Algorithmische Schönheiten - Algorithms Unplugged [AlgosUnplggd]

Lecturers:

Bernd Bassimir, Matthias Kergaßner, Rolf Wanka

Details:

Seminar, 2 cred.h, ECTS: 5

Dates:

n.V.

Fields of study:

WPF INF-BA-SEM ab 4
WPF INF-MA ab 1

Approximate Computing [APPROXC]

Lecturers:

Oliver Keszöcze, Jürgen Teich

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5

Dates:

Thu, 8:15 - 9:45, 02.112-128

Fields of study:

WPF INF-BA-V-HSCD ab 4
WPF INF-MA ab 1
WF ASC-MA ab 1
WPF ICT-MA-NDC ab 1

Exercises to Approximate Computing [APPROXC-EX]

Lecturer:

Jorge A. Echavarria

Details:

Übung

Dates:

Tue, 10:00 - 12:00, 02.133-128

Fields of study:

WF ASC-MA ab 1
WPF INF-BA-V-HSCD ab 4
WPF INF-MA ab 1
WPF ICT-MA-NDC ab 1

Approximationsalgorithmen [APPROXA]

Lecturer:

Rolf Wanka

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5

Dates:

Tue, 10:15 - 11:45, 01.150-128

Fields of study:

WF CE-MA-INF 1-4
WPF INF-BA-V-THI ab 4
WPF INF-MA ab 1

Contents:

Für viele kombinatorische Optimierungsprobleme hat sich herausgestellt, daß sie vermutlich nicht durch schnelle exakte Algorithmen gelöst werden können, weshalb man sich mit Näherungslösungen zufrieden geben muß. In dieser Vorlesung werden Approximationsalgorithmen vorgestellt, die für eine Reihe populärer Optimierungsprobleme beweisbar gute Lösungen in vertretbarer Zeit berechnen.

Im ersten Teil der Veranstaltung werden die grundlegenden Begriffe vorgestellt, mit Beispielalgorithmen ausgeführt und jeweils die Grenzen aufgezeigt.

Im zweiten Teil werden allgemeine Techniken eingeführt und anhand instruktiver Beispiele mit Leben erfüllt.

Recommended literature:

• R. Wanka. Approximationsalgorithmen - Eine Einführung. Teubner, 2007.

• K. Jansen, M. Margraf. Approximative Algorithmen und Nichtapproximierbarkeit. de Gruyter, 2008.

• G. Ausiello, P. Crescenzi, G. Gambosi, V. Kann, A. Marchetti-Spaccamela, M. Protasi. Complexity and Approximation -- Combinatorial Optimization Problems and Their Approximability Properties. Springer, 1999.

• E. W. Mayr, H. J. Prömel, and A. Steger (Hrsg.). Lectures on Proof Verification and Approximation Algorithms. Springer, 1998.

• V. V. Vazirani. Approximation Algorithms. Springer, 2001.

Cyber-Physical Systems [CPS]

Lecturer:

Torsten Klie

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Thu, 14:15 - 15:45, 02.133-113

Fields of study:

WPF MT-MA-BDV ab 1
WF IuK-BA ab 2
WPF INF-BA-V-HSCD ab 2
WPF INF-MA ab 1
WF ICT-MA 1-4
WPF CE-MA-INF ab 1
WF CE-BA-TW ab 4
WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF ME-MA-MG6 1-3
WPF MT-BA-BV ab 5

Übung zu Cyber-Physical Systems [UE-CPS]

Lecturer:

Torsten Klie

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Mon, 12:15 - 13:45, 02.134-113

Fields of study:

WPF INF-BA-V-HSCD ab 2
WPF INF-MA ab 1
WF IuK-BA ab 2
WF ICT-MA ab 1
WPF CE-MA-INF ab 1
WF CE-BA-TW ab 5
WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF ME-MA-MG6 1-3
WPF MT-MA-BDV 1-2

Electronic System Level Design [ESL]

Lecturers:

Frank Hannig, Stefan Wildermann

Details:

Seminar, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Wed, 14:00 - 16:00, 02.112-128
n.V.

Fields of study:

WF ICT-MA ab 1
WF IuK-BA ab 4

Keywords:

Eingebettete Systeme und Architekturen MPSoC SoC

Hardware-Software-Co-Design [HSCD]

Lecturer:

Jürgen Teich

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, auch für Computational Engineering

Dates:

Tue, 16:15 - 17:45, H4
Anmeldung via StudOn: https://www.studon.fau.de/crs2855419_join.html

Fields of study:

WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF ME-MA-MG6 1-3
WPF INF-BA-V-HSCD ab 3
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-BA ab 5
PF IuK-MA-ES-INF 1-4
WPF IuK-MA-MMS-INF ab 1
PF IuK-MA-REA-INF 1-4
PF ICT-MA-ES 1-4
WPF ICT-MA-MPS 1-4
WPF CE-MA-INF ab 1
WF CE-BA-TW ab 3
WPF MT-MA-BDV 1-2

Contents:

1. Überblick und Vergleich von Architekturen und Komponenten in Hardware/Software-Systemen.
2. Aufbau eines Compilers und Codeoptimierungsverfahren für Hardware und Software
3. Hardware/Software-Partitionierung (Partitionierung komplexer Systeme, Schätzungsverfahren, Performanzanalyse, Codegenerierung)
4. Interfacesynthese (Kommunikationsarten, Synchronisation, Synthese)
5. Verifikation und Cosimulation
6. Übungen, Demonstrationen mit rechnergestützten Entwurfswerkzeugen

Recommended literature:

Teich, J.; Haubelt, C.: Digitale Hardware/Software-Systeme: Synthese und Optimierung; Springer, Berlin; Auflage: 2. erw. Aufl. (2. März 2007)
Teich, J.: Hardware/Software-Architekturen. Ergänzendes Skriptum zur Vorlesung.
Gajski, D.: Specification and Design of Embedded Systems. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1994.

Erweiterte Übungen zu Hardware-Software-Co-Design [EU-HSCD]

Lecturers:

Franz-Josef Streit, Behnaz Pourmohseni

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Fields of study:

WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF CE-MA-INF ab 1
WPF INF-BA-V-HSCD ab 3
WPF INF-MA ab 1
PF IuK-MA-ES-INF 1-2
PF IuK-MA-REA-INF 1-2
WPF IuK-MA-MMS-INF ab 1
WPF ICT-MA-MPS 1-4
WF CE-BA-TW ab 3
WPF ME-MA-MG6 1-3

Exercises for Hardware-Software-Co-Design [UE-HSCD]

Lecturers:

Franz-Josef Streit, Behnaz Pourmohseni

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Fields of study:

WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF INF-BA-V-HSCD ab 3
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-BA ab 5
PF IuK-MA-ES-INF 1-2
WPF IuK-MA-MMS-INF ab 1
PF IuK-MA-REA-INF 1-2
PF ICT-MA-ES 1-4
WPF ICT-MA-MPS 1-4
WPF CE-MA-INF ab 1
WF CE-BA-TW ab 3
WPF ME-MA-MG6 1-3
WPF MT-MA-BDV 1-2

Hardware-Software-Co-Design Seminar

Lecturers:

Frank Hannig, Jürgen Teich

Details:

Seminar, 2 cred.h

Dates:

Fri, 12:00 - 18:00, 01.255-128
single appointment on 23.4.2020, 16:00 - 18:00, 02.112-128

Multi-Core Architecture and Programming [MAP]

Lecturers:

Frank Hannig, Bo Qiao, Muhammad Sabih, Stefan Groth

Details:

Seminar, 2 cred.h, ECTS: 5

Dates:

Thu, 16:00 - 18:00, 02.133-128

Fields of study:

WPF CE-MA-SEM ab 1
WPF INF-MA ab 1

Organic Computing [OC]

Lecturer:

Rolf Wanka

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, Auch für CE

Dates:

Wed, 10:15 - 11:45, K1-119 Brose-Saal

Fields of study:

WPF INF-BA-V-THI ab 4
WPF INF-BA-V-HSCD ab 4
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-MA-KN-INF ab 1
WPF IuK-MA-ÜTMK-INF ab 1
WPF IuK-MA-ES-INF ab 1
WPF ICT-MA-ES 1-4
WPF CE-MA-INF 1-4
WPF MT-MA-BDV ab 1

Contents:

Unter Organic Computing (OC) versteht man den Entwurf und den Einsatz von selbst-organisierenden Systemen, die sich den jeweiligen Umgebungsbedürfnissen dynamisch anpassen. Diese Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass sie die sog. Self-*-Eigenschaft besitzen, d.h. sie sind selbst-konfigurierend, selbst-optimierend, selbst-heilend, selbst-schützend, selbst-erklärend, ...
Als Vorbild für solche technischen Systeme werden Strukturen und Methoden biologischer und anderer natürlicher Systeme gewählt.

Recommended literature:

• Ch. Müller-Schloer, Ch. von der Malsburg, R. P. Würt. Organic Computing. Informatik-Spektrum, Band 27, Nummer 4, S. 332-336. (LINK)

• I. C. Trelea. The particle swarm optimization algorithm: convergence analysis and parameter selection. Information Processing Letters 85 (2003) 317-325. (LINK)

• J. M. Kleinberg. Authoritative sources in a hyperlinked environment. Journal of the ACM 46 (1999) 604-632. (LINK)

• M. Dorigo. V. Maniezzo. A Colorni. Ant system: an autocatalytic optimizing process. Technical Report 91-016, Politecnico di Milano, 1991. (LINK)

• A. Badr. A. Fahmy. A proof of convergence for Ant algorithms. Information Sciences 160 (2004) 267-279.

• M. Clerc. J. Kennedy. The particle swarm - Explosion, stability, and convergence in a multidimensional complex space. IEEE Transactions on Evolutionary Computation 8 (2002) 58-73.

Parallel Systems [PSys]

Lecturers:

Frank Hannig, Jürgen Teich

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, nur Fachstudium

Dates:

Thu, 12:15 - 13:45, 01.255-128
Anmeldung via StudOn: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_2850324

Fields of study:

WPF INF-BA-V-HSCD ab 5
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-MA-ES-INF ab 1
WPF IuK-MA-REA-INF ab 1
WPF ICT-MA-ES 1-4
WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF ME-MA-MG6 1-3
WPF MT-MA-BDV 1-2
WF CE-BA-TW ab 4

Contents:

Selbst unser PC erlaubt bereits ein hohes Maß an nebenläufiger Verarbeitung von Daten. Die effiziente Ausnutzung von Parallelität bedarf allerdings auch spezieller Programmier- und Übersetzungstechniken. Beschrieben werden Eigenschaften unterschiedlicher paralleler Rechnerarchitekturen und Metriken zu deren Beurteilung. Weiterhin werden Modelle und Sprachen zum Programmieren paralleler Rechner eingeführt. Neben der Programmierung von allgemeinen Parallelrechnern werden Entwurfsmethoden (CAD) vorgestellt, wie man ausgehend von einer algorithmischen Problemstellung massiv parallele Rechenfelder in VLSI herleiten kann. Im Einzelnen werden behandelt:

1. Theorie der Parallelität (parallele Computermodelle, parallele Spezifikationsformen und -sprachen, Performanzmodelle und -berechnung)
2. Klassifikation paralleler und skalierbarer Rechnerarchitekturen (Multiprozessoren und Multicomputer, Vektorrechner, Datenflussmaschinen, VLSI-Rechenfelder)
3. Programmierung paralleler Rechner (Sprachen und Modelle, Entwurfsmethoden und Compiler, Optimierung)
4. Massive Parallelität: Vom Algorithmus zur Schaltung

Theoretische und praktische Übungen mit rechnergestützten Werkzeugen

Erweiterte Übungen zu Parallele Systeme [EU-PSys]

Lecturers:

Marcel Brand, Michael Witterauf

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Fields of study:

WF CE-MA-INF ab 1
WPF INF-BA-V-HSCD ab 5
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-MA-ES-INF ab 1
WPF IuK-MA-REA-INF ab 1
WPF ICT-MA-ES 1-4
WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF ME-MA-MG6 1-3
WF CE-BA-TW ab 4

Übung zu Parallele Systeme [UE-PSys]

Lecturer:

Frank Hannig

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Fields of study:

WPF INF-BA-V-HSCD ab 5
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-MA-ES-INF ab 1
WPF IuK-MA-REA-INF ab 1
WPF ICT-MA-ES 1-4
WF CE-MA-INF ab 1
WF CE-BA-TW ab 4
WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF ME-MA-MG6 1-3
WPF MT-MA-BDV 1-2

Praktikum: Lego Mindstorms [PR-LM]

Details:

Praktikum, graded certificate, ECTS: 10

Fields of study:

WPF INF-BA-PR ab 5

Randomisierte Algorithmen [RAND]

Lecturer:

Rolf Wanka

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5

Dates:

Tue, 14:15 - 15:45, 01.150-128

Fields of study:

WPF INF-BA-V-THI ab 5
WPF INF-MA 1-4
WF CE-MA-INF 1-4

Security in Embedded Hardware [SEH]

Lecturer:

Jürgen Teich

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Tue, 12:15 - 13:45, 01.150-128

Fields of study:

WPF ME-BA-MG6 5-6
WF IuK-BA ab 3
WPF INF-MA ab 1
WPF INF-BA-V-HSCD ab 3
WF ICT-MA ab 1
WPF ME-MA-MG6 1-3

Contents:

Der Schutz eingebetteter Systeme gegenüber Angriffe Dritter auf gespeicherte Daten und Implementierungen, stellt eine immer wichtigere, jedoch auch durch zunehmende Vernetzung herausfordernde Aufgabe dar. Der Schutz der eingebetteten Systeme gegenüber bekannten als auch neueren ausgeklügelten Angriffsmöglichkeiten ist Gegenstand dieser Vorlesung. Es wird gezeigt, welche Angriffe existieren, welche Gegenmaßnahmen man ergreifen kann und wie man sichere eingebettete Systeme entwirft.

Einleitung und Motivation

• Was ist Security?

• Die Bedeutung von Security für zuverlässige Systeme

• Klassifikation von Angriffen

• Entwurf eingebetteter Systeme
  

Angriffsszenarien

• Beispiele von Angriffsszenarien

• Kryptographischer Algorithmen als Ziel von Angriffen
  

Angriffe durch Einschleusen von Code (Code Injection Attacks)

• Welche Arten von Code Injection-Angriffe gibt es?

• Gegenmaßnahmen
  

Invasive physikalische Angriffe (Invasive Physical Attacks)

• Microprobing

• Reverse Engineering

• Differential Fault Analysis

• Gegenmaßnahmen
  

Nichtinvasive softwarebasierte Angriffe (Non-Invasive Logical Attacks)

• Erlangen von nicht autorisiertem Zugriff

• Gegenmaßnahmen
  

Nichtinvasive physikalische Angriffe (Non-Invasive Physical Attacks)

• Abhören

• Seitenkanalangriffe

• Gegenmaßnahmen
  

Recommended literature:

• Catherine H. Gebotys Security in Embedded Devices. Springer 2010.

• Benoit Badrignans et al. Security Trends for FPGAs. Springer 2011.

• Daniel Ziener Techniques for Increasing Security and Reliability of IP Cores Embedded in FPGA and ASIC Designs. Dr. Hut 2010.

Übung zu Security in Embedded Hardware [UE-SEH]

Lecturer:

Jürgen Teich

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Fields of study:

WPF ME-BA-MG6 5-6
WPF INF-MA ab 1
WPF INF-BA-V-HSCD ab 3
WF IuK-BA ab 3
WF ICT-MA ab 1
WPF ME-MA-MG6 1-3

Seminar: Cyber-Physical Systems [SEM-CPS]

Lecturers:

Torsten Klie, Martin Letras

Details:

Seminar, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Preliminary meeting: Thursday, 30.4.2020, 12:00 - 13:00 Uhr, 02.112-128

Fields of study:

WPF ICT-MA ab 1
WPF IuK-BA ab 4
WPF ME-MA-SEM ab 1

Sitzungen des LS12 [HSCD-GSZ]

Details:

Gremiensitzung

SoC-Entwurf [SoCD]

Lecturers:

Andreas Becher, Jorge A. Echavarria

Details:

Praktikum, 3 cred.h, certificate, ECTS: 2,5

Dates:

block seminar 21.9.2020-25.9.2020 Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun, 9:30 - 17:00, 02.133-128
Blockveranstaltung in den Semesterferien zwischen SS2020 und WS202021; Terminvereinbarung in der Vorbesprechung.

Fields of study:

WPF IuK-BA ab 4
WPF ME-MA-P ab 1

SystemC [SYSC]

Lecturer:

Joachim Falk

Details:

Praktikum, 4 cred.h, certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Als Praktikum für I&K sowie als Seminar für Informatik; Zur Anerkennung ist die erfolgreiche Teilnahme an den Praktikumsterminen verpflichtend.

Dates:

block seminar 24.8.2020-27.8.2020 Mon, Tue, Thu, block seminar 31.8.2020-1.9.2020 Mon, Tue, 9:30 - 18:00, 02.133-128
Blockveranstaltung in den Semesterferien zwischen SS2020 und WS202021
Preliminary meeting: Wednesday, 22.7.2020, 10:00 - 10:30 Uhr, 02.133-128

Fields of study:

WPF ME-MA-SEM ab 1
WPF ICT-MA ab 1
WPF INF-MA ab 1
WPF IuK-BA ab 6
WPF ME-MA-P ab 1

Übungen zu Approximationsalgorithmen [UE-APPROXA]

Lecturer:

Rolf Wanka

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Thu, 14:15 - 15:45, 01.150-128

Fields of study:

WF CE-MA-INF 1-4
WPF INF-BA-V-THI ab 4
WPF INF-MA ab 1

Übungen zu Grundlagen der Technischen Informatik [UE-GTI]

Lecturers:

Jan Spieck, Marcel Brand, Michael Witterauf, Christian Heidorn

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Zuteilung der Übungsleiter sind auf unserer Webpräsenz zu finden.

Fields of study:

WPF INF-BA 2
WPF MT-BA-BV ab 6
WPF INF-LAG-M 6
WPF INF-LAG-P 6
WPF INF-LAG-E 6
WPF INF-LAG-W 6
WPF I2F-BA 2

Praktikum zu Grundlagen der Technischen Informatik [PR-GTI]

Lecturers:

Marcel Brand, Michael Witterauf, Jan Spieck, Christian Heidorn

Details:

Praktikum, ECTS: 2,5

Fields of study:

WPF INF-BA 2
WPF INF-LAG-M 6
WPF INF-LAG-P 6
WPF INF-LAG-E 6
WPF INF-LAG-W 6
WPF I2F-BA 2
WPF MT-BA-BV ab 6

Übungen zu Organic Computing [ExOC]

Lecturer:

Matthias Kergaßner

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Fields of study:

WPF INF-BA-V-THI ab 4
WPF INF-BA-V-HSCD ab 4
WPF INF-MA ab 1
WPF CE-MA-INF 1-4
WPF IuK-MA-KN-INF ab 1
WPF IuK-MA-ÜTMK-INF ab 1
WPF ICT-MA-ES 1-4
WPF MT-MA-BDV ab 1

Übungen zu Randomisierte Algorithmen [UE-RAND]

Lecturer:

Alexander Raß

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Fri, 12:15 - 13:45, 02.133-113

Fields of study:

WPF INF-BA-V-THI ab 5
WPF INF-MA ab 1
WF CE-MA-INF 1-4

Verifikation digitaler Systeme [VdS]

Lecturer:

Oliver Keszöcze

Details:

Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, nur Fachstudium

Dates:

Tue, 8:30 - 10:00, 02.112-128

Fields of study:

WF CE-BA-TW ab 4
WPF INF-BA-V-HSCD ab 4
WPF INF-MA ab 1

Contents:

Für den Entwurf eines digitalen Systems werden heute in der Industrie ebenso viele Verifikationsingenieure wie Designer benötigt. Trotzdem beansprucht die Verifikation heute bereits 70%-80% der gesamten Entwurfszeit. Neben konventionellen Verifikationserfahren wie der Simulation sind werden seit einigen Jahren sogenannte "formale Verifikationsmethoden" in heutigen Entwursflüssen eingesetzt. Der Umgang mit diesen Methoden stellt ein wichtiges neues Aufgabenfeld dar. Im Gegensatz zur Simulation beruht die formale Verifikation auf exakten mathematischen Methoden zum Nachweis funktionaler Schaltungseigenschaften. Dadurch können Entwurfsfehler frühzeitiger und mit höherer Zuverlässigkeit als bisher erkannt werden. Jedes System zur formalen Hardwareverifikation erfordert:

• ein geeignetes Modell des zu verifizierenden Systems

• eine Sprache zur Formulierung der zu verifizierenden Eigenschaften

• eine Beweismethode.
  

Die Vorlesung behandelt diese drei Bereiche, vermittelt die grundlegenden Algorithmen und Konzepte moderner Werkzeuge für die formale Hardwareverifikation und erläutert deren Einsatz in der industriellen Praxis. Im Einzelnen werden in dieser Vorlesung die folgenden Punkte behandelt:
1. Modellierung digitaler Systeme 2. Unterschiede formaler und simulationsbasierter Verifikationsmethoden 3. Äquivalenzvergleich 4. Formale und simulationsbasierte Eigenschaftsprüfung 5. Assertions 6. Verifikation arithmetischer Schaltungen

Übung zur Verifikation digitaler Systeme [UE-VdS]

Lecturer:

Oliver Keszöcze

Details:

Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5

Dates:

Tue, 10:15 - 11:45, 02.112-128

Fields of study:

WPF INF-BA-V-HSCD ab 4
WF CE-BA-TW ab 4
WPF INF-MA ab 1