Lehrveranst-BA-MA-07

Angebot im Bachelorstudium

Der Lehrstuhl bietet im Bachelorstudium als zentrale Lehrveranstaltung an:

  • Rechnerkommunikation (RK, jeweils im SS, 2 SWS VL + 2 SWS UE)
    Die Lehrveranstaltung vermittelt die grundlegenden Konzepte von Rechnernetzen und legt dabei einen besonderen Schwerpunkt auf die Realisierung im Internet. Nach einem Überblick über das Gebiet der Rechnernetze und Kommunikationssysteme werden die Schichten beginnend von der Anwendungsschicht über die Transportschicht, Vermittlungsschicht und Sicherungsschicht bis zur physikalischen Schicht durchlaufen. Abschließend werden weitere Beispiele für Rechnernetze vorgestellt.

Rechnerkommunikation ist eine Pflichtveranstaltung im Bachelorstudium für Studierende der Informatik sowie von I&K. Jeweils im Sommersemester wird auch ein Seminar angeboten:

  • Seminar im Bachelorstudium (jeweils im SS, 2 SWS)
    Die Teilnehmer arbeiten anhand von Originalliteratur Vorträge und Ausarbeitungen zu aktuellen Forschungsthemen aus.

Das Seminar ist für Studierende der Informatik im Bachelorstudium anrechenbar und kann parallel zu Rechnerkommunikation besucht werden.

Angebot im Bachelor- oder Masterstudium

Die folgenden Lehrveranstaltungen können entweder im Bachelor- oder im Masterstudium besucht werden.
Der Lehrstuhl bietet als zentrale Basisveranstaltung an:

  • Kommunikationssysteme (KS, jeweils im WS, 2 SWS VL + 2 SWS UE)
    Aus der Lehrveranstaltung RK im Bachelorstudium ist der grundlegende Aufbau von IP-basierten Netzen bekannt. In der Basislehrveranstaltung Kommunikationssysteme werden weitere wichtige Basiskonzepte von Rechnernetzen und Kommunikationssystemen eingeführt. In Rahmen der Vorlesung werden sowohl systematische Verfahren zur Entwicklung von Kommunikationsprotokollen (in der Standardisierung und Industrie verbreitete Beschreibungsverfahren SDL und MSC) als auch Basiskonzepte und aktuelle Entwicklungen von Rechnernetzen und Kommunikationssystemen (multimediale und drahtlose Kommunikation) behandelt. In den Übungen werden die gelernten Methoden in einem Labor erprobt und vertieft. Dazu wird ein Versuchsnetz aufgebaut und im Laufe der Veranstaltung erweitert und getestet.

    • Netzwerkinfrastruktur: Paket- und Leitungsvermittlung, ATM, Netzwerk-Management
    • Multimedia / Dienstüte: VoIP, IntServ, DiffServ, MPLS, Policing, Scheduling, AQM
    • Simulation: Durchführung, Werkzeuge, Maße
    • Protokollentwurf: endliche Automaten, SDL, MSC
    • Drahtlose und mobile Kommunikation: GSM/UMTS, Mobilitätsaspekte, WLAN, WPAN, WSN
    • Netzwerksicherheit: Schutzziele, Bedrohungen, Verschlüsselung, Protokolle

Hierauf bauen als regelmäßige Vertiefungsveranstaltungen auf:

  • Dienstgüte von Kommunikationssystemen (DKS, jeweils im SS, 2 SWS VL + 2 SWS UE)
    Zunächst werden Systeme vorgestellt, bei denen Anstrengungen zur Erzielung von Dienstgüteeigenschaften unternommen wurden (u.a. Integrated Services, Differentiated Services, ATM, MPLS, GPRS, UMTS, Streaming, Policing- und Scheduling-Verfahren). Dann werden unterschiedliche Methoden vorgestellt, mit denen Systeme ausgelegt und bewertet werden können: Messung (HW-, SW-, Hybrid-Monitoring, Benchmarks, Leistungstests), Analytische Modellierung (Warteschlangenmodelle, stochastische Prozesse, Petri-Netze) und Simulation (OPNET, ns2, formale Beschreibungstechniken). Ergänzend wird der Network Calculus vorgestellt, mit dem Garantien für Dienstgüteeigenschaften ermittelt werden können. Alle Methoden werden vorwiegend am Beispiel von Internet-Protokollen demonstriert.
  • Smart Grid (jeweils im WS, 2 SWS VL + 2 SWS UE)
    Dieser Kurs bietet eine Einführung in den neuen multi-disziplinären Bereich Smart Grid. Die Kommunikation spielt eine wichtige Rolle bei der Realisierung neuer Dienste und bei der intelligenten Koordination zwischen den verschiedenen Einheiten innerhalb der Stromnetze. Der Kurs behandelt die Grundlagen von Stromnetzen, der Stromerzeugung, den wirtschaftlichen Aspekten von Angebot und Nachfrage, den unterschiedlichen Kommunikationstechnologien und der Integration von Informations-und Kommunikationstechnologien ins Stromnetz. Weiterhin werden im Kurs die Konzepte der verschiedenen Komponenten des Smart Grids, einschließlich der Integration von erneuerbaren Energien, Energiespeicher, Demand Side Management und E-Mobilität eingeführt. Dabei wird auch auf Umweltaspekte wie CO2-Emissionen eingegangen. Der Kurs behandelt auch die Modellierung und Analyse der verschiedenen Komponenten des Smart Grids.

Die Bedeutung von Elektronik und Software ist in der Fahrzeugtechnik stark gestiegen, gleichzeitig stellen die komplexen Entwicklungsprozesse in der Automobilindustrie hohe Anforderungen an Berufseinsteiger. Absolventen benötigen daher zunehmend spezialisierte Kenntnisse aus den Themenbereichen Elektronik, Software und Vernetzung von Fahrzeugen. Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, wurde am Department Informatik ein spezieller Studienschwerpunkt „Informatik in der Fahrzeugtechnik“ im Studiengang Informatik eingerichtet.
Die folgenden Veranstaltungen des Lehrstuhls richten sich speziell an Studierende, die diesen Abschluss erwerben möchten, stehen jedoch selbstverständlich allen Hörerkreisen offen:

  • Entwicklung und Test von verteilten, eingebetteten Systemen im Bereich Automotive (ETeS, jeweils im WS, 2 SWS VL)
    Die Vorlesung gibt eine allgemeine Übersicht über das Themengebiet „SW-Technologie im Automobil“. Sie stellt die in diesem Umfeld verbindlichen Standards/Normen für Systems Engineering (ISO 15288), Software Engineering (ISO 12207) sowie Systeme mit Sicherheitsfunktionen (ISO 61508/26262), sowie der herstellerspezifischen Normierungsgremien (HIS, AutoSAR) vor. Ferner behandelt sie für die Softwareentwicklung und Qualitätssicherung Software-basierter technischer Systeme im Bereich Automotive wesentliche fachlichen Themen.
    Die Vorlesung wird für einen Abschluss mit Studienschwerpunkt „Informatik in der Fahrzeugtechnik“ anerkannt. Sie setzt Grundkenntnisse in Rechnerkommunikation voraus und richtet sich so schwerpunktmäßig an Studierende aus IuK und Informatik ab dem 5. Semester.
  • Zukunft der Automobiltechnik (ZAT, jeweils im WS, 2 SWS VL)
    Die Vorlesung zeigt querschnittlich neue Trends in der Konzeption und Entwicklung auf und führt in das Thema „Informatik in der Fahrzeugtechnik“ ein. Die Vorlesung richtet sich so insbesondere an Bachelor- und Masterstudenten der Informatik ab dem 5. Semester. Sie setzt jedoch keine speziellen Kenntnisse voraus und steht deshalb allen Hörerkreisen offen, etwa Studierenden im Masterstudium, sowie Studierenden aus CE und IuK.
    Die Vorlesung wird für einen Abschluss mit Studienschwerpunkt „Informatik in der Fahrzeugtechnik“ anerkannt.
  • Fahrzeugkommunikation (FzK, jeweils im SS, 2 SWS VL + 2 SWS UE)
    Die Vorlesung ist in zwei Blöcke gegliedert: Zunächst führt die Vorlesung in die fahrzeuginterne Vernetzung ein, behandelt Vernetzungsarchitekturen, Bussysteme und Steuergeräte, Fahrerassistenzfunktionen, Multimedia und Systemarchitekturen. Den Abschluss bilden Betrachtungen zu Security und Safety in der fahrzeuginternen Vernetzung. Als zweiten Block gibt die Vorlesung einen Überblick über Themen der externen Kommunikation von und mit Fahrzeugen, behandelt Systemarchitekturen zur Vernetzung von Fahrzeugen untereinander und mit Infrastruktur, Medienzugriffsverfahren verbreiteter Lösungen, Protokolle von Vehrkehrsinformationssystemen. Sie schließt wiederum mit Betrachtungen zu Safety und Security – erweitert um die in diesem Themengebiet besonders relevanten Fragestellungen rund um die Wahrung der Privatsphäre von Nutzern.
    Die Vorlesung wird für einen Abschluss mit Studienschwerpunkt „Informatik in der Fahrzeugtechnik“ anerkannt. Sie setzt Grundkenntnisse in Rechnerkommunikation voraus und richtet sich so schwerpunktmäßig an Studierende aus IuK und Informatik ab dem 5. Semester.

Daneben stehen zwei aufeinander aufbauende Lehrveranstaltungen Simulation and Modeling I und II. (SaM I, SaM II), die sich mit der Simulation sowohl von Fertigungssystemen als auch Informations- und Kommunikationssystemen beschäftigen. In beiden Anwendungsgebieten sind die gleichen grundlegenden Methoden von Bedeutung. SaM I und SaM II wenden sich sowohl an Studierende des Maschinenbaus, der Mechatronik, des Masterstudiengangs CE, der Informatik und von I&K und wird in englischer Sprache durchgeführt.

  • Simulation and Modeling I (SaM I, jeweils im WS, 2 SWS VL + 2 SWS UE, in englischer Sprache)
    Der Schwerpunkt liegt in der diskreten Ereignissimulation. Es wird zunächst das Grundprinzip der Simulation erläutert und dann eine Umsetzung mittels verschiedener Modellierungsparadigmen und Werkzeuge behandelt (ereignis- und prozeßorientierte Simulation, Verwendung von Programmier- und Simulationssprachen, Simulationswerkzeugen, Warteschlangen, Petri-Netzen und UML). Das Hauptlernziel ist die Fähigkeit, selbstständig Simulationsmodelle und zugehörige Maße erstellen zu können. Weiterhin werden die notwendigen Konzepte der Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik behandelt und die Eingabemodellierung (Ableitung von Modellteilen aus Beobachtungen und Messungen), die Erzeugung von Zufallszahlen und die Analyse von Simulationsläufen erläutert. Weiterhin wird ein Blick auf die kontinuierliche und hybride Simulation (beschrieben durch Differentialgleichungen) geworfen. Es werden Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Fertigungs- sowie Informations- und Kommunikationssysteme gegeben.
  • Simulation and Modeling II (SaM II, jeweils im SS, 4 SWS Projekt, in englischer Sprache)
    Die in SaM I erworbenen Kenntnisse werden in Projekten in Teamarbeit erprobt. Die Simulationsprojekte umfassen eine Planungsphase, Datenerhebung, Entwicklung eines konzeptionellen Modells, Implementierung eines detaillierten Modells, Validierung, Modellauswertungen und Dokumentation. Die Teams berichten in Zwischen- und Abschlußvorträgen über ihre Arbeit und verfassen einen Abschlußbericht. Es werden zusätzliche Informationen über das Management von Simulationsprojekten, über die Durchführung von Präsentationen und das Verfassen von Dokumenten vermittelt. Mögliche Systeme, die in den einzelnen Simulationsprojekten untersucht werden können, sind z.B. der verteilte Web-Server im Labor des Lehrstuhls, drahtlose Netze, Produktionsanlagen in Kooperation mit regionalen Unternehmen oder Verkehrssysteme in Erlangen. Eigene Projektideen sind möglich.

Angebot im Masterstudium

Der Lehrstuhl bietet speziell für das Masterstudium die folgenden Lehrveranstaltungen an, die das obige Angebot von Veranstaltungen, die im Bachelor- oder Masterstudium gehört werden können, ergänzen:

  • Pervasive Computing (PvC, jeweils im WS, 2 SWS VL + 2 SWS UE)
    MARK WEISER veröffentlichte im Jahr 1991 den Artikel „The Computer for the 21st Century“, der die folgende Kernidee postuliert:
    „The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.“
    Pervasive Computing (PvC) befasst sich mit der Umsetzung der Weiser‘schen Vision und untersucht Verfahren, die es ermöglichen beliebige Alltagsgegenstände, Handys, PDAs, etc. zu identifizieren und zu lokalisieren, um kontextabhängige Daten zu verarbeiten. Den Nutzern soll auf diese Weise überall und zu jeder Zeit ein komfortabler Zugang zu Informationen und Diensten ermöglicht werden.
    Die Vorlesung behandelt Endgeräte, Hard- und Softwareplattformen, Kommunikationsinfrastrukturen, wegweisende Projekte und Anwendungsfelder wie Wohnen, Einkaufen, Verkehr oder Gesundheit. Darüber hinaus werden am Beispiel von Java Softwareentwicklungsmethoden vorgestellt, die für die Implementierung Weiser‘scher Ideen auf kleinen, benutzerfreundlichen Endgeräten besonders geeignet erscheinen.
    Der zuletzt genannte Aspekt wird in der begleitenden Veranstaltung „Übungen zu: Pervasive Computing“ durch die Modellierung und Programmierung prototypischer Anwendungen aus dem PvC-Umfeld vertieft.

Die regelmäßig stattfindende Spezialvorlesung Supply Chain Management wird durch einen industriellen Experten auf diesem Gebiet durchgeführt:

  • Supply Chain Management (jeweils im SS, 2 SWS VL)
    Ökonomische und technologische Entwicklungen verändern unsere Wirtschaft mit einer atemberaubenden Geschwindigkeit. Im Blickpunkt des Interesses steht das Internet, das vollkommen neue Möglichkeiten eröffnet, wie Firmen Geschäfte machen (e-Business, e-Commerce) und wie Firmen miteinander zusammenarbeiten, um gemeinsam am Markt agieren zu können (Collaborative Commerce). Das Internet verändert die Art und Weise, wie Güter eingekauft, verarbeitet, transportiert und verteilt werden, aber auch, wie die dafür notwendigen Informationen zwischen den beteiligten Unternehmen kommuniziert werden (e-Logistics, e-Supply Chain Management). Ziel ist es heute, Geschäftsprozesse über Firmengrenzen hinweg zu automatisieren und zu optimieren. Das Internet bereitet so den Weg zum virtuellen Unternehmen. Dort wo Firmen ein gemeinsames Interesse am Kaufen und Verkaufen haben, entstehen elektronische Marktplätze (e-Marketplaces). In der Vorlesung werden die dem Supply Chain Management und den elektronischen Märkten zugrundeliegenden funktionalen und technologischen Konzepte behandelt. Beispiele bereits vorhandener oder in Entwicklung befindlicher Marktplätze und Internet-gestützter Logistikketten werden vorgestellt und diskutiert.

Jeweils im Wintersemester wird ein Seminar im Masterstudium angeboten:

  • Seminar im Masterstudium (jeweils im WS, 2 SWS)
    Die Teilnehmer arbeiten anhand von Originalliteratur Vorträge und Ausarbeitungen zu aktuellen Forschungsthemen aus.

Die Lehrveranstaltungen können im Bachelor- und Masterstudium auf mehrfache Weise sinnvoll kombiniert werden. Die Kenntnisse aus Rechnerkommunikation im Bachelorstudium werden jeweils als bekannt vorausgesetzt. Grundsätzlich soll Kommunikationssysteme als Basisveranstaltung besucht werden. Danach bestehen zwei grundsätzliche Möglichkeiten:

  • bei einem vorwiegend systemorientierten Interesse können Pervasive Computing, Selbstorganisation in Autonomen Sensor-/Aktornetzen, und Supply Chain Management folgen,
  • bei einem vorwiegenden Interesse an Dienstgüte und Planung können Dienstgüte von Kommunikationssystemen, Simulation and Modeling I und Simulation and Modeling II folgen.

Andere Kombinationen sind bei Interesse jedoch auch sinnvoll und möglich.

Spezielle Exportveranstaltungen

Für die Vermittlung von grundlegenden Inhalten auf dem Gebiet der Informatik werden von unserem Lehrstuhl die beiden folgenden Lehrveranstaltungen für Studierende außerhalb der Technischen Fakultät angeboten:

  • Informatik für Nebenfach I (InfNF I, jeweils im WS, 3 SWS VL + 2 SWS UE)
  • Informatik für Nebenfach II (InfNF II, jeweils im SS, 3 SWS VL + 2 SWS UE)

Speziell für Studierende des Masterstudiengangs CE werden die folgenden beiden Lehrveranstaltungen angeboten:

  • Distributed Structures and Algorithms (DSA, jeweils im SS, 2 SWS VL, Pflicht im Orientierungssemester des Masterstudiums CE)