KursbeschreibungQualifikationsziele
Die Studierenden beherrschen die wichtigsten allgemeinen Begriffe, Modelle und Methoden aus dem Bereich der Multimediatechnologien und können diese zuordnen und innerhalb exemplarischer Technologie- und Anwendungensentwicklungen von Multimediatechnologien anwenden. Die Studierenden beherrschen die wichtigsten Lösungsansätze zur Sicherung der langfristigen Verfügbarkeit digitaler nicht-textueller Medien.
Inhalte:
Die Repräsentation, Speicherung, Verwaltung und Verarbeitung großer Mengen von Multimedia-Dokumenten, die nicht nur aus Texten bestehen, sondern Bildern, Fotos sowie Video- und Tonsequenzen beinhalten, spielt in multimedialen Informationssystemen eine zentrale Rolle. Die Anwendbarkeit dieser Systeme hängt sehr stark davon ab, inwieweit der Zugriff auf diese Daten sowie deren effiziente Erschließung und Indexierung unterstützt wird.
Die Archivierung von Multimediadaten soll deren Langzeitverfügbarkeit gewährleisten, d. h. die volle Originalität und Funktionalität eines digitalen Objekts auch für eine zukünftige Nutzung garantieren. Die Vorlesung befasst sich daher weiterhin mit Technologien und Systemen sowie notwendigen technischen Formaten und Normen zur Berücksichtigung des technologischen Wandels innerhalb der Archivierungsdauer. Welche Strategien sollten eingeschlagen werden, um multimediale Datenbestände mit vertretbarem Aufwand langfristig zugänglich und nutzbar halten zu können? Hierbei wird zwischen verschiedenen Anwendungen aus dem klassischen Bibliothekswesen, aber insbesondere auch auf die speziellen Anforderungen von Broadcast-, Produktions-und Re-Use-Szenarien eingegangen. Die in der Vorlesung behandelten Aspekte umfassen Technologien für Digitale Bibliotheken, Medienarchive sowie für den Aufbau und die Struktur multimedialer Datenobjekte und korrespondierender Metadatenschemata. Weiterhin werden Techniken für die Segmentierung, Verfahren für die Sicherung von Authenzitität und Integrität, Methoden für die Verwaltung von semantischen Informationen sowie der Repräsentation von Metadaten diskutiert. Die Erschließbarkeit von digitalen Medien über automatische Merkmalsextraktion spielt ebenso eine wichtige Rolle, wie die Anwendung klassischer Konzepte aus dem Information Retrieval auf Multimedia-Kollektionen. Speziell im Bereich großer Kollektionen sind die Verteilung, Streaming und die Interaktion mit dem Benutzer Aspekte, die im Rahmen eines Multimedia Informationssystems betrachtet werden müssen. Weiterhin werden die aus informatischer Sicht relevanten rechtlichen Regelungen und urheberrechtlichen Beschränkungen skizziert.
KursbeschreibungViele Probleme in den angewandten Wissenschaften und in den Naturwissenschaften sind vom Typ
Minimiere f(x) über alle x in Z,
wobei Z eine Menge Teilmenge von R^n und f:Z -> R eine stetige, reellwertige Funktion in n
Veränderlichen ist.
In diesem Kurs wollen wir die Theorie und Numerik solcher
Probleme behandeln.
In der Optimierung interessieren nun besonders zwei Fälle, zum einen der
Fall Z=R^n, bei dem man von einem unrestringierten
Optimierungsproblem spricht, und zum anderen der Fall des restringierten Optimierungsproblems,
bei dem der zulässige Bereich mittels Funktionen g_i,h_j in C(R^n) durch
Z:={x in R^n | h_j(x)=0, g_i(x) <= 0}
gegeben ist. Alle im Problem vorkommenden Funktionen werden
als mindestens einmal stetig differenzierbar vorausgesetzt.
Im Kurs werden zunächst ein Modellalgorithmus und Schrittweitenregeln für Probleme der unrestringierten Optimierung vorgestellt. Hieraus können wir allgemeine Konvergenzaussagen gewinnen. Im Folgenden lernen wir dann verschiedene Algorithmen für die unrestringierte Optimierung kennen. Nach er Bereitstellung einiger theoretischen Grundlagen zu restringierten Problemen, wenden wir uns auch dort den Algorithmen zu.
Der Kurs setzt solide Grundkenntnisse der Linearen Algebra, Numerik und insbesondere der Analysis voraus.
KursbeschreibungDie Numerische Mathematik befasst sich mit der Entwicklung und der Analyse von Methoden zur Lösung konkreter Aufgaben aus den Anwendungsgebieten der Mathematik. Dabei interessiert man sich in erster Linie für Algorithmen, die für elektronische Rechenanlagen programmiert werden können und weitgehend unempfindlich sind gegen die bei der Arithmetik mit fester Stellenzahl unvermeidlichen Rundungsfehler und deren Fortpflanzung.
Behandelt werden folgende Themen:
1. Direkte Verfahren zur Lösung linearer Gleichungssysteme
2. Lineare Quadraturmittelprobleme
3. Eigenwertprobleme von Matrizen
4. Iterative Verfahren zur Lösung linearer Gleichungssysteme
5. Krylov-Raum-Verfahren
KursbeschreibungMit dem Aufkommen von Multicore-Prozessoren in Desktop-PCs und programmierbaren Grafikprozessoren verlässt die parallele Programmierung die Nischenecke der Großrechner und wird für eine Vielzahl von Anwendungen interessant. Gleichzeitig werden traditionelle Arbeitsfelder von Parallelrechnern zunehmend durch das Grid-Computing erobert. Im Kurs werden nach einer Vorstellung von Grundlagen und Modellen der parallelen Programmierung die drei gebräuchlichsten Programmiertechniken vorgestellt: Programmierung von Shared-Memory Multicore-Systemen mit OpenMP, Programmierung von Distributed-Memory Cluster-Systemen mit MPI (Message Passing Interface) und Programmierung von Grafikprozessoren mittels OpenACC. Neben der reinen Programmierung werden auch Parallelisierungstechniken anhand von Beispielen gezeigt. Die Programmierung "im kleinen" wird ergänzt durch eine Einführung in das Grid-Computing und grundlegende Scheduling-Methoden, die hierzu notwendig sind. Der Kurs wird teilweise in Form von aufgezeichneten Vorlesungen angeboten. Die Multimedia-Dateien der Vorlesungen und die zugehörigen Foliensätze können über die virtuelle Universität heruntergeladen werden. Die Folien sind teilweise in englischer Sprache gehalten, die Vorlesungen sind in deutscher Sprache aufgezeichnet.
Für folgende Informatik-Studiengänge vorgesehen: B, D, MC (über Katalog B), Z.
KursbeschreibungDer Kurs "Parametrische Statistik" liefert die theoretischen Grundlagen zu gängigen Verfahren in der mathematischen Statistik. Er beinhaltet Normalverteilungsmodelle, Maximum-Likelihood-Schätzer, einseitige Tests in einparametrigen Verteilungsfamilien mit isotonen Dichtequotienten,
einparametrische exponentielle Verteilungsfamilien und zweiseitige Tests, Punktschätzungen und spezielle Testprobleme.
Dieser Kurs basiert auf den Kursen "Einführung in die Stochastik" und "Maß- und Integrationstheorie". Während der Vorlesungszeit im Wintersemester werden online-Vorlesungen angeboten.
"Parametrisches Statistik" ist ein Kurs des Bachelor- und Masterstudiums.
KursbeschreibungDieses Modul behandelt wichtige Planungs- und Dispositionssysteme für die Produktions-, Logistik- und Krankenhausdomäne.
Im Vordergrund stehen dabei die Modellierung von Planungs- und Dispositionsproblemen und die Gestaltung der zugehörigen Planungs- und Dispositionssysteme.
KursbeschreibungDieser Kurs führt in das Thema Sicherheit im Internet ein. Wesentliche Ziele des Kurses sind, dass die Teilnehmer anschließend wissen, welchen Gefährdungen ihr Rechner ausgesetzt ist, welche Schutzmaßnahmen möglich sind. Darüber hinaus sollen die Teilnehmer die Literatur aus diesem Gebiet verstehen und von ihr profitieren können. Der Kurs besteht aus vier Teilen. Der erste Teil behandelt die grundlegenden Konzepte des Themas Sicherheit. Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität und Verfügbarkeit werden als allgemeine Schutzziele vorgestellt. Weiterhin enthält der erste Teil auch Abschnitte zu konkreten Bedrohungen, wie Viren, Würmer und den möglichen Problemen beim Surfen im Netz. Der zweite Teil behandelt die technischen Grundlagen, mit denen man die Schutzziele erreichen kann. Hierzu gehören symmetrische und asymmetrische Verschlüsselungsverfahren sowie Hash-Funktionen. Es wird vorgestellt, wie man mit Hilfe dieser Verfahren sicherstellen kann, dass Dokumente nicht verändert wurden und wie eine digitale Unterschrift aussieht. Ebenso behandelt die Kurseinheit die Grundlagen von Zertifikaten. Im dritten Teil wird das Thema Sicherheit aus der Perspektive eines World Wide Web Benutzers beleuchtet. Es wird vorgestellt, wie man sicher durch das Internet surfen kann und wie man sicher per Email kommuniziert. Weiterhin wird darauf eingegangen, wie man sicher an entfernten Rechnern arbeiten kann. Anschließend wird vorgestellt, was man zum Schutz seines privaten Rechners tun kann und soll. Grundlagen der Anonymität im Internet bilden den Abschluss dieses Teiles. Der vierte Teil beleuchtet das Thema Sicherheit aus der Perspektive eines Anbieters von Internet Inhalten. Zunächst wird auf Firewalls, ihre Aufgaben, ihre Architektur, ihre Konfiguration und ihr Betrieb eingegangen. Daneben wird in diesen Teil auch eine Einführung in virtuelle private Netze gegeben. Den Abschluss bildet ein Abschnitt mit organisatorischen Hinweisen zum Thema Sicherheit. Es wird vorgestellt, wie die interne Organisation einer Firma oder Behörde aussehen kann, so dass dem Thema Sicherheit Rechnung getragen wird und es werden Prozesse vorgestellt, mit denen man mehr Sicherheit erreichen kann. .
Lehrgebiet Softwaretechnik und Theorie der Programmierung
Umfang:
10.0 ECTS
Veranstaltungsbeginn:
01.10.2025
Beschreibung:
KursbeschreibungDer Bereich des Software Engineering (SE) in der Informatik beschäftigt sich mit der
methodischen Entwicklung industrieller Software. Der Kurs beginnt mit einem Überblick
über die Entwicklung des Software Engineering und einer Einordnung, was heutzutage unter
Software Engineering verstanden wird. Im weiteren Kursverlauf wird der Fokus auf die
Kernprozesse des Software Engineering gelegt (Anforderungsermittlung und -analyse,
Softwareentwurf, Implementierung, Testen und Qualitätssicherung) und an inhaltlich
passenden Stellen durch ausgewählte Themen aus dem Bereich des Softwaremanagements
(z.B. Vorgehensmodelle, Versionsmanagement, Softwarebetriebsmodelle) sowie kompakten
Darstellungen spezifischer SE-Ansätze (z.B. Modellgetriebenes SE, Domain-Driven Design)
ergänzt.
Der Kurs bewegt sich im Umfeld des objektorientierten SE. Die Zielsprache für den Prozess
der Implementierung ist Java und als Modellierungssprache wird die Unified Modeling
Language (UML) verwendet.
Kursbeschreibung1801:
Dieser Kurs gibt eine Einführung in die Gebiete Betriebssysteme und Rechnernetze. Im Bereich der Betriebssysteme stehen Prozesse und Dateisysteme im Mittelpunkt, mit denen jeder Rechnerbenutzer oder Anwendungsprogrammierer zu tun hat. Wir behandeln die Prozessverwaltung und -synchronisation und gehen auf die Kommunikation zwischen Prozessoren und Geräten ein. Bei den Dateisystemen betrachten wir die Dateiverwaltung und den Dateizugriff mit Schutzmechanismen. Alle Prinzipien werden am Beispiel von Linux erläutert. Im Bereich der Rechnernetze werden Fragen der Datenübertragung sowie Konzepte, Architekturen und Betriebsweisen von lokalen und regionalen Netzen und Weitverkehrsnetzen angesprochen. Auf das Internet und das World Wide Web (WWW) wird näher eingegangen. Für folgende Informatik-Studiengänge vorgesehen: B.
1671:
Dieser Kurs gibt eine Einführung in das Gebiet der Datenbanksysteme. Es wird das Konzept eines Datenbanksystems, die prinzipielle Architektur und die Funktionsweise erarbeitet. Der Kurs führt ein in relationale Datenbanken und behandelt einige der Kerntechniken von Datenbanksystemen.
KursbeschreibungAufbauend auf dem Kurs "Wahrscheinlichkeitstheorie", Kurs-Nr. 01263, behandelt der Kurs "Stochastische Prozesse" zeitabhängige Entwicklungen, die Zufallseinflüssen unterworfen sind (z. B. Molekularbewegungen, Fluktuationen, Aktienkurse). In dem Kurs werden ausschließlich Prozesse in stetiger Zeit behandelt. Zunächst werden maßtheoretische Konzepte und Begriffe vorgestellt, die für die Definition solcher Prozesse grundlegend sind. Dann wird der wichtigste Prozess der stochastischen Analysis, die Brownsche Bewegung, eingeführt und untersucht. Anschließend werden allgemeine Martingale betrachtet und Schlüsselresultate (Doobsche Maximalungleichung, Optional Stopping-Theorem, Martingalkonvergenzsatz) bewiesen. Danach kommen wir zum Ito-Kalkül, mit dessen Hilfe sich stochastische Integrale definieren und untersuchen lassen. Diese werden abschließend in der Theorie stochastischer Differentialgleichungen eine zentrale Rolle spielen.
Vorausgesetzt werden Kenntnisse aus der Maß- und Wahrscheinlichkeitstheorie, die dem Inhalt des Kurses "Wahrscheinlichkeitstheorie", Kurs-Nrn. 01263) entsprechen.
Der Kurs "Stochastische Prozesse" ist ein Kurs des Hauptstudiums.
KursbeschreibungDer Lehrtext behandelt Techniken und Werkzeuge zur Übersetzung einer (formalen) Quellsprache in eine Zielsprache. Zumindest die Quellsprache ist durch eine geeignete Grammatik definiert. Der klassische Anwendungsfall ist die Übersetzung von einer höheren Programmiersprache in Maschinen- oder Assemblersprache. Insofern vermittelt der Lehrtext ein grundlegendes Verständnis für die Implementierung von Programmiersprachen. Übersetzungstechniken haben aber viel weitergehende Anwendbarkeit: Andere Quellsprachen können z.B. Dokumentbeschreibungssprachen sein (LaTeX, HTML, ...), Anfragesprachen in Datenbanksystemen, VLSI- Entwurfssprachen usw. oder auch komplex strukturierte Eingabedateien für Anwendungsprogramme. Es gibt mächtige Werkzeuge (Scanner - und Parsergeneratoren auf der Basis attributierter Grammatiken), deren Kenntnis für jeden Informatiker nützlich ist, auch wenn nur wenige klassische Übersetzer (Compiler) implementieren. Voraussetzungen: Programmierung (etwa anhand der Module 63811 oder 63611), Datenstrukturen (z.B. 63113). Grundbegriffe der Theorie der formalen Sprachen (etwa aus Modul 63912) sind nützlich, werden aber auch in diesem Modul vermittelt.
KursbeschreibungDas Modul behandelt die Funktionsprinzipien von Verteilten
Systemen, die zum Verständnis heutiger Anwendungssysteme im Internet
unentbehrlich sind. Ein verteiltes System besteht aus mehreren Komponenten, die auf
vernetzten Rechnern installiert sind und ihre Aktionen durch den Austausch von
Nachrichten über Kommunikationskanäle koordinieren. Im Vergleich zu autonomen
Rechensystemen treten bei verteilten Systemen ganz neue Probleme auf: Daten, welche
auf unterschiedlichen Rechensystemen auch unterschiedlich dargestellt werden, sollen
ausgetauscht werden, Prozesse müssen synchronisiert werden, verteilte persistente
Datenbestände sollen konsistent gehalten werden. Schwerpunktmäßig behandelt
werden die Grundlagen verteilter Systeme, Prozesse und Kommunikation, Namen und
Synchronisierung, Konsistenz und Replikation, Fehlertoleranz und Sicherheit.
Der Kurs basiert auf einem englischsprachigen Buch, das kostenlos heruntergeladen werden kann. Begleitende Kurseinheiten geben Lesehinweise und ergänzen das Buch durch konkrete Beispiele.
KursbeschreibungDer Kurs Virtuelle Maschinen behandelt die grundlegenden Konzepte und Mechanismen virtueller Maschinen - jedoch nicht deren Verwendung, Verwaltung oder Installation, sondern das, was unter der Oberfläche passiert.
Wir untersuchen verschiedene Arten virtueller Maschinen:
- System-VMs, die ein komplettes System inklusive Betriebssystem virtualisieren
- Container und prozessbasierte Virtualisierung
- Hochsprachen-VMs, wie die Java Virtual Machine (JVM)
Dabei werden sowohl hardwarenahe Aspekte betrachtet - etwa, wie eine ISA für effiziente Virtualisierung oder Emulation gestaltet sein muss - als auch Betriebssystemtechniken, wie die Container-Unterstützung im Linux-Kernel. Zudem werden Themen wie Binärübersetzung und -optimierung behandelt, die auf den ersten Blick nicht direkt mit Virtualisierung in Verbindung stehen, aber eine entscheidende Rolle spielen.
KursbeschreibungDer Kurs behandelt Mathematikinhalte, die in den Grundveranstaltungen des Mathematik- oder Informatikstudiums als bekannt vorausgesetzt werden, vielleicht aber in Vergessenheit geraten sind. Behandelt werden Themen der Elementargeometrie, das Lösen von Gleichungen, Funktionen und Stochastik.
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