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Lehrstuhl für Informatik 7 (Rechnernetze und Kommunikationssysteme)
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Automotive Systems & Software Engineering [ASSE] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Christian Allmann, Lars Mesow, Thomas Reiß, Anatoli Djanatliev
- Angaben:
- Vorlesung, 4 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, Der erste Termin wird auf der Vorlesungswebseite bekanntgegeben.
- Termine:
- Fr, 12:15 - 15:45, 01.021
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF ME-BA 4-6
WPF INF-BA-V-VSB 5-6
WPF INF-BA-V-SWE 5-6
WPF INF-MA ab 1
WF IuK-BA 5-6
- Inhalt:
- Allgemein:
Überblick Systeme und Anwendungen in der automotive Welt
Embedded Automotive Systems: Abgrenzung Echtzeitsysteme; Definition Steuergeräte, Sensoren, Aktuatoren; Definition verteilte, vernetzte Funktionen; Betriebssysteme, Kommunikationsschnittstellen
Entwicklungsprozesse für automotive Anwendungen: Allgemeine Vorgehensmodelle; Vorgehensmodelle in der Elektronikentwicklung; Kooperationsmodelle OEM-Zulieferer; Lieferantenmanagement
System und Software:
Softwareentwicklungsprozess
Anforderungsmanagement: Lastenhefte - Aufbau/Handhabung/Tools; Erhebung und Analyse von Anforderungen; Systembeschreibungen (u.a. UML, SysML); (Semi-)Formale Beschreibungen
Modellbasierte Entwicklung: Rapid Prototyping; Modellierungstechniken; Automatische Codegenerierung; Tools (Simulink, Target Link); Autosar
Test und Diagnose: SW-Test; Integrationsstufen; SIL - PIL - HIL-Test; On- Offboard Diagnose
Virtuelle Entwicklung von Elektronik
Begleitende Prozesse: Projektmanagement; Systemsicherheit (ISO WD 26262); Konfigurationsmanagement; Qualitätsmanagement; Variantenmanagement
Architektur: Architekturmodelle (u.a. EAST-ADL); Bussysteme - Typen & Eigenschaften; SW- & HW-Architektur; Auslegung und Bewertung
Anwendung:
Überblick der Anwendungsdomänen: Infotainment/ Fahrerassistenz/ Karosserie
Systemauslegung von Fahrerassistenzsystemen: Überblick Sensoren; Umwelt und Umfeldmodelle; Bildverarbeitung; Konzeption, Erprobung, Umsetzung; Tools (ADTF)
Alternative Antriebskonzepte: Elektronikumfänge; Betriebsstrategie
Fahrdynamische Systeme: x-by-wire Technologien
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Fahrzeugkommunikation [FzK] -
- Dozent/in:
- Kai-Steffen Jens Hielscher
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Termine:
- Fr, 8:15 - 9:45, 02.134-113
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF IuK-BA ab 6
WF ICT-MA ab 1
WF CE-MA-INF ab 1
WPF INF-BA-V-KS 4-6
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-MA-ÜTMK-INF 1-4
WPF IuK-MA-KN-INF 1-4
- Inhalt:
- 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 Vorlesung „Fahrzeugkommunikation" [FzK] 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 Informatik, IuK und CE ab dem 5. Semester.Auszug Interne Vernetzung:
Interne Steuerung: ECU-ECU, Safety
Bussysteme (CAN, LIN, FlexRay, MOST, ...)
HW-, SW- Architekturen von Steuergeräten
Security & Safety
Auszug Externe Vernetzung
Car-2-X-Kommunikation
Topologien, Architekturen
Medienzugriff: Wifi, WAVE/DSRC
Safety Anwendungen
Security & Privacy
- Empfohlene Literatur:
- Christoph Sommer and Falko Dressler, Vehicular Networking, Cambridge University Press, 2014.
Werner Zimmermann and Ralf Schmidgall, Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, ed. 4, Wiesbaden, Vieweg + Teubner, 2011.
Konrad Reif, Automobilelektronik, ed. 3, Wiesbaden, Vieweg + Teubner, 2009.
Dominique Paret, Multiplexed networks for embedded systems, Chichester, England, Wiley, 2007.
Hannes Hartenstein and Kenneth Laberteaux (Eds.), VANET - Vehicular Applications and Inter-Networking Technologies, Intelligent Transport Systems, Chichester, John Wiley & Sons, 2009.
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Fahrzeugkommunikation Übungen [ÜFzK] -
- Dozent/in:
- Kai-Steffen Jens Hielscher
- Angaben:
- Übung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF IuK-BA ab 6
WF CE-MA-INF ab 1
WPF INF-BA-V-KS 4-6
WPF INF-MA ab 1
WF ICT-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Terminfindung findet in der Vorlesung statt. Hier gelistete Termine sind vorläufig.
Vorkenntnisse in C++ sind von Vorteil.
- Schlagwörter:
- Fahrzeugkommunikation, Car-2-Car, Informatik in der Fahrzeugtechnik
| | | Mo | 10:15 - 11:45 | 04.158 | |
Gütlein, M. | |
| | Mo | 12:15 - 13:45 | 04.158 | |
Gütlein, M. | |
| | Mi | 8:15 - 9:45 | 04.158 | |
Gütlein, M. | |
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Informatik 2 für Nebenfachstudierende - Aufbaumodule [Inf2NF] -
- Dozent/in:
- Anatoli Djanatliev
- Angaben:
- Vorlesung, 3 SWS, Schein, ECTS: 5, geeignet als Schlüsselqualifikation
- Termine:
- Mi, 12:15 - 14:30, 02.134-113
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Die Teilnahme am Grundmodul Informatik für Nebenfachstudierende ist notwendig
- Inhalt:
- Die Lehrveranstaltung vertieft wichtige praxisorientierte Informatikaspekte aus dem Grundmodul Informatik 1 für Nebenfachstudierende. Dazu werden zwei aufeinander aufbauende Module I(B) (5 ECTS, 2/3 Semester) und II(C) (7,5 ECTS, 1 Semester) angeboten, d.h. C enthält B. In den Übungen [ÜInf2NF] werden neben der Vertiefung der Vorlesungsinhalte in Form von Tafelübungen praktische Rechnerübungen durchgeführt
Effizienter Umgang mit großen Datenmengen, Relationale Datenbanken mit MySQL, ER-Diagramme, SQL, NoSQL und MongoDB
Client-seitige Programmierung von Webapplikationen, Techniken zur Programmierung dynamischer Webseiten, HTML5, CSS3 und JavaScript, effizienter und performanter Zugriff auf entfernte Webseiten
Funktionsweise von Betriebssystemen, Kommunikationssystemen und Rechnernetzen
Beschreibung der Aufbaumodule
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Introduction to Data Structures and Algorithms [DSA] -
- Dozent/in:
- Ulrich Klehmet
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- jeden Tag, 7:00 - 18:00, H4
vom 14.9.2020 bis zum 9.10.2020
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- PF CE-MA-OS 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Blockveranstaltung
- Inhalt:
- This course introduces basic data structures and algorithms which are necessary for virtually any programming task. We discuss elementary and structured data types such as lists, stacks, queues, trees and sets and review basic algorithms for searching, sorting, hashing and graph analysis. We study techniques for determining the efficiency of a given algorithm. In the last week we will give an introduction to Java.
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Quality of Service in Communications [QoSiC] -
- Dozent/in:
- Reinhard German
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Termine:
- Do, 8:15 - 9:45, 02.133-113
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF INF-BA-V-KS 4-6
WPF INF-BA-V-DS 4-6
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-MA-KN-INF 1-3
WPF IuK-MA-REA-INF 1-3
WPF IuK-MA-ÜTMK-INF 1-3
PF ICT-MA-NDC 1-4
WPF ICT-MA-MPS 1-4
WPF ASC-MA 1-4
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- The lectures and exercises, as well as all material are in English.
- Inhalt:
- We introduce the term quality-of-service (QoS), discuss important approaches to achieve certain degrees of QoS, and show how the implementation in computer networks. Then a number of methodologies to assess and design systems with respect to their QoS:
• network planning and optimization,
• network simulation,
• stochastic analysis (Markov chains, non-Markovian models, queuing systems),
• deterministic analysis with network calculus to determine QoS guarantees
• measurements (hardware, software, and hybrid monitoring, benchmarks).
All methods are illustrated by examples.
- Empfohlene Literatur:
- • Textbook: Kurose, Ross. Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet. 6th Ed., Addison Wesley, 2013
• Textbook: W. Stallings. Data and Computer Communications, 10th ed., Pearson Education, 2014
• Textbook: W. Stallings. Foundations of Modern Networking: SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud, Pearson Education, 2016
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Rechnerkommunikation [RK] -
- Dozent/in:
- Reinhard German
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5
- Termine:
- Fr, 10:15 - 11:45, H7
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- PF INF-LAG-M 4
PF INF-LAG-P 4
PF INF-BA 4
PF INF-LAG-E 4
PF INF-LAG-W 4
PF INF-LAG 4
PF I2F-BA 4
PF IuK-BA 4
PF WINF-BA 4
WF CE-BA-TW ab 4
WF MT-BA-BV ab 2
- Inhalt:
- Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Rechnerkommunikation und durchläuft von oben nach unten die Schichten des Internets:
Anwendungsschicht
Transportschicht
Netzwerkschicht
Sicherungsschicht
Physikalische Schicht
Der Aspekt der Sicherheit in Rechnernetzen wird zunächst grundlegend und
dann jeweils als Teil der einzelnen Schichten behandelt.
- Empfohlene Literatur:
- Kurose, Ross. Computer Networking: A Top-Down Approach. 8th
Ed., Pearson Education, 2020.
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Simulation and Modeling 2 Exercises [ESaM 2] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Wojciech Baron, Anna Arestova
- Angaben:
- Übung, 2 SWS, ECTS: 5
- Termine:
- Di, 12:15 - 13:45, 04.158
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF CE-MA-INF 8-10
WPF INF-BA-V-DS 4-6
WPF INF-MA ab 1
WPF MB-MA-FG13 1-3
WPF IuK-MA-KN-INF 1-3
WPF IuK-MA-REA-INF 1-3
- Inhalt:
- The participants conduct a simulation project over the whole semester in groups of 3 to 4. The participants may submit project proposals or work on one of the following projects:
1) Exit Strategies from COVID-19 Lockdown: Based on the paper "Modeling Exit Strategies from COVID-19 lockdown with a Focus on Antibody Test", the already existing system dynamics model can be extended or an own agent-based model can be developed. The simulations could focus on the effects of the "Contact-Tracing Apps", different age groups, or the influence of vaccinations. Further considerations and ideas are welcome. The corresponding paper is available on the chair website. The paper presents two epidemiological models that have been developed in order to study the disease dynamics of the COVID-19 pandemic and exit strategies from the lockdown which has been imposed on many countries world-wide. A strategy is needed such that both the health system is not overloaded letting people die in an uncontrolled way and also such that the majority of people can get back their social contacts as soon as possible. We investigate the potential effects of a combination of measures such as continuation of hygienic constraints after leaving lockdown, isolation of infectious persons, repeated and adaptive short-term contact reductions and also large-scale use of antibody tests in order to know who can be assumed to be immune and participate at public life without constraints. We apply two commonly used modeling approaches: extended SEIR models formulated both as System Dynamics and Agent-Based Simulation, in order to get insight into the disease dynamics of a complete country like Germany and also into more detailed behavior of smaller regions. We confirm the findings of other models that without intervention the consequences of the pandemic can be catastrophic and we extend such findings with effective strategies to overcome the challenge. Based on the modeling assumptions it can be expected that repeated short-term contact reductions will be necessary in the next years to avoid overload of the health system and that on the other side herd immunity can be achieved and antibody tests are an effective way to mitigate the contact reductions for many. 2) Railway Network Simulation: With the developing technologies and methods in the field of real-time communication and the constantly increasing amount of data to be transmitted, the railway industry has jumped on the bandwagon of modernizing its processes. The aim is to merge the separate networks for train control and non-critical information, e.g. for passenger information, and also to be compatible with other train manufacturers. In the field of real-time communication, Time-Sensitive Networking (TSN) has emerged as a possible solution to overcome the above-mentioned challenges. It provides procedures and mechanisms for Ethernet technology, enriching it with aspects of determinism and reliability. TSN enables the sharing of real-time and best-effort traffic on a single line. As there are only a few TSN-enabled devices on the market so far, the validation of TSN technology is limited. Simulation offers a good alternative in this situation. The tool OMNeT++ is a modular, C++ based framework for network simulation. A suitable TSN library already exists for this purpose, which covers the most important mechanisms for real-time communication. Within the project, a next-generation train network with TSN mechanisms will be built and the necessary cyclic TSN messages, like brake signals, and acyclic or stochastic messages like passenger information will be defined. Finally, the simulation shall be evaluated. Thereby, the focus will be on maintaining real-time capability and the use of bandwidth. All mechanisms and information are already given for the setup of the simulation. An introduction to TSN will be given. 3) High Level Sensor Models: The development and testing of automated driving functions in the real world is costly and time-consuming. For this reason, software for automated driving is at first developed and tested in a virtual environment. The provision of the virtual environment requires the coupling of several simulation tools and models. An essential feature of the simulation setup are the sensor models. A distinction is made between low-level models and high-level models. Low-level models replicate physical effects, e.g. through ray tracing. They are highly precise, but they require a lot of computing power. High-level models filter an object list based on geometric constraints. They are less accurate, but faster than the low-level sensor models. The aim of the project is the design and implementation of a high level sensor model. The sensor model receives as input a list of all objects available in the virtual world of the submicroscopic traffic simulator "Carla". As output, the sensor model provides all objects in the visibility range of the ego-vehicle. The programming is carried out in Python, for which "Carla" offers an API.
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Smart Grids und Elektromobilität -
- Dozent/in:
- Marco Pruckner
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5
- Termine:
- Mi, 12:15 - 13:45, H14
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF CE-MA ab 1
WPF INF-MA ab 1
WF INF-BA ab 5
WF CE-BG-FL ab 4
WF EEI-BA ab 4
WF EEI-MA ab 1
WF ET-BA ab 4
WF ET-MA ab 1
WF IuK-BA ab 4
WF ICT-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
• unterscheiden Probleme und Herausforderungen die mit den künftigen Stromnetzen verbunden sind
• erfassen die Vorteile und die Anwendungsmöglichkeiten, die beim Einsatz von IKT im Stromnetz möglich sind, wie z.B. Demand Response
• analysieren verschiedene Probleme, die beim Einsatz von IKT im Stromnetz entstehen, z.B. Datenschutzprobleme
• erlernen verschiedene Technologien zur Erzeugung und Verteilung von Energie kennen
• kennen die Rolle von Elektromobilität sowie die speziellen Herausforderungen zur Integration von Elektrofahrzeugen in das bestehende bzw. zukünftige Stromnetz
- Inhalt:
- Dieser Kurs dient als Einführung in den neuen multi-disziplinären Bereich Smart Grids. Dabei wird ein Überblick zu den wesentlichen neuen Aspekten moderner Technologien in Erzeugung, Übertragung und Verteilung gegeben. Zudem werden relevante Aspekte der Kommunikationstechnologien wiedergegeben, die zur intelligenten Koordinierung zwischen den verschiedenen Einheiten innerhalb des Stromnetzes eingesetzt werden. Neben einer Einführung der Konzepte der verschiedenen Komponenten des Smart Grids, einschließlich der Integration erneuerbarer Energien, Energiespeicher und Demand Side Management wird die Elektromobilität und die Integration von Elektrofahrzeugen in das Stromnetz einen weiteren Schwerpunkt dieses Kurses bilden.
Die Vorlesung behandelt zentrale Fragestellungen zu Smart Grids und Elektromobilität:
• Vision und Strategie für die elektrischen Netze der Zukunft
• Smarte Erzeugung elektrischer Energie
• Aufbau und Betrieb von Übertragungs- und Verteilungsnetzen
• Informations- und Kommunikationstechnologien als Rückgrat des Smart Grids
• Technologien für das Laden von Elektrofahrzeugen
• Zusammenspiel von Elektrofahrzeugen und dem Energiesystem
• Umweltaspekte, einschließlich CO2-Emissionen
- Schlagwörter:
- Smart Grids; erneuerbare Energien; Elektromobilität; Ladeinfrastruktur
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UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
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