Modul Wahlpflichtfächer 3, Medieninformatik (Bachelor) (SPO 6)

Deutsche Sprache
Kompakte Schrift

Farbschema

Modulübersicht

Wahlpflichtfächer 3

MINB710

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

/

7. Semester

keine

Modul Praxistätigkeit

Dieses Wahlfachmodul bietet zusammen mit den beiden anderen Wahlfachmodulen den Studierenden die Möglichkeit, entsprechend den eigenen Interessen Schwerpunkte zu setzen und ihr Wissen auf bestimmten Fachgebieten zu vertiefen. Die zum Modul gehörenden Lehrveranstaltungen werden in der Regel jedes Semester angeboten. Jeweils zu Semesterbeginn werden im Internet und am Schwarzen Brett die aktuellen Angebote bekannt gegeben.

Einzelprüfungen
Lehrveranstaltung ABAP-Programmierung

MINB18

Vorlesung

B.Sc. Stefan Schorn
Prof. Dr. rer. pol. Mathias Philipp

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Klausur 90 Min. (benotet)

Einführung in die Programmiersprache ABAP mit praktischen Übungen im SAP NetWeaver Application Server ABAP. Die Studierenden sollen Sprachelemente, Workbench, Datenbank, Selektionsbilder, Funktionsbausteine und ABAP OO kennenlernen und eigenständig auf neue Fragestellungen anwenden können.

  • Vorlesungsmaterial vollständig in PowerPoint-Folien
  • Tafelaufschrieb bei interaktiver Erarbeitung von Kernproblemstellungen
  • Übungsblätter und selbständige praktische Übungen am SAP System

Seminaristischer Unterricht mit hohem Laboranteil

Lehrveranstaltung Ausgewählte Kapitel 1

I W600

Vorlesung

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Klausur 90 Min. (benotet)

Diese Veranstaltung ist ein Platzhalter für eine externe, benotete Veranstaltung einer anderen Fakultät oder Hochschule. Sie müssen sich das externe Fach vor dessen Besuch genehmigen lassen.

Lehrveranstaltung Ausgewählte Kapitel 2

I W700

Vorlesung

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Klausur 90 Min. (nicht benotet)

Diese Veranstaltung ist ein Platzhalter für eine externe, unbenotete Veranstaltung einer anderen Fakultät oder Hochschule. Sie müssen sich das externe Fach vor dessen Besuch genehmigen lassen.

Lehrveranstaltung Echtzeitgrafik

I W777

Vorlesung

B.Sc. Tim Hänlein

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Praktische Arbeit 1 Semester (benotet)

Zunächst lernen die Studierenden den grundlegenden Ablauf des Echtzeitrenderings am Beispiel der Rendering-Pipeline. Anschließend werden einige Beispielprogramme Stück für Stück erarbeitet. Die Vorlesung und Programmbeispiele sind dabei stark an die Rendering-API OpenGL gekoppelt. Der Umgang mit Shadern steht hier im Vordergrund. Vorkenntnisse mit OpenGL sind nicht notwendig, jedoch sollten die Studierenden die Vorlesung Computergrafik bereits besucht haben.

Vorlesungsbegleitend wird eine eigene praktische Arbeit angefertigt, in der die Studierenden das Gelernte umsetzen dürfen.

  • Joey de Vries, "Learn OpenGL - Graphics Programming" (ISBN: 9090332561)
  • David Wolff, "OpenGL 4 Shading Language Cookbook", 3rd Edition (ISBN: 1789342252)
Lehrveranstaltung Embedded Firmware für das Internet of Things

I W161

Vorlesung

M.Sc. Nils Ruf

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Klausur 90 Min. (benotet)

Das Internet der Dinge (IoT) vernetzt eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren im privaten Smart-Home-Bereich wie auch im industriellen Umfeld. Dabei verfügen die Endgeräte nur über sehr begrenzte Ressourcen in Bezug auf Rechenleistung, Speichergröße und Energiebudget. Trotzdem müssen die Endgeräte in der Lage sein, ihre Aufgabe rechtzeitig und zuverlässig zu erfüllen, ohne dabei zur Zielfläche für Cyberangriffe zu werden.

Diese Veranstaltung vermittelt einen Überblick über die speziellen Anforderungen an die Softwareentwicklung für eingebettete, vernetzte Systeme, um diese energiesparsam und mit beschränkten Ressourcen betreiben zu können. Zu den behandelten Themen gehören Speichermanagement, Multitasking und Scheduling, Zugriff auf Hardware und Peripherie, verschiedene Busprotokolle sowie Konnektivität und Sicherheitsaspekte.

Diese Thematiken werden praktisch in einem Labor vertieft und die Studierenden werden das erlernte Wissen in einem Beispielprojekt umsetzen.

Lehrveranstaltung Ethical Hacking

I W506x

Vorlesung

B.Sc. Florian Dalwigk

deutsch

4/4

120 Stunden gesamt, davon 60 Stunden Kontaktstudium.

Klausur/mündl. Prüfung/Prakt. Arbeit 90/20/1 Min./Min./Semester (benotet)

Die Studierenden

  • verstehen die rechtlichen und ethischen Probleme im Zusammenhang mit Ethical Hacking.
  • lernen, wie man sich ein eigenes Pentest-Labor mit Kali Linux und VirtualBox aufsetzt.
  • können Sicherheitslücken in Webanwendungen und Servern identifizieren und ausnutzen.
  • sind in der Lage einfache Skripte zum Identifizieren und Ausnutzen von Schwachstellen zu entwickeln.
  • lernen, wie man mit KI Cyberangriffe durchführen kann.
  • lernen, wie man die gefundenen Sicherheitslücken zu einem Pentest-Bericht zusammenfasst.

Inhalt:

  • Rechtliche und ethische Grundlagen des Ethical Hackings
  • Cyber Kill Chain
  • Pentesting-Werkzeuge, u. a. Hashcat, Hydra, Gobuster und Nmap
  • Reverse-Shells
  • Sicheres Speichern und Knacken von Passwörtern
  • XSS, SQL-Injections, Buffer-Overflows
  • OWASP Top 10
  • Social Engineering
  • Metasploit
  • Die Rolle von KI in der Cybersicherheit
  • Pentest-Reports

Florian Dalwigk, "Ethical Hacking - Das große Buch zum Hacking mit Python" (wird als Skript gestellt)

Voraussetzungen: Grundkenntnisse in der Programmierung (vorzugsweise Python), Grundkenntnisse in der Netzwerktechnik

Lehrveranstaltung Game Design

I W163

Praktische Arbeit

M.Sc. Kevin Torner

deutsch

4/4

120 Stunden gesamt, davon 60 Stunden Kontaktstudium.

Hausarbeit 1 Semester (benotet)

In dieser Veranstaltung erhalten Sie einen Einblick in die vielseitige Welt des Game Designs. Dabei werden Sie sich mit grundlegenden Fragen auseinandersetzen, wie zum Beispiel der Definition eines Spiels, den konstituierenden Elementen eines Spiels und was Spaß eigentlich ausmacht. Ziel der Veranstaltung ist es, Ihnen grundlegende Werkzeuge an die Hand zu geben, die Ihnen dabei helfen Spiele zu analysieren und zu entwerfen.

  • Jesse Schell, "The Art of Game Design: A book of lenses", CRC Press. 1st edition, 2008.
  • Ernest Adams, Joris Dormans, "Game Mechanics: Advanced Game Design", New Riders Publishing, 1st edition, 2012.
  • Raph Koster, "Theory of Fun for Game Design", O'Reilly Media, 2nd edition, 2013.
Lehrveranstaltung High Performance Computing

MINB09

Vorlesung

Prof. Dr. Britta Nestler

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Klausur/mündl. Prüfung 90/20 Min. (benotet)

In der Vorlesung werden Performancemodelle, Designkriterien und Designfehler leistungsfähiger Software für Hochleistungsrechner, parallele Datenstrukturen, parallele Algorithmen sowie deren Limitierungen/Flaschenhälse vermittelt. Neben den Fähigkeiten, technische Merkmale zu verstehen und diese einzuschätzen, werden die etablierten Methoden zur shared-, distributed Memory und Grafikkarten-Programmierung vermittelt. Im Praxisteil werden:

  • MPI (Message Passing Interface, distributed memory)
  • OpenMP (shared memory)
  • OpenCL (Rechnene auf Grafikprozessoren, GPUs)
  • Posix Threads (shared memory)

An den folgenden wissenschaftsnahen Aufgabenstellungen vermittelt:

  • Monte Carlo Verfahren zur Approximation von Pi
  • N-Körper Problem (Partikelsystem)
  • 2D Wärmeleitungsgleichung
  • Berechnen der Mandelbrotmenge (Fraktale)

Ergänzt werden die Inhalte durch einen Gastvortrag über Hadoop und dem für die Industrie bedeutsamen Map-Reduce Algorithmus.

Für den Praxisteil ist es wesentlich, dass die Studierenden Ihre Aufgaben auf einem modernen Hochleistungsrechner berabeiten und ausführen.

  • Sämtliche Quelltexte für den Praxisteil, die implementierten Lösungen, Vorlesungsfolien, Übungsaufgaben und sonstige Unterlagen werden den Studierenden online zur Verfügung gestellt.
  • Über das ILIAS System werden die Studierenden auch auf besondere Ereignisse in der Supercomputer-Szene informiert, wodurch weiteres Interesse geweckt werden soll.
  • Für das Selbststudium oder zur Vertiefung werden stets aktuelle Literaturhinweise und Webseiten angeboten.

Die Veranstaltung teilt sich in einen Vorlesungs- und einen Praxisteil. Durch gezielte Fragen und Übungsaufgaben in der Vorlesung wird versucht, eine möglichst interaktive Vorlesung und eine offene Atmosphäre zu schaffen. Im Praxisteil implementieren die Studierenden in maximal 2er Teams Laboraufgaben auf einem Hochleistungscluster, wodurch Sie sich gegenseitig bei der Lösung der Aufgabenstellung unterstützen können und das Konzept "Parallelität" erfassen sollen. Hilfestellung wird bei technischen Schwierigkeiten oder ungünstigen Lösungswegen durch kompetente Betreuung geboten.

Lehrveranstaltung High Speed Karlsruhe

I W936

Praktische Arbeit

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Praktische Arbeit 1 Semester (benotet)

Mitarbeit am Projekt "High Speed Karlsruhe" in der Fakultät MMT. Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Herrn Stumpf: oliver.stumpf@h-ka.de

Vorherige Anmeldung oder Absprache mit einem Dozenten erforderlich

http://www.hskampus.de

https://www.facebook.com/hskampus

https://www.instagram.com/hskampus/

Lehrveranstaltung InspirING

I W600.a

Praktische Arbeit

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Mündliche Prüfung 20 Min. (benotet)

In dieser Veranstaltung erlernen Studierende die Kommunikation mit einem nicht-fachlichen Publikum, indem Sie mit Schülerinnen und Schülern Experimente durchführen bzw. diese demonstrieren. Die Experimente müssen für Schülerinnen und Schüler geeignet sein, weswegen zur Durchführung in der Regel keine besonderen Fachkenntnisse aus dem Studium benötigt werden. So können die Teilnehmenden sich in dieser Veranstaltung vollständig auf die Vermittlung konzentrieren und müssen sich nicht zusätzlich in neue Fachinhalte einarbeiten. Zusätzlich lernen die Studierenden durch den Kontakt mit den Schülerinnen und Schülern die Bedeutung ihres Studienfachs und der Tätigkeit in ihrem späteren Beruf im gesellschaftlichen Kontext zu reflektieren, indem Sie

  • ihre eigene Motivation für ein technisches Studium beschreiben und mit den Motivationen Anderer vergleichen, sowie
  • mögliche praktische Tätigkeiten im Berufsfeld skizzieren.

Dies ist nicht nur für das Ziel der Tätigkeit mit den Schülerinnen und Schülern (Begeisterung für Technik wecken) unerlässlich, sondern ermöglicht den Studierenden auch eine stärkere Identifikation mit ihrem eigenen Studienfach.

Die Studierenden können komplexe fachliche Inhalte (hier: Experimente) einem nicht-fachlichen Publikum (hier: Schülerinnen und Schüler) adressatengerecht vermitteln, indem Sie

  1. den Wissensstand, die Interessen und Bedarfe der Zielgruppe erfassen,
  2. die relevanten fachlichen Zusammenhänge auswählen und in einer angemessenen Sprache darstellen,
  3. ihren eigenen Bezug zu Thema und Fach anderen möglichen Bezügen gegenüberstellen,
  4. eine Präsentation unter Berücksichtigung der oben genannten Aspekte konzipieren, insbesondere zeitlich planen und geeignete Methoden zur Präsentation auswählen,
  5. die Präsentation vor Publikum ansprechend durchführen
  6. dabei interaktive Elemente anleiten,
  7. das Verhalten des Publikums analysieren und darauf basierend die Präsentation ggf. zu modifizieren,

um im späteren Beruf die eigenen Kenntnisse Vorgesetzten und Fachfremden überzeugend kommunizieren zu können.


Inhalte

Im ersten Teil des Semesters leitet das Seminar die Teilnehmenden an, eigene Versuche auszuarbeiten. Themen hierbei sind: - Ziele von Kommunikation (hier: Schüler für Technik begeistern) - Erfassung des Wissensstands der Zielgruppe - (Didaktische) Reduktion des Inhalts/Stoffs - Präsentationsmethoden (z.B. Touch-Turn-Talk) - Methoden zur Arbeit mit Gruppen (z.B. Murmelgruppen) - Zeitplanung (z.B. Erstellen eines Planungsrasters) - Umgang mit unerwarteten/schwierigen Situationen Die selbst ausgearbeiteten Versuche sowie die Erfahrungen aus der Arbeit mit den Schülerinnen und Schülern werden in der Veranstaltung reflektiert und zur weiteren Arbeit an den oben genannten Themen genutzt.


Prüfungsleistungen

Im ersten Drittel des Semesters bereiten die Studierenden, begleitet durch ein Seminar, die Präsentation eines ca. 10-minütigen Experiments vor. Dieses Experiment präsentieren sie anschließend vor den anderen Studierenden, die die Rolle von Schülern einnehmen. Diese Präsentation prüft als mündliche Prüfung vor allem Teilkompetenzen 2. und 4. bis 6. Anschließend erstellen die Studierenden in Kleingruppen, begleitet durch das Seminar, den Ablaufplan für eine Lehreinheit. Diese kann zum Großteil aus den Experimenten der beteiligten Studierenden bestehen. Diese Lehreinheit führen die Studierenden mehrfach mit Schülerinnen und Schülern durch. Die Durchführung dieser Lehreinheit dient der weiteren Übung bzw. Vertiefung und wird nicht bewertet. Bis zum Ende des Semesters erstellen die Studierenden eine Versuchsbeschreibung, z.B. für das von ihnen in der mündlichen Prüfung präsentierte Experiment. Unter Einbeziehung ihrer Erfahrungen aus der Praxis mit den Schülerinnen und Schülern reflektieren sie hierbei ihre ursprüngliche Präsentation. Diese Versuchsbeschreibung und Reflexion dient als schriftliche Prüfung Teilkompetenzen 1. bis 4. und 7.

  1. Didaktische Reduktion, Martin Lehner, UTB, 2012
  2. Die wissenschaftliche Präsentation, Henning Lobin, UTB, 2012
  3. Didaktisch und Praktisch: Ideen und Methoden für die Hochschullehre, Claudia Walter und Franz Waldherr, Schäffer-Poeschel, 2014
  4. Theo Gray's Mad Science: Experiments You Can Do at Home - But Probably Shouldn't, Theodore Gray, Black Dog & Leventhal, 2011

Die Kommunikation mit Fachfremden wird in dieser Veranstaltung mit Schülerinnen und Schülern geübt, daher müssen die Teilnehmenden bereit sein mit Schülerinnen und Schülern zu Arbeiten.

Lehrveranstaltung Post-Quanten-Kryptographie

I W508

Vorlesung

B.Sc. Florian Dalwigk

deutsch

4/4

120 Stunden gesamt, davon 60 Stunden Kontaktstudium.

Klausur 90 Min. (benotet)

Die Studierenden

  • verstehen, wie Quantencomputer funktionieren, welche Probleme sie lösen können als klassische Computer und welche nicht.
  • lernen wichtige mathematische Grundlagen kennen, um Quantengatter, Quantenregister und Quantenalgorithmen zu beschreiben.
  • können einfache Quantenalgorithmen unter Zuhilfenahme des Python-Moduls Qiskit von IBM programmieren.
  • lernen klassische Verschlüsselungs- und Schlüsselaustauschverfahren kennen.
  • können erklären, wie man mit dem Algorithmus von Shor RSA-Verschlüsselungen knacken kann.
  • verstehen, wie das B84-Protokoll funktioniert und wie man es implementieren kann.

Inhalte:

  • Komplexe Zahlen, Matrizen, Hilberträume, Tensorprodukte
  • Qubits, Quantengatter und Quantenregister
  • Quantenverschränkung, Superposition
  • No Cloning Theorem, Quantenteleportation
  • Quantenzufallszahlengenerator
  • Grundlagen der Zahlentheorie, Primfaktorzerlegung
  • One-Time-Pad
  • RSA-Verfahren, Diffie-Hellmann-Schlüsselaustausch
  • Shor-Algorithmus
  • Quantenschlüsselaustausch (BB84-Protokoll)
  • Einführung in IBM Qiskit

  • Just, B. (2020). Quantencomputing kompakt: Spukhafte Fernwirkung und Teleportation endlich verständlich. Springer Vieweg.https://doi.org/10.1007/978-3-662-61889-9
  • Homeister, M. (2022). Quantum Computing verstehen: Grundlagen – Anwendungen – Perspektiven (6. Aufl.). Springer Vieweg.https://doi.org/10.1007/978-3-658-36434-2

Grundkenntnisse in Linearer Algebra und Kryptographie sind hilfreich.

Lehrveranstaltung Praktische Anwendung von Network Engineering und System Operations

I W162

Vorlesung

B.Sc Erik Dyka

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Laborarbeit 1 Semester (benotet)

In der Lehrveranstaltung „Praktische Anwendung von Network Engineering und System Operations“ erwerben die Studierenden praxisnahe Fähigkeiten zur Planung, Konfiguration und Implementierung von Unternehmensnetzwerken. Sie lernen, Netzwerkkonzepte zu erstellen, Subnetting anzuwenden und Switches mit VLANs sowie redundanten Verbindungen zu konfigurieren. Außerdem werden grundlegende Firewall-Einstellungen mit PfSense vorgenommen, einschließlich Sicherheitsrichtlinien wie DMZ, NAT und Zero-Trust-Prinzipien.

Ein weiterer Fokus liegt auf der Einrichtung von NAS-Systemen mit geeigneten RAID-Leveln sowie der Erstellung hochverfügbarer Storage- und Proxmox-Cluster. Die Studierenden deployen virtuelle Maschinen und simulieren Systemausfälle. Im Abschlussprojekt entwickeln sie ein vollständiges Netzwerk- und Hosting-Konzept für ein praxisnahes Szenario, wobei sie Redundanz, VPN-Zugänge und verschlüsselte Kommunikation umsetzen.

Am Ende des Kurses sind die Studierenden in der Lage, Unternehmensnetzwerke sicher zu planen, aufzubauen und zu betreiben.


Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage:

  • Netzwerkaufbau und -konfiguration:

Ein kleines Unternehmensnetzwerk zu konzipieren, zu planen und aufzubauen.

Netzwerkkomponenten wie Switches, Firewalls und Router zu bestimmen und ihre Aufgaben im OSI-Modell zu erklären.

Ein Netzkonzept zu erstellen und korrektes Subnetting durchzuführen.

VLANs zu konfigurieren (Access-, Tagged- und Trunk-Ports) und redundante Verbindungen zwischen Switches einzurichten.

  • Systemkonfiguration:

Einen Switch über Konsolenkabel oder SSH zu konfigurieren und grundlegende VLAN-Einstellungen vorzunehmen.

Eine PfSense-Firewall zu installieren und zu konfigurieren (WAN-/LAN-Ports, DNS, DHCP).

Firewall-Regeln für Netzwerksicherheit einzurichten (DMZ, Default-no-Access, Zero-Trust, Microsegmentation, NAT, Port-Forwarding).

Die Kombination von Switches und Firewalls zur Umsetzung eines sicheren Netzwerks zu implementieren.

  • Server- und Storage-Cluster:

NAS-Systeme mit geeigneten RAID-Leveln zu konfigurieren und Dateifreigaben einzurichten.

Hochverfügbare Storage-Cluster aufzubauen und zu administrieren.

Proxmox-Cluster zu installieren, zu konfigurieren und virtuelle Maschinen (VMs) zu deployen.

Live-Migrationen zwischen Cluster-Nodes durchzuführen und Systemausfälle zu simulieren.

  • Praktische Netzwerkplanung und -betrieb:

Ein Unternehmensnetzwerk für den 24/7-Betrieb auszulegen und die Herausforderungen eines kontinuierlichen Betriebs zu bewältigen.

Fehlerquellen wie Single-Point-of-Failure zu identifizieren und zu eliminieren.

Netzwerksegmentierung und Verkabelungsstrategien für verschiedene Anwendungsfälle zu planen und umzusetzen.

  • Abschlussprojekt – Umsetzung eines Szenarios:

Ein Netzwerk- und Hosting-Konzept für ein konkretes Szenario (z.B. Unternehmensnetzwerk) zu entwickeln.

VPN-Lösungen für unterschiedliche Nutzergruppen zu implementieren.

Sicherheitsrichtlinien wie „Default-no-Access“ und verschlüsselte Kommunikation konsequent umzusetzen.

Ein Konzept für ausfallsichere und redundante Netzwerke zu erstellen und teilweise zu implementieren.

Vorherige Anmeldung oder Absprache mit einem Dozenten erforderlich

Vorlesungsunterlagen KN1+2

Voraussetzungen:

  • Erfolgreicher Abschluss von KN1
  • KN2-Inhalte werden vorausgesetzt
  • Erstellen eines Boot-Sticks sowie das eigenständige installieren eines Rechners mit einer Linux-Distribution
Lehrveranstaltung Projektmanagement

MINB22

Projektvorlesung

Prof. Dr. Uwe Haneke

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Mündliche Prüfung 20 Min. (benotet)

Die Studierenden werden zunächst mit den Grundbegriffen des Projektmanagements vertraut gemacht. Hier stehen die Begriffe "Projekt", "Projektmanagement" und das so genannte magische Projektmanagement-Dreieck im Vordergrund. Nach der Vorstellung Vorgehensmodelle wird ein Phasenmodell für die Abwicklung eines Projektes entwickelt, welches mit der Projektdefinition beginnt und über die Schritte Projektplanung und Projektrealisierung schließlich im Projektabschluss mündet.
Für jede Phase werden entsprechende Werkzeuge vorgestellt, welche die Studierenden im Rahmen von Übungen und einer abschließenden Gruppenarbeit anwenden müssen.

Vorherige Anmeldung oder Absprache mit einem Dozenten erforderlich

  • Skript
  • E-Learning Modul (für die Vorbereitung der Blockveranstaltung)
  • Übungsaufgaben
  • Szenarien für Gruppenarbeit

Blockveranstaltung mit Übungen: Vorlesung 50%, Übungen 10%, Gruppenarbeit 40%

Lehrveranstaltung Qualitätssicherung

MINB92

Vorlesung

Prof. Dr. Dirk Hoffmann

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Referat 20 Min. (benotet)

Die Vorlesung führt praxisnah in das Gebiet der Software-Qualitätssicherung ein. Jedes Semester wird ein spezielles Kapitel aus dem Bereich der Software-Qualitätssicherung gewählt und von den Studierenden in einer Reihe von Kurzpräsentationen vorgestellt und diskutiert.

  • Hoffmann, "Software-Qualität", Springer-Verlag, 2013

Vorlesung, Kurzpräsentationen

Lehrveranstaltung Reinforcement Learning

I W775

Vorlesung

Prof. Dr. Patrick Baier

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Klausur/mündl. Prüfung 90/20 Min. (benotet)

Diese Vorlesung vermittelt die Grundlagen des "Reinforcement Learning", welches einen wichtigen Teilbereich des Maschinellen Lernens darstellt. Das Ziel beim Reinforcement Learning  besteht darin in verschiedenen Situationen jeweils die optimale Aktion zu wählen, so dass das Verhalten eines Agenten optimal gesteuert werden kann. Bekannte Beispiele des Reinforcement Learning sind zum Beispiel:

  • as Lernen von Atari-Spielen;
  • Alpha-Go - der Algorithmus, der als erstes den Weltmeister beim Go spielen geschlagen hat;
  • Das Lösen eines Zauberwürfels mit Hilfe eines Roboterarms.

Im Rahmen der Vorlesung wird zuerst die Grundidee des Reinforcement Learning vermittelt und das unterliegende formale Framework eingeführt. Beginnend mit einfachen Ansätzen werden zunehmend fortgeschrittenere Methoden beleuchtet, bis hin zum Training eines Agenten welcher automatisch lernt Atari-Spiele zu spielen.

 

Die Vorlesung enthält einen Praxisanteil, bei dem mit Hilfe von Python und PyTorch die vorgestellten Ansätze nachimplementiert werden.

Vorkenntnisse in Python sind wünschenswert aber nicht zwingend notwendig.

20

  • Sutton and Barto, "Reinforcement Learning: An Introduction", The MIT Press, 2nd edition, 2018.

Diese Veranstaltung findet als Blockvorlesung statt und ist auf max. 20 Teilnehmer beschränkt.

Details zur Anmeldung finden sich im entsprechenden Ilias-Eintrag unter

"Lehrinhalte Dozenten Informatik" -> "Lehrinhalte von Prof. Dr. Patrick Baier" -> " Vorlesung Reinforcement Learning"

Lehrveranstaltung Seminar Digitaler Zwilling

I W778

Seminar

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

4/4

120 Stunden gesamt, davon 60 Stunden Kontaktstudium.

Klausur 60 Min. (benotet)

Die Veranstaltung wird online durch die Hochschule Offenburg durchgeführt. Die Anmeldung muss spätestens vier Wochen vor Vorlesungsbeginn per E-Mail an peter.treffinger@hs-offenburg.de erfolgen. Die Veranstaltung ist trotz ihres Namens kein Ersatz für das Seminar in Ihrer Studien- und Prüfungsordnung.


Die Digitalisierung durchdringt in zunehmendem Maße vielfältige Prozesse in industrialisierten Gesellschaften. Dies umfasst unter anderem Prozesse in der Verwaltung, im Dienstleistungsbereich und in produzierenden Unternehmen. Das Konzept des Digitalen Zwillings verknüpft in der Industrie virtuelle Abbilder und reale Objekte und findet beispielsweise in Zusammenhang mit der modellbasierten Produktentwicklung und der virtuellen Inbetriebnahme Anwendung.

Um ein Verständnis für das Konzept des Digitalen Zwillings aufzubauen, ist interdisziplinäres Wissen erforderlich. Um Digitale Zwillinge erstellen zu können, ist insbesondere die Fähigkeit zur Erstellung von Modellen für Prozesse, Maschinen und Systeme erforderlich.

Die Veranstaltung beinhaltet folgende Elemente:

  • Seminare, in denen auf der Basis von Lehrbriefen (Lehrbrief 1: „Digitaler Zwilling - Einführung“, Definition, Bausteine, Anwendungen in der Industrie; Lehrbrief 2: …) Themenkomplexe diskutiert werden.
  • Übungen, in denen Studierende einfache Modellierungsaufgaben bearbeiten.

Die praxisbezogenen Aufgaben sind:

  • Modelle erarbeiten, in Simulationsprogrammen implementieren und Simulationen durchführen,
  • Prüfstände entsprechend der geforderten Messaufgabe anpassen, Versuche planen, durchführen und auswerten


Inhaltliche Teilnahmevoraussetzungen: Grundkenntnisse aus einem technischen oder Medienstudiengang (3. Fachsemester Bachelor abgeschlossen)

Formale Teilnahmevoraussetzungen: Immatrikulation in einem technischen oder Medienstudiengang, ab dem 4. Fachsemester Bachelor


Angestrebte Lernergebnisse / Kompetenzen / Lernziele

Struktur und Aufbau von Digitalen Zwillingen skizzieren; Anwendung von Digitalen Zwillingen benennen; Ansätze zur Erstellung von physikalischen Modellen klassifizieren; auf Basis vorgegebener mathematischer Gleichungen überschaubare mathematische Modelle in Simulationsumgebungen implementieren; Simulationsläufe mit Parametervariationen durchführen; Simulationsergebnisse interpretieren; Prüfstände entsprechend einer vorgegebenen Messaufgabe konfigurieren; ein Messprogramm entsprechend einer Aufgabenstellung erstellen; Prüfstandsversuche durchführen und auswerten;

ein komplexes interdisziplinäres Thema durch die selbständige Arbeit und Diskussion in der Gruppe erschließen;

die Verteilung von Arbeiten in Gruppen/Teams organisieren.


Lernerfolgskontrolle

  • Tests (online)
  • Hausarbeit und Präsentation

Vorherige Anmeldung oder Absprache mit einem Dozenten erforderlich

Erhalt eines Zertifikates zusätzlich zur Anerkennung als Wahlpflichtfach

Lehrveranstaltung Smart Technologies

SHELLSST

Projektvorlesung

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

5/4

150 Stunden gesamt, davon 60 Stunden Kontaktstudium.

Studienarbeit 1 Semester (benotet)

In der Vorlesung werden die Grundlagen digitaler/smarter Technologien vermittelt. Hierzu zählen Hardware, Software und Grundlagen verteilter Systeme und dezentraler Anwendungen. Im

Rahmen einer praktischen Arbeit entwickeln die Teilnehmenden ein smartes Produkt durch alle Ebenen der Referenzarchitektur, d.h. Hardware, Software und Anwendungslogik inkl. Business Case-Rechnung.

  • Grundlegendes Verständnis smarter Technologien sowie des Referenzmodells von Internet-of-Things-Architekturen
  • Verständnis der Komplexität des Zusammenspiels einzelner Komponenten
  • Verständnis der Herausforderungen in verteilten, dezentralen Systemen
  • Ökonomische Machbarkeitsabschätzung
  • Analytische Fähigkeiten bezogen auf den Anwendungsfall
  • Konzeptionsfähigkeit
  • Detailtreue
  • Arbeiten in interdisziplinären Gruppen
  • Hybrides Arbeiten
  • Team- und Kommunikationsfähigkeit

Laptop bzw. Computer (keine zwingenden Betriebssystemvoraussetzungen erforderlich). Die alleinige Nutzung von Tablets ist im Rahmen der Vorlesung nicht zielführend.

Vorherige Anmeldung oder Absprache mit einem Dozenten erforderlich

Studierende ab dem 5. Semester Bachelor oder Masterstudierende aus Ingenieurstudiengängen, Informatik, Wirtschaftsinformatik oder Betriebswirtschaft

Remote-Veranstaltung inkl. Remote-Lab der Hochschule Mannheim

Anmeldung per E-Mail an: Kevin Kastner, M.Sc.

k.kastner@hs-mannheim.de

Fakultät/Einrichtung: Kompetenzzentrum Virtual Engineering

Lehrveranstaltung Soziales Engagement

I W776

Praktische Arbeit

Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Mündliche Prüfung 20 Min. (nicht benotet)

Dieser Veranstaltung ermöglicht es Studierenden, für an der Hochschule Karlsruhe oder während des Studiums geleistete soziale Arbeiten ECTS-Punkte zu erlangen. Die Tätigkeit muss eng mit einer Professorin oder einem Professor der Fakultät abgestimmt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Unterstützung der O-Phase oder auch die Betreuung sehbehinderter Studierender handeln. Im Fall der O-Phase werden Sie in der Regel an zwei Semestern mitarbeiten müssen, um die erforderliche Mindeststundenzahl zu erreichen.


Bei Interesse können Sie zusätzlich das "Certificate of International and Intercultural Competence (CIIC)" erhalten. Es bescheinigt die während des Studiums erworbenen interkulturellen Kompetenzen und Fremdsprachenkenntnisse, weist studienbezogene Auslandserfahrungen nach und führt auf, in welchem Rahmen sich die Teilnehmenden interkulturell engagiert haben. Um das CIIC zu erwerben, müssen Sie drei von vier Themenbereichen abdecken. Hauptbestandteil im Themenbereich 1 bildet das ehrenamtliche Engagement im Umfang von mindestens 50 Zeitstunden (etwa 2h/Woche in einem Semester), das in Einrichtungen oder Projekten mit einem internationalen und/oder interkulturellen Bezug absolviert werden kann. Zusätzlich zum Engagement besuchen Sie eine Einführungsveranstaltung sowie einen Reflexionsworkshop und erstellen einen Erfahrungsbericht, der zum Bestehen des Themenbereiches notwendig ist. Bei Fragen zum Zertifikat wenden Sie sich bitte an das Center of Competence: https://www.h-ka.de/ciic


Über das Center of Competence besteht auch die Möglichkeit, das "Zertifikat für Gesellschaftliches Engagement (ZGE)" zu erhalten. Es berücksichtigt eine noch größere Auswahl an Möglichkeiten, sich zu engagieren. Finden Sie Ihren passenden Bereich, egal ob es sich dabei um gesellschaftliches, soziales, kulturelles oder ökologisches Engagement handelt. Ihr gesellschaftliches Engagement sollte mindestens 100 Zeitstunden umfassen und mindestens ein Jahr lang andauern. Zusätzlich zum Engagement besuchen Sie verschiedene Seminare aus dem Studium Generale (insgesamt 8 ECTS), um Ihre praktischen Erfahrungen mit theoretischen Kenntnissen zu verknüpfen. Als Wahlpflichtfach kann dieses Zertifikat nicht anerkannt werden. Nähere Informationen finden Sie hier: https://www.h-ka.de/zge


In regelmäßigen Abständen bietet das Center of Competence Einführungsveranstaltungen und Reflexionsworkshops für HKA-Studierende an, die sich außerhalb des Studiums engagieren. So erhalten sie die Möglichkeit, sich mit anderen Teilnehmenden über ihre Erfahrungen als Ehrenamtliche auszutauschen und lernen, ihre gewonnenen Erkenntnisse zu reflektieren und einzuordnen. Die nächsten Termine entnehmen Sie der CIIC-Webseite.

Vorherige Anmeldung oder Absprache mit einem Dozenten erforderlich

Lehrveranstaltung Teamteaching

MINB30

Projektvorlesung

Alle Dozenten
Prof. Dr.-Ing. Holger Vogelsang

deutsch

2/2

60 Stunden gesamt, davon 30 Stunden Kontaktstudium.

Mündliche Prüfung 20 Min. (benotet)

Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung sammeln die Studierenden eigenständige Erfahrung im Bereich Lehre und/oder Organisation. Das Ziel ist eine Förderung der Toleranz sowie der Verantwortungskompetenz und -bereitschaft. Auch Autonomie und Selbstkompetenz werden verbessert. Die Aufgaben werden von verschiedenen Dozenten ausgeschrieben und können einerseits tutorielle oder auch organisatorische Tätigkeiten umfassen. Ein Tutor erlernt in Absprache mit einem Dozenten, wie für eine Lehrveranstaltung Übungsaufgaben vorbereitet und Teilnehmer betreut werden, wie neue Übungsaufgaben erstellt, Hausaufgaben und Tests vorkorrigiert werden. Als organisatorische Aufgaben kommen verschiedene Events in Frage. Beispielsweise die Organisation einer mehrtägigen Exkursion oder die Organisation einer Firmenkontaktmesse/eines Praxisforums. Der Dozent vergibt eine Note, in die Anzahl, Erfolgsquote und Qualität der durchgeführten Tutorien eingeht oder er beurteilt die Organisationsqualität.

Vorherige Anmeldung oder Absprache mit einem Dozenten erforderlich

  • Dieses wird von dem jeweiligen Dozenten gemäß der Aufgabenstellung bereitgestellt.

Mögliche Aufgaben:

  • Vorbereitung des Tutoriums
  • Coaching der Übungsgruppe
  • Organisation und Mailing des Events; Mitarbeit bei der Durchführung des Events