlesung Informatik und Gesellschaft befaßt sich mit den gesellschaftlichen Anwendungen und Auswirkungen der Informatik sowie umgekehrt mit den Wirkungen, die die gesellschaftlichen Bedingungen auf die Informatik haben. Der letzte Aspekt ist insbesondere unter der Frage zu behandeln, welche Anforderungen an die Informatik zur Behebung sozialer Probleme gestellt werden, die in Verbindung mit Technikeinsatz auftreten.
Lernziel:
Die Vorlesung soll Studierende in die Lage versetzen, bei Diskussionen zur gesellschaftlichen Bedeutung der Informatik detailliert und vertiefend argumentieren zu können. Außerdem sollen sie befähigt werden, die gesellschaftliche Relevanz des im Studium vermittelten Stoffes zu beurteilen und im Beruf Problemkonstellationen sowie Handlungsmöglichkeiten zu identifizieren.
Die bisherige Erfahrung zeigt, daß sich die klassische Kombination von Vorlesungseinheiten und parallel zu bearbeitenden Übungsaufgaben zur Erreichung dieser Ziele wenig eignet. Vielversprechender erscheint es, wenn sich Studierende aktiv mit dem Stoff auseinandersetzen, indem sie selbst Thesen ausarbeiten und diese durch Kurzreferate zur Diskussion stellen. Allerdings sollte die Diskussion auf einer fachlichen Grundlage aufbauen, die anfangs zu vermitteln ist.
Es wird daher im WS96/97 zum dritten Mal ein neues Organisationskonzept für die Veranstaltung Informatik und Gesellschaft erprobt. In den ersten sechs Wochen werden Grundlagen dargestellt, die bei Bedarf anhand eines Skriptes und eines Lehrbuches vertieft werden können. Behandelt werden dabei
- Beschreibungsmöglichkeiten für Anwendungen und Risiken
- wesentliche Aspekte von Datenschutzproblemen
- Veränderung der Organisation, Kommunikation und Qualifikation
- Belastung durch Computerarbeit und Anforderungen an benutzerfreundliche Software-Gestaltung.
Parallel hierzu beginnen die Studierenden Thesen auszuarbeiten, die ab der fünften Woche in kleinen Übungsgruppen (ca. 15 Teilnehmer/innen) und in drei großen Übungsgruppen (ca. 60 Teilnehmer) vorgetragen werden. Die Diskussion in den großen Übungsgruppen wird durch Beiträge des Dozenten angeregt und vertieft. Die Kurzreferate werden von Teams vorbereitet, die aus zwei bis drei Studierenden bestehen. Die Teams werden i.d.R. wählen können, ob sie drei Referate für die kleine Übungsgruppe oder ein Referat für die große Übungsgruppe vorbereiten. Dabei werden sich die Teams jeweils auf ausgewählte Anwendungsgebiete der Informationstechnik spezialisieren. Z.B. auf:
Computereinsatz im Mobilfunk
Informationstechnik im Gesundheitswesen
Computer im Büro
... in der Produktion
... beim Zahlungsverkehr
... in der Ausbildung etc.
Damit die aktive Beteiligung der Studierenden bei der Vertiefung der Themen und der damit verbundenen Diskussion möglichst gleichmäßig auf alle verteilt wird, ist ein erhebliches Maß an Koordination und Organisation notwendig. Den Gewinn für diesen Aufwand sehen wir darin, daß auf die schematische Bearbeitung von Übungsaufgaben verzichtet werden kann - zu Gunsten einer kombinierten Vertiefung von Diskussionsfähigkeit und Fachwissen. Der Erfolg des neuen Konzeptes hängt zu einem großen Teil auch von der Initiative der Studierenden und deren eigenverantwortlichen Beiträgen ab. Zum Teil wird es darum gehen, in dem ausgewählten Anwendungsfeld selbst mit Betroffenen und Beteiligten Kontakt aufzunehmen, um etwas über die Einsatzbedingungen und Folgen der Informationstechnik zu erfahren.
Die organisatorischen Regelungen werden in den Übungen, die in der zweiten Semesterwoche beginnen, erklärt und umgesetzt. Es ist daher unbedingt erforderlich, direkt an der ersten Vorlesung am 17.10. teilzunehmen, da dort sofort die Vermittlung der fachlichen Grundlagen beginnt und die Verteilung von Übungsgruppenplätzen vorgenommen wird. Aufgrund einer erfolgreichen Beteiligung bei den Übungen sowie der Ausarbeitung und Präsentation der Thesenpapiere wird der für das Vordiplom relevante Schein ausgestellt.
Empfohlene Literatur:
J. Friedrich; Th. Herrmann; M. Peschek; A. Rolf (1995) (Hrsg.): Informatik und Gesellschaft. Heidelberg
Vorlesungen im Grundstudium ______________________________________________________________________
Datenstrukturen
040033 4 PV Mo, 14.15 - 16.00 Uhr HG I / HS 6 Wegener Mi, 8.15 - 10.00 Uhr HG I / HS 6
040034 2 PÜ n.V. Rüping/Bertram/ Hofmeister/Richter/ Wegner
Beginn:
Die Grundvorlesung "Datenstrukturen" behandelt grundlegende Datenstrukturen und Entwurfsmethoden für effiziente Algorithmen. Die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten können in praktisch allen Teilbereichen der Informatik gewinnbringend eingesetzt werden.
Die Vorgehensweise ist problemorientiert, d.h. Methoden und Techniken werden exemplarisch an ausgewählten Problemen (die wichtig und interessant sind) vorgestellt und erläutert. Die Effizienz der Datenstrukturen und Algorithmen wird jeweils analysiert. Das Lernziel besteht nicht nur darin, den jeweils vorgestellten Lehrstoff zu verarbeiten, sondern darüber hinaus sollen die Zuhörerinnen und Zuhörer die Fähigkeit erwerben, die Techniken auf andere Probleme eigenständig anwenden zu können und für Probleme entscheiden zu können, welche Methoden erfolgversprechend sind. Dieses Lernziel ist natürlich ohne eine selbständige Bearbeitung der Übungsaufgaben nicht erreichbar.
Zur Orientierung werden die Inhalte der Vorlesung stichwortartig aufgelistet.
1. Typische Beispielprobleme, Rechnermodelle, Komplexitätsmaße.
2. Grundlegende Datenstrukturen (Arrays, Listen, Mengen, Bäume, Graphen, UNION-FIND).
3. Sortieren (auch auf Parallelrechnern).
4. Dynamische Daten (Hashing, Skip Lists, Suchbäume, 2-3-Bäume, Bayer-Bäume, AVL-Bäume).
5. Entwurfsmethoden für effiziente Algorithmen (Greedy Algorithmen, Dynamische Programmierung, Lokale Suche, Backtracking, Branch-and-Bound, Divide-and- Conquer).
6. Algorithmische Geometrie.
Zu der Vorlesung wird es ein Skript geben. Zur Vorbereitung ist ein Schmökern in den Lehrbüchern über Datenstrukturen und Algorithmen hilfreich.
Programmierkurse _______________________________________________________________________
Programmmierkurs ANSI-C
047099 2 WV Kompaktveranstaltung nach der Mandischer / Keller Vorlesungszeit
047100 2 WÜ n.V. Mandischer / Keller
ANSI-C ist eine imperative Programmiersprache mit assembler-ähnlichen- und Hochsprach-Elementen. Es unterstützt nicht alle software-technologischen Konzepte, ist in der Praxis jedoch oft erste Wahl. Gründe hierfür sind weitreichende Standardisierung, Verfügbarkeit von Compilern, Bibliotheken und Werkzeugen auf vielen Rechnersystemen, die damit gegebene hohe Portabilität sowie die hohe Laufzeit- und Speichereffizienz. Die Sprache erlaubt eine im Vergleich zu anderen Hochsprachen recht maschinennahe - zugleich jedoch weitgehend maschinenunabhängige - Programmierung.
Der Kurs setzt kein C-Wissen voraus.
Programmierkurse _______________________________________________________________________
Objektorierte GUI-Programmierung mit OSF/MOTIF und Beta
047105 1 V Mi, 16.15 - 17.00 Uhr GB V / HS 113 Rupflin
047106 1 Ü n.V: Rupflin
Beginn:
Inhalt und Ziele:
Die Akzeptanz einer Applikation durch den Benutzer hängt entscheidend von der Existenz und der Qualität der graphischen Benutzungsoberfläche (GUI - Graphical User Interface) ab. Ziel des Kurses ist die Vermittlung von Prinzipien, Methoden und Hintergründen der GUI-Programmierung sowie der entsprechenden Programmiertechniken, wobei auch auf wichtige Aspekte der objektorientierten Programmierung eingegangen wird. Konkret soll der Kurs die Teilnehmer befähigen, Applikationen mit graphischen Benutzungsoberflächen entsprechend dem 'state-of-the-art' unter X11 und Unix mit OSF/Motif und BETA zu erstellen.
Deren Programmierung gilt jedoch als hochkomplex und arbeitsintensiv. Dies wird z.B. dadurch illustriert, daß bei vielen Projekten eigens für die GUI-Programmierung Spezialisten eingesetzt werden, und von Aufwänden für die Erstellung der Benutzungsoberfläche von der Hälfte des Gesamtaufwands oder sogar weit mehr berichtet wird.
Nicht nur um diesen Arbeitsaufwand in einem erträglichen Rahmen zu halten, sondern vor allem wegen der klaren Struktur und '- damit verbunden -' besseren Überschaubarkeit werden wir konsequent objektorientierte Techniken einsetzen. Zwar war die objektorientierte Programmierung, die ursprünglich von der Modellierung und Simulation ihren Ausgang nahm (Simula 1965/1967), schon ganz zu Anfang Basis der GUI-Programmierung (Smalltalk 1972/1980). Doch obwohl auch dem Design von Xt und Motif objektorientierte Konzepte zugrunde liegen, wurden diese hierbei nur halbherzig umgesetzt. So ist die Programmierschnittstelle von Xt/Motif nur rein prozedural, und viele Motif-Widgets sind überparametrisiert, anstatt eine logisch konsistente Klassenhierarchie zu bilden. Mit den objektorientierten Xt/Motif-Bibliotheken des BETA-Systems ist es jedoch möglich, die original Motif-Widgets mit den zugehörigen Xt-Funktionen über eine saubere und klare objektorientierte Programmierschnittstelle, die diese Mängel weitgehend ausgleicht, ohne Verlust an Funktionalität in eine Applikation einzubinden. Dabei werden die logische Struktur und selbst Bezeichnernamen so weit wie möglich beibehalten, so daß eine Übertragung von Dokumentation und Programmen von BETA nach C und umgekehrt ohne größere Probleme möglich ist.
Daher werden die Prinzipien und Techniken der GUI-Programmierung mit Xt/Motif schwerpunktmäßig anhand der BETA-Umgebung vorgestellt und in den praktischen Übungen vertieft. Dies gibt zudem Gelegenheit, praktische Erfahrungen mit der Anwendung einer umfangreicheren objektorientierten Programmierschnittstelle zu gewinnen. Trotz aller bekannter Mängel wird wegen ihrer Praxisrelevanz auch die originäre C-Schnittstelle so weit eingeführt, daß die Teilnehmer sowohl C-basierte Literatur verstehen als auch später bei Bedarf das im Kurs gelernte auf die Motif-Programmierung mit C übertragen können.
Organisatorisches:
Dieser Kurs ist eine Wahlpflichtveranstaltung ab dem 3. bzw. 4. Semester für Kern- und Ingenieurinformatiker. Voraussetzung fuür die Teilnahme ist die Beherrschung wenigstens einer Programmiersprache, erlangt z.B. durch die erfolgreiche Teilnahme am SoPra oder am Programmierkurs (Programmierung II), spezifische BETA-Kenntnisse sind nicht erforderlich. Dennoch sollte der Kurs u. a. auch Drittsemestern die Möglichkeit bieten, ihre BETA-Kenntnisse anhand anspruchsvoller praktischer Aufgabenstellungen zu vertiefen.
Die praktischen Übungen werden auf SUN-Workstations unter der grafischen Benutzeroberfläche X11/Motif durchgeführt. Um den Programmierkurs besser auf den Kenntnisstand der Teilnehmer abstimmen zu können, und um für ausreichende Rechner- und Betreuungskapazitäten sorgen zu können, wird um Voranmeldung (schriftlich: GB V. 2. OG, Postkasten IRB, gegenüber Raum 333 '_' WWW: http://www-software.cs.tu-dortmund.de/pkgui/anmeldung.html) gebeten.
Literatur:
OSF/Motif Programmer's Reference. Open Software Foundation. Prentice Hall, 1993, ISBN 0-13-643115-1.
Motif Programming Manual for OSF/Motif Release 1.2. Dan Heller, Paula M. Ferguson. O'Reilly & Associates, 1994, ISBN 1-56592-016-3.
Programmieren mit OSF/Motif. Brede, Jossutis, Lemberg, Lörke. Addison-Wesley, 2. Auflage 1995, ISBN 3-89319-727-3.
Object-Oriented Programming in the BETA Programming Language. Ole Lehrmann Madsen, Birger Moller-Pedersen, Kristen Nygaard. Addison-Wesley, 1993, ISBN 0-201-62430-3.
Manuals:
Manuals werden on-line verfügbar sein und können auch gedruckt werden.
WWW-Info:
Eventuelle Änderungen sowie erweiterte Informationen sind über WWW unter http://www-software.cs.tu-dortmund.de/pkgui/ erhältlich.
Programmierkurse _______________________________________________________________________
UNIX-Systemkurs
1 WV zweiwöchiger Kompaktkurs Eiss / Lind 17. Feburar 1997 bis 28. Feburar 1997
1 Ü n.V. Eiss / Lind
Inhalte und Ziele:
Nach einer Einführung in die Grundkenntnisse von UNIX, sollen weitergehende Fertigkeiten vermittelt werden, die es erlauben, die UNIX-Umgebung den eigenen Bedürfnissen anzupassen. Ergänzend wird aufgezeigt, welche Möglichkeiten zur effizienten Programmentwicklung unter UNIX genutzt werden können. Der Kompaktkurs ermöglicht die Aneignung notwendiger UNIX-Kenntnisse für die Teilnahme am Softwarepraktikum und an einer Projektgruppe.
Inhaltsübersicht:
UNIX-Kommandos
Konfiguration der eigenen Umgebung (SHELL, Module-Package, X-Windows)
UNIX-Werkzeuge (z.B.: awk)
SHELL-Programmierung
Entwicklungswerkzeuge (z.B.: make, RCS, dbx)
Überblick über Anwendungsprogramme
Termin:
Als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit vom 17.02.97 bis 28.02.97. Bitte beachten Sie auch den Aushang vor Raum 339, GB V.
Anmeldung:
Interessenten tragen sich bitte in die Liste ein, die vom 16.12.96 bis 31.01.97 vor Raum 339, GB V, aushängt.
Literaturempfehlung:
Herold, Helmut: UNIX-Shells, Addison-Wesley, 1992
Dougherty, Dale: sed&awk, O'Reilly, 1990
Praktika _______________________________________________________________________
Softwarepraktikum in Beta (1 PV, 4 PÜ)
040010 Vorlesungsfreie Zeit nach dem WS 96/97 Schmedding/ (genauer Termin wird durch Aushang bekanntgegeben) Biedassek
Das Software-Praktikum ist eine Pflichtveranstaltung für Studierende, die im Haupt- oder Nebenfach Informatik studieren.
Voraussetzung für die Teilnahme ist für Hauptfachstudierende der Kern-Informatik die bestandene Informatik I-Klausur, Nebenfachstudierende müssen vor einer Teilnahme das Vordiplom erworden haben. Studierenden der Ingenieur-Informatik wird dringend empfohlen, vor dem Praktikum die Informatik I-Prüfung abzulegen.
Das Praktikum wird i.a. dreimal im Jahr angeboten und zwar sowohl während der Vorlesungszeit im Sommersemester als auch in der vorlesungsfreien Zeit vor und nach dem Sommersemester in Form einer sechswöchigen Kompaktveranstaltung. Die Anmeldefristen sind jeweils im November für das Praktikum vor dem Sommersemester und im März für die beiden anderen Praktika.
Das Ziel des Software-Praktikums ist es, Grundkenntnisse der systematischen Entwicklung von größeren Software-Produkten zu vermitteln und diese Kenntnisse in einer Gruppe von 8 Studierenden unter Anleitung eines Tutors praktisch anzuwenden. In den Übungen werden Projekthandbücher erstellt, die eine Zusammenfassung aller in einem Software-Projekt erarbeiteten Dokumente darstellen.
Die Entwicklung der Software erfolgt gemäß eines speziellen Phasenmodells. In den Vorlesungen werden Software-Entwicklungsmethoden eingeführt, die in den verschiedenen Phasen eingesetzt werden. Zur Unterstützung dieser Methoden steht die Software-Entwicklungsumgebung Ophelia zur Verfügung, in der die in den verschiedenen Entwicklungsphasen eingesetzten Werkzeuge integriert sind.
Bei der Entwicklung der Software wird das objekt-orientierte Entwicklungsprinzip verfolgt. In der Analyse- und Designphase wird eine objekt-orientierte Methode eingesetzt, die von entsprechenden Werkzeugen unterstützt wird. Die Implementierung erfolgt in der Programmiersprache Beta. Abschließend wird die realisierte Problemlösung getestet.
Da Ziel der Veranstaltung die Vermittlung von Software-Entwicklungsmethoden ist, werden für die Teilnahme neben den oben aufgeführten formalen Bedingungen gute Kenntnisse in der jeweils eingesetzten Programmiersprache vorausgesetzt.
Aktuelle Informationen (Anmeldefristen, Teilnehmerlisten, ect.) werden immer am schwarzen Brett neben Raum 307c in GB IV ausgehängt.
Literaturauswahl:
Kim Walden, Jean-Marc Nerson: Seamless Object-oriented Software-Architecture, Prentice Hall, 1995, ISBN 0-13-031303-3
Ole Lehmann Madsen, Birger Moller-Petersen, Kristen Nygaard: Object-Oriented Programming in the BETA Programming Language, Addison-Wesley, 1993, ISBN 0-201-62430-3
Praktika _______________________________________________________________________
Hardwarepraktikum (4 P)
(Wahlpflichtveranstaltung ab 4. Semester)
048075 4 P n.V. OH 16, UG Sjamken
Hardwarepraktikum für Ingenieur-Informatiker (3 P) (Pflichtveranstaltung 4. Semester)
048076 3 P n.V. OH 16, UG Sjamken
Die Termine der HAPRA-Laborsitzungen werden in einer Vorbesprechung mit Rücksicht auf die Wünsche der Studierenden vereinbart. Der Termin der Vorbesprechung wird in Aushängen bekanntgegeben.
Hardwarepraktikum und Digitalelektronisches Praktikum sind Pflicht- bzw Wahlpflichtveranstaltungen für Studierende des Studienganges Kerninformatik im zweiten Semester und für Studierende des Studienganges Angewandte Informatik (Ingenieur-Informatik) im vierten Semester. Laut Beschlußlage der Kommission für Lehre und Studium sind die Regelungen der Teilnahmebedingungen für diese Veranstaltung z.Z. noch etwas verwickelt:
Teilnahmebedingungen
Studiengang "Angewandte Informatik mit Studienschwerpunkt E-Technik":
Für Studierende dieses Studienganges ist das Hardwarepraktikum (HAPRA) obligatorisch.
Zulassungsvoraussetzung:
entweder nach neuer Regelung bei Studienbeginn ab WS 90/91 bestandene Klausur der Veranstaltung "Grundlagen der Elektrotechnik I und II für Informatiker und Naturwissenschaftler" oder nach alter Regelung bei Studienbeginn vor WS 90/91: bestandene Hardwarekurs-Klausur.
Studiengang "Angewandte Informatik mit Studienschwerpunkt Maschinenbau":
Für Studierende dieses Studienganges ist das Hardwarepraktikum (HAPRA) obligatorisch.
Zulassungsvoraussetzung:
entweder nach neuer Regelung bei Studienbeginn ab WS 90/91 bestandene Klausur der Veranstaltungen "Physikalische und elektrotechnische Grundlagen für Informatiker" und "Elektronik für Informatiker" oder nach alter Regelung bei Studienbeginn vor WS 90/91: bestandene Hardwarekurs-Klausur.
Praktika _______________________________________________________________________
Studiengang "Kerninformatik mit Nebenfach E-Technik"
Für Studierende dieses Studienganges ist das Digitalelektronische Praktikum (EPRA) obligatorisch).
Zulassungsvoraussetzung:
Klausur der Veranstaltung "Grundlagen der Elektronik I und II für Informatiker und Naturwissenschaftler".
Studiengang "Kerninformatik mit anderem Nebenfach"
Studierende dieses Studienganges können wahlweise entweder am Hardwarepraktikum (HAPRA) oder Digitalelektronischen Praktikum (EPRA) teilnehmen.
Zulassungsvoraussetzung:
entweder nach neuer Regelung bei Studienbeginn ab WS 90/91: bestandene Klausur der Veranstaltungen "Physikalische und elektrotechnische Grundlagen für Informatiker" und "Elektronik für Informatiker" oder nach alter Regelung bei Studienbeginn vor WS 90/91: bestandene Klausur der Veranstaltung "Grundlagen der Elektronik I und II für Informatiker und Naturwissenschaftler".
Anmeldung
Wegen der begrenzten Anzahl der Laborarbeitsplätze erfolgt die Anmeldung zum Hardwarepraktikum (HAPRA) und zum Digitalelektronischen Praktikum (EPRA) schriftlich. Anmeldeformulare finden Sie in jedem Semester jeweils in der letzten Woche der Vorlesungsperiode und in den Semesterferien beim Briefkasten "HAPRA/Sjamken" im Geschoßbau 5, 2. Stock. Die Anmeldefrist endet jeweils ein oder zwei Tage nach Beginn der Vorlesungsperiode. Achten Sie auf die Aushänge!
Experimente im HAPRA
Rechner bestehen aus vielen hunderttausend elektronischen Bauelementen. Um deren Zusammenwirken im Rechnersystem noch übersehen zu können, gliedert man es in eine Hierarchie von Subsystemen:
Der Rechner insgesamt als System, das Programme und Daten aufnimmt, Daten ausgibt, bildet die oberste Ebene dieser Hierarchie. Auf der nächsten Hierarchieebene untergliedert man den Rechner in mehrere Hauptblöcke wie Rechenwerk, Steuerwerk, Hauptspeicher, Ein- und Ausgabewerke, Periphere Speicher.
Jeden dieser Blöcke betrachtet man auf der Registertransferebene als Netzwerk aus Registern, arithmetisch-logischen Einheiten, Multiplexern, Demultiplexern Speichermatrizen usw. Die von diesen Einheiten aufgenommenen bzw. ausgegebenen Objekte sind Binärworte (Befehle, Daten).
Praktika _______________________________________________________________________
Auf der nächsten Hierarchieebene, der Schaltwerkebene, setzt man die Register, arithmetisch-logischen Einheiten usw. aus logischen Gattern wie UND- ODER und NICHT-Gliedern und aus Flip-Flops zusammen. Ein- und Ausgabeobjekte von Gattern und Flip-Flops sind die Binärwerte 0 und 1.
Auf der Ebene der elektrischen Schaltungen sieht man logische Gatter und Flip-Flops als Netzwerke aus Stromkreisen, in denen sich elektronische Bauelemente wie Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren, Strom- und Spannungsquellen usw. befinden, d.h. Bauelemente, deren Ein- und Ausgabewerte elektrische Ströme und Spannungen sind.
Die ersten vier Ebenen, Rechnerebene, Hauptblockebene, Registertransferebene und Schaltwerkebene werden in den Veranstaltungen zum Thema Rechnerstrukturen behandelt. Die Schaltwerkebene und die Ebene der elektrischen Schaltungen sind Gegenstand der Elektrotechnik-Vorlesungen für Informatiker.
Messungen und Beobachtungen im Hardwarepraktikum werden in der Hauptblockebene, der Registertransferebene, der Schaltwerkebene und der Ebene der elektrischen Schaltungen interpretiert.
Die HAPRA-Laborveranstaltungen dauern für Kern-Informatiker 4 Stunden und für Angewandte Informatiker 3 Stunden pro Woche. Sie arbeiten mit dem Versuchspartner Ihrer Wahl an Experimenten zu folgenden Themen:
* Frequenz- und Zeitmessungen an periodischen Signalen verschiedener Formen mit dem Oszilloskop im Einkanal- und Zweikanalbetrieb.
* Erzeugung von Signalen mit dem Funktionsgenerator (Betriebsparameter des Funktionsgenerators)
* Einsatz der verschiedenen Triggermöglichkeiten und der Verzögerungsleitung des Oszilloskopes
* Lissajou-Figuren (x-y-Betrieb des Oszilloskopes)
* Statische und dynamische Messungen am TTL-Schaltkreis (Ströme, Spannungen, Transferkennlinie)
* Untersuchung von Flip-Flop-Typen (NAND-Basis-Flip-Flop, Taktsteuerungen, Beseitigung des irregulären Zustandes beim Basis-Flip-Flop, JK-Flip-Flop, D-Flip-Flop, T-Flip-Flop, Master-Slave-Flip-Flop, Beseitigung von Prelleffekten mit einem Flip-Flop)
* Erzeugung kurzer Pulse durch Laufzeitspeicherung
* Impulsteilerschaltungen
* Entwurf, Aufbau und Test synchroner und asynchroner Zähler. (Dabei wird ein allgemeines Entwurfsverfahren für Schaltwerke angewandt.)
* Entwurf, Aufbau und Test von Schieberegister-Automaten
* Messung und Beseitigung von Hazards
* Aufbau und Test einer mikroprogrammierbaren Schaltung
* Experimente mit einem (mikroprogrammierbaren) Bit-Slice-Microprozessor
Literatur
- John P. Hayes: Digital System Design and Microprocessors. McGraw-Hill, 1988
- Siegbert Henschke: Grundzüge der Digitalelektronik. Teubner, 1988
- Paul Horrowitz, Winfield Hill: The Art of Elektronics. Cambridge University Press, 1990
- Klaus Lagemann: Rechnerstrukturen. Verhaltensbeschreibung und Entwurfsebenen. Springer, 1987
- Volker Schmidt: Digitalelektronisches Praktikum, Teubner, 1987.
Vorlesungen im Hauptstudium _______________________________________________________________________
Logische Systeme der Informatik
041003 4 WV Mo, 16.00 - 18.00 Uhr HG I / HS 2 Reusch Fr, 8.15 - 10.00 Uhr HG I / HS 2
041004 2 WÜ n.V. Jäger/Lehmke
Beginn: 18. Oktober 1996
Inhalt:
Die Stammvorlesung Logische Systeme der Informatik" gibt als erstes eine Einführung in die Prädikatenlogik (der ersten Stufe), deren Anwendungen und Erweiterungen in vielen Teilbereichen der Informatik in den zurückliegenden Jahren immer wichtiger und umfangreicher geworden sind.
Von Anwendungen und Erweiterungen wird die folgende Auswahl behandelt:
- Logisch-algorithmische Grundlagen der logischen Programmierung:
Der Satz von Herbrand und seine Anwendungen, der Resolutionskalk, I von Robinson, Unifikation, Logisches Programmieren
- Logische Systeme der Künstlichen Intelligenz und Nicht-monotones Schließen:
Die Closed World Assumption und ihre Anwendung auf deduktive Daten- und Wissensbanken, Circumscription, Default Reasoning
- Modale und Dynamische Logik:
Aufbau modaler und dynamischer logischer Systeme, Logische Grundlagen und Methoden der Programmverifikation, Korrektheit dynamischer Datenbanken, Modale Logische Programmierung.
Vorlesungen im Hauptstudium _______________________________________________________________________
Theorie der Programmierung
041009 4 WV Mo, 14.15 - 16.00 Uhr GB V / HS 113 Padawitz Fr, 14.15 - 16.00 Uhr GB V / HS 113
041010 2 WÜ n.V. Huwig
Beginn: 14. Oktober 1996
Inhalt:
Funktionale, logische und zustandsorientierte Programme
Konkrete und abstrakte Syntax von Programmiersprachen
Termersetzung
Lambda-Kalkül, Kombinatoren, SECD-Maschine
Sorten, Typen und Typinferenz
Prädikaten-, Modal-, dynamische und temporale Logik
Initiale und finale Semantik
Auswertungs-, Lösungs- und Beweisregeln
Rekursion und Induktion
Teilnehmer:
Informatikstudenten ab 6. Semester
Voraussetzung:
Vordiplom. Minimalkenntnisse einer funktionalen Sprache sowie der Sprache der Prädikatenlogik sollten vorhanden sein.
Literatur:
Das Skript vom WS 95/96 wird überarbeitet und zu Beginn der Veranstaltung ausgegeben. Das Schwergewicht wird mehr auf logische Regelsysteme zur Spezifikation und Verifikation von Programmen gelegt als auf die in Semantik-Vorlesungen und -Büchern übliche Behandlung diverser modelltheoretischer Ansätze.
Zur Einstimmung in dieser Richtung dient z.B. das in der Lehrbuchsammlung erhältliche Buch von H.-J. Kreowski: Logische Grundlagen der Informatik, Oldenbourg 1991.
Vorlesungen im Hauptstudium _______________________________________________________________________
Komplexitätstheorie
041011 4 WV Di, 10.15 - 12.00 Uhr GB V / HS 113 Simon Do, 10.15 - 12.00 Uhr HG I / HS 2
041012 2 WÜ n.V. Sieling/Löbbing
Beginn:
Im Zentrum der Vorlesung steht die Frage, welche Berechnungsprobleme mit einem vertretbaren Aufwand an Platz (= Speicherplatz) und Zeit (= Rechenzeit) lösbar sind. Das formale Maschinenmodell, an dem diese Frage diskutiert wird, ist die Turing-Maschine. Nach der Behandlung einiger Grundlagen beschäftigen wir uns mit den folgenden Problemen:
Determinismus versus Nichtdeterminismus:
Lassen sich nichtdeterministische Maschinen auf effiziente Weise deterministisch simulieren. In Bezug auf Platz findet diese Frage eine positive Antwort. In Bezug auf Zeit führt sie auf das berühmte P,NP-Problem.
NP-Vollständigkeit:
Wir entwickeln die Theorie der NP-vollständigen Probleme.
Komplexitätsklassen:
Wir diskutieren neben P und NP noch weitere Problemklassen, die zwischen LOGSPACE (logarithmischer Verbrauch an Speicherplatz) und PSPACE (polynomieller Verbrauch an Speicherplatz) angesiedelt sind.
Probabilismus:
Wir diskutieren die Berechnungskraft von Turing-Maschinen, die ihre Entscheidungen von Münzwürfen abhängig machen können.
Parallelismus:
Wir geben einen Ausblick auf eine Komplexitätstheorie für Parallelrechner.
Literaturvorschläge:
Die Hauptquellen sind das Buch von Rüdiger Reischuk
Einführung in die Komplexitätstheorie, Teubner Verlag
und das Vorlesungsskript von Ingo Wegener. Weitere Literaturhinweise erfolgen in der Vorlesung.
Vorlesungen im Hauptstudium _______________________________________________________________________
Betriebssysteme
041051 4 WV Mo, 16.100 - 18.00 Uhr EF 50 / HS 3 Wedde Do, 14.00 - 16.00 Uhr EF 50 / HS 3
041052 2 WÜ n.V. Eiss/Lind
Beginn: Montag, 21. Oktober 1996
Inhalt:
Die Vorlesung ist gleichzeitig Einführung und Vertiefung in einen zentralen Teil der Informatikgrundlagen (im amerikanischen Sprachgebrauch Core Computer Science). Betriebssysteme nehmen einen vermittelnden Platz ein zwischen Hardware/ Rechnerarchitektur und Anwendersystemen: Ein Anwendungsprogrammierer identifiziert weitgehend Betriebssysteme mit dem Computer (Systemaufrufe), während alle Hardware-gebundenen Prozesse ihm transparent sind. Konzeptionell konstituieren Betriebssysteme eine Service-Ebene, die unverzichtbarer Teil des Verständnisses des Computers sind.
Inhaltlich wird nach Behandlung der klassischen Grundlagen (u.a. Scheduling, Filesysteme, Speicherverwaltung, Prozeßkoordination) auch an moderne Forschung in verteilten und Parallelen Betriebssystemen herangeführt. Dies dient auch der Einführung in Diplomarbeitsthemen.
Übungen:
Die Übungen sollen stark ins Praktische gehende Vertiefungen der Vorlesungsarbeit sein. Außer typischen Hausaufgaben wird daher auch ein semesterlanges Programmierprojekt durchgeführt. Geplant ist der Einsatz des Betriebssystemsimulators OSP.
Literatur:
Die Basis für die Vorlesung ist das Lehrbuch "Operating System Concepts" von A. Silberschatz, J. Peterson, P. Galvin; Fourth Edition; Addison Wesley 1994.
Zusätzlich wird auch weiteres Arbeitsmaterial, meist Zeitschriftenpapiere, ausgegeben.
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Graphische Systeme
041053 4 WV Di, 12.15 - 14.00 Uhr EF 50 / HS 3 Müller Do, 10.15 - 12.00 Uhr EF 50 / HS 3
041054 2 WÜ n.V. Stark / Rieger
Beginn:
Graphische System dienen zur Konvertierung von Daten in und aus graphischer Darstellung. Sie finden Anwendung im CAD, in der Geodatenverarbeitung, in der Datenanalyse, in der Überwachung und Steuerung, in der angewandten Mathematik, bildgebenden Systemen, der Sichtsimulation, der Trickfilmerstellung und der virtuellen Realitäten.
Diese Vorlesung gibt eine Einführung in die Funktionsweise graphischer Systeme. Sie gliedert sich in die Teile Graphikhardware, Graphikalgorithmen und Graphikbasissoftware.
Der Teil "Graphikhardware'' stellt ein weites Spektrum graphischer Ein- und Ausgabegeräte und ihre Funktionsweise vor.
Der Teil "Graphikalgorithmen'' beschäftigt sich mit Verfahren zur graphischen Wiedergabe. Diese reichen von einfacher Liniengraphik bis hin zur fotorealistischen Darstellung. Schwerpunkte des Abschnitts "Graphikbasissoftware'' sind PHIGS und PHIGS+.
Es werden Übungen angeboten, zu denen in der Vorlesung mehr gesagt wird.
Spezielle Kenntnisse, die über die im Informatik-Vordiplom erworbenen hinausgehen, werden nicht benötigt.
Es ist geplant, in den nachfolgenden Semestern vertiefende Veranstaltungen zu diesem Themenbereich anzubieten.
Die Vorlesung folgt keinem speziellen Lehrbuch. Es ist geplant, ein Folienskript herauszugeben. Als ergänzende Literatur wird empfohlen:
- W.D. Fellner, Computergraphik, 2. Aufl., B.I.-Wissenschaftsverlag (einführendes deutschsprachiges Lehrbuch)
- J.D. Foley, A. van Dam, S.K, Feiner, J.F. Hughes, Computer Graphics -- Principles and Practice, 2nd ed., Addison-Wesley Publishing Comp., 1990 (internationales Standardwerk)
- A.S. Glassner, ed., Graphics Gems, Academic Press, Boston 1990
- J. Arvo, ed., Graphics Gems II, Academic Press, Boston, 1991
- D. Kirk, ed., Graphics Gems III, Academic Press, Boston, 1992 (Verfahren und ihre Implementierung)
Vorlesungen im Hauptstudium _______________________________________________________________________
Informationssysteme
041055 4 WV Mi, 8.15 - 10.00 Uhr HG I / HS 2 Biskup Do, 16.15 - 18.00 Uhr HG I / HS 3
041056 2 WÜ n.V. Mencl/Polle/ Schunter
Beginn: 16. Oktober 1996
Inhalt:
Die Stammvorlesung mit Übung Informationssysteme behandelt die Architektur und den Einsatz von Informationssystemen, wobei logik- und objektorientierte Datenbanksysteme im Vordergrund stehen. Bezüglich der Architektur wird insbesondere dargestellt, wie mächtige, deklarative Anfrage- und Änderungssprachen schrittweise auf rechnernahe, prozedurale Ausführungspläne zurückgeführt werden können. Bezüglich des Einsatzes wird insbesondere die Modellierung und Formalisierung von Anwendungen sowie der praktische Umgang mit einem relationalen und einem objektorientierten Datenbanksystem (ORACLE und ONTOS oder O2) geübt.
Folgende Gliederung ist beabsichtigt:
Architektur, Modellierung, Logik, Logodat-Schemas und -Anfragen, relationale Schemas und Anfragen, relationale Algebra und relationaler Kalkül, SQL, Zugriffsstrukturen und Verbund-Algorithmen, Optimierung von Anfragen, objektorientierte Modelle, Transaktionen, Serialisierbarkeit, Scheduler, Schemaentwurf, Information, Kommunikation, Wirklichkeit und Modell.
Hörer:
Die Veranstaltung setzt die im Grundstudium erworbenen Kenntnisse der Informatik und der Mathematik voraus. Für die praktischen Übungen ist Vertrautheit mit C/C++ - UNIX - SUN- Rechensystemen sehr hilfreich.
Literatur:
Die Vorlesung lehnt sich eng an das Lehrbuch "J. Biskup, Grundlagen von Informationssystemen, Vieweg, 1995" an. An die Teilnehmer der Veranstaltung werden Hörerscheine abgegeben, die den Kauf des Buches zu einem ermäßigten Preis ermöglichen. Die Hörerscheine sind im Sekretariat des Lehrstuhls 6 erhältlich.
Aus der Vielzahl anderer Bücher zum Thema sollen hier nun folgende Titel genannt werden:
- R. Elmasri, S.B. Navathe: Fundamentals of Database Systems (2nd Edition),
Benjamin/Cummings, Redwood City etc., 1994.
- P.C. Lockemann, G. Krüger, H. Krumm: Telekommunikation und Datenhaltung, Hanser, München-Wien, 1993.
- J.D. Ullmann, Principles of Database and Knowledge-Base Systems, Volume I and II, Computer Science Press, Rockville, 1988/1989.
- G. Vossen, Datenmodelle, Datenbanksprachen und Datenbank-Management-Systeme, Addison-Wesley, Bonn etc., 2 aktualisierte und veränderte Auflage 1994.
- C.A. Zehnder, Informationssysteme und Datenbanken (5. Auflage), Teubner, Stuttgart 1989.
Vorlesungen im Hauptstudium _______________________________________________________________________
Rechnernetze und verteilte Systeme
041061 4 WV Di, 14.15 - 15.45 Uhr GB V / HS 113 Beilner Do, 12.15 - 13.45 Uhr
HG I / HS 2
041062 2 WÜ n.V. Almsick / Lübeck
(Übungsgruppeneinteilung zu Ende des ersten Vorlesungstermins)
Beginn: 15. Oktober 1996
Die überwiegende Mehrheit der heutigen Rechner ist vernetzt, d.h. durch
Kopplung an ein Datennetz/Telekommunikationssystem mit der Fähigkeit zur
Kommunikation mit ortsfernen Rechnern ausgestattet. Auch werden nahezu alle
modernen Telekommunikationssysteme mittels Rechnernetzen realisiert. Für
praktisch orientierte Informatiker ergeben sich dadurch drei größere
Aufgabenfelder: Rechnernetz-Systemkomponenten, Telekommunikationssysteme,
Rechnernetz-Anwendungen.
Die Vorlesung RvS soll dazu wesentliche Grundkenntnisse vermitteln:
- Telekommunikationssysteme:
Logische Architektur nach ISO/OSI-Modell, Dienste und Protokolle, Rechnernetze
als Telekommunikationssysteme, Basisdienste, Protokollbeschreibung,
Protokollverifikation, Protokollbewertung, Protokollimplementierung
- Rechnernetze:
Dienste und Anwendungen in Rechnernetzen, Entwurfsparadigmen und
Unterstützungssysteme für Netz-Anwendungen, Verteilte Algorithmen.
Die Vorlesung folgt i.w. dem Skript von H.Krumm (s.u.).
Literatur:
Krumm, H.; Skriptum Rechnernetze und verteilte Systeme (das Skript ist
über den "lprdoc"-Dienst der IRB zugreifbar; s. entsprechende
IRB-Information) ergänzend:
Bocker,P.; ISDN, Springer (1987)
Henshall, J., Shaw, S.; OSI Explained, Wiley (1989)
Jennings,F.; Practical Data Communications, Blackwell (1986)
Kerner,H.; Rechnernetze nach ISO/OSI, Kerner (1989)
Lockemann, Krüger, Krumm; Telekommunikation und Datenhaltung, Hanser
(1993)
Mattern, F.; Verteilte Basisalgorithmen; Springer IFB 226 (1989)
Schwartz,M.; Telecommunication Networks, Addison Wesley (1987)
Sloman, M., Kramer, J.; Verteilte Systeme und Rechnernetze, Hanser (1988)
Stallings, W.; Data and Computer Communications, Macmillan (1988)
Stallings,W.; Local Networks - An Introduction, Macmillan (1987)
Tanenbaum, A.; Computer Networks, Prentice Hall (1989)
Walke, B.; Datenkommunikation I, Teile 1 und 2, Hüthig (1987)
Vorlesungen im Hauptstudium
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Operations Research
041079 4 WV Mi, 12.15 - 14.00 Uhr HG I / HS 1 Lefmann Do, 14.15 - 16.00 Uhr
HG I / HS 5
041080 2 WÜ n.V. Klasner/Lefmann
Beginn:
Diese Vorlesung gehört zum zweiten Studienabschnitt. Es ist eine
Stammvorlesung für Studierende der Ingenieurinformatik und eine
Spezialvorlesung im Studiengang Informatik.
Optimierungsprobleme treten fast überall auf, sei es, daß man
Flugpläne optimieren, oder den Bau eines neuen Flughafen plant oder
Entscheidungshilfen benötigt. Zur Lösung derartiger Probleme
verwendet man Verfahren des Operations Research.
Diese basieren auf Methoden der Informatik, Wirtschaftswissenschaft und
Angewandten Mathematik.
In dieser Vorlesung sollen verschiedene Methoden aus diesem Gebiet sowie deren
theoretische Grundlagen vorgestellt werden.
Hierzu gehört insbesondere die Lineare Optimierung. Vorgestellt wird hier
der für die Praxis relevante Simplexalgorithmus sowie weitere neuere
Verfahren.
Desweiteren wird die Ganzzahlige Optimierung behandelt. Weitere Themengebiete
sind Dynamische Optimierung sowie die für Verhandlungen wichtige
Spieltheorie.
Die Vorlesung orientiert sich im wesentlichen am Skript von Prof. Dr. Ingo
Wegener. Weitere Literatur wird in einem Semesterapparat bereitgestellt werden.
Als Voraussetzung sind Kenntnisse im Rahmen eines Vordiploms erwünscht.
Vorlesungen im Hauptstudium
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Systemanalyse
040075 4 PV Mo, 10.15 - 12.00 Uhr HG I / HS 2 Schwefel Do, 14,15 - 16.00 Uhr
HG I / HS 2
040076 2 PÜ n.V. Kursawe
Beginn:
Betreuung der Übungen durch F. Kursawe, Termine werden noch
bekanntgegeben
Die Vorlesung ist sowohl Wahlpflicht--Veranstaltung für
Ingenieur--Informatiker-/innen als auch Spezial-Veranstaltung für
Kern--Informatiker-/innen.
Voraussetzungen:
Vordiplom sollte abgeschlossen sein
Der Begriff System stammt aus dem Griechischen und bedeutet das
Zusammengestellte, und entsprechend weit wird wird auch der Rahmen der
Vorlesung gesteckt.
Nach einer detaillierten Einführung in die Vielfalt des Begriffes System
wird sich die Vorlesung um die drei zentralen Aspekte Modellierung (incl.
Datenanalyse), Simulation und Optimierung drehen, genauer:
Über das Verstehen der Zusammenhänge zur (qualitativen)
Abschätzung von Folgen und, sofern möglich, das Bemühen, zu
optimalen Entscheidungen zu gelangen. Den nichtlinear--dynamischen Modellen
wird wegen ihrer revolutionären Auswirkungen auf das
deterministisch-mechanische Weltbild ein eigenes Kapitel gewidmet. Relativ kurz
wird wegen der fehlenden Rechnerunterstützung das Simulationskapitel
abgehandelt werden, auch um bei der Optimierung mit ihrer Fülle von
Verfahren in die Tiefe gehen zu können.
Ein Skript ist in Vorbereitung und wahrscheinlich zum Ende des WS 96/97
verfügbar.
Vorlesungen im Hauptstudium
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Rechnergestützter Entwurf / Fertigung (Mikroelektronik)
042525 2 V Di, 10.00 - 12.00 Uhr HG I / HS 2 Marwedel Fr, 14.00 - 16.00 Uhr
HG I / HS 2
2 Ü n.V. Beckmann/Harking
Beginn: 18. Oktober 1996
Die Vorlesung "Rechnergestützter Entwurf/Fertigung" ist in der DPO
Angewandte als Veranstaltung im "Katalog B" des Hauptstudiums aufgeführt.
Studenten des Studiengangs "Informatik" können die Vorlesung als
Spezialvorlesung einer Diplomprüfung zugrunde legen.
Im Wintersemester 96/97 wird die Vorlesung erstmalig angeboten, und zwar in
einer Spezialisierung auf die Mikroelektronik.
In der Vorlesung soll der Stoff v.a. in anwendungsorientierter Sicht behandelt
werden. Hieraus ergeben sich einige Unterschiede gegenüber der
Vorgängervorlesung "Synthese und Simulation von VLSI-Systemen", die
schwerpunktmäßig CAD-Algorithmen zum Inhalt hatte. Aufgrund der
neuen Sichtweise wird nunmehr der Bereich der Simulation und des Einsatzes
kommerzieller Werkzeuge intensiver behandelt werden. Auch sollen die
Übungen sich verstärkt mit praktischen Entwurfsaufgaben
beschäftigen. Ferner ist geplant, die Vorlesung durch Vorträge aus
der einschlägigen Industrie zu ergänzen.
CAD-Algorithmen sollen in der Vorlesung weiterhin zur Vermittlung des
notwendigen Hintergrund-Wissens vermittelt werden, und zwar überwiegend
anhand des Buches
P. Marwedel: Synthese und Simulation von VLSI-Systemen, Hanser, 1993
Daneben wird es zusätzliche Quellen geben, die jeweils bekanntgegeben
werden. Prüfungen können übergangsweise auch unter
ausschließlicher Verwendung der Themen des Buches vorbereitet werden.
Vorlesungen im Hauptstudium
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Geometrisches Modellieren
042397 3 V Di, 8.15 - 10.00 Uhr HG I / HS 2 Müller Mi, 10.15 - 11.00 Uhr
GB V / HS 113
042398 1 Ü Mi, 11.00 - 12.00 Uhr GB V / HS 113 Müller 1 Ü n.V.
N.N.
Beginn:
Das geometrische Modellieren (engl. Computer Aided Geometric Design = CAGD)
beschäftigt sich mit der Generierung von Beschreibungen geometrischer
Formen wie Kurven, Flächen oder Körper.
Kurven und Flächen finden vielfältige Anwendungen im Maschinenbau
(Automobile, Flugzeuge, Schiffe), in der Robotik, Text- und Bildverarbeitung,
in der Medizin und der bildenden Kunst.
Gegenstand dieser Vorlesung sind zunächst die grundlegenden
Modellierungstechniken wie die Interpolation mit Polynomen und Splines,
Coons-Flächen, B'ezier-Technik, B-Spline-Technik, Unterteilungsverfahren,
fraktale Kurven und Flächen. Ferner wird in die Kurven- und
Flächenanalyse eingeführt, wobei neben den Methoden der
Differentialgeometrie die Möglichkeiten der Visualisierung durch
Algorithmen und Geräte der graphischen Datenverarbeitung vorgestellt
werden. Schließlich ist der Einsatz der Modellierungstechniken in
heutigen CAD-Systemen ein Thema dieser Vorlesung, wo zum einen effiziente
Algorithmen für Operationen zwischen Kurven und Flächen angegeben
werden, zum anderen auf effiziente Interaktionstechniken, Datenverwaltung und
Datenaustauschformate (VDAFS, IGES) eingegangen wird.
Spezielle Voraussetzungen werden nicht benötigt. Allerdings sollte eine
gewisse Zuneigung zur Mathematik bestehen.
Die Vorlesung wird durch Übungen ergänzt, zu denen in der Vorlesung
mehr gesagt wird.
Es gibt verschiedene, meist englischsprachige Lehrbücher zum Thema dieser
Vorlesung. An deutschen Büchern wird empfohlen:
- S. Abramowski, H. Müller, Geometrisches Modellieren,
BI-Wissenschaftsverlag, 1992
- J. Hoschek, D. Lasser, Grundlagen der geometrischen Datenverarbeitung, B.G.,
Teubner, Stuttgart, 1989, 2. Aufl.
Zum erstgenannten Buch, an dem sich die Vorlesung weitgehend orientiert, sind
Hörerscheine erhältlich.
Vorlesungen im Hauptstudium
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Einführung in die Fuzzy-Logik
042385 3 V Mi, 12.15 - 14.00 Uhr Bib / HS E5 Thiele / Temme Fr, 12.15 - 14.00
Uhr GB V / HS 113
042386 2 Ü n.V. Thiele
Beginn:
Die angekündigte Vorlesung hat das Ziel, eine Synthese von
theoretisch-mathematischen Grundlagenkenntnissen und anwendungsorientierten
Resultaten aus dem Gebiet der Fuzzy-Logik zu vermitteln.
Im einzelnen sollen folgende Themenkomplexe angesprochen werden, wobei diese
Aufzählung noch keine strenge Gliederung der Vorlesung bedeutet:
1. Zweiwertige und mehrwertige Logik. Scharfe und unscharfe Mengen.
(Motivationen, Historisches).
2. Die Standard"-Operationen mit Fuzzy-Mengen: Komplement, Durchschnitt,
Vereinigung (auf der Grundlage der Funktionen 1 - x, min(x, y), max(x, y)).
3. Die Theorie der T- und S-Normen. Aufbau von Nicht-Standard"-Mengenalgebren
auf der Grundlage von T- und S-Normen. Gemischte Normen.
Aggregationsfunktionen.
4. Der Implikationsbegriff in der Fuzzy-Logik und seine Verwendung zur
Formalisierung von Formen approximativen Schließens.
5. Die Teilmengenbeziehung für Fuzzy-Mengen. Fuzzy-Wahrheitswerte.
6. Der Begriff der Fuzzy-Relation. Operationen mit Fuzzy-Relationen.
7. Theorie und Anwendungen von Fuzzy-Funktionen.
8. Linguistische Variablen.
9. Grundlagen und Formen von Fuzzy-Inferenz. IF-THEN-Regelbasen, die
Prinzipien FATI und FITA. Anwendungen auf Fuzzy-Control, Fuzzy-Expertensysteme
und andere praktische Probleme.
10. Ausbau der Fuzzy-Logik: Modifikatoren, Fuzzy-Quantoren (z.B. fast-alle",
die meisten", "viele"), Qualifikatoren.
11. Neuronale Netze und Fuzzy-Systeme.
Die obige Themenliste ist als Maximalprogramm aufzufassen, das je nach den
Wünschen und der Vorbildung der Hörer modifiziert bzw. aus dem
ausgewählt werden kann.
Im Hinblick auf die mündliche Diplomprüfung Informatik III
(Vertiefungsgebiet) ist diese Vorlesung gut kombinierbar (zu einem
6-stündigen Block", wie in der DPO festgelegt) mit einer der folgenden
Vorlesungen:
o H. Wagner: Einführung in die Temporallogik (SS 1993) o N. Vojdani /
K.-H. Temme: Praxisorientierte Fuzzy-Logik (WS 1993/94) o C. Moraga:
Technologie intelligenter Systeme (WS 1994/95)
Vorlesungen im Hauptstudium
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Anwendung formaler Modelle in verteilten Systemen
042526 3 V Mo, 10.00 - 12.00 Uhr GB V / SR 420 Wedde Do, 10.00 - 11.00 Uhr GB
V / SR 420
042531 1 Ü Do, 11.00 - 12.00 Uhr GB V / SR 420 Wedde (endgültig
nach Absprache zu Semesterbeginn)
Beginn: Montag, 21. Oktober 1996
Inhalt:
Die Vorlesung setzt auf laufenden Forschungsarbeiten am Lehrstuhl 3 auf. Die
formalen Grundlagen aus dem Grundstudium sind Voraussetzung. Jede weitere
Kenntnis formaler Modelle ist empfehlenswert, jedoch kann die Vorlesung auch
ohne solche Vorbereitung gehört werden. Sie dient für das Gebiet
verteilter Systeme und Betriebssysteme zur Fortsetzung und Vertiefung,
gleichzeitig zur Einarbeitung in bzw. Vorbereitung von Forschungsarbeiten, ist
also für Hauptdiplomstudenten gedacht. Sie ist eine ergänzende
Vertiefung für eine Reihe von Gebieten innerhalb des Bereichs "Verteilte
Systeme", die praktisch oder praxisbezogen sind, z.B. verteilte Betriebssysteme
- dazu laufen verschiedene Arbeiten am LS 3 - oder Rechnernetze.
Es werden verschiedene formale Modelle für verteilte Systeme
eingeführt und besprochen (z.B. Petri-Netze). Dies geschieht so, daß
zugleich Kriterien der Anwendbarkeit und Nützlichkeit herausgebildet
werden für praktische Entwurfs-, Spezifikations, Verifikations-/
Analyseprobleme und deren systematische und effiziente Unterstützung. Die
Anwendbarkeit der vorgestellten Modelle wird dann anhand der formalen Kriterien
diskutiert. Dabei tauchen Gesichtspunkte auf, die bei formaler Modellbildung
selten berücksichtigt worden sind, wenn überhaupt. Dies wird für
künftige Forschungsarbeiten in diesem Gebiet wichtig sein.
Neben Vorlesungspräsentationen (am Donnerstag und Freitag) soll
eine Stunde (geplant am Freitag) für Übungen benutzt werden,
zur vertieften Beschäftigung mit dem Vorlesungsstoff, aus der ein
Augenmaß zur Einschätzung formalen Arbeitens wie auch die Grundlage
für Diplomarbeiten gewonnen werden können.
Literatur:
Einschlägige Zeitschriftenpapiere und Bücher, die in
der FB-Bibliothek oder am Lehrstuhl zugänglich sind. (Eine Liste wird bei
Vorlesungsbeginn verteilt.)
Vorlesungen im Hauptstudium
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Bioinformatik
042445 2 V Fr, 12.15 - 13.45 Uhr HG I / HS 2 Banzhaf
Beginn: 18. Oktober 1996
Inhalt:
In dieser Spezialvorlesung werden wir einigen grundlegenden Fragen im
Grenzbereich von Biologie und Informatik nachgehen. In diesen Bereichen hat es
in den letzten Jahren stürmische Entwicklungen gegeben.
Auf der einen Seite stehen die Probleme der Biologie, die mit Methoden der
Informatik angegangen werden können, z.B. Sequenzanlyse oder
Strukturvorhersagen für Proteine, auf der anderen Seite stehen Probleme
der Informatik, z.B. kombinatorische Optimierung, Zuverlässigkeit von
Software oder (selbst-)reproduzierende Programme (Viren), die mit aus der
Biologie entlehnten Ansätzen angegangen werden können.
Im ersten Teil der Vorlesung werden wir u.a. relationale Systeme,
Zelluläre Automaten zur Beschreibung dynamischer Phänomene sowie
L-Systeme zur Behandlung von Wachstumsvorgängen kennenlernen.
Im zweiten Teil sollen Fragestellungen erörtert werden, für deren
Lösung die jeweils andere Wissenschaft von Nutzen sein kann.
Hörer:
Studenten der Informatik / Angew. Informatik nach dem Vordiplom
Literatur:
Wird in der Vorlesung bekanntgegeben. Ein Skript wird erhältlich sein.
Vorlesungen im Hauptstudium
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