Studium

• Folien Vortrag zu Dantenkopressionasalgorithmus LZ77 (Englisch) - Kurze Ausarbeitung dazu
• Programieren mit MIPS-Assembler
• Ausarbeitung Seminar: Regelbasierte Simulation und Agentensysteme
• Mehr Inhalt entsteht bald...

Inhalte der einzelnen Fächer:

Gundstudium (1.-4. Semester)

Einführung in die Informatik I+II (WS 2005/06 + SS 2006, Prof. Dr. Volker Claus)

• Einführung in die Sprache Ada95
• Algorithmen, Sprachen und Grammatiken
• Daten und ihre Strukturierung
• Begriffe der Programmierung, Objektorientierung
• Abstrakte Datentypen
• Komplexität von Algorithmen und Programmen, Turingmaschine, Registermaschine, Landau-Notation
• Semantik von Programmen, Hoare'sche Regeln
• Suchen, Listen, AVL-Bäume, B-Bäume
• Hashing
• Sortieren
• Graphalgorithmen, Kürzeste Wege
• Speicherverwaltung

Höhere Mathematik I+II (WS 2005/06 + SS 2006, Prof. Eberhard Teufel)

• Grundlagen: Aussagenlogik, Mengen, Relationen, Abbildungen, Zahlenmengen, Gruppentheorie, Ringe, Körper.
• Lineare Algebra: Vektorräume, Lineare Abbildungen von Vektorräumen, Matrizen, Lineare Gleichungssysteme, Determinante einer Matrix, Eigenwerte und Diagonalisierbarkeit, Skalarprodukt.
• Analysis I: Konvergenz in metrischen Räumen, Zahlenfolgen und Zahlenreihen, Stetige Abbildungen in metrischen Räumen, Folgen und Reihen von Funktionen, Spezielle Funktionen.
• Analysis II: Differentiation von Funktionen einer reellen Variablen, Integration von Funktionen einer reellen Variablen, Differentiation und Integration von Funktionen mehrerer Variabler.
• Differentialgleichungen: Differentialgleichungen 1. Ordnung, Existenz und Eindeutigkeit von Anfangswertproblemen, lineare Systeme 1. Ordnung.

Logik (WS 2005/06, Prof. Javier Esparza)

• Aussagenlogik, Äquivalenz, Normalformen, Hornformeln, Resolution
• Hilbert-Kalkül
• Prädikatenlogik, Resolution
• Herbrand-Theorie

Programmierkurs Softwaretechnik (WS 2005/06, Markus Knauss)

• Programmierprinzipien
• Programmierrichtlinien, Programmdokumentation
• Programmieren im Team
• Testverfahren

English für Softwaretechniker (WS 2005/06, Pamela Nolan-Landwehr)

• Formal Englisch, Essays, Technical English

Technische Informatik I (SS 2006, Dr. Dominik Stoffel)

• Physikalische und elektrotechnische Grundlagen der Digitaltechnik (Elektrostatik, Gleichstromlehre, elektrische Netzwerke, Grundlagen der Halbleiterphysik und -technologie, pn-Übergang und Diode, MOS-Transistor, Logikschaltungen und Schaltungsfamilien). Gatter.
• Schaltungsmodellierung mit Hilfe Boolescher Funktionen und endlicher Automaten. Optimierung von Schlatungen (KV-Diagramme, Verfahren nach Quine und McCluskey), Implementierung digitaler Entwürfe.

Theoretische Informatik I+II (SS 2006 + WS 06/07, Dr. Holger Petersen)

• Sprachtheorie: Automatenmodelle und Grammatiktypen für die Sprachklassen der Chomsky-Hierarchie. Reguläre Ausdrücke, Minimierung endlicher Automaten, Iterationslemmata für reguläre und kontextfreie Sprachen, Normalformen, Kellerautomaten, Lösen des Wortproblems kontextfreier Sprachen mit dem CYK-Algorithmus, linear beschränkte Automaten, kontextsensitive Grammatiken, Typ 0-Grammatiken und Turingmaschinen.
• Berechenbarkeitstheorie: Turing-Berechenbarkeit, Churchsche These, primitiv und partiell rekursive Funktionen, Halteproblem und Unentscheidbarkeitsresultate.
• Komplexitätstheorie: deterministische und nichtdeterministische Polynomialzeit, NP-Vollständigkeit behandelt, Reduktionen von Entscheidbarkeitsproblemen.

Rechnerorganisation / Technische Informatik II (WS 06/07, Prof. Hans-Joachim Wunderlich)

• Arithmetisch/logische Grundelemente
• Hardware-Modellierung, Rechnerentwurf
• Operationswerke
• Steuerwerke
• Befehlszyklus und Unterbrechungen
• Pipelining
• Befehlsätze
• Struktur des MIPS-Prozessors
• Assemblerprogrammierung mit dem MIPS

Programmentwicklung (WS 06/07, Holger Röder, Rainer Schmidberger)

• Objektorientierte Analyse und Entwurf mit UML
• Einführung in die Programmiersprache Java

Einführung in die Softwaretechnik I (WS 06/07, Prof. Jochen Ludewig)

• Software Engineering
• Software Nutzen und Kosten
• Software-Qualitätssicherung und Prüfung
• Analyse und Spezifikation
• Entwurf, Architekturmuster
• Vorgehensmodelle
• Programmtest

Numerische und Stochastische Grundlagen der Informatik (WS 06/07, Prof. Dr. Peter Bastian)

• Numerik: Interpolations- und Integrationsverfahren, Numerische Lösung linearer Gleichungssysteme, Iterationsverfahren, gewöhnliche Differentialgleichungen.
• Stochastik: Zufall und Unsicherheit, diskrete und kontinuierliche Wahrscheinlichkeitsräume, Wahrscheinlichkeitsverteilungen
• Statistik (elementare induktive Statistik)

Einführung in die entscheidungsorientierte BWL (WS 06/07, Prof. Burr)

• Wenig konkretes. Entscheidung unter Risiko. Transaktionskosten.

Theoretische Informatik III (SS 2007, Prof. Ulrich Hertrampf)

• Strategien für den Algorithmenentwurf: Divide and Conquer, Greedy, Dynamische Programmierung, Backtracking; Sortieren und Medianberechnung: Quicksort, Bottom-Up-Heapsort, Medianberechnung in linearer Zeit, Quickselect
• Komplexitätstheorie: Wichtige Komplexitätsklassen, Varianten algorithmischer Probleme, Grapherreichbarkeit, grundlegende Beziehungen, Satz von Savitch, Hierarchiesätze, Translationstechnik
• Formale Semantik: Semantik-Funktionen, die Sprache IMP, Operationale Semantik, Denotationale Semantik, Axiomatische Semantik

Einführung in die Softwaretechnik II (SS 2007, Dr. Dirk Nowotka)

• Analyse von Klassen-Diagrammen mit Alloy, Model-Checking, OCL
• State diagrams und Statecharts
• Activity diagrams und Petrinetze
• Message Sequence Charts

Softwarepaktikum (SS 2007)

• Durchführung einer vollständigen Softwareentwicklung in Gruppen von drei Studenten: Erstellung eines Werkzeuges in Java für den Programmtest.

Marketing (SS 2007, Prof. Dr. Dr. h.c. Ulli Arnold)

• Marktliche Austauschbeziehungen von Unternehmen
• Entscheidungsprobleme des Beschaffungsmanagement
• Entwicklung von Absatz und Strategien
• Marketinginstrumente

Hauptstudium

Software Engineering (WS 2007/08, Prof. Jochen Ludewig)

• Modelle
• Projektleitung
• Vorgehens- und Prozessmodelle
• Projektleitung
• Bewertung des Softwareprozesses / CMM
• Integration
• Configuration Management, Versionsverwaltung
• Wartung
• Reengineering
• Metriken

Grundlagen der Verteilten Systeme / Rechnerkommunikation und Betriebssysteme (WS 2007/08, Prof. Dr. Kurt Rothermel)

• Kommunikation: Nachrichten, Remote Procedure Call (RPC), Remote Method Invocation (RMI)
• Namensgebung: Generierung und Resolution
• Zeit und Uhren in verteilten Systemen: Anwendungen, logische Uhren, physikalische Uhren, Uhrensynchronisation
• Prozesssynchronisation: Wechselseitiger Ausschluß
• Globaler Zustand: Konzepte, Snapshot Algorithmus, verteiltes Debugging
• Transaktionsmanagement: Serialisierbarkeit, Sperrverfahren, 2-Phasen-Commit-Protokolle
• Datenreplikation: Primary Copy, Consensus-Protokolle und andere Algorithmen
• Sicherheit: Verfahren zur Geheimhaltung, Integrität, Schlüsselaustasch und Authentifikations- und Autorisierungprotokolle
• Broadcast-Algorithmen: Verarbeitungsmodell, Broadcast-Semantiken und -Algorithmen

Fachpraktikum graphische Benutzungsoberflächen (WS 2007/08)

• Win32-API, C
• Namensgebung: Generierung und Resolution
• WPF, XAML, C#
• HTML, AJAX, JavaScript, JSP

Anwendungsfach Verkehr: Grundlagen spurgeführter Verkehrssysteme (WS 2007/08, Prof. Dr.-Ing. Ullrich Martin)

• Strukturen der Eisenbahnen
• Systemsicherheit
• Bahnanlagen und ihre Gestaltung
• Fahrdynamik
• Trassierung
• Leit- und Steuerungstechnik
• Fahrzeugsysteme
• Betrieb von Schienenbahnen

Anwendungsfach Verkehr: Einführung in die Verkehrsplanung (WS 2007/08, Prof. Dr.-Ing. Markus Friedrich, Prof. Ressel)

• Verkehrsplanung, Modelle der Verkehrserzeugung, Umlegung und Routenwahl, Moduswahl, Verkehrsqualität, Öffentlicher Verkehr und IV.
• Planung von Straßen, Trassierung in der Ebene und in der Gradiente, Straßenquerschnitte.

Anwendungsfach Verkehr: Luftverkehr und Flughafenanlagen (SS 2008, Peter Veit / Prof. Dipl.-Oec. Georg Fundel)

• Entwicklung des Luftverkehrs
• Aufgaben der Flugsicherung
• Anlagen der Luft- und Landseite eines Flughafens
• Betriebsabwicklung auf Flughäfen
• Flughafenmanagement

Studienprojekt A: VC3/VICCC (Virtual Construction Company Competition)

• Softwareentwicklung in einer Gruppe von neun Studenten über ein Jahr.
• Kunde: Institut für Baubetriebslehre
• Entwicklung eines Simulationsspiels für die Durchführung von Bauprojekten
• Meine Rolle: Teamleiter Simulation
• Eingesetzte Technologien: C#, .NET 3.5, Silverlight, XML-Webservices, MS-SQL Server
• Begleitende Vorlesung: Software-Ergonomie

Rechnernetze I (SS 2008, Prof. Dr. Kurt Rothermel)

• ISO-OSI Modell Schichten 1-4:
• Bitübertragung: Theorem von Shannon, Übertragungsarten, Kodierung, Multiplexing
• Sicherung: Rahmenerstellung, Fehlererkennung und -korrektur, Flusskontrolle, Kanalauslastung, Verbindungsverwaltung, PPP.
• Direktverbindungsnetze: LAN, Ethernet, MAC (CSMA/CD, Aloha), Token Ring, Kopplung von LANs, Perlman-Algorithmus, VLANs.
• Vermittlung: Datagramme, Routing-Algorithmen (Shortest-Path, Link State, Distanzvektor), Überlastkontrolle, Queuing, Choking.
• Internetworking: Globale Addressierung, IP, ARP, DHCP, Architektur des globalen Internets, Subnetting, Klassenloses und hierarchisches Routing (RIP, OSPF, BGP), Skalierbarkeit und Robustheit, IP-Multicast (DVMRP, PIM-DM/SM, Core based trees), IPv6
• Transport: Ende-zu-Ende Fragen, TCP, Handshake, Adressierung, UDP, Fluss- und Überlastkontrolle auf Schicht 4 (Slowstart, Fast retransmit/fast recovery). Echtzeitkommunikation: Integrated Services und DiffServ.

Verkehrssicherung II (SS 2008, Prof. Dr.-Ing. Ullrich Martin)

• Sensoren, Weichenantriebe und Weichenverschlüsse, Signalrelais, Lichtsignale, Stromversorgungsanlagen, Gleisstromkreise, Achszählkreise, Zugschlussmeldeanlagen
• Regeleung der Zugfolge: Fahren im Raumabstand, Nichttechnische Sicherungsverfahren, Streckenblock, Felderblock, Zentraler selbstblock. Nachrücksignal, Halbregelabstand
• Fahrwegsicherung: Fahrstraßen und Fahrstraßenlogik, Festlegung, Annäherungsverschluss
• Zugbeeinflussung und Sicherung: Punktförmig (Indusi, Mechansich, Dauermagnetisch, galvanisch), Linienförmig (Schienenlinienleiter, Kabellinienleiter, Funk), Fahrzeugortung, ETCS
• Bahnübergänge

Transportlogistik/Operations Research im Verkehr (SS 2008, Stefan Tritschler)

• Lineare Optimierung
• Transportproblem
• Kürzeste Wege, Dijkstra
• Briefträgerproblem
• Tourenplanung

Computergestütztes Arbeiten im Eisenbahnwesen und öffentlichen Verkehr (SS 2008, verschiedene Dozenten)

• Fahrplanerstellung
• Simulation mit Railsys
• Leistungsuntersuchung mit PULEIV
• Gate- und Vorfeldpositionvergabe
• Betriebsleittechnik im ÖV und RBL

Studienprojekt B: AGAVE (Agentenbasierte Auswerteeinheit zur Verarbeitung von Diagnoseergebnissen)

• Softwareentwicklung in einer Gruppe von sechs Studenten über ein Jahr
• Kunde: Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen
• Entwicklung einer Software zur Durchsuchung und Verwaltung der technischen Dokumentation von Werkzeugmaschinen auf diesen Maschinen mit Möglichkeit Erfahrungswissen zu bewerten und hinzuzufügen
• Begleitende Vorlesung: Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme II

Grundlagen der interaktiven Systeme (WS 2008/09, Prof. Daniel Weiskopf)

• Mensch-Computer-Interaktion (HCI)
• Meschliche Wahnehmung und Informationsverarbeitung
• Farbmetriken
• Ein- und Ausgabegeräte
• GUI-Design, Toolkits, Eventhandling, Interaktionstechniken
• Ergonomie, Normen, Dialoggestaltung
• Computergrafik
• 2D-Grafik: Rasterisierung, Clipping, Polygonfüllung, Affine Abbildungen, Alpha-Blending, Dithering
• 3D-Grafik: Pipeline und Transformationen, Szenengraph, Projektionen, Beleuchtung, Shading, Texturen, Interpolationen (Bezier, Spline)
• Virtual Reality
• OpenGL

Grundlagen Datenbanken und Informationssysteme (WS 2008/09, Prof. Bernhard Mitschang)

• Entity-Relationship Modell
• Relationenmodell und relationale Algebra
• Datendefinition und Manipulaiton mit SQL
• Integritätskontrolle, Zugriffskontrolle, Trigger, Indexstrukturen
• Transaktionen
• Datenbankentwurfstheorie, Armstrong-Axiome, Normalformen für Schemata, Synthese

Data Compression (WS 2008/09, Prof. Dr.-Ing. Sven Simon)

• Entropie, Informationsgehalt, Kodierungen, Quantisierung
• Shannon Fano Kodierung, Huffman Kodierung, Adaptive Huffman Kodierung
• Arithmetisches Kodieren
• Wörterbuchkomprimierung: LZ77, LZ78, gzip, LZW
• JPEG Komprimierung

Rechnernetze II (WS 2008/09, Prof. Dr. Kurt Rothermel)

• Socketprogrammierung
• Dastenrepräsentierung und Komprimierung: ASN.1, XDR, Verlustlose und verlustbehaftete Komprimierung.
• Multimedia Networking: RTSP, RTP, RTCP, Maßnahmen bei Verzögerung, Jitter und Paketverlust. SIP.
• Netzwerksicherheit: Diffie-Hellman Schlüsselaustausch, IPSec (AH, ESP, IKE),SSL/TLS.
• Elektronische Bezahlsysteme: Anonymous electronic cash, SET, Micropayments (Millicent), mobile payments.
• Aplication Layer Multicast: Overlaynetzwerke, Overcast (Baumbasiert), Narada (Mesh), Scribe (auf Pastry).
• Content based networks: Pub-Sub, Siena
• Geographic communication: GeoOSPF, GeoPIM-DM, Multicastbasiert (Abbildung Multicast-Adressen auf geographisches Gebiet), Directory-based (Raumfüllende Kurven auf DHT), Overlaynetz mit symbolischer Adressierung.

Mobile Computing (WS 2008/09, Prof. Dr. Kurt Rothermel)

• Luftschnittstelle: Frequenzen, Signalausbreitung, Geteiltes Medium: Multiplexing (Space, Time, Frequency, Code (Chipping-Sequenz))
• Media Access: Probleme Hidden Terminal/Exposed Terminal. Reservierungs-TDMA. MACA: Collision avoidance.
• Location Management: Such- vs. Updatekosten. Einführen von Hierarchien.
• Wireless Communication Systems: GSM-Architektur, HLR, VLR, LA, Zelle. Rufaufbauprotokolle, Handover, Sicherheit. GPRS, UMTS.
• Drahtlose LANs und PANs: IEEE 802.11: CSMA/CA, Rahmenformat, Synchronisation und Energiesparen, Sicherheit. Bluetooth: Pikonetze, Architektur, Paketdefinition, Verbindungsaufbau, Scatternets, Sicherheit.
• Mobile Ad-hoc Netzwerke: Herausforderungen und Eigenschaften, besondere Routing-Verfahren (Fluten, Reaktiv: DSR, AODV, LAR, DREAM; Proaktiv: OLSR; Grid location service).
• Mobile IP und Cellular IP
• Mobile Transportschicht: Schwächen von TCP bei drahtlosen Verbindungen ausgleichen durch Link-Layer-Protokolle (Snoop), Split-Connection-Protokolle (Indirektes TCP, M-TCP), Ende-zu-Ende Protokolle (Ausnutzen von Fast-Retransmit nach drei DupACKs), TCP über 3G.
• Service Discovery: Verfügbarkeit, Beschreibung und Nutzen von Diensten in mobilen Umgebungen. Jini und UPnP.
• Mobile Data Access: Broadcastprogramme (Wongs Algorithmus, Broadcast disks), Indexing on the air: Durch Index (Hash-bucket) weiß Endgerät wann relevante Information erwartet wird und kann unterdessen abschalten und Energie sparen.

Information Retrieval and Text Mining (SS 2009, Hinrich Schütze)

• Boolean Retrieval (Inverted Index, Postings list, Phrase queries, Biword Indexes, Positional Index)
• Dictionaries (Term lookup algorithms, wildcard queries, permuterm index, Spelling correction via weigthed edit or Levenshtein distance, Soundex)
• Index construction (BSBI, SPIMI, Distributed Indexing, Map-Reduce)
• Index compression (Heap's Law, Zipf's Law, Variable byte codes, Gamma codes)
• Ranked retrieval, Scoring (Term frequency weighting, document frequency weighting, vector space model, implementation, marginal relevance)
• Evaluation (Precision, Recall, F-Measure, Accuracy, Kappa)
• Relevance Feedback (Rocchio, Query Expansion)
• Text classification (Naive Bayes, Roccio classification, kNN, Feautre selection)
• Clustering (Flat: k-means, Hierarchical: agglomerative clustering, bisecting k-means, cluster labeling)
• Link analysis (Page Rank, HITS, Dynamic Summaries)
• Language Models in IR, Web search and crawling, Search engine ads, Duplicate detection
• Latent semantic indexing (Dimensionality reduction)

Evolutionäre Algorithmen (SS 2009, Prof. Dr. Volker Claus)

• Basisalgorithmus, Fitnessfunktion
• Operatoren und deren Implementierungsmöglichkeiten (Selektion, Rekombination, Mutation), Tabu-Suche, Shuffle
• Beispielprobleme für Evolutionäre Algorithmen: Optimierungsprobleme, C-Funktion, NP-Harte Probleme (TSP, SetCover, Transportproblem).
• Kodierung (Phänotyp/Genotyp), Nachbarschaftsbegriff, Gray-Code, Permutationen
• Genetischer Algorithmus (Schema-Theorem)
• Evlolutionsstrategien (Selbstadaptive Mutationsarten mit Standardabweichung)
• Genetischnes Programmieren
• Individuenbasierte Verfahren (Hill Climbing, Simulated annealing, Great deluge, ...)
• Ameisenkolonien und Partikelschwärme

Hauptseminar Opportunistic Networking (SS 2009, Prof. Dr. Kurt Rothermel)

• Mein Seminarthema: "Architektur für Delay Tolerant Networking am Beispiel Interplanetary Network".
• Verfassen eines Berichts und 45-Minuten Präsentation vor den Seminarteilnehmern sowie 15 Minuten Diskussion.

Fachstudie: Evaluation von Datenintegrationssystemen im e-Science Bereich (SS 2009)

• Zusammen mit zwei Kommilitonen.
• Klassifikation und Analyse existierender Datenintegrationssysteme aus dem wissenschaftlichen Bereich und Erstellen eines Evaluationsschemas.
• Installation ausgewählter Systeme und deren Evaluierung gemäß dem zuvor erstellten Evaluationsschema.

Diplomarbeit: Konzeption und Realisierung einer Experimentierumgebung für Sprachverarbeitungsverfahren auf der Basis von automatischer Anfrageverarbeitung (WS 2009/2010, Prof. Dr. Hinrich Schütze)