Tutorien finden erst ab der 2. Vorlesungswoche statt

Vorlesung siehe 19300001

Die erste Vorlesung findet statt am Dienstag, den 16.10.2018, um 14:15 Uhr.

Inhalt

• Analyse von Sortierverfahren: Mergesort, Quicksort, u.a.
• ADTs Prioritätswarteschlange und Wörterbuch und zugehörige Datenstrukturen: Heaps, Hashing, binäre Suchbäume, B-Bäume, u.a.
• Algorithmen auf Graphen: Breiten- und Tiefensuche, topologisches Sortieren, minimale Spannbäume, kürzeste Wege.
• Algorithmen für Mengen von Zeichenketten.
• Speicherverwaltung.
• Verschiedene Entwurfstechniken für Algorithmen: teile-und-herrsche, greedy, dynamische Programmierung.
• Mathematische Analyse von Algorithmen bezüglich ihres Resourcenbedarfs: Laufzeit, Speicherplatz.

Website

www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS18/ALP3

• P. Morin: Open Data Structures, an open content textboox.
• T. H. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, C. Stein: Introduction to Algorithms, MIT Press, 2009.
• R. Sedgewick: Algorithms in Java (Part 1–5), Addison-Wesley, 2003.
• G. Saake, S. Sattler: Algorithmen und Datenstrukturen, dpunkt.verlag, 2013.
• M. Dietzfelbinger, K. Mehlhorn, P. Sanders. Algorithmen und Datenstrukturen: Die Grundwerkzeuge, Springer, 2014.
• M.T. Goodrich, R. Tamassia: Data Structures and Algorithms in Java, Wiley, 2014.

Das Modul Grundlagen der Technischen Informatik bildet die Basis für das Verständnis der Funktionsweise realer Rechnersysteme.

Ausgehend von der Logik werden in diesem Modul vorrangig die Themenbereiche Schaltnetze und Schaltwerke, Logikminimierung, Gatter, Flip-Flops, Speicher, Automaten und einfacher Hardware-Entwurf behandelt.

Weiterhin werden grundlegende Kenntnisse aus den Bereichen Gleich- und Wechselstromnetzwerke, Halbleiter, Transistoren, CMOS, Operationsverstärker, A/D- und D/A-Umsetzer vermittelt, soweit sie für die Informatik notwendig sind.

Im dazugehörigen Praktikum werden mit zahlreichen praktischen Versuchen das in der Vorlesung sowie das im Modul Rechnerarchitektur, Betriebs- und Kommunikationssysteme Erlernte vertieft.

Aufbauend auf einer einfachen Hardwareplattform mit Prozessor und diversen Schnittstellen sollen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer lernen, elementare Treiber zu programmieren, Betriebssystemroutinen zu erweitern und die Schnittstellen anzusteuern.

Anschließend sollen die Systeme vernetzt werden und mit ihrer Umwelt in Interaktion treten können.

Siehe Unterlagen auf der Webseite - nur aus dem FB-Netz oder über VPN Webseite
 

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Seminar am PC Dienstag, 10-14 Uhr Takustraße 9, Raum K63
Vorlesung: Freitag, 12-14 Uhr, Takustraße 9, SR005

Website: GTI (nur aus dem FB-Netz oder über VPN verfügbar)

Das Seminar am PC ist die Begleitveranstaltung zur Vorlesung 19300501

Website: GTI (nur aus dem FB-Netz oder über VPN verfügbar)

Inhalt

Das Modul Rechnerarchitektur behandelt grundlegende Konzepte und Architekturen von Rechnersystemen. Themenbereiche sind hier insbesondere Von-Neumann-Rechner, Harvard-Architektur, Mikroarchitektur RISC/CISC, Mikroprogrammierung, Pipelining, Cache, Speicherhierarchie, Bussysteme, Assemblerprogrammierung, Multiprozessorsysteme, VLIW, Sprungvorhersage. Ebenso werden interne Zahlendarstellungen, Rechnerarithmetik und die Repräsentation weiterer Datentypen im Rechner behandelt.

• Andrew S. Tannenbaum: Computerarchitektur, 5.Auflage, Pearson Studium, 2006
• English: Andrew S. Tanenbaum (with contributions from James R. Goodman):
• Structured Computer Organization, 4th Ed., Prentice Hall International, 2005.

Tutorien finden erst ab der 2. Vorlesungswoche statt

Übungen siehe 19312102

Betriebssysteme verbinden die Anwendungs- und Nutzungsebene mit der Verwaltung der Hardware. Ausgehend von den Aufgaben eines Betriebssystems und den Anforderungen an moderne Betriebssysteme werden die wichtigsten Aspekte im Zusammenhang mit Aufbau und Entwurf eingeführt:

• Betriebssystemstruktur und –entwurf einschließlich Historischer Abriss und Betriebssystemphilosophien, Systemgliederung und Betriebsarten, Betriebsmittel und –verwaltung;
• Prozesse einschließlich Prozessverwaltung;
• Scheduling einschließlich Real-Time-Scheduling;
• Prozessinteraktionen und Interprozesskommunikation;
• Betriebsmittelverwaltung einschließlich des Betriebs von Geräten und Treiberentwicklung und Ein-Ausgabegeräten;
• Speicherverwaltung einschließlich Prozessadressraum und virtueller Speicher;
• Dateiverwaltung einschließlich Festplattenbetrieb und Speicherhierarchien;
• Verteilte Betriebssysteme einschließlich verteilter Architekturen zur Ressourcenverwaltung;
• Leistungsbewertung einschließlich Überlastproblematik.

Für die einzelnen Aspekte dienen aktuelle Betriebssysteme als Beispiele und es wird die aktuelle Forschung auf dem Gebiet herangezogen. Der Übungsbetrieb dient der Reflexion der vermittelten Inhalte in Form praktischer Umsetzung und Programmierung der behandelten Ansätze durch die Studierenden.

• A.S. Tanenbaum: Modern Operating Systems, 2nd Ed. Prentice-Hall, 2001
• A. Silberschatz et al.: Operating Systems Concepts with Java, 6th Ed. Wiley, 2004

Die überwältigende Mehrheit zukünftiger Computersysteme wird durch miteinander kommunizierende, eingebettete Systeme geprägt sein. Diese finden sich in Maschinensteuerungen, Haushaltsgeräten, Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, intelligenten Gebäuden etc. und werden zukünftig immer mehr in Netze wie dem Internet eingebunden sein.

Das Praktikum wird auf die Architektur eingebetteter Systeme eingehen und die Unterschiede zu traditionellen PC-Architekturen (z.B. Echtzeitfähigkeit, Interaktion mit der Umgebung) anhand praktischer Beispiele aufzeigen. Das Praktikum basiert auf 16- bzw. 32-Bit-Mikrocontrollersystemen.

Schwerpunkte des in einzelne Versuche gegliederten Praktikums sind:

• Registerstrukturen
• Speicherorganisation
• hardwarenahe Assembler- und Hochsprachenprogrammierung
• I/O-System- und Timer-Programmierung
• Interrupt-System
• Watchdog-Logik
• Analogschnittstellen
• Bussystemanbindung von Komponenten
• Kommunikation (seriell, CAN-Bus, Ethernet, Funk und USB)
• Ansteuerung von Modellen und Nutzung unterschiedlichster Sensorik

• Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie: The C Programming Language, Second Edition, Prentice Hall, 1988.

Siehe Unterlagen auf der Webseite - nur aus dem FB-Netz oder über VPN Webseite

Gruppe A, Mittwoch, 12-16 Uhr Takustraße 9, Raum K63
Gruppe B, Donnerstag, 12-16 Uhr Takustraße 9, Raum K63

Telematik ist Telekommunikation mit Hilfe von Mitteln der Informatik und befasst sich mit Themen der technischen Nachrichtenübertragung, Rechnernetze, Internet-Techniken, WWW, und Netzsicherheit.

Behandelte Themen sind unter anderem folgende:

• Allgemeine Grundlagen: Protokolle, Dienste, Modelle, Standards, Datenbegriff;
• Nachrichtentechnische Grundlagen: Signale, Codierung, Modulation, Medien;
• Sicherungsschicht: Datensicherung, Medienzugriff;
• Lokale Netze: IEEE-Standards, Ethernet, Brücken;
• Vermittlungsschicht: Wegewahl, Router, Internet-Protokoll (IPv4, IPv6);
• Transportschicht: Dienstgüte, Flussteuerung, Staukontrolle, TCP;
• Internet: Protokollfamilie rund um TCP/IP;
• Anwendungen: WWW, Sicherheitsdienste, Netzwerkmanagement;
• Neue Netzkonzepte.

• Larry Peterson, Bruce S. Davie: Computernetze - Ein modernes Lehrbuch, dpunkt Verlag, Heidelberg, 2000
• Krüger, G., Reschke, D.: Lehr- und Übungsbuch Telematik, Fachbuchverlag Leipzig, 2000
• Kurose, J. F., Ross, K. W.: Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet, Addi-son-Wesley Publishing Company, Wokingham, England, 2001
• Siegmund, G.: Technik der Netze, 4. Auflage, Hüthig Verlag, Heidelberg, 1999
• Halsall, F.: Data Communi-cations, Computer Networks and Open Systems 4. Auflage, Addison-Wesley Publishing Company, Wokingham, England, 1996
• Tanenbaum, A. S.: Computer Networks, 3. Auflage, Prentice Hall, Inc., New Jersey, 1996

Voraussetzungen:

Grundkenntnisse im Bereich Rechnersysteme, z.B. TI-III.

In dieser Lehrveranstaltung werden wir uns mit den Technologien, der Geschichte und den Anwendungen von Kryptowährungen und Blockchain beschäftigen. Die Veranstaltung wird in der ersten Semesterhälfte als 4SWS VL durchgeführt und in der zweiten Semesterhälfte wird ein Projekt bearbeitet.

Bitcoin and Cryptocurrency Technologies: A Comprehensive Introduction, by Arvind Narayanan, Joseph Bonneau, Edward Felten, Andrew Miller, Steven Goldfeder

In dieser Lehrveranstaltung werden wir uns mit den Technologien, der Geschichte und den Anwendungen von Kryptowährungen und Blockchain beschäftigen. Die Veranstaltung wird in der ersten Semesterhälfte als 4SWS VL durchgeführt und in der zweiten Semesterhälfte wird ein Projekt bearbeitet.

Bitcoin and Cryptocurrency Technologies: A Comprehensive Introduction, by Arvind Narayanan, Joseph Bonneau, Edward Felten, Andrew Miller, Steven Goldfeder

Inhalt

Das Proseminar vertieft Inhalte aus den Grundvorlesungen der Arbeitsgruppe Theoretische Informatik. Im Wintersemester werden weiterführende Themen aus der Berechenbarkeits- und Sprachentheorie behandelt (im Anschluss an "Grundlagen der theoretischen Informatik"); im Sommersemester geht es um Themen aus der Algorithmik (im Anschluss an "Algorithmen, Datenstrukturen, und Datenabstraktion").

Voraussetzungen

zwei abgeschlossene Fachsemester Informatik, Leistungsnachweis GTI

wird mit der Ankündigung bekannt gegeben

KVV-Link

Innerhalb dieses Proseminars werden aktuelle und relevante Themen der praktischen IT-Sicherheit besprochen. Das Seminar richtet sich an Bachelorstudierende, die erste Erfahrungen im Bereich der IT-Sicherheit sammeln wollen. Themen kommen beispielsweise aus den Bereichen der Hardware Security, Mobile Security, Digital Currencies aber auch aus der klassischen Kryptographie.

Ziel des Seminars ist es, sich in ein Themengebiet der praktischen IT-Sicherheit einzuarbeiten, dieses wissenschaftlich aufzuarbeiten, und dann entsprechend aufzubereiten und vorzutragen. Anschließend wird eine schriftliche Ausarbeitung von ca. 5 Seiten angefertigt. Die Themen werden während der Vorbesprechung bekanntgegeben und verteilt.

Informationen für Studierende:

Vorbesprechung: Die Vorbesprechung findet in der ersten Vorlesungswoche vom WiSe 18/19 statt.

Vortrag: Im Rahmen des Seminars besteht die Modulprüfung aus einem 30-minütigen Vortrag mit anschließender Diskussion.

Aktive Teilnahme: Für die aktive Teilnahme ist eine schriftliche Ausarbeitung (in LaTeX/LyX) von ca. 5 Seiten, sowie eine regelmäßige Beteiligung an den Diskussionsrunden vorgesehen.

Voraussetzungen: Es werden keine speziellen Voraussetzungen benötigt, aber Kenntnisse im Bereich der Kryptographie/IT-Sicherheit sind hilfreich.

Literaturhinweise erfolgen während des Vorbesprechungstermins.

Projekte können anwendungs- oder systemorientiert sein. Eine größere Aufgabe der Systementwicklung wird arbeitsteilig gelöst. Dazu gehören alle Phasen der Softwareentwicklung. Schwerpunkt sind Datenverwaltungssysteme.

Die Veranstaltung wird in zwei Phasen durchgeführt. Die zweite Phase (Implementierung, Test, Auslieferung) kann als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit durchgeführt werden.

Wird bekannt gegeben. / To be announced.

Zielgruppe

Studierende im Master- bzw. Bachelorstudiengang

Voraussetzungen

Gute Programmierkenntnisse, Einführung in Datenbanksysteme.

Im Rahmen des Softwareprojekts werden gemischte Gruppen von Bachelor- und Master-Studenten gebildet, die entweder ein eigenständiges Projekt erstellen oder aber ein Teil eines größeren Projektes im Bereich semantischer Technologien übernehmen. Bei der Umsetzung der Aufgaben werden vertiefte Programmierkenntnisse in der Anwendung semantischer Technologien und künstlicher Intelligenz im Corporate Semantic Web erworben, Projektmanagement und Teamfähigkeit gefördert, sowie Praktiken der guten Software-Entwicklung großer verteilter Systeme und Semantic Web Anwendungen geübt. Das Softwareprojekt kann in Zusammenarbeit mit einem externen Partner aus der Industrie oder Standardisierung durchgeführt werden. Die Fortführung des Projektes als Bachelor- oder Masterarbeit ist möglich und ausdrücklich erwünscht.

Corporate Semantic Web

Weitere Informationen finden sich auf der Veranstaltungsseite.

Einleitung

Beweisen und rationales Argumentieren bilden die eine wichtige Grundlage in mehreren wissenschaftliche Disziplinen. Formalisierungen von Beweisen und rationalen Argumenten werden durch die Formate des TPTP-Projekts [1] unterstützt. Dies schließt das Herleiten von neuem Wissen und das automatische Führen von Beweisen durch sogenannte automatische Theorembeweiser (ATPs) mit ein. Im TPTP-Kontext gibt es viele Möglichkeiten, die automatisiertes Theorembeweisen um praktische Werkzeuge zu ergänzen und damit den Einsatz dieser Systeme ansprechender gestalten und ihre Einsatzmöglichkeiten erweitern.

Themen

Thema (I): Semantische Einbettung

Erstes Ziel des Softwareprojekts ist die Weiterentwicklung des Tools MET [2], das eine sogenannte semantische Einbettung eines Problems einer Modallogik in klassische Logik höherer Stufe durchführt. Darunter versteht man die Überführung/Kodierung eines Problems der Modallogik in ein Problem der klassischen Logik höherer Stufe um autoamtisiertes Theorembeweisen in den vielen, verschiedenen Varianten von Modallogik zu ermöglichen, ohne einen dezidierten und versierten Theorembeweiser für Modallogik programmieren zu müssen. Problemstellungen hierbei sind:

• Ergänzung der Einbettung um die Operatoren Choice, Definite Description, etc.
• Ergänzung der Einbettung um weitere Varianten von Modallogik (weltabhängige Konstanten, verschiedene Modelle propositionaler Quantifizierung, ...)
• Update der Parser-Grammatik (ANTLR) auf den neuesten Stand, entsprechende Anpassung der Einbettung und Testen der Änderungen
• Erstellung von Unit-Tests
• Aufsetzen von Continuous Integration
• Verbesserung des Interfacings der Software, Aufbau einer REST-API
• Recherche von bisherigen Einsätzen von Modallogik in Softwaresystemen und Herstellen der Interoparabilität der vorliegenden Daten mit MET
• Diverses, Code Qualität, Dokumentation, etc. siehe [3]

Thema (II): Editor

Zweites Ziel des Softwareprojekts ist die Entwicklung eines Editors für die maschinenlesbaren Formate der TPTP [1]. Dieser soll ähnlich zu einem Code Editor funktionieren und Anbindung an MET und die unten genannten Tools mit sich bringen. Der Fokus liegt dabei vor allem auf dem effizienten (partiellen) Parsen/Syntax-Highlighting auf Basis der aktuellen ANTLR Grammatik, um den Editor leicht mit weiteren, relevanten Features ausstatten und das Eingabeformat aktuell halten zu können. Der Editor soll sowohl lokal als auch im Web nutzbar sein und wird deswegen für den Browser entwickelt.

Thema (III): Tools

Drittes Ziel des Softwareprojekts ist die Implementierung von kleinen, hilfreichen Tools mit sinnvollen Interfaces und gegebenenfalls die Bündelung zu einer Software-Suite:

• Automatisches Testen auf redundante Axiome
• Automatisches Testen auf unbenötigte Axiome
• Automatisches Testen auf widersprüchliche Axiome
• Verpacken und Interfacing von Remote Theorembeweisern [4] und anderen Remote Software Tools [5] um diese ansprechen zu können
• Verpacken und Interfacing von existierenden Tools (Formatierung, Umwandlung in andere Formate, Testing Tools, ...), deren Installation oftmals schwierig ist und deren Funktionalität oftmals nur schwer nutzbar ist
•  Erstellen eines Tools zur automatischen Überprüfung der Fähigkeiten von Theorembeweisern

Organisatorisches

Thematisch

Die Aufgaben haben sehr unterschiedliche Schwierigkeit, Einarbeitungszeit und erfordern je nachdem keines, rudimentäres oder viel Vorwissen im Bereich der Logik. Die Auswahl der Aufgaben ist von der Anzahl der Teilnehmer, deren Interesse und Vorwissen abhängig. Es wird eine kurze Einführung in die TPTP [1] und (existierende) Logik-Software-Systeme geben.

Zeitlicher Rahmen

Vorbesprechung und Recherche

• Montag, 24.09.2018 14 Uhr, Uhrzeit und Datum nach Absprache mit allen Kursteilnehmern flexibel
• Anschließende Recherche der relevanten Inhalte/Technologien in Eigenregie bis zum Start des Projekts

Präsenzzeit, Konzeption und Entwicklung:

• Montag, 01.10.2018 – Freitag 05.10.2018 (5 Termine) je von 10–18 Uhr
• Montag, 08.10.2018 – Freitag 12.10.2018 (5 Termine) je von 10–18 Uhr

Eigenständige Weiterentwicklung und Abschluss der Implementierungsaufgaben in den ersten zwei Wochen der Vorlesungszeit nach eigenem Ermessen/Absprache

• Freitag, 20.10.2018 Besprechung, Uhrzeit und Datum nach Absprache mit allen Kursteilnehmern flexibel
• Freitag, 27.10.2018 Besprechung, Uhrzeit und Datum nach Absprache mit allen Kursteilnehmern flexibel

Kurzpräsentation der bearbeiteten Aufgaben und erreichten Ziele, Uhrzeit und Datum nach Absprache mit allen Kursteilnehmern flexibel Je nach Teilnehmeranzahl und Präferenzen sind die genauen Arbeitszeiten verhandelbar.

[1] http://www.tptp.org/
[2] https://github.com/leoprover/embed_modal
[3] https://github.com/leoprover/embed_modal/blob/master/TODO.md
[4] http://www.tptp.org/cgi-bin/SystemOnTPTP
[5] http://tptp.cs.miami.edu/~tptp/cgi-bin/SystemB4TPTP

In diesem Semester setzen wir uns wieder in dem Softwareprojekt mit Fragen der Mixed Reality auseinander. Die Konzepte in diesem Bereich reichen von der Augmented Reality („AR“, z.B. mit der HoloLens) bis hin zur Virtual Reality („VR“, z.B. mit der Oculus Rift). Die technischen Möglichkeiten sind mittlerweile vorhanden, aber es mangelt noch immer an Lösungen jenseits von Unterhaltungs- oder Militäranwendungen. Die verwendeten Metaphern sind häufig ein Mimikry der realen Welt - neuartige Interaktionskonzepte fehlen noch immer.

Wir wollen bestehende Möglichkeiten explorieren und neue Anwendungen erschließen. Dabei betrachten wir AR und VR als offenes System, welches sich in bestehende Anwendungen und Services integriert. Ziel ist es, in interdisziplinären Teams Produkt- und Interaktionskonzepte zu entwickeln, die diese neuen Möglichkeiten der Vernetzung intelligent und sinnfällig nutzen und ihre spezifischen Qualitäten erfahrbar machen. Die Umsetzung der Konzepte erfolgt in funktionsfähigen Prototypen.

In der Lehrveranstaltung steht die Frage nach einer besseren Verbindung zwischen dem Digitalen (virtuell) und dem Physischen (realen) im Mittelpunkt, hin zum hybriden „Ding“. Wir werden unter anderem den folgenden Fragen nachgehen:

• Wie können wir bestehende reale Objekte mit Augmented Information anreichern?
• Wie können wir neue Interaktionskonzepte gestalten, die zwischen dem Digitalen und Physischen vermitteln?
• Wie kann eine Anwendung digitale Daten möglichst interaktiv physisch zur Verfügung stellen?
• Wie können wir das Interagieren im physischen-digitalen Raum intuitiv gestalten?

Eine Reihe von Hands-on Workshops wird die Lehrveranstaltung begleiten, unter anderem gibt es eine Einführung in Unity3D sowie WebVR.

Bitte beachten Sie: Geräte (HoloLens, Oculus Rift) werden in der Lehrveranstaltung nach Absprache zur Verfügung gestellt.

Literatur, Materialien und Geräte werden während der Veranstaltung gestellt.

Weitergehende Informationen zu den Veranstaltungsinhalten finden Sie unter:

https://www.mi.fu-berlin.de/en/inf/groups/hcc/teaching/winter_term_2018-19/software_project_coding-ixd.html

Die Lehrveranstaltung findet in Kooperation mit der Weissensee Kunsthochschule Berlin statt. Wir treffen uns jeden Mittwoch im Labor des Exzellenzclusters „Bild Wissen Gestaltung“ an der HU Berlin.

Adresse

Sophienstrasse 22a, 2.HH, 2.Stock, 10178 Berlin

www.interdisciplinary-laboratory.hu-berlin.de

Moderne Parallelrechner und hier insbesondere Cluster-Systeme werden für unterschiedlichste Anwendungen – von klassischen Client-Server-Anwendungen bis zum High Performance Computing – eingesetzt. Die Unterstützung dieser unterschiedlichen Anwendungsszenarien in einer verlässlichen Form stellt eine Herausforderung für die Verwaltungssoftware dar, die auch Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten ist.

Im Rahmen des Softwareprojektes soll eine zukünftsträchtige Management-Infrastruktur entwickelt werden. Basis bilden die Vorarbeiten im Zusammenhang mit dem Projekt Virtual Resource Manager (VRM).

Ablauf

Während der Vorlesungszeit wird die Aufgabenstellung mit reduziertem Anwesenheits- und Arbeitsaufwand spezifiziert. Die eigentliche Bearbeitung der Aufgabenstellung erfolgt dann in der vorlesungsfreien Zeit.

Zielgruppe

BA und MA Informatik

Sprache

Kurssprache ist Deutsch.

Webseite

https://www.mi.fu-berlin.de/w/SE/SoftwareprojektClusterManagement2016

Dozent & Ansprechpartner

Barry Linnert führt die Veranstaltung durch.

Ein Universitätsstudium in Informatik dreht sich hauptsächlich um Konzepte. Das ist grundsätzlich sinnvoll, denn diese Konzepte sind erheblich langlebiger und breiter anwendbar als konkrete Einzelheiten es wären. Leider bleibt dabei vieles Detaillierte, das für konkrete Softwareentwicklung aber nun mal wichtig ist, weitgehend auf der Strecke. Dieses Defizit soll diese Veranstaltung reduzieren.

Auch hier geht es zwar zum großen Teil um Konzepte, aber immer nur um solche, die direkt mit Softwareentwicklung zu tun haben und anhand konkreter, persönlicher, praktischer Anwendung -- und zwar (im Gegensatz zu den meisten Softwareprojekt-Lehrveranstaltungen) mit gemeinsamer Reflektion über die Anwendung.

Die besprochenen und eingeübten Konzepte lassen sich drei verschiedenen (aber mit einander eng verbundenen) Sphären zuordnen:

• Softwareentwurf und -strukturierung (und zwar objektorientiert)
• Vorgehensmethoden (z.B. in den Bereichen Prototyping, Automatisierung, inkrementelle Verbesserung)
• Persönlichkeitsentwicklung (Aspekte wie Konsequenz, Verantwortlichkeit, Kommunikationsfertigkeiten)

Wichtig: Jede/r Teilnehmer/in muss ein bereits weit vor der Veranstaltung begonnenes Softwareprojekt haben (bei einer Firma, für eine Firmengründung oder als Open-Source-Projekt), an dem er/sie über die gesamte Dauer dieser Lehrveranstaltung hinweg jede Woche mitarbeitet (in aller Regel im Team) und das als Umgebung für das Einüben der Konzepte dient.
Dies ist eine harte Teilnahmevoraussetzung.

Hauptquelle für die besprochenen Praktiken ist die Website http://clean-code-developer.de

Voraussetzungen

Unverzichtbare Voraussetzung für die Teilnahme ist ein eigenes Softwareprojekt wie oben beschrieben, das für die gesamte Dauer der Veranstaltung mit mindestens 6 Wochenstunden von für die Themen dieser Veranstaltung frei verfügbarem Aufwand weitergeführt wird.

Zielgruppe

Zielgruppe sind Studierende, die durch intensives Üben Fertigkeiten aufbauen möchten, die gute und professionell arbeitende Softwareentwickler/innen benötigen.

Einordnung & Leistungpunkte

Die Veranstaltung ist eine Wahlveranstaltung für den Studiengang Master Informatik mit 5 Leistungspunkten.

Webseite

http://www.mi.fu-berlin.de/w/SE/KursProfessionelleSWEntwicklung2018

Secure Software Engineering vereint zwei wichtige Themenfelder: Software Engineering bzw. Softwaretechnik und Informationssicherheit. Software Engineering einerseits behandelt die systematische Bereitstellung und Verwendung von Prinzipien, Methoden und Werkzeugen für die Entwicklung und den Einsatz von Softwareanwendungen. Informationssicherheit andererseits beschäftigt sich mit Eigenschaften wie Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Informationen und Daten.

- Claudia Eckert: IT-Sicherheit, 9. Auflage, De Gruyter Oldenbourg, 2014; - Ross Anderson: Security Engineering, 2. Auflage, Wiley, 2008. Weitere Literaturhinweise werden zu den einzelnen Themenblöcken bereitgestellt.

Das Ziel dieser Vorlesung ist die Vermittlung von Prinzipien, Methoden und Werkzeugen für die Entwicklung sicherer Softwareanwendungen. Dafür werden zunächst grundlegende Konzepte eingeführt. Es folgen Vorgehensmodelle zur Entwicklung sicherer Software sowie zur Bewertung der Reifegrade von Entwicklungsprozessen. Entlang der Phasen bzw. Prozessgruppen der Softwareentwicklung werden dann zentrale Prinzipien, Methoden und Werkzeuge vorgestellt und erläutert. Besondere Berücksichtigung finden dabei die Bedrohungs- und Risikoanalyse, die Erhebung von Sicherheitsanforderungen, Prinzipien und Muster für das Design sicherer Softwareanwendungen, sichere und unsichere Softwareimplementierungen, Sicherheitstests sowie die Evaluation der Sicherheitseigenschaften von Softwareanwendungen.

Die heute selbstverständliche Verwendung digitaler Medien ist erst durch effiziente Codiertechniken möglich geworden. In der Vorlesung werden die grundlegenden Codiertechniken Entropiecodierung, Quantisierung, Prädiktive Codierung, Transformationscodierung diskutiert, welche die Hauptkomponenten moderner Bild- und Videocodecs bilden. Für alle behandelten Codiertechniken erfolgt eine detaillierte Analyse der Codiereffizienz auf der Basis einfacher Signalmodelle. Zudem werden praktische Anwendungen in der Bild- und Videocodierung aufgezeigt.

Die behandelten Themen bilden die Grundlage für die weiterführende Vorlesung „Bild- und Videocodierung II: Algorithmen und Anwendungen“, in welcher die Anwendung der eingeführten Codiertechniken in modernen Bild- und Videocodecs ausführlich diskutiert wird.

Themenschwerpunkte:

• Verlustlose Codierung / Entropiecodierung: Eindeutig decodierbare Codes; Herleitung verschiedener Entropiemaße als untere Grenze der mittleren Codewortlänge; Huffman-Codierung; Arithmetische Codierung

• Rate-Distortion-Theorie: Maximale Codiereffizienz verlustbehafteter Verfahren; Information-Rate-Distortion-Funktion; Differentielle Entropie; Shannon-Grenze

• Quantisierung: Skalare Quantisierung mit Codes fester und variabler Länge; Rate-Distortion-Funktionen für hohe Raten; Vektor-Quantisierung; Vergleich verschiedener Quantisierer

• Prädiktion und prädiktive Codierung: Lineare Prädiktion; Prädiktionsgewinn; Quantisierung in der Prädiktionsschleife; Effizienz der prädiktiven Codierung

• Transformationscodierung: Struktur von Transformationscodiersystemen; Unitäre Block Transformationen; Bit-Zuweisung für Transformationskoeffizienten; Optimale Transformation für Gaußsche Prozesse; Signal-unabhängige Transformationen; Effizienz der Transformationscodierung

Universal Logical Reasoning (with exemplary applications in Mathematics, Metapyhsics, Ethics, AI and CS).

Diese Vorlesung soll die zuvor prämierte Vorlesung "Computational Metaphysics" (SS16, 19323701/2) um weitere spannende und hochaktuelle Anwendungsthemen erweitern.

Für Studenten der Informatik, Mathematik und Philosophie geeignet.

tba

Übungen siehe 19328002

Vorlesung siehe 19328001

Da die Verwendung von Daten in Forschung, Wirtschaft und Politik immer wichtiger wird, sind gut gestaltete Datenvisualisierungen erforderlich, die das Verständnis verbessern, das Gedächtnis des Menschen entlasten und die Entscheidungsfindung unterstützen.  Ziel dieses Kurses ist es, Studierende mit den Prinzipien, Techniken und Algorithmen der Datenvisualisierung vertraut zu machen.

Dieser Kurs vermittelt den Studierenden die Grundlagen des aktuellen Stands der Datenvisualisierung. Am Ende des Kurses werden die Studierenden ein Verständnis für folgende Inhalte haben:

1. Wesentliche Visualisierungstechniken und -theorie, einschließlich Datenmodelle, grafische Wahrnehmung und Methoden zur visuellen Codierung und Interaktion.

2. Grundlegende Techniken und Algorithmen zur Visualisierung von Daten, einschließlich multivariater Daten, Netzwerke und Karten.

3. Praktische Erfahrung in der Erstellung und Auswertung von Visualisierungen.

Der Kurs richtet sich sowohl an Studierende, die daran interessiert sind, Datenvisualisierung in ihrer Arbeit einzusetzen, als auch an Studierende, die Visualisierungstools und -systeme entwickeln. Grundkenntnisse bzw. Lernbereitschaft von Grafik-/Visualisierungstools (z.B. D3) und Datenanalysetools (z.B. R) sind hilfreich.

Neben der Teilnahme an den Diskussionen im Unterricht müssen die Studierenden mehrere kurze Programmier- und Datenanalyseaufgaben sowie ein Abschlussprojekt absolvieren. Von den Studierenden wird erwartet, dass sie die Ergebnisse des Projekts in Form eines Konferenzpapiers einreichen.

Bitte beachten Sie, dass der Kurs keine explorativen Ansätze zur Entdeckung von Erkenntnissen über Daten beinhaltet. Stattdessen konzentriert sich der Kurs darauf, wie Daten visuell kodiert und einem Publikum präsentiert werden, nachdem die Struktur der Daten und deren Inhalt bekannt ist.

Interactive Data Visualization for the Web, 2nd Edition. Scott Murray, O'Reilly Press. 2017. 

Yau, Nathan: Visualize This: The FlowingData Guide to Design, Visualization, and Statistics. Wiley Publishing, Inc. 2011.

Spence, Robert: Information Visualization: Design for Interaction. Pearson. 2007.

Weitergehende Informationen zu den Veranstaltungsinhalten finden Sie unter:

https://www.mi.fu-berlin.de/en/inf/groups/hcc/teaching/winter_term_2018-19/course_data_visualization.html

Ziel:

Nach diesem Kurs werden die Studenten

• ein tiefes Verständnis der Designprinzipien von Sicherheitsprotokollen und Sicherheitsinfrastrukturen haben
• die grundlegenden Sicherheitsziele in der Kryptographie und ihre Relevanz für die Praxis kennen
• verstehen, auf welche Weise bekannte Sicherheitsprotokolle (TLS, PACE, EAC) die Sicherheitsziele erreichen
• die Kernthemen der weit verbreiteten Sicherheitsinfrastruktur-Standards verstehen und in die Praxis umsetzen
• in der Lage sein, geeignete Protokolle für den jeweiligen Anwendungsfall auszuwählen
• die Sicherheitseigenschaften von Sicherheitsprotokollen und -infrastrukturen bewerten können

Inhalt:   

    Sicherheitsziele (CIA)
    Netzwerksicherheitsprotokolle (TLS)
    Sicherheitsprotokolle für elektronische Ausweise
    Abstrakte Syntax-Notation 1 (ASN.1)
    Zertifikate und zugehörige Normen X.509/RFC5280
    Public-Key-Kryptographie-Standardserie
    Zertifikatsbasierte Sicherheitsinfrastrukturen (PKI)
    Praktische und theoretische Lösungen für Übungen

In dieser Lehrveranstaltung werden wir uns mit den Technologien, der Geschichte und den Anwendungen von Kryptowährungen und Blockchain beschäftigen. Die Veranstaltung wird in der ersten Semesterhälfte als 4SWS VL durchgeführt und in der zweiten Semesterhälfte wird ein Projekt bearbeitet.

Bitcoin and Cryptocurrency Technologies: A Comprehensive Introduction, by Arvind Narayanan, Joseph Bonneau, Edward Felten, Andrew Miller, Steven Goldfeder

Secure Software Engineering vereint zwei wichtige Themenfelder: Software Engineering bzw. Softwaretechnik und Informationssicherheit. Software Engineering einerseits behandelt die systematische Bereitstellung und Verwendung von Prinzipien, Methoden und Werkzeugen für die Entwicklung und den Einsatz von Softwareanwendungen. Informationssicherheit andererseits beschäftigt sich mit Eigenschaften wie Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Informationen und Daten.

- Claudia Eckert: IT-Sicherheit, 9. Auflage, De Gruyter Oldenbourg, 2014; - Ross Anderson: Security Engineering, 2. Auflage, Wiley, 2008. Weitere Literaturhinweise werden zu den einzelnen Themenblöcken bereitgestellt.

Das Ziel dieser Vorlesung ist die Vermittlung von Prinzipien, Methoden und Werkzeugen für die Entwicklung sicherer Softwareanwendungen. Dafür werden zunächst grundlegende Konzepte eingeführt. Es folgen Vorgehensmodelle zur Entwicklung sicherer Software sowie zur Bewertung der Reifegrade von Entwicklungsprozessen. Entlang der Phasen bzw. Prozessgruppen der Softwareentwicklung werden dann zentrale Prinzipien, Methoden und Werkzeuge vorgestellt und erläutert. Besondere Berücksichtigung finden dabei die Bedrohungs- und Risikoanalyse, die Erhebung von Sicherheitsanforderungen, Prinzipien und Muster für das Design sicherer Softwareanwendungen, sichere und unsichere Softwareimplementierungen, Sicherheitstests sowie die Evaluation der Sicherheitseigenschaften von Softwareanwendungen.

Die heute selbstverständliche Verwendung digitaler Medien ist erst durch effiziente Codiertechniken möglich geworden. In der Vorlesung werden die grundlegenden Codiertechniken Entropiecodierung, Quantisierung, Prädiktive Codierung, Transformationscodierung diskutiert, welche die Hauptkomponenten moderner Bild- und Videocodecs bilden. Für alle behandelten Codiertechniken erfolgt eine detaillierte Analyse der Codiereffizienz auf der Basis einfacher Signalmodelle. Zudem werden praktische Anwendungen in der Bild- und Videocodierung aufgezeigt.

Die behandelten Themen bilden die Grundlage für die weiterführende Vorlesung „Bild- und Videocodierung II: Algorithmen und Anwendungen“, in welcher die Anwendung der eingeführten Codiertechniken in modernen Bild- und Videocodecs ausführlich diskutiert wird.

Themenschwerpunkte:

• Verlustlose Codierung / Entropiecodierung: Eindeutig decodierbare Codes; Herleitung verschiedener Entropiemaße als untere Grenze der mittleren Codewortlänge; Huffman-Codierung; Arithmetische Codierung

• Rate-Distortion-Theorie: Maximale Codiereffizienz verlustbehafteter Verfahren; Information-Rate-Distortion-Funktion; Differentielle Entropie; Shannon-Grenze

• Quantisierung: Skalare Quantisierung mit Codes fester und variabler Länge; Rate-Distortion-Funktionen für hohe Raten; Vektor-Quantisierung; Vergleich verschiedener Quantisierer

• Prädiktion und prädiktive Codierung: Lineare Prädiktion; Prädiktionsgewinn; Quantisierung in der Prädiktionsschleife; Effizienz der prädiktiven Codierung

• Transformationscodierung: Struktur von Transformationscodiersystemen; Unitäre Block Transformationen; Bit-Zuweisung für Transformationskoeffizienten; Optimale Transformation für Gaußsche Prozesse; Signal-unabhängige Transformationen; Effizienz der Transformationscodierung

Universal Logical Reasoning (with exemplary applications in Mathematics, Metapyhsics, Ethics, AI and CS).

Diese Vorlesung soll die zuvor prämierte Vorlesung "Computational Metaphysics" (SS16, 19323701/2) um weitere spannende und hochaktuelle Anwendungsthemen erweitern.

Für Studenten der Informatik, Mathematik und Philosophie geeignet.

tba

Übungen siehe 19328002

Vorlesung siehe 19328001

Da die Verwendung von Daten in Forschung, Wirtschaft und Politik immer wichtiger wird, sind gut gestaltete Datenvisualisierungen erforderlich, die das Verständnis verbessern, das Gedächtnis des Menschen entlasten und die Entscheidungsfindung unterstützen.  Ziel dieses Kurses ist es, Studierende mit den Prinzipien, Techniken und Algorithmen der Datenvisualisierung vertraut zu machen.

Dieser Kurs vermittelt den Studierenden die Grundlagen des aktuellen Stands der Datenvisualisierung. Am Ende des Kurses werden die Studierenden ein Verständnis für folgende Inhalte haben:

1. Wesentliche Visualisierungstechniken und -theorie, einschließlich Datenmodelle, grafische Wahrnehmung und Methoden zur visuellen Codierung und Interaktion.

2. Grundlegende Techniken und Algorithmen zur Visualisierung von Daten, einschließlich multivariater Daten, Netzwerke und Karten.

3. Praktische Erfahrung in der Erstellung und Auswertung von Visualisierungen.

Der Kurs richtet sich sowohl an Studierende, die daran interessiert sind, Datenvisualisierung in ihrer Arbeit einzusetzen, als auch an Studierende, die Visualisierungstools und -systeme entwickeln. Grundkenntnisse bzw. Lernbereitschaft von Grafik-/Visualisierungstools (z.B. D3) und Datenanalysetools (z.B. R) sind hilfreich.

Neben der Teilnahme an den Diskussionen im Unterricht müssen die Studierenden mehrere kurze Programmier- und Datenanalyseaufgaben sowie ein Abschlussprojekt absolvieren. Von den Studierenden wird erwartet, dass sie die Ergebnisse des Projekts in Form eines Konferenzpapiers einreichen.

Bitte beachten Sie, dass der Kurs keine explorativen Ansätze zur Entdeckung von Erkenntnissen über Daten beinhaltet. Stattdessen konzentriert sich der Kurs darauf, wie Daten visuell kodiert und einem Publikum präsentiert werden, nachdem die Struktur der Daten und deren Inhalt bekannt ist.

Interactive Data Visualization for the Web, 2nd Edition. Scott Murray, O'Reilly Press. 2017. 

Yau, Nathan: Visualize This: The FlowingData Guide to Design, Visualization, and Statistics. Wiley Publishing, Inc. 2011.

Spence, Robert: Information Visualization: Design for Interaction. Pearson. 2007.

Weitergehende Informationen zu den Veranstaltungsinhalten finden Sie unter:

https://www.mi.fu-berlin.de/en/inf/groups/hcc/teaching/winter_term_2018-19/course_data_visualization.html

Ziel:

Nach diesem Kurs werden die Studenten

• ein tiefes Verständnis der Designprinzipien von Sicherheitsprotokollen und Sicherheitsinfrastrukturen haben
• die grundlegenden Sicherheitsziele in der Kryptographie und ihre Relevanz für die Praxis kennen
• verstehen, auf welche Weise bekannte Sicherheitsprotokolle (TLS, PACE, EAC) die Sicherheitsziele erreichen
• die Kernthemen der weit verbreiteten Sicherheitsinfrastruktur-Standards verstehen und in die Praxis umsetzen
• in der Lage sein, geeignete Protokolle für den jeweiligen Anwendungsfall auszuwählen
• die Sicherheitseigenschaften von Sicherheitsprotokollen und -infrastrukturen bewerten können

Inhalt:   

    Sicherheitsziele (CIA)
    Netzwerksicherheitsprotokolle (TLS)
    Sicherheitsprotokolle für elektronische Ausweise
    Abstrakte Syntax-Notation 1 (ASN.1)
    Zertifikate und zugehörige Normen X.509/RFC5280
    Public-Key-Kryptographie-Standardserie
    Zertifikatsbasierte Sicherheitsinfrastrukturen (PKI)
    Praktische und theoretische Lösungen für Übungen

In dieser Lehrveranstaltung werden wir uns mit den Technologien, der Geschichte und den Anwendungen von Kryptowährungen und Blockchain beschäftigen. Die Veranstaltung wird in der ersten Semesterhälfte als 4SWS VL durchgeführt und in der zweiten Semesterhälfte wird ein Projekt bearbeitet.

Bitcoin and Cryptocurrency Technologies: A Comprehensive Introduction, by Arvind Narayanan, Joseph Bonneau, Edward Felten, Andrew Miller, Steven Goldfeder

Secure Software Engineering vereint zwei wichtige Themenfelder: Software Engineering bzw. Softwaretechnik und Informationssicherheit. Software Engineering einerseits behandelt die systematische Bereitstellung und Verwendung von Prinzipien, Methoden und Werkzeugen für die Entwicklung und den Einsatz von Softwareanwendungen. Informationssicherheit andererseits beschäftigt sich mit Eigenschaften wie Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Informationen und Daten.

- Claudia Eckert: IT-Sicherheit, 9. Auflage, De Gruyter Oldenbourg, 2014; - Ross Anderson: Security Engineering, 2. Auflage, Wiley, 2008. Weitere Literaturhinweise werden zu den einzelnen Themenblöcken bereitgestellt.

Das Ziel dieser Vorlesung ist die Vermittlung von Prinzipien, Methoden und Werkzeugen für die Entwicklung sicherer Softwareanwendungen. Dafür werden zunächst grundlegende Konzepte eingeführt. Es folgen Vorgehensmodelle zur Entwicklung sicherer Software sowie zur Bewertung der Reifegrade von Entwicklungsprozessen. Entlang der Phasen bzw. Prozessgruppen der Softwareentwicklung werden dann zentrale Prinzipien, Methoden und Werkzeuge vorgestellt und erläutert. Besondere Berücksichtigung finden dabei die Bedrohungs- und Risikoanalyse, die Erhebung von Sicherheitsanforderungen, Prinzipien und Muster für das Design sicherer Softwareanwendungen, sichere und unsichere Softwareimplementierungen, Sicherheitstests sowie die Evaluation der Sicherheitseigenschaften von Softwareanwendungen.

The class will be taught in English.

Es werden Themen wie:

• allgemeine Algorithmenentwurfsprinzipien
• Flussprobleme in Graphen,
• zahlentheoretische Algorithmen (einschließlich RSA Kryptosystem),
• String Matching,
• NP-Vollständigkeit
• Approximationsalgorithmen für schwere Probleme,
• arithmetische Algorithmen und Schaltkreise sowie schnelle Fourier-Transformation

behandelt.

• Cormen, Leiserson, Rivest, Stein: Introduction to Algorithms, 2nd Ed. McGraw-Hill 2001
• Kleinberg, Tardos: Algorithm Design Addison-Wesley 2005.

Zielgruppe

alle Masterstudenten, und Bachelorstudenten, die sich in Algorithmen vertiefen wollen.

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse im Bereich Entwurf und Analyse von Algorithmen

Ziel der Vorlesung ist ein tiefes Verständnis kryptographischer Algorithmen, insb. welche Designkriterien bei der Entwicklung sicherer Verschlüsselungsverfahren berücksichtigt werden müssen. Dazu werden wir verschiedene kryptoanalytische Methoden auf symmetrische und asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren kennen lernen und beurteilen. Hierzu zählen beispielsweise lineare und differentielle Kryptoanalyse auf Blockchiffren, Korrelationsattacken auf Stromchiffren und Algorithmen zum Lösen des Faktorisierungsproblems und des Diskreten Logarithmusproblems (zum Brechen asymmetrischer Verfahren). Schwächen der Implementierung, z.B. zum Ausnutzen von Seitenkanalangriffen, werden nur am Rande behandelt.

Inhalte

In dieser Vorlesung werden die Grundlagen der „Physical Layer Security“ (PLS) vermittelt, d.h. Implementierung von Sicherheitsalgorithmen bereits auf der physikalischen Schicht von (drahtlosen) Kommunikationssystemen. PLS ist ein neues Paradigma, das vor allem in zukünftigen Kommunikationssysteme (Evolutionspfade von WiFi, ZigBee, LTE-A 4G, 5G) zum Tragen kommen soll, Dabei adressiert PLS wesentliche Aspekte neuer Dienste wie das IoT, das taktile Internet usw., vor allem im Hinblick auf skalierbare, schnelle, und auch nutzerseitig handhabbare Sicherheit („Usability“). Ein häufig genannter Aspekt ist auch Sicherheit für das post-quantum Zeitalter.

Allgemein gesprochen nutzt PLS die Eigenschaften des Übertragungskanals gezielt aus, z.B. durch abhörsichere Kodierung im Rauschkanal (AWGN) oder durch das Erzeugen eine gemeinsamen Geheimnisses („Secret Key“) durch die theoretische Gleichheit („Reciprocity“) der drahtlosen Kanäle in Hin- und Rückrichtung.

Die Vorlesung strukturiert sich im Wesentlichen in drei Teile:

• Im ersten Teil werden die benötigten grundlegenden Elemente der Informationstheorie abgehandelt und diskutiert. Dazu gehören die Vermittlung von Grundbegriffe wie Verteilungen, Entropie, Transinformation, diskrete Kanäle, „Data Processing Inequality“, „Conditioning Lemma“, usw.
  Dann werden die Shannon‘schen Sätze zur Quellen, Kanalkodierung behandelt („Typical Sequences“, „Random Coding“) und mit Beispielen für diskrete Kanäle unterlegt.
  Für kontinuierliche Kanäle wie AWGN wird ein neuartiges deterministische Modell eingeführt. Abschließend wird der Abhörkanal als ein erstes Beispiel von PLS behandelt und in den Kontext der Shannon‘schen Sätze gestellt und erste Prinzipien diskutiert.

• Im zweiten Teil werden Abhörkanäle grundlegend und strukturiert betrachtet. Dazu gehören die Klassifikation von diskreten Kanälen (degeneriert, diskret, gedächtnislos) mit entsprechenden Angreifer-modellen, Bewertungsmaßstäbe („Metriken“) zur Bewertung von Unsicherheit, Informationstransfer usw. Der grundlegende Abtausch dieser Metriken wird durch fundamentale Schranken in den erreichbaren Ratenregionen mathematisch bewiesen und illustriert. Die Übertragung auf AWGN Kanäle wird anschließend im Kontext des deterministischen Modells diskutiert. Der Teil schließt mit praktischen Codes (z.B. „Polar Codes“) für Abhörkanäle, der Einbindung von Mehrantennen-Systemen und der Betrachtung von „Jamming“.

• Im dritten Teil werden Verfahren zur Schlüsselgenerierung auch auf der Basis vom reziproken Kanälen betrachtet und diskutiert. Zentral ist die mathematische Formulierung von „Common Randomness“ und sichere Schlüsselraten. Wieder werden fundamentale Schranken zu sicheren Schlüsselraten mit Hilfe der Informationstheorie, insbesondere das deterministische Model für kontinuierliche Kanäle, abgeleitet und bewiesen. Anschließend werden praktische Verfahren zur Schlüsselgenerierung und deren Bewertung behandelt und illustriert. Dazu gehören Protokolle zur abhörsicheren Korrektur von Schlüsselbits („CASCADE“, „WINNOW“, „Fuzzy Extractor“, LDPC Codes), “Entropie-Extraktion durch „Hashen“ von Bits, oder das Abschätzen und Messen der eigentlichen Schlüsselstärke („Randomness“ NIST Tests, CTW Algorithmus usw.). Die Verfahren werden abschließend durch praktische Demonstration mit WiFi-Knoten illustriert.

Matthieu Bloch and Joao Barros: Physical Layer Security: From Information Theory to Security Engineering. Cambridge University Press, 2011

Universal Logical Reasoning (with exemplary applications in Mathematics, Metapyhsics, Ethics, AI and CS).

Diese Vorlesung soll die zuvor prämierte Vorlesung "Computational Metaphysics" (SS16, 19323701/2) um weitere spannende und hochaktuelle Anwendungsthemen erweitern.

Für Studenten der Informatik, Mathematik und Philosophie geeignet.

tba

Übungen siehe 19328002

Vorlesung siehe 19328001

Ziel der Vorlesung ist ein tiefes Verständnis kryptographischer Algorithmen, insb. welche Designkriterien bei der Entwicklung sicherer Verschlüsselungsverfahren berücksichtigt werden müssen. Dazu werden wir verschiedene kryptoanalytische Methoden auf symmetrische und asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren kennen lernen und beurteilen. Hierzu zählen beispielsweise lineare und differentielle Kryptoanalyse auf Blockchiffren, Korrelationsattacken auf Stromchiffren und Algorithmen zum Lösen des Faktorisierungsproblems und des Diskreten Logarithmusproblems (zum Brechen asymmetrischer Verfahren). Schwächen der Implementierung, z.B. zum Ausnutzen von Seitenkanalangriffen, werden nur am Rande behandelt.

Inhalte

In dieser Vorlesung werden die Grundlagen der „Physical Layer Security“ (PLS) vermittelt, d.h. Implementierung von Sicherheitsalgorithmen bereits auf der physikalischen Schicht von (drahtlosen) Kommunikationssystemen. PLS ist ein neues Paradigma, das vor allem in zukünftigen Kommunikationssysteme (Evolutionspfade von WiFi, ZigBee, LTE-A 4G, 5G) zum Tragen kommen soll, Dabei adressiert PLS wesentliche Aspekte neuer Dienste wie das IoT, das taktile Internet usw., vor allem im Hinblick auf skalierbare, schnelle, und auch nutzerseitig handhabbare Sicherheit („Usability“). Ein häufig genannter Aspekt ist auch Sicherheit für das post-quantum Zeitalter.

Allgemein gesprochen nutzt PLS die Eigenschaften des Übertragungskanals gezielt aus, z.B. durch abhörsichere Kodierung im Rauschkanal (AWGN) oder durch das Erzeugen eine gemeinsamen Geheimnisses („Secret Key“) durch die theoretische Gleichheit („Reciprocity“) der drahtlosen Kanäle in Hin- und Rückrichtung.

Die Vorlesung strukturiert sich im Wesentlichen in drei Teile:

• Im ersten Teil werden die benötigten grundlegenden Elemente der Informationstheorie abgehandelt und diskutiert. Dazu gehören die Vermittlung von Grundbegriffe wie Verteilungen, Entropie, Transinformation, diskrete Kanäle, „Data Processing Inequality“, „Conditioning Lemma“, usw.
  Dann werden die Shannon‘schen Sätze zur Quellen, Kanalkodierung behandelt („Typical Sequences“, „Random Coding“) und mit Beispielen für diskrete Kanäle unterlegt.
  Für kontinuierliche Kanäle wie AWGN wird ein neuartiges deterministische Modell eingeführt. Abschließend wird der Abhörkanal als ein erstes Beispiel von PLS behandelt und in den Kontext der Shannon‘schen Sätze gestellt und erste Prinzipien diskutiert.

• Im zweiten Teil werden Abhörkanäle grundlegend und strukturiert betrachtet. Dazu gehören die Klassifikation von diskreten Kanälen (degeneriert, diskret, gedächtnislos) mit entsprechenden Angreifer-modellen, Bewertungsmaßstäbe („Metriken“) zur Bewertung von Unsicherheit, Informationstransfer usw. Der grundlegende Abtausch dieser Metriken wird durch fundamentale Schranken in den erreichbaren Ratenregionen mathematisch bewiesen und illustriert. Die Übertragung auf AWGN Kanäle wird anschließend im Kontext des deterministischen Modells diskutiert. Der Teil schließt mit praktischen Codes (z.B. „Polar Codes“) für Abhörkanäle, der Einbindung von Mehrantennen-Systemen und der Betrachtung von „Jamming“.

• Im dritten Teil werden Verfahren zur Schlüsselgenerierung auch auf der Basis vom reziproken Kanälen betrachtet und diskutiert. Zentral ist die mathematische Formulierung von „Common Randomness“ und sichere Schlüsselraten. Wieder werden fundamentale Schranken zu sicheren Schlüsselraten mit Hilfe der Informationstheorie, insbesondere das deterministische Model für kontinuierliche Kanäle, abgeleitet und bewiesen. Anschließend werden praktische Verfahren zur Schlüsselgenerierung und deren Bewertung behandelt und illustriert. Dazu gehören Protokolle zur abhörsicheren Korrektur von Schlüsselbits („CASCADE“, „WINNOW“, „Fuzzy Extractor“, LDPC Codes), “Entropie-Extraktion durch „Hashen“ von Bits, oder das Abschätzen und Messen der eigentlichen Schlüsselstärke („Randomness“ NIST Tests, CTW Algorithmus usw.). Die Verfahren werden abschließend durch praktische Demonstration mit WiFi-Knoten illustriert.

Matthieu Bloch and Joao Barros: Physical Layer Security: From Information Theory to Security Engineering. Cambridge University Press, 2011

Universal Logical Reasoning (with exemplary applications in Mathematics, Metapyhsics, Ethics, AI and CS).

Diese Vorlesung soll die zuvor prämierte Vorlesung "Computational Metaphysics" (SS16, 19323701/2) um weitere spannende und hochaktuelle Anwendungsthemen erweitern.

Für Studenten der Informatik, Mathematik und Philosophie geeignet.

tba

Übungen siehe 19328002

Vorlesung siehe 19328001

Diese Vorlesung gibt eine Einführung in die Kryptographie und das kryptographische Schlüsselverwaltung, sowie eine Einführung in kryptographische Protokolle und deren Anwendung im Bereich der Sicherheit in verteilten Systemen. Mathematische Werkzeuge werden im erforderlichen und einer Einführungsveranstaltung angemessenen Umfang entwickelt. Zusätzlich berührt die Vorlesung die Bedeutung von Implementierungsdetails für die Systemsicherheit.

• Jonathan Katz and Yehuda Lindell, Introduction to Modern Cryptography, 2008
• Lindsay N. Childs, A Concrete Introduction to Higher Algebra. Springer Verlag, 1995.
• Johannes Buchmann, Einfuehrung in die Kryptographie. Springer Verlag, 1999.

Weitere noch zu bestimmende Literatur und Primärquellen.

Voraussetzungen: Teilnehmer müssen gutes mathematisches Verständnis sowie gute Kenntnisse in den Bereichen Rechnersicherheit und Netzwerken mitbringen.

• Aussagenlogik und mathematische Beweistechniken
• Boolesche Formeln und Boolesche Funktionen, DNF und KNF, Erfüllbarkeit, Resolutionskalkül
• Mengenlehre: Mengen, Relationen, Äquivalenz- und Ordnungsrelationen, Funktionen
• Natürliche Zahlen und vollständige Induktion, Abzählbarkeit
• Prädikatenlogik und mathematische Strukturen
• Kombinatorik: Abzählprinzipien, Binomialkoeffizienten und Stirling-Zahlen, Rekursion, Schubfachprinzip
• Graphentheorie: Graphen und ihre Darstellungen, Wege und Kreise in Graphen, Bäume

• Christoph Meinel, Martin Mundhenk: Mathematische Grundlagen der Informatik, Teubner; 2. Auflage 2002
• Uwe Schöning: Logik für Informatiker, B.I.-Wissenschaftsverlag; 5. Auflage 2000
• Kenneth H. Rosen: Discrete Mathematics and its Applications, Mc-Graw Hill; 1999
• M. Aigner: Diskrete Mathematk, Vieweg, 5. Auflage 2004

Dies ist der erste Teil einer dreisemestrigen Einführung in die mathematische Grunddisziplin Analysis. Behandelt wird die Differenzial- und Integralrechnung in einer reellen Veränderlichen. Themen: - Die reellen Zahlen - Der Grenzwertbegriff (Folgen und Reihen) - Funktionen (Stetigkeit und Differenzierbarkeit) - Minima und Maxima differenzierbarer Funktionen, Extremwertrechnung - Das Riemannsche Integral - Fourier-Reihen - Gewöhnliche Differenzialgleichungen

Die Vorlesung folgt dem Skript Analysis I

Die Vorlesung folgt dem Skript Analysis I

Weitere Literatur:

• Blatter, Ch.: Analysis 1. Springer-Verlag. xi+369 S.

• Forster, O.: Analysis 1. Differential- und Integralrechnung einer Veränderlichen. Vieweg. viii+208 S.

• Fritzsche, K.: Grundkurs Analysis 1 - Differentiation und Integration in einer Veränderlichen. Spektrum Verlag. xii+372 S.

Zahlreiche Beispiele, Anwendungen und nützliche Anmerkungen findet man in

• Arens, T. , et al.: Mathematik. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag. 2008. xiv+1496 S.

Das folgende Buch entwickelt die Analysis aus dem historischen Kontext

• Körle, H.-H.: Die phantastische Geschichte der Analysis. Ihre Probleme und Methoden seit Demokrit und Archimedes. Dazu die Grundbegriffe von heute. Oldenbourg. 2009. xiv+217 S.

Inhalt:

• Grundbegriffe: Mengen, Abbildungen, Äquivalenzrelationen, Gruppen, Ringe, Körper
• Lineare Gleichungssysteme: Lösbarkeitskriterien, Gauß-Algorithmus
• Vektorräume: Lineare Unabhängigkeit, Erzeugendensysteme und Basen, Dimension, Unterräume, Faktorräume, Vektorprodukt im R3
• Lineare Abbildungen: Bild und Rang, Zusammenhang mit Matrizen, Verhalten bei Basiswechsel
• Dualer Vektorraum: Multilinearformen, alternierende und symmetrische Bilinearformen, Zusammenhang mit Matrizen, Basiswechsel
• Determinanten: Cramersche Regel, Eigenwerte und -vektoren

Voraussetzungen:
Der Brückenkurs Mathematik ist zum Einstieg sehr zu empfehlen!

Literatur:
Siegfried Bosch, Lineare Algebra, 4. Auflage, Springer-Verlag, 2008;
Tammo tom Dieck, Lineare Algebra, Skript, Universität Göttingen Version vom 7.10.2014

Inhalt:

• Aufbau der Zahlenbereiche von den natürlichen bis zu den reellen Zahlen, Vollständigkeitseigenschaft der reellen Zahlen
• Polynome, Nullstellen und Polynominterpolation
• Exponential- und Logarithmusfunktion, trigonometrische Funktionen
• Komplexe Zahlen, komplexe Exponentialfunktion und komplexe Wurzeln
• Konvergenz von Folgen und Reihen, Konvergenz und Stetigkeit von Funktionen, O-Notation
• Differentialrechnung: Ableitung einer Funktion, ihre Interpretation und Anwendungen
• Intergralrechnung: Bestimmtes und unbestimmtes Integral, Hauptsatz der Differential- und Intergralrechnung, Anwendungen
• Potenzreihen
• Grundlagen der Stochstik: Wahrscheinlichkeitsräume, diskrete und stetige Zufallsvariable, Erwartungswert und Varianz

• Kurt Meyberg, Peter Vachenauer: Höhere Mathematik 1, Springer-Verlag, 6. Auflage 2001
• Dirk Hachenberger: Mathematik für Informatiker, Pearson 2005
• Peter Hartmann: Mathematik für Informatiker, Vieweg, 4. Auflage 2006
• Thomas Westermann: Mathematik für Ingenieure mit Maple 1, Springer-Verlag, 4. Auflage 2005

Freischaltung der Anmeldung zu Tutorien wird rechtzeitig bekanntgegeben.

Dies ist der erste Teil einer dreisemestrigen Einführung in die mathematische Grunddisziplin Analysis. Behandelt wird die Differenzial- und Integralrechnung in einer reellen Veränderlichen. Themen: - Die reellen Zahlen - Der Grenzwertbegriff (Folgen und Reihen) - Funktionen (Stetigkeit und Differenzierbarkeit) - Minima und Maxima differenzierbarer Funktionen, Extremwertrechnung - Das Riemannsche Integral - Fourier-Reihen - Gewöhnliche Differenzialgleichungen

Die Vorlesung folgt dem Skript Analysis I

Die Vorlesung folgt dem Skript Analysis I

Weitere Literatur:

• Blatter, Ch.: Analysis 1. Springer-Verlag. xi+369 S.

• Forster, O.: Analysis 1. Differential- und Integralrechnung einer Veränderlichen. Vieweg. viii+208 S.

• Fritzsche, K.: Grundkurs Analysis 1 - Differentiation und Integration in einer Veränderlichen. Spektrum Verlag. xii+372 S.

Zahlreiche Beispiele, Anwendungen und nützliche Anmerkungen findet man in

• Arens, T. , et al.: Mathematik. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag. 2008. xiv+1496 S.

Das folgende Buch entwickelt die Analysis aus dem historischen Kontext

• Körle, H.-H.: Die phantastische Geschichte der Analysis. Ihre Probleme und Methoden seit Demokrit und Archimedes. Dazu die Grundbegriffe von heute. Oldenbourg. 2009. xiv+217 S.

Inhalt:

• Grundbegriffe: Mengen, Abbildungen, Äquivalenzrelationen, Gruppen, Ringe, Körper
• Lineare Gleichungssysteme: Lösbarkeitskriterien, Gauß-Algorithmus
• Vektorräume: Lineare Unabhängigkeit, Erzeugendensysteme und Basen, Dimension, Unterräume, Faktorräume, Vektorprodukt im R3
• Lineare Abbildungen: Bild und Rang, Zusammenhang mit Matrizen, Verhalten bei Basiswechsel
• Dualer Vektorraum: Multilinearformen, alternierende und symmetrische Bilinearformen, Zusammenhang mit Matrizen, Basiswechsel
• Determinanten: Cramersche Regel, Eigenwerte und -vektoren

Voraussetzungen:
Der Brückenkurs Mathematik ist zum Einstieg sehr zu empfehlen!

Literatur:
Siegfried Bosch, Lineare Algebra, 4. Auflage, Springer-Verlag, 2008;
Tammo tom Dieck, Lineare Algebra, Skript, Universität Göttingen Version vom 7.10.2014

Es werden aktuelle Themen aus dem Bereich Bildgebende Verfahren in der Medizin erarbeitet und präsentiert. Dazu zählen Anwendungen aus den Bereichen Radiographie, Computertomographie, Nuklearmedizin, Magnetresonanztomographie und Ultraschallbildgebung. 

Webseite

http://www.charite.de/medinfo/Studium/wahllehre.php

Zielgruppe

Studierende im Masterstudiengang  

Voraussetzungen

Teilnahme an Vorlesung und Übungen Bildgebende Verfahren in der Medizin

Im Rahmen des Seminars beschätigen sich die Studierenden mit Themen aus den Bereichen Datenvisualisierung und Data Mining.

Wird bekannt gegeben.

Vorbesprechungstermin wird noch bekannt gegeben.

Inhalt

Fortgeschrittene Themen des Algorithmenentwurfs mit wechselnden Schwerpunkten. Der Inhalt ist nicht im Vorhinein bestimmt, sondern wird in jedem Semester neu festgelegt. Exemplarisch könnten Algorithmen für graphentheoretische Probleme, zum Beispiel über (mehrfachen) Zusammenhang, kürzeste Wege, Flüsse, behandelt werden.

Zielgruppe

Master-Studierende der Informatik oder Mathematik

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung "Höhere Algorithmik" oder vergleichbare Veranstaltung

Website

www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS17/SemAlg

Spezialliteratur aus Zeitschriften

Es werden aktuelle Themen aus dem Bereich Bildgebende Verfahren in der Medizin erarbeitet und präsentiert. Dazu zählen Anwendungen aus den Bereichen Radiographie, Computertomographie, Nuklearmedizin, Magnetresonanztomographie und Ultraschallbildgebung. 

Webseite

http://www.charite.de/medinfo/Studium/wahllehre.php

Zielgruppe

Studierende im Masterstudiengang  

Voraussetzungen

Teilnahme an Vorlesung und Übungen Bildgebende Verfahren in der Medizin

Im Rahmen des Seminars beschätigen sich die Studierenden mit Themen aus den Bereichen Datenvisualisierung und Data Mining.

Wird bekannt gegeben.

Vorbesprechungstermin wird noch bekannt gegeben.

Inhalt:

Das Seminar behandelt Themen rund um den Forschungsbereich autonome Fahrzeuge. Schwerpunkt sind Aufgaben, die als Grundlage einer Bachelor- oder Masterarbeit dienen sollen, wie z.B:

• Erkennung von Personen/Fahrzeugen mit Vision
• Kartengenerierung aus Trajektorien
• C2C-/C2X-Kommunikation
• Objekttracking-/prediction
• Sensor- / Datenfusion
• Lokalisierung mit Map Matching
• Befahrbarkeitskarte/Erkennung von Freiflächen mit Stereo-Vision
• Pfadplanung (RRT, A*, Potential Fields)
• Automatische Sensorkalibrierung
• Kartenformate

Eigene Themen können vorgeschlagen werden. Das Seminar wird als Blockveranstaltung durchgeführt.

tba

Projekte können anwendungs- oder systemorientiert sein. Eine größere Aufgabe der Systementwicklung wird arbeitsteilig gelöst. Dazu gehören alle Phasen der Softwareentwicklung. Schwerpunkt sind Datenverwaltungssysteme.

Die Veranstaltung wird in zwei Phasen durchgeführt. Die zweite Phase (Implementierung, Test, Auslieferung) kann als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit durchgeführt werden.

Wird bekannt gegeben. / To be announced.

Zielgruppe

Studierende im Master- bzw. Bachelorstudiengang

Voraussetzungen

Gute Programmierkenntnisse, Einführung in Datenbanksysteme.

In diesem Semester setzen wir uns wieder in dem Softwareprojekt mit Fragen der Mixed Reality auseinander. Die Konzepte in diesem Bereich reichen von der Augmented Reality („AR“, z.B. mit der HoloLens) bis hin zur Virtual Reality („VR“, z.B. mit der Oculus Rift). Die technischen Möglichkeiten sind mittlerweile vorhanden, aber es mangelt noch immer an Lösungen jenseits von Unterhaltungs- oder Militäranwendungen. Die verwendeten Metaphern sind häufig ein Mimikry der realen Welt - neuartige Interaktionskonzepte fehlen noch immer.

Wir wollen bestehende Möglichkeiten explorieren und neue Anwendungen erschließen. Dabei betrachten wir AR und VR als offenes System, welches sich in bestehende Anwendungen und Services integriert. Ziel ist es, in interdisziplinären Teams Produkt- und Interaktionskonzepte zu entwickeln, die diese neuen Möglichkeiten der Vernetzung intelligent und sinnfällig nutzen und ihre spezifischen Qualitäten erfahrbar machen. Die Umsetzung der Konzepte erfolgt in funktionsfähigen Prototypen.

In der Lehrveranstaltung steht die Frage nach einer besseren Verbindung zwischen dem Digitalen (virtuell) und dem Physischen (realen) im Mittelpunkt, hin zum hybriden „Ding“. Wir werden unter anderem den folgenden Fragen nachgehen:

• Wie können wir bestehende reale Objekte mit Augmented Information anreichern?
• Wie können wir neue Interaktionskonzepte gestalten, die zwischen dem Digitalen und Physischen vermitteln?
• Wie kann eine Anwendung digitale Daten möglichst interaktiv physisch zur Verfügung stellen?
• Wie können wir das Interagieren im physischen-digitalen Raum intuitiv gestalten?

Eine Reihe von Hands-on Workshops wird die Lehrveranstaltung begleiten, unter anderem gibt es eine Einführung in Unity3D sowie WebVR.

Bitte beachten Sie: Geräte (HoloLens, Oculus Rift) werden in der Lehrveranstaltung nach Absprache zur Verfügung gestellt.

Literatur, Materialien und Geräte werden während der Veranstaltung gestellt.

Weitergehende Informationen zu den Veranstaltungsinhalten finden Sie unter:

https://www.mi.fu-berlin.de/en/inf/groups/hcc/teaching/winter_term_2018-19/software_project_coding-ixd.html

Die Lehrveranstaltung findet in Kooperation mit der Weissensee Kunsthochschule Berlin statt. Wir treffen uns jeden Mittwoch im Labor des Exzellenzclusters „Bild Wissen Gestaltung“ an der HU Berlin.

Adresse

Sophienstrasse 22a, 2.HH, 2.Stock, 10178 Berlin

www.interdisciplinary-laboratory.hu-berlin.de

Projekte können anwendungs- oder systemorientiert sein. Eine größere Aufgabe der Systementwicklung wird arbeitsteilig gelöst. Dazu gehören alle Phasen der Softwareentwicklung. Schwerpunkt sind Datenverwaltungssysteme.

Die Veranstaltung wird in zwei Phasen durchgeführt. Die zweite Phase (Implementierung, Test, Auslieferung) kann als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit durchgeführt werden.

Wird bekannt gegeben. / To be announced.

Zielgruppe

Studierende im Master- bzw. Bachelorstudiengang

Voraussetzungen

Gute Programmierkenntnisse, Einführung in Datenbanksysteme.