Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Institut für Informatik

Moderne Simulationsumgebungen (32 234)

Im Laufe des Seminars werden verschiedene aktuelle Simulationsumgebungen und die darin verwendeten Algorithmen vorgestellt, analysiert und in praktischen Simulationen verwendet.

IT-Security Workshop (32 235)

Immer mehr Prozesse werden in der Industrie über IT-Systeme abgewickelt. Neben der generellen Verfügbarkeit und Funktionstüchtigkeit dieser Systeme wird ihre Absicherung gegen Angreifer immer wichtiger. Dem dadurch entstehenden Bedarf an qualifiziertem Sicherheitspersonal sollten sich auch die Universitäten mit ihrem Ausbildungsangebot anpassen. Zwar werden zunehmend Lehrveranstaltungen zum Thema "IT-Sicherheit" angeboten, diese betrachten jedoch typischerweise nur einen Ausschnitt aus dem Gebiet und sind oft eher theoretisch ausgerichtet.
In diesem Workshop sollen sich die Teilnehmer kritisch mit den Grundsätzen des Hackens und den prinzipiellen Angriffskonzepten auseinandersetzen. Es sollen aber auch praktische Erfahrungen beim Angriff und der Verteidigung von UNIX/Linux Systemen gesammelt werden. Diese Veranstaltung ist nicht als Ausbildung von Studenten zu Hackern zu verstehen. Vielmehr soll das Bewusstsein für die potentiellen Schwachstellen der genannten Systeme geschärft, sowie Lösungsmöglichkeiten erarbeitet werden.

Peer-to-Peer Systems (32 236)

The goal of the seminar is to examine peer-to-peer technologies, applications, and systems, and to identify key research issues and challenges that lie ahead. Famous projects/products will give us a sense of what actual peer-to-peer systems look like and how they behave. In the context of this seminar, peer-to-peer systems are characterized as being decentralized, self-organizing distributed systems, in which all or most communication is symmetric.

Self-Organizing Middleware (32 237)

The Systems Architecture Group is engaged in numerous projects: Berlin Roof Net, Anonymous Reputation Management for Social Network Services, and Early Warning Systems for Seismic Activities. Each of these projects requires intensive research to make progress. In this project seminar, we will identify specific problems for each project, review prior art literature, discuss our findings, and regularly report about progress made on each issue. In addition to acquiring knowledge about the technologies that are relevant for each project, seminar participants will get hands-on experience with research techniques, including literature study, project planning, and result presentation/publication.

Security in Mobile Networks (32 238)

As a user of the Internet, you are fortunate to be tied into the world's greatest communication and information exchange - but not without a price. As a result of this connection, your computer, your organization's network, and everywhere the network reaches are all vulnerable to potentially disastrous infiltration by hackers.
Students will present a selection of papers that will help you understand which threats exist, judge their significance and learn methods to defend your system against hackers. In addition you will explore the mathematical underpinnings of today's most common security tools and protocols. But most of all you will learn that there is no absolute security - i.e. you will have to learn ways to detect security breaches and recover from them.

Lehrmaterial-Repositories (32 239)

Elektronisches Lehrmaterial ist spezielle Software (SW) zur Nutzung in der Ausbildung. Wie andere SW auch, ist die Entwicklung von elektronischem Lehrmaterial aufwendig, so dass seine Nachnutzbarkeit und Anpassbarkeit wichtige Qualitätskriterien sind. Weltweit sind mittlerweile etliche Lehrmaterial-Repositories entstanden die sich in Umfang und Inhalt beträchtlich unterscheiden: Ariadne, Merlot, Swenet, Musoft, JCSE. Das Seminar beschäftigt sich mit der Analyse dieser Quellen und insbesondere mit zwei Techniken, um die Anpassbarkeit der Lehrmaterialien zu erhöhen: 'Authoring by aggregation' und 'Translation Memory Systems'.

Materialisierte Sichten – Nutzung und Aufbau (32 240)

In diesem Seminar werden Algorithmen zur Aktualisierung sowie die Nutzung der Materialisierten Sichten für die Anfrageoptimierung und -ausführung im Mittelpunkt stehen. Dabei werden auch Verfahren diskutiert, wie Materialisierte Sichten in existierenden Datenbankprodukten genutzt werden.

Dimensionen der Softwareentwicklung (32 241)

Software-Entwicklung ist eine komplexe Tätigkeit, die an Entwickler vielfältige Anforderungen stellt. Neben mathematisch-technischem Sachverstand sind u.a. ökonomische, ethische, rechtliche, interkulturelle, psychologische, soziale oder politische Kompetenzen gefragt. Im Seminar sollen diese Dimensionen in ihrer Bedeutung für Software-Entwicklungsprojekte vorgestellt und diskutiert werden.

Informatik und Informationsgesellschaft: Ausgewählte Kapitel - Probleme und Strategien der Langzeitarchivierung digitaler Objekte (32 242)

Bei der Langzeitarchivierung digital vorliegender Informationen stellen sich viele neue Probleme. Zum einen ist die Haltbarkeit und Lesbarkeit von Datenträgern (im Vergleich zu analogen Medien) sehr begrenzt, zum anderen sind digitale Datei- und Speicherformate einem ständigen Wandel unterworfen. Urheberrechtliche Beschränkungen, DRM und häufiges Umkopieren bilden zusätzliche Probleme. Zur Speicherung und Nutzung multimedialer Daten über hundert Jahre sind daher keine gesicherten Strategien erkennbar. Lösungsansätze sind das Schaffen offener Standards für die Archivierung, das Umkopieren der Daten auf die jeweils nächste Generation von Speichermedien, die Verknüpfung von Objekten mit Metadaten (z. B. Dublin Core, XML) und die Emulation alter Systeme (Hard- und Software). Auch muss die Datenkonsistenz gewährleistet sein.
Das Seminar soll in das Problemfeld einführen und einzelne Bereiche näher beleuchten. Teilnehmende Studierende sollen dabei ein Thema erarbeiten, in einem Vortrag vorstellen und anschließend in einer Ausarbeitung schriftlich vorlegen. Die Einarbeitung und Bewertung der benutzten Literatur soll weitgehend eigenständig erfolgen.

Evolution und Robotik (32 243)

Die Evolutionsmechanismen der Natur (natürliche Auslese, Kreuzung und Mutation) lassen sich erfolgreich einsetzen, um eine optimale 3-dimensionale Körperform samt zugehöriger sensomotorischer Steuerung zu finden. Die simulierten Roboter der besten Teilnehmer werden auf einem 3D-Drucker hergestellt und in Betrieb genommen.

Navigationsstrategien in der Robotik (32 245)

In diesem Seminar werden verschiedene Navigationsstrategien vorgestellt und ihre Realisierung in der Robotik besprochen. Die meisten dieser Strategien sind dabei biologisch inspiriert und basieren auf Verfahren, die durch die Evolution ideal auf unterschiedliche Umgebungen und Sensortypen angepasst wurden. Die Verfahren reichen von einfachem Spurfolgen bis zum Aufbau von komplexen kognitiven Karten.
Das Seminar besteht aus einem Vortrags- und einem praktischen Teil. In diesem werden einige der vorgestellten Navigationsverfahren auf Robotern realisiert und in der Praxis getestet. Bei den Robotern handelt es sich um Quadrokopter, die im Praktikum gebaut und programmiert werden.

Algorithmen und Programmierung neuer Prozessortechnologien: Von Multi-Core zu Hardwarebeschleunigern (auch TI) (32 246)

Durch einfache Erhöhung der Schaltfrequenz lassen sich kaum noch weitere Leistungssteigerungen in modernen Rechnersystemen erzielen. Die Systemhersteller setzen daher zunehmend auf den Einsatz von Multi-Core-Prozessoren und Hardware-Beschleunigern. Deren effiziente Programmierung erfordert ein genaues Verständnis der zugrunde liegenden Hardware-Architektur.
Diese Lehrveranstaltung besteht aus zwei Teilen: Im Vorlesungsteil geben die Veranstalter einen Überblick über moderne Prozessortechnologie (Befehlsarchitektur, Adressierung, Pipelining, ILP, Speicherhierarchie, Kohärenz, Multi-Core, FPGA). Im Projektteil implementieren die Studenten ausgewählte Algorithmen auf Multi-Core-Systemen, FPGAs, Clearspead, GPUs und Cell.

Parallelisierung sequentieller Programmcodes (32 247)

Das Aufkommen von Multi-Core-Prozessoren und des Cluster Computing offenbarte eine Schwäche existierender Software: die meisten Programme können nur einen Prozessor auf einmal nutzen und verschwenden damit einen erheblichen Teil des Rechenpotentials.
In diesem Seminar werden wir uns in einer Reihe von Vorträgen die Herausforderungen anschauen, die bei der Parallelisierung existierender Software und beim Schreiben neuer, parallel ablaufenden Software entstehen. Die Themen umfassen: grundlegende Definitionen, Probleme und Algorithmen (z.B. Synchronisation, Konsens), Kommunikationsmodelle und Architekturen, parallelisierende Programmiersprachen, automatische Parallelisierung (z.B. spekulative Ausführung), Debugging-Probleme, Performancemessung sowie Anwendungsfälle wie Game Engines für Multi-Core-Prozessoren. Auf Wunsch können auch von den Teilnehmern vorgeschlagene, themenbezogene Aspekte berücksichtigt werden.

Embedded Systems Engineering and Model Based Design (32 248)

In diesem Seminar sollen von den Teilnehmern neuere Arbeiten zum Thema modellbasierte Entwicklung und Entwurf eingebetteter Steuergeräte erarbeitet werden.
Die Veranstaltung findet in Zusammenarbeit mit Dr. Mirko Conrad, The MathWorks, Inc., USA, als Blockseminar an zwei aufeinander folgenden Wochenenden nach Vereinbarung statt.

Theorie der Programmierung (32 249)

Das Seminar behandelt aktuelle Techniken zur Modellierung rechnergestützter Systeme (Prozessalgebren, logikbasierte Methoden, Petrinetze), entsprechende Analysetechniken (temporale Logik, Invarianten, strukturelle Techniken) und Verfahren zum systematischen Entwurf (rely/guarantee, assume-commit, kompositionale Spezifikation, hierarchisches Verfeinern).

Aktuelle Themen der Theoretischen Informatik (32 250)

Anhand aktueller Veröffentlichungen werden neue Entwicklungen in allen Bereichen der theoretischen Informatik besprochen.
Das Seminar setzt sehr gute und zumindest in einem Bereich auch tiefergehende Kenntnisse der theoretischen Informatik voraus.

Randomisierte Algorithmen (32 251)

Randomiserte Algorithmen gewinnen zunehmend an Bedeutung, da "die Verwendung von Zufall" oftmals elegantere und effiziente Algorithmen ermöglicht. Darüber hinaus hat sich die probabilistische Betrachtungsweise als zentrales Hilfsmittel für die Analyse von Algorithmen herausgestellt. Im Seminar werden die Grundlagen randomisierter Algorithmen und aktuelle Forschungsergebnisse vorgestellt.

Komplexität und Kryptologie (32 252)

In diesem Seminar werden aktuelle Themen der Theoretischen Informatik, insbesondere der Komplexitätstheorie und der Kryptologie behandelt.

Sicherheit und Interoperabilität (32 253)

Ein kurzer Blick auf die Security-Seite der IETF mit 20 Arbeitsgruppen und mit jeweils 10 und mehr aktiven Drafts und RFCs beruhigt, für viele Anwendungen existieren Sicherheitslösungen, und macht doch besorgt, ob nicht die Interoperabilität darunter leidet. Es werden ausgewählte Standards (ANSI, ISO, W3C, NIST, BSI) untersucht und ihre Sicherheitseigenschaften analysiert. Hörer eines Kryptologie-Kurses werden leicht bevorzugt.

Spezialgebiete der Signalverarbeitung (32 254)

Das Projekt stellt eine Ergänzung der Vorlesungen zur Signalverarbeitung dar. Ziel dieser Lehrveranstaltung ist die Bearbeitung von Projekten zu ausgewählten Gebieten (Postautomation, Verkehrsforschung, Biosignalanalyse u.a.). Von den Studierenden wird erwartet, dass sie sich in kleinen Gruppen relativ selbstständig in das ausgewählte Projektthema einarbeiten, Experimente durchführen und die Ergebnisse schriftlich darstellen und diskutieren. Voraussetzungen für die Teilnahme sind Kenntnisse auf dem Gebiet der Signalverarbeitung. Die Themen für die Projekte werden noch zu Beginn des Semesters bekannt gegeben.

Anwendungen der Signalverarbeitung und Mustererkennung (32 255)

Das Seminar ist ausschließlich für Studierende, die in der Signalverarbeitung / Mustererkennung an einem Forschungsprojekt mitarbeiten. Die Studierenden sollen insbesondere lernen, die Ergebnisse ihrer Arbeiten auch adäquat aufbereiten und präsentieren zu können.

Neuroimaging: neue Technologien an der Schnittstelle von Informatik, Biomedizin und Gesellschaft (32 256)

In diesem Seminar werden interdisziplinär die Grundlagen und die dazu gehörige Signalverarbeitung ausgewählter Nueroimaging-Verfahren, wie z.B. EEG und fMRI vermittelt. Den Schwerpunkt bilden jedoch aktuelle neurowissenschaftliche Studien, die unter dem Einsatz solcher Methoden durchgeführt werden. Diese sollen unter der aktiven Teilnahme der Studierenden sowohl aus biologischer als auch aus technischer Sicht betrachtet und ausgewertet werden. Anschließend werden unterschiedliche Aspekte der Ergebnisse diskutiert. Dazu gehören der Fortschritt bei der Erforschung von Gehirn und Verhalten, der Beitrag für die Gender-Forschung und nicht zuletzt die Bedeutung und Interpretation in der Gesellschaft.

Erfassung und Analyse kognitiver Signale (32 257)

Im Mittelpunkt dieser Lernveranstaltung stehen die kognitiven psycho-physiologischen Signale. Es werden theoretische und praktische Kenntnisse über deren Entstehung, Erfassung, Bedeutung und die adäquate Analyse vermittelt. Begonnen mit der Entwicklung geeigneter Stimulationsparadigmen und der Erstellung entsprechender messtechnischer Setups, werden Methoden zur Datenkonditionierung, Vorverarbeitung, Extraktion des Nutzsignals und Schätzung und Quantifizierung relevanter Parameter erörtert. Anschließend werden reale Signale analysiert und die erhaltenen Ergebnisse im aufgabenspezifischen Kontext interpretiert. Das ist eine gemeinsame Veranstaltung des Institutes für Informatik, Fachgebiet Signalverarbeitung und Mustererkennung, und des Institutes für Psychologie, Fachgebiete Biologische und Kognitive Psychologie.
Die Einführungsveranstaltung findet in Raum RUD 26 1'305 statt.

Parallele Signalverarbeitung mit FPGA (32 258)

Ziel des Projektes ist die Anwendung des VHDL-Entwurfs zur schnellen und parallelen Signalverarbeitung. Dabei werden Themen der Bildverarbeitung, der Codierung und der Signalübertragung behandelt. Es werden Algorithmen der Signalverarbeitung, wie orthogonale Transformationen, Filterung und Korrelation, mit programmierbaren Logikschaltungen (FPGA) realisiert, wobei Laufzeit und Platzbedarf die entscheidenden Kenngrößen sind.
Der erfolgreiche Abschluss der Lehrveranstaltung Schaltkreisentwurf wird vorausgesetzt.

Networks of Mobile Adaptive Dependable Systems (NOMADS) (32 259)

Inhalt des Seminars ist es, Technologien für zukünftige verteilte und eingebettete Systeme zu untersuchen, die die Eigenschaften bestehender Systeme verbessern bzw. neue Eigenschaften ergänzen.
Schwerpunkte:
- serviceorientierte Architekturen
- mobile Kommunikation
- nichtfunktionale Eigenschaften wie Zuverlässigkeit, Echtzeitfähigkeit, Mobilität
- pervasive, ubiquitous, autonomic Computing
Qualifikationsziele:
Tiefergehende Kenntnisse neuer Technologien in verteilten Systemen unter besonderer Beachtung nichtfunktionaler Eigenschaften.

Ausgewählte Probleme des Echtzeitrechnens (32 260)

Wird nicht stattfinden.

Vertiefung Prozessorarchitektur (32 261)

Wird nicht stattfinden.