Logik

Ziel der Lehrveranstaltung Logik als Teil des Moduls "Grundlagen der Informatik" ist der Erwerb der Kompetenz, Sachverhalte in logischer Notation syntaktisch und semantisch exakt beschreiben und bearbeiten zu können. Die Studierenden sind in der Lage, Konzepte und Beweisführungsverfahren der Logik auf gegebene Problemstellungen sicher anzuwenden. Sie haben ein vertieftes Verständnis der für die Informatik bedeutsamen logischen Systeme, insbesondere der Systeme der Aussagen- und der Prädikatenlogik. Nach Abschluss der Veranstaltung können die Studierenden Konzepte und Techniken der Logik auf verschiedene Anwendungsgebiete der Informatik übertragen.

Die Studierenden der Lehrveranstaltung Logik

  • erhalten eine umfassende Einführung in die Terminologie, die Formalismen und die informatikrelevanten Anwendungsfelder der Logik,
  • lernen den korrekten Umgang mit der formalen Notation logischer Ausdrücke,
  • erlernen an Hand von Kalkülen die Methodik zur Überprüfung der Erfüllbarkeit bzw. Unerfüllbarkeit logischer Ausdrücke und
  • lernen logische Systeme mit unterschiedlicher Ausdrucksfähigkeit kennen, insbesondere die Systeme der Aussagenlogik und der Prädikatenlogik.

 

Grundlagen der Informatik

In der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Informatik" als Teil des Moduls "Grundlagen der Informatik"

  • erhalten die Studierenden eine Einführung in die Grundbegriffe der Informatik,
  • lernen die Studierenden anhand exemplarischer Beispiele die Darstellung und die Verarbeitung von Daten im Computer sowie die Übertragung von Daten kennen,
  • werden die Studierenden in Algorithmen und Grundlagen der Modellierung (Zustandsdiagramme, Flussdiagramme, UML) eingeführt,
  • lernen die Studierenden die Funktionsweise von Rechnersystemen basierend auf der Von-Neumann-Architektur kennen und bekommen einen praxisorientierten Einblick in den Aufbau und die typischen Komponenten eines Computers,
  • werden die Studierenden in den Aufbau und die Nutzung von Rechnernetzen eingeführt


Qualifikationsziele der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Informatik":

  • Die Studierenden erwerben die Kompetenz, mit den Grundbegriffen der Informatik zu arbeiten
  • Sie erhalten grundlegende Kenntnisse über die Arbeitsweise eines Datenverarbeitungssystems sowie den Aufbau und die Wirkungsweise von Computern
  • Die Studierenden erhalten einen Überblick über einfacher Datenstrukturen und Methoden der Datenspeicherung, Übertragung und Verarbeitung in Rechnersystemen und können anschließend Datenstrukturen binär darstellen, Verarbeitungsschritte aufzeigen oder binäre Daten analysieren

 

 
 
 
 

Künstliche Intelligenz

Die Studierenden erhalten einen praxisorientierten Einblick in das interdisziplinäre Gebiet der Künstlichen Intelligenz. Dabei lernen sie typische Denkweisen, Methoden und Lösungsansätze der Künstlichen Intelligenz kennen und vertiefen diese durch praktische Anwendung.

In dem Modul werden folgende Themen behandelt:

  • Intelligente Agenten
  • Problemlösungs- und Planungsmethoden
  • Maschinelles Lernen
  • Neuronale Netze
  • Verarbeitung natürlicher Sprache
  • Wissen und Inferenz
  • Unvollständige und unsichere Information
  • Expertensysteme
  • Maschinelles Sehen
  • Prolog

Grundlagen der Programmierung

In diesem Modul werden die zentralen Begriffe und Konzepte der Programmierung vermittelt. Dazu werden die folgenden Themen behandelt: Information und Repräsentation, Algorithmen und Datenstrukturen, Programme und Programmiersprachen: funktionale, imperative, strukturierte und objektorientierte Programmierung. In Rahmen der objektorientierten Programmierung wird auf die die Verwendung von Klassen und Klassenbibliotheken, sowie die Modularisierung von Software eingegangen.


Die Studierenden sollen die Fähigkeit zum problemnahen Programmieren erwerben: Modellieren und Beschreiben der realen Probleme, Konstruktion der Lösung mit Hilfe der Informatik, Systematische Umsetzung der Lösung mit Hilfe der Programmiersprache.


Im Praktikum wird das Gelernte mit der Entwicklungsumgebung "Netbeans" und der Programmiersprache "Java" vertieft. Dabei lernen die Studierenden auch ihre Programme zu Testen und zu Debuggen.

 
 
 
 

Semantische Technologien

Autonome intelligente Systeme zeichnen sich durch die Fähigkeiten aus, sich in einer dynamischen Umgebung zurechtzufinden, auftretende Probleme selbständig zu lösen und zielgerichtet zu handeln. Dazu benötigen sie kognitive Fähigkeiten zur Wahrnehmung, um Entscheidungen zu treffen, Aktionen zu planen oder um zu lernen.

Neben der selbständigen kontextbasierten Bearbeitung komplexer Aufgabenstellungen dienen intelligente Systeme vor allem zur Unterstützung des Menschen, indem sie beispielsweise ihre Expertise zur Verfügung stellen. Grundlage des intelligenten Verhaltens ist dabei stets fundiertes und aktuelles Wissen. Das Modul "Semantische Technologien" vermittelt Konzepte, Methoden und Techniken zum Aufbau autonomer intelligenter Systeme. Es umfasst die folgenden Themen:

  • Repräsentation von Wissen
  • Reasoning und maschinelle Inferenz
  • Probabilistische Schlussfolgerungen
  • Entscheidungsfindung und -unterstützung
  • Maschinelles Lernen und Deep Learning
  • Automatisierte Planung von Handlungsabläufen

 

Deep Learning

In diesem Modul werden die elementaren Grundlagen des Deep Learning vermittelt und an Hand konkreter Aufgabenstellungen praktisch umgesetzt. Als Programmierumgebung ist die Verwendung von TensorFlow und Python geplant.

Themen der Lehrveranstaltung sind:

  • Grundlagen von Deep Learning (z.B. Backpropagation, logistische Regression, Softmax, GPU)
  • Deep Learning Architekturen (z.B. Convolutional Networks, Stacked Autoencoder, Restricted Boltzmann Machines)
  • Einführung in ein Framework für Deep Learning (z.B. TensorFlow)
  • Praktische Anwendungen von Deep Learning auf Aufgabenstellungen aus der Mustererkennung (z.B. Ziffernerkennung/ MNIST oder Bildklassifizierung/ CIFAR)

Dieses Wahlpflichtmodul wird im Rahmen des Masterstudiengang "Computer Aided Engineering" angeboten.