Master Informationstechnik Teilzeit

die grundlegenden Konzepte von Rechnerstrukturen und Betriebssystemen zu erläutern, einschließlich Zahlen- und Zeichendarstellung, Digitaltechnik, Rechnerarchitektur und Betriebssystemfunktionen.
die Funktionsweise von Mikroprozessoren sowie deren Architekturprinzipien zu erklären.
die zentralen Aufgaben eines Betriebssystems (Prozess-, Speicher- und Dateiverwaltung) zu beschreiben und zu bewerten.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

digitale Schaltungen mithilfe von Boolescher Algebra zu analysieren und einfache Schaltnetze und Schaltwerke zu entwerfen.
grundlegende Maschinenprogramme zu interpretieren und deren Auswirkungen auf die Hardware zu verstehen.
Linux-Betriebssysteme praktisch anzuwenden, insbesondere im Umgang mit Dateisystemen und Prozessen

Kommunikation und Kooperation

Programmier- und Analyseaufgaben in Zweiergruppen zu bearbeiten und Ergebnisse strukturiert zu präsentieren.
technische Zusammenhänge aus den Bereichen Rechnerstrukturen und Betriebssysteme verständlich zu kommunizieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis / Professionalität

Konzepte der Digitaltechnik, Rechnerarchitektur und Betriebssysteme im technischen und gesellschaftlichen Kontext kritisch zu reflektieren.
sich eigenständig weiterführende Kenntnisse im Bereich Rechnerarchitekturen und Betriebssysteme anzueignen.

Inhalte

Zahlen- und Zeichendarstellung (positive und negative ganze Zahlen, ASCII/Unicode)
Grundlagen der Digitaltechnik (Schaltalgebra, Gatter, Normalformen, Optimierungen)
Arithmetik und Logik (einfache Standardschaltnetze - vom Multiplexer zur ALU)
Speicher (RS-Latch, Bezug zur Automatentheorie, Flipflops, einfache Standardschaltwerke)
Rechnerarchitektur (Maschinentypen, von-Neumann und Harvard, Ansätze zur Modernisierung, aktuelle Prozessoren)
Mikroprozessorarchitektur und - programmierung (Fallbeispiel Microchip AVR ATmega)
Einführung in die praktische Anwendung von Linux (Dateien- und Verzeichnisse, Ein-/Ausgabeumleitung, Prozesse)
Betriebssystemkonzepte (Architekturen)
Prozesse (Verwaltung, Scheduling)
Speicherverwaltung (Freispeicherverwaltung, Swapping, Virtueller Speicher)
Dateisysteme (FAT, Unix Inodes)

Lehrformen

Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
vorlesungsbegleitende Übung
vorlesungsbegleitendes Praktikum

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

schriftliche Klausurarbeit [Umfang: 100%] (90min); semesterbegleitende Prüfungsleistungen (Bonuspunkte)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Bestehen einer 90-minütigen benoteten Klausur mit mindestens ausreichend (4,0)

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Informatik Dual

Literatur

Tanenbaum, A.S., Rechnerarchitektur: Von der digitalen Logik zum Prarallelrechner, 6. Aufl., Pearson Studium, 2014.
Hoffmann, D.W., Grundlagen der Technischen Informatik, 7. Aufl., Hanser, 2023.
Tanenbaum, A.S., Moderne Betriebssysteme, 4. Aufl., Pearson Studium, 2016.
Stallings, W., Operating Systems: Internals and Design Principles, 9th ed., Prentice Hall, 2017.

Advanced Robotic Vision
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
60682
Dauer (Semester)
1

Angewandte biomechanische Messtechnik
WP

4 SWS

8 ECTS

Nummer
11222
Dauer (Semester)
1

Architekturen verteilter intelligenter Systeme
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60674
Dauer (Semester)
1

Automotive Systems
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60675
Dauer (Semester)
1

Biomedical Signal Processing
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
60324
Dauer (Semester)
1

Computer Netzwerke
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
60630
Dauer (Semester)
1

Computer Vision
WP

3 SWS

8 ECTS

Nummer
60317
Dauer (Semester)
1

Computer-Netzwerke 1
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
106401
Dauer (Semester)
1

Computer-Netzwerke 2
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
106402
Dauer (Semester)
1

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Test

Cyber Security A
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60636
Dauer (Semester)
1

Cyber Security A
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
RMS
Dauer (Semester)
1

Cyber Security B
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
60668
Dauer (Semester)
1

Cyber Security B
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
RMS
Dauer (Semester)
1

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Test

Data Science und Softwareengineering 1
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
106341
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Vermittlung von Wissen zum Entwurf und zur Architekur von Software als wesentliche Säule der Softwaretechnik

Fach- und Methodenkompetenz:

Verstehen der Konzepte des objektorientierten Designs
Entwurf und Dokumentation von Anwendungen mit UML
Verstehen der Prinzipien, Muster und Aspekte von Softwarearchitekturen
Definieren, dokumentieren und bewerten von Architekturen
Beschreiben des Architektur- und Designprozesses
Beschreiben und einordnen moderner Softwaretechniken

Fachübergreifende Methodenkompetenz:

Denken in Systemen
Entwerfen und dokumentieren von Zielsystemen
Prozessorientiertes Vorgehen

Sozialkompetenz:

Arbeiten in kleinen Teams
Ergebnisorientierte Gruppenarbeit

Inhalte

Objektorientiertes Design
- Softwaredesign mit der UML
- Entwurfsprinzipien
- Entwurfsmuster
- Schnittstellenentwurf (u.a. Anbindung von Fachkonzepten an relationale Datenbanken)
- Aspekte (Fehlerbeandlung, Parametrisierung/Konfiguration, Logging, Internationalisierung, Mandantenfähigkeit)
Softwarearchitektur
- Sichten und Perspektiven
- Architekturprinzipien
- Architekturmuster
Architektur- und Designprozess
- Entscheidungsfindung und Risikomanagement
- Prozessmodelle
Einordnung moderne Softwaretechniken
- Komponentenbasierte Softwareentwicklung (CBD)
- Model Driven Architecture (MDA)
- Service-orientierte Architekturen (SOA)
- Aspektorientierte Programmierung (AOP)

Lehrformen

Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
Lösung von praxisnahen Übungsaufgaben in Einzel- oder Teamarbeit
Bearbeitung von Programmieraufgaben am Rechner in Einzel- oder Teamarbeit

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

schriftliche Klausurarbeit

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Wirtschaftsinformatik
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual

Literatur

Kecher, Christ: UML 2.5 - Das umfassende Handbuch, Rheinwerk Computing, 2015
Starke, Gernot: Effektive Software-Architekturen - Ein praktischer Leitfaden, Hanser, 8. Auflage 2018
Starke, Gernot; Hruschka, Peter; ARC42: Pragmatische Hilfe für Softwarearchitekten, Hansa, 2015

Data Science und Softwareengineering 2
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
106351
Dauer (Semester)
1

Data-driven Development
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
106391
Dauer (Semester)
1

Digital Automation and Control
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60673
Dauer (Semester)
1

Digital Design Lab
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60666
Dauer (Semester)
1

Digital Transmission Systems
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60669
Dauer (Semester)
1

Digitale Signalverarbeitung auf FPGAs
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
106321
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Fach- und Methodenkompetenz

Nach erfolgreicher Teilnahme sind die Studenten in der Lage Firmenpräsentationen und Fachvorträge auszuarbeiten und zu halten.

Selbstkompetenz

Die/der Studierende/r kann Ideen und Lösungsvorschläge schriftlich und mündlich präsentieren, die eigenständige Präsentation von Lösungen tragen zur Entwicklung von Selbstsicherheit/Sachkompetenz bei.
Die Entwicklung von Strategien zum Wissens- und Kenntniserwerbs werden durch die Kombination von individuellen semesterbegleitenden Besprechungsterminen mit eigenständiger Erarbeitung der Inhalte wissenschaftlicher Literatur unterstützt.

Sozialkompetenz

Die/der Studierende/r kann in Diskussionen zielorientiert argumentieren und mit Kritik sachlich umgehen.
Die/der Studierende/r kann vorhandene Missverständnisse zwischen Gesprächspartnern erkennen und abbauen.

Inhalte

Referat und Ausarbeitung über ein ausgewähltes Spezialthema der Softwaretechnik, das anwendungsbezogen im Unternehmenskontext ausgearbeitet wird.

Lehrformen

Einzelarbeit
Seminar
eigenständige wissenschaftliche Bearbeitung
regelmäßige Besprechung der Zwischenstände zur Projekt oder Seminararbeit mit dem zuständigen Betreuer
abschließendes Referat

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

Referat

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

erfolgreiches Referat
regelmäßige Teilnahme an mindestens 2/3 der Präsenzterminen

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)

Literatur

Begründung zur Notwendigkeit der Teilnahmepflicht:

Es handelt sich um eine zu Exkursionen, Sprachkursen, Praktika und praktische Übungen vergleichbare Lehrveranstaltung mit in der Regel maximal 20 Teilnehmern. Durch eine regelmäßige Teilnahme werden die Fach- und Methodenkompetenzen der Studierenden in der Einübung des wissenschaftlichen Diskurses in Gruppenarbeit mit anderen Studierenden und im Dialog mit dem Dozenten erarbeitet und gefestigt. Eine Reflektion der Kompetenzen und damit der Lernziele ist selbstständig nicht ausreichend möglich. Nur ein geringer Anteil der Veranstaltung bezieht sich auf die selbstständige Einarbeitung in die fachlichen Inhalte und die Vorbereitung auf den wissenschaftlichen Diskurs, der größere Anteil bezieht sich auf die gemeinschaftliche Erarbeitung und Reflektion der Kompetenzen, sodass eine regelmäßige Teilnahme an mindestens 2/3 der Präsenzterminen für das Erreichen der Lernziele gegeben ist.

Drahtlose Sensornetzwerke / Aktornetzwerke
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60216
Dauer (Semester)
1

Elektromagnetische Feldsimulation
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60631
Dauer (Semester)
1

Elektronik 1 in der Medizintechnik
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11220
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
72h
Selbststudium
168h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierende erlernen die Methodik für den Entwurf integrierter Schaltungen sowohl im Kontext analoger als auch digitaler Systeme. Darüber hinaus werden die Studierenden in die Lage versetzt, beide Entwurfswelten zu kombinieren und komplexe Mixed-Signal Systeme zu erstellen. Die Studierenden sind nach Besuch der Veranstaltung in der Lage CMOS Schaltungen zu analysieren und das erworbene Wissen kreativ beim Entwurf einzusetzen. Zusätzlich erhalten die Studierenden eine intensive Einführung in die Nutzung professioneller Entwurfswerkzeuge, welche sich als Standardanwendung in der Industrie durch gesetzt haben. Teilnehmer erhalten einen Einblick in gängige Mixed-Signal Design Blöcke wie beispielsweise Analog-Digital bzw. Digital-Analog Converter oder Phase-Lock bzw. Delay-Lock Loops. Etablierte Verifikationsmethoden wie die Unified Verification Methodology wird den Studierenden nahe gebracht.

Inhalte

Teilmodul: Digital CMOS Design
-Übersicht Desing Flow
-Hardwarebeschreibungssprachen: Verilog, System-C, Mixed-Language
-Synthese
-Design Constraints
-Place & Route
-Design For Testibility (DFT)

Teilmodul: Analog CMOS Schaltungsentwurf
- MOS Transistor Modell
- Kurzkanaleffekte
- Rauschen
- Stromspiegel
- Arbeitspunkteinstellung
- Invertierender Verstärker
- Differentieller Verstärker
- Bandgap-Spannungsreferenz
- Linearregler

Nach Vermittlung der grundlegenden Themen werden weitere Einblicke lehrveranstaltungsübergreifend an Hand von konkreten Mixed-Signal Schaltungsbeispielen wie ADC, DAC, PLL, DLL Bausteinen vermittelt und mit gängigen Verifkationsmethoden untersucht.

Lehrformen

Vorlesung, Übung, Seminar, Praktikum

Teilnahmevoraussetzungen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Prüfungsformen

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Modulprüfung muss bestanden sein

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

siehe hierzu Homepage der Ruhr Master School

Stellenwert der Note für die Endnote

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Literatur

Razavi, Design Of Analog Cmos Integrated Circuit , 2Nd Edition, McGraw-Hill
Baker, Cmos: Circuit Design, Layout, and Simulation, 4th Edition, Wiley-Blackwell
Allen, Holberg, CMOS Analog Circuit Design, Oxford University Press
Sansen, Analog Design Essentials, Springer
Hubert Kaeslin: "Top-Down Digital VLSI Design", Morgan Kaufmann, December 2014
Erik Brunvand, Digital VLSI Chip Design with Cadence and Synopsys CAD Tools, Pearson Education
Weste, Harris, CMOS VLSI Design, 4th edition, Addison-Wesley
Nikolic, Rabae, Chandrakasan, Digital Integrated Circuits: A Design Perspective, Pearson Education

Elektronik 2 in der Medizintechnik
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11221
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Veranstaltung basiert auf den drei Bestandteilen einer semesterbegleitenden Fallstudie eines HW/SW Projekts, der Erstellung einer Veröffentlichung zu einer aktuellen Forschungsfrage und einer Veranstaltung mit einem Industrievertreter. Die Studierenden erwerben die notwendigen Kompetenzen zur fachgerechten Durchführung von HW/SW Projekten anhand aktueller Methodik, zur Anpassung und Erweiterung der Methodik und zur Präsentation und kritischen Diskussion solcher Projekte mit Fachexperten.

Fach- und Methodenkompetenz:

Entwicklungsprojekt für ein Hardware-Software-System planen und durchführen (Fallstudie)
Analysieren und beurteilen, welche Prozesse, Methoden und Werkzeuge in einem solchen Projekt anzuwenden sind (u.a. SystemC, TLM, Mentor Vista Tools)
Modellgetriebenen Ansatz kennen und in einer Fallstudie geeignet anpassen und anwenden
Ausgangssituation analysieren (einen Viterbi-Decoder) und strukturieren
Anforderungen ermitteln und die Lösung und den Lösungsweg konzipieren
Erstellung einer Veröffentlichung (+ Literaturrecherche) für eine kleinere Tagung als Gruppenarbeit (aktuelles Forschungsthema im Bereich des HW/SW Codesign, englisch)

Sozialkompetenz:

Zur Abarbeitung der Fallstudie bilden die Studenten Projektteams und definieren die Rollen der einzelnen Teammitglieder entsprechend der Rollen in einem HW/SW-Projekt (basierend auf Belbin Test)
Projekt wird eigenständig anhand der vermittelten Methoden und Prozesse geplant und seine Durchführung wird durch einen Projektleiter gesteuert
Projekt schließt mit einem Lessons-Learned-Workshop
Vortrag auf der Tagung (International Research Conference an der FH Dortmund) zur erstellten Veröffentlichung (englisch)

Berufsfeldorientierung:

Vorstellung und Diskussion eines Praxisprojekts durch einen Industrievertreter
Studenten sind dann in der Lage, ihr Wissen auf einen Praxisfall zu transferieren und angemessen zu diskutier

Inhalte

Fallstudie Viterbi-Decoder
Entwicklungsprozesse für HW/SW Projekte
Anforderungsanalyse, Testkonzepterstellung
Systemmodellierung, Verifikation und Validierung
Zielplattformen
Systempartitionierung, Repräsentation mittels Graphen
Systemsynthese, Codegenerierung, HW/SW Coverfikation
Nutzung von SystemC, TLM, Mentor Vista
Grundlagen Projektmanagement für Engineering-Projekte, Teamorganisation
Schreiben einer (englischsprachigen) Veröffentlichung + Vortrag
Beispiel eines komplexen realen HW/SW Projekts, Diskussion mit einem Industrievertreter

Lehrformen

Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
seminaristischer Unterricht mit Flipchart, Smartboard oder Projektion

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

schriftliche Klausurarbeit oder mündliche Prüfung (gemäß akt. Prüfungsplan)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

bestandene Klausurarbeit oder bestandene mündliche Prüfung (gemäß akt. Prüfungsplan)

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Master Informatik

Literatur

Teich, J.; Haubelt, C.: Digitale Hardware/Software-Systeme, Synthese und Optimierung, 2. Auflage, Springer, 2007
Marwedel, P.: Eingebettete Systeme, Springer, 2008
Martin, G.; Bailey, B.: ESL Models and their Application: Electronic System Level Design and Verification in Practice, Springer, 2010
Schaumont, P.: A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign, 2nd Edition, Springer, 2012
Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfahrt, U.: MATLAB - Simulink - Stateflow, 5. Auflage, Oldenbourg, 2007
Sammlung von Veröffentlichungen und Präsentationen im ILIAS

Embedded Systems for AI/ML
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11213
Dauer (Semester)
1

Energieübertragungstechnik
WP

0 SWS

8 ECTS

Nummer
RMS
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
72h
Selbststudium
168h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden kennen die wesentlichen mit Hochspannung beanspruchten Betriebsmittel des Energietransports und können die aus deren betrieblichen Beanspruchung resultierenden Designmerkmale, insbesondere der Isolier- und Lichtbogenanordnungen, erläutern und begründen. Auf der Grundlage eines eingehenden Verständnisses der grundlegenden Alterungs- und Versagensmechanismen sind die Studierenden in der Lage, Isolier- und Lichtbogenanordnungen zu analysieren, zu optimieren und selbständig oder im Team weiter zu entwickeln. Zur Überprüfung der Lösungen und zur betrieblichen Überwachung können die Studierenden Hochspannungsprüfungen und Diagnoseverfahren vorschlagen. Die Studierenden können die an ausgewählten Betriebsmittelbeispielen erlernten Kenntnisse und Methoden auch auf andere Betriebsmittel übertragen.
Die Studierenden verfügen über Kenntnisse zur Wirkung und Rückwirkung von Regelkomponenten und Kompensationseinheiten in Netzen.
Sie verfügen über Kenntnisse zur Auslegung und Simulation von Netzregelanlagen.
Sie sind in der Lage komplexe Aufgabenstellungen durch eigenständige Wahl geeigneter Hilfsmittel (z.B. Software-Tools MicroCap, Simplorer, NETOMAC oder NEPLAN) zu lösen.

Inhalte

Technologie des Energietransports:
- Betriebsmittel des Energietransports und deren Beanspruchungsarten (AC, DC, Mischbeanspruchung)
- Eigenschaften von Isoliergasen
- Teilentladungs- und Duchschlagprozesse gasförmiger Isolieranordnungen
- Design und Bemessung äußerer Isolierstrecken am Beispiel von Freiluftisolatoren
- Eigenschaften von Fesstoffisolierungen
- Alterungs- und Versagensmechnismen bei Fesstoffisolierungen
- Design und Bemessung innere Isolierstrecken am Beispiel von Gießharz isolierten Wandlern
- Eigenschaften von Isolierflüssigkeiten
- Alterungs- und Versagensmechnismen flüssigkeitsisolierter Isolieranordnungen
- Design und Bemssung der inneren Isolation von Transformatoren
- Physik der Gasentladung und des Lichtbogens
- Lichtbogemodellierung und Lichtbogenlöschung
- Design und Bemessung von Lichtbogenanordnungen am Beispiel von Trenn-, Last-, und Leistungschaltern, sowie Ableiterfunkenstrecken
- Überwachung und Diagnose der Isolieranordnungen in den Betriebsmitteln

Netzregelung:
- Wirkleistungs- und Frequenzregelung
- Primärregelung
- Sekundärregelung
- Verbundbetrieb
- Blindleistungs- und Spannungsregelung
- Spannungsqualität
- Generatorregelung
- Transformatorregelung
- Kompensatoren
- STATCOM und SVC
- Leistungselektronische Bauelemente der Energietechnik

Lehrformen

Seminaristische Veranstaltung

Teilnahmevoraussetzungen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Prüfungsformen

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Modulprüfung muss bestanden sein

Stellenwert der Note für die Endnote

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Literatur

Beyer, Boeck, Möller, Zaengl, Hochspannungstechnik
Küchler, Andreas, Hochspannungstechnik
Schwab, Adolf, Hochspannungsmesstechnik
Spring, Eckhardt: Elektrische Energienetze, Energieübertragung und Verteilung
Heuck, Dettmann, Schulz: Elektrische Energieversorgung
Flosdorff, Hilgarth: Elektrische Energieverteilung
Schwab, A. J.: Elektroenergiesysteme

Extended Reality
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
106361
Dauer (Semester)
1

Extended Reality
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
RMS
Dauer (Semester)
1

Extended Reality 2
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
106362
Dauer (Semester)
1

Fahrzeugvernetzung
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
1063951
Dauer (Semester)
1

Gebäudekommunikations- und Managementsysteme
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60632
Dauer (Semester)
1

Hardware-Software-CoDesign
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
106331
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Wissen und Verstehen: Nach Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage,

die zentralen Grundprinzipien und Konzepte des WWW (z.B. Client-Server, HTTP) und des Internets (z.B. Protokolle) zu benennen und im Kontext von Web-Anwendungen einzuordnen,
client- und serverseitige Techniken der Web-Entwicklung zu differenzieren,
Syntax, Semantik und Konzepte der zentralen Technologien der Web-Plattform (HTML, CSS und JavaScript) zu verstehen und zu erklären, und
grundlegende, technologieunabhängige Architekturaspekte von Web-Anwendungen (z.B. ModelView-Controller, ereignisgetriebene und asynchrone Programmierung) zu erkennen und auf konkrete Technologien übertragen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen: Nach Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage,

die Struktur einer Web-Oberfläche mittels HTML semantisch korrekt und barrierefrei zu spezifizieren,
das Layout einer Web-Anwendung mittels CSS responsiv umzusetzen,
client- und serverseitige Logik mittels JavaScript zu implementieren,
essentielle Werkzeuge der Web-Entwicklung, wie etwa Entwicklungsumgebungen und Build-Management-Werkzeuge, einzusetzen,
und somit kleine bis mittelgroße Web-Anwendungen für konkrete Aufgabenstellungen zu realisieren.

Kommunikation und Kooperation: Nach Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage,

Lösungen kooperativ im Team zu entwickeln und umzusetzen, und
ihre Ideen und Lösungen z.B. in Form von Kurzpräsentationen oder Code-Reviews, zu erklären und zu diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität: Nach Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage,

industrielle Best Practices aus dem Bereich der Web-Entwicklung anzuwenden, und
ihre technischen Lösungen für typische Aufgabenstellungen in der Web-Entwicklung fundiert zu begründen.

Inhalte

Modulbeschreibung:
Studierende erhalten in diesem Modul einen Überblick über die zentralen Technologien der WebPlattform, welche die Basis moderner Web-Anwendungen bildet. Sie beherrschen nach Abschluss des Moduls die zentralen Prinzipien und Konzepte dieser Technologien und können diese einsetzen, um kleine bis mittelgroße Web-Anwendungen für konkrete Aufgabenstellungen zu realisieren.

Modulstruktur:
Das Modul umfasst die folgenden Themen:

Überblick über die zentralen Konzepte und Technologien des WWW und des Internets (z.B. Client-Server-Architektur, Protokolle und Standards wie TCP, IP, DNS, URL, HTTP)
Clientseitige Konzepte und Technologien zur Entwicklung von Web-Anwendungen:
1. HTML (inkl. Semantik, Barrierefreiheit)
2. CSS und responsives Web-Design
3. JavaScript und Browser APIs (z.B. DOM, AJAX)
Serverseitige Konzepte und Technologien zur Entwicklung von Web-Anwendungen:
1. Basiskonzepte: Ereignisgetriebene und asychrone Programmierung, Request-Handling, Modularisierung (z.B. mit Node.js)
2. Strukturierung mittels Model-View-Controller

Lehrformen

Flipped/Inverted Classroom:
- Online-E-Learning-Materialien mit interaktiven Folien und Videos (asynchrones Selbststudium)
- Interaktive Präsenzveranstaltungen für Aufgaben und Übungen anhand von Praxisbeispielen, für zusätzliche Vertiefung und zur Beantwortung und Diskussion von Fragen; Just-In-Time Teaching auf Basis von Begleitfragen
Projektorientiertes Praktikum: Projektaufgabe, die über das gesamte Semester in Teams bearbeitet wird
Gastvorträge mit Experten und aktuellen Themen aus der Industrie

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

Schriftliche Klausurarbeit (Umfang: 100%, Dauer: 120 Minuten); semesterbegleitende Studienleistungen (Bonuspunkte, Umfang: 13%)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Bestandene Klausurarbeit

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Wirtschaftsinformatik
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual

Literatur

Wolf, Jürgen (2023): HTML und CSS: Das umfassende Handbuch, 5. Auflage, Rheinwerk Computing
Bühler, Peter; Schlaich, Patrick; Sinner, Dominik (2023): HTML und CSS: Semantik - Design- Responsive Layouts, 2. Auflage, Springer Vieweg
Simpson, Kyle (2015-2020): You Don’t Know JS (Yet), Band 1-6, O’Reilly/Independently published
Haverbeke, Marijn (2020): JavaScript: Richtig gut programmieren lernen, 2. Auflage, dpunkt.verlag
Springer, Sebastian (2021): Node.js: Das umfassende Handbuch, 4. Auflage, Rheinwerk Computing
Tilkov, Stefan; Eigenbrodt, Martin; Schreier, Silvia; Wolf, Oliver (2015): REST und HTTP: Entwicklung und Integration nach dem Architekturstil des Web, 3. Auflage, dpunkt.verlag
Tanenbaum, Andrew S.; Feamster, Nick; Wetherall, David J. (2024): Computernetzwerke, 6. Auflage, Pearson Studium

Relevante Standards:

WHATWG (2025): HTML Living Standard, https://html.spec.whatwg.org/
W3C (2025): CSS Specifications, https://www.w3.org/Style/CSS/specs.html
Ecma International (2025): ECMA-262: ECMAScript® 2025 language specification, 16th Edition, https://tc39.es/ecma262/
WHATWG (2025): DOM Living Standard, https://dom.spec.whatwg.org

Hardware/Software Kodesign
WP

4 SWS

5 ECTS

Nummer
RMS
Sprache(n)
de
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Fach- und Methodenkompetenz:

Entwicklungsprojekt für ein Hardware-Software-System planen und durchführen (Fallstudie)
Analysieren und beurteilen, welche Prozesse, Methoden und Werkzeuge in einem solchen Projekt anzuwenden sind (u.a. SystemC, TLM, Mentor Vista Tools)
Modellgetriebenen Ansatz kennen und in einer Fallstudie geeignet anpassen und anwenden
Ausgangssituation analysieren (einen Viterbi-Decoder) und strukturieren
Anforderungen ermitteln und die Lösung und den Lösungsweg konzipieren
Erstellung einer Veröffentlichung (+ Literaturrecherche) für eine kleinere Tagung als Gruppenarbeit (aktuelles Forschungsthema im Bereich des HW/SW Codesign, englisch)

Sozialkompetenz:

Zur Abarbeitung der Fallstudie bilden die Studenten Projektteams und definieren die Rollen der einzelnen Teammitglieder entsprechend der Rollen in einem HW/SW-Projekt (basierend auf Belbin Test)
Projekt wird eigenständig anhand der vermittelten Methoden und Prozesse geplant und seine Durchführung wird durch einen Projektleiter gesteuert
Projekt schließt mit einem Lessons-Learned-Workshop
Vortrag auf der Tagung (International Research Conference an der FH Dortmund) zur erstellten Veröffentlichung (englisch)

Berufsfeldorientierung:

Vorstellung und Diskussion eines Praxisprojekts durch einen Industrievertreter
Studenten sind dann in der Lage, ihr Wissen auf einen Praxisfall zu transferieren und angemessen zu diskutier

Inhalte

Fallstudie Viterbi-Decoder
Entwicklungsprozesse für HW/SW Projekte
Anforderungsanalyse, Testkonzepterstellung
Systemmodellierung, Verifikation und Validierung
Zielplattformen
Systempartitionierung, Repräsentation mittels Graphen
Systemsynthese, Codegenerierung, HW/SW Coverfikation
Nutzung von SystemC, TLM, Mentor Vista
Grundlagen Projektmanagement für Engineering-Projekte, Teamorganisation
Schreiben einer (englischsprachigen) Veröffentlichung + Vortrag
Beispiel eines komplexen realen HW/SW Projekts, Diskussion mit einem Industrievertreter

Lehrformen

Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
seminaristischer Unterricht mit Flipchart, Smartboard oder Projektion

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

schriftliche Klausurarbeit oder mündliche Prüfung (gemäß akt. Prüfungsplan)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

bestandene Klausurarbeit oder bestandene mündliche Prüfung (gemäß akt. Prüfungsplan)

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Master Informatik

Literatur

Teich, J.; Haubelt, C.: Digitale Hardware/Software-Systeme, Synthese und Optimierung, 2. Auflage, Springer, 2007
Marwedel, P.: Eingebettete Systeme, Springer, 2008
Martin, G.; Bailey, B.: ESL Models and their Application: Electronic System Level Design and Verification in Practice, Springer, 2010
Schaumont, P.: A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign, 2nd Edition, Springer, 2012
Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfahrt, U.: MATLAB - Simulink - Stateflow, 5. Auflage, Oldenbourg, 2007
Sammlung von Veröffentlichungen und Präsentationen im ILIAS

IOT Systems and Services
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60677
Dauer (Semester)
1

IT-Sicherheit und Datenmanagement
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
RMS
Sprache(n)
de
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
72h
Selbststudium
168h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden haben Detailkenntnisse über die Anforderungen und Ausführungen von sicheren IT-Systemen und robusten Datensystemen für die Steuerung und Überwachung von kritischen Infrastrukturen. Sie kennen insbesondere die gesetzlichen Anforderungen des IT-Sicherheitsgesetzes, BSI-Gesetzes, BSI-Kritis-Verordnungen, IT-Sicherheitskataloges (EnWG §11Abs. 1a) und (EnWG §11Abs. 1b) sowie die Ausführungshinweise der Normen DIN ISO/IEC 27001, DIN ISO/IEC 27002 und DIN ISO/IEC TR 27019 für die Assets des Geltungsbereiches, wie z. B. Steuerungs-und Telekommunikationssysteme, IT-Bestandssysteme, wie EDM-, GIS-, Marktkommunikations- und Prozessleit-Systeme. Es können die notwendigen technischen wie auch organisatorischen Maßnahmen zum sicheren Betrieb der kritischen Infrastruktur abgeleitet sowie eine umfassende Risikoanalyse, -bewertung und -behandlung erstellt werden. Hierzu gehören Maßnahme zur Datensicherung, Testverfahren, hardware- als auch softwareseitige Systemhärtung sowie auch der Einsatz von krypthografischer Verfahren. Neben den Fachkenntnissen haben die Studierenden in diesem Modul auch Schlüsselqualifikationen erlangt. Im Teilmodul Data Science erlernen die Studierenden zunächst die Grundprinzipien der digitalen Aufbereitung, Analyse und Darstellung von Datenstrukturen vor dem Hintergrund technischer Prozessdaten. Daran anschliessend werden verschiedene Algorithmen und Techniken zur Mustererkennung, Klassifikation und Vorhersage auf der Basis dieser digitalen Datenstrukturen behandelt und das Wissen anhand praktischer Beispiele sowie selbst durchgeführter Implementierungen vertieft. Ein Fokus des Moduls Data Science liegt auf dem Gebiet des maschinellen Lernens, bei dem Entscheidungsstrukturen anhand von trainierten Daten getroffen werden und keine explizite Programmierung durchgeführt wird.

Inhalte

IT-(Informationssicherheit)-Sicherheit in Energienetzen:
- Bedrohungslage und Gefährdungspotenziale kritischer Infrastrukturen, insbesondere Energienetze (ÜBN, VNB) (weitere Betrachtung um den intelligenten Messstellenbetreiber (iMSB) und Energieanlagen)
- gesetzte Anforderungen (IT-Sicherheitsgesetz, BSI-Gesetz, BSI-Kritis-Verordnungen, IT-Sicherheitskatalog (EnWG §11Abs. 1a), IT-Sicherheitskatalog (EnWG §11Abs. 1b), BSI Technische Richtlinie (TR-03109))
- kritische Geschschäftsprozesse und deren Modellierung (Notation: EPK, BPMN2.0, ...)
- Normen (DIN ISO/IEC 27001, DIN ISO/IEC 27002, DIN ISO/IEC TR 27019, TR-3109-x (BSI))
- Managementsytsem (Informationssicherheit und Datenschutz)
- Risikomanagement (Schutzbedarf, Assets, Bedrohung, Schwachstellen, Schadenskategorien nach dem IT-Sicherheitskatalog der BNetzA (Bundennetzagentur))
- Maßnahme zur Informationsicherheit (kryptografische Verfahren, Protokollierung und Überwachung, Kontrolle des Zugriffs auf Systeme und Anwendungen / Hashfunktionen)

Data Science:
- Datenprozessierung: Roh- und Fertigdaten
- Merkmale, Variablendaten sowie fehlende Daten (Ersatzwerte)
- Datenimporte und verschiedene Datenformate
- Datendarstellung (grafisch, tabellarisch), Datencockpit
- Regressions und Klassifikationsalgorithmen
- Überwachtes und unüberwachtes Lernen
- Aktivierungsfunktionen

Lehrformen

Seminaristische Veranstaltung, Praktische Durchführung des Aufbaus und des Tests eines sicheren und robusten Datensystems zur Steuerung und Überwachung von Energienetzen.

Teilnahmevoraussetzungen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Prüfungsformen

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Modulprüfung muss bestanden sein

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

MA Elektrotechnik und Energiesysteme

Stellenwert der Note für die Endnote

5,33%

Literatur

Appelrath, H, u.a. 2012. IT-Architekturentwicklung im Smart Grid.
bitkom und VKU. 2015. Praxisleitfaden IT-Sicherheits-katalog.
BDEW: Whitepaper- Anforderungen an sichere Steuerungs- und Telekommunikationssysteme
BDEW: Ausführungshinweise zur Anwendung des Whitepaper - Anforderungen an sichere Steuerungs- und Telekommunkationssysteme
BDEW: Checkliste zum Whitepaper - Anforderungen an sichere Steuerungs- und Telekommunikationssysteme
BSI: Technische Richtlinie TR-03109, TR-03109-1 bis TR-03109-6 sowie Testspezifikationen (TS)
BSI (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik). 2015. KRITIS-Sektorstudie – Energie.
Klipper, S. 2015. Information Security Risk Manage-ment. Springer Verlag.
FNN/DVGW. 2015. Informationssicherheit in der Energiewirtschaft.
VDE. 2014. Positionspapier Smart Grid Security Energieinformationsnetze und –systeme.
Kävrestad, J. 2018. Fundamentals of Digital Forensics Theory, Methods, and Real-Life Applications. Berlin. Springer‐Verlag.
Kersten, H. und G. Klett. 2017. Business Continuity und IT-Notfallmanagement. Grundlagen, Methoden und Konzepte. Springer Verlag.
Witte, F. 2016. Testmanagement und Softwaretest. Theoretische Grundlagen und praktische Umsetzung. Springer Verlag
Paar und Pelzl. 2016. Kryptografie verständlich Ein Lehrbuch für Studierende und Anwender. Berlin: Springer‐Verlag.
Eckert, C.: IT-Sicherheit: Konzepte - Verfahren - Protokolle, De Gruyter Oldenbourg
Ng, Soo: Data Science - was ist das eigentlich?!
Nelli: Python Data Analytics
Yan, Yan: Hands-On Data Science with Anaconda
VanderPlas: Data Science mit Python
Frochte: Maschinelles Lernen: Grundlagen und Algorithmen in Python

Innovative Beleuchtungssysteme - Qualität, Technik, Design und Digitalisierung
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
106371
Dauer (Semester)
1

Innovative Beleuchtungssysteme – Qualität, Technik, Design und Digitalisierung (light)
WP

2 SWS

3 ECTS

Nummer
106381
Dauer (Semester)
1

Intelligente Antriebssysteme
WP

0 SWS

8 ECTS

Nummer
RMS
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
72h
Selbststudium
168h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden verfügen über vertiefte theoretische und praktische Kenntnisse zur Entwicklung, Dimensionierung und Programmierung moderner elektronischer Antriebe in der Antriebs- und Automatisierungstechnik. Sie sind befähigt, geeingente Regelalgorithmen auf der Basis der vorhandenen praktischen Aufgabenstellung zu entwickeln und bei der Umsetzung die Eigenschaften der vorhandenen Komponenten zu berücksichtigen.

Inhalte

Elektronische Antriebe:
In der Lehrveranstaltung „Elektronische Antriebe“ werden modernen elektronische Antriebe in Aufbau und Funktion vorgestellt. Hierbei wird detailliert auf die leistungselektronischen Komponenten eingegangen und die unterschiedlichen Steuer- und Regelmethoden der zugehörigen Hardware erklärt. Praktische Untersuchungen, Simulationen und Dimensionierungsbeispiele ergänzen und vertiefen die Lehrinhalte.

Inhalte:
- Sensoren der Antriebstechnik
- Servoregler und Frequenzumrichter
- Modellbildung, Pulsmustererzeugung und Regelungverfahren
- Elektronische Antriebe (BLDC, Servomotoren, Schrittmotoren)
- Konzepte zur energieeffizienten Nutzung von Antriebssystemen
- Anwendungsbeispiele

Moderne Antriebssteuerungen:
In der Lehrveranstaltung „Moderne Antriebssteuerungen“ werden zunächst verschiedene Regelkreisstrukturen und Auslegungsmethoden, typische Anwendungsprobleme der Regelung mit möglichen Lösungsansätzen behandelt. Danach werden die Anwendungen der Methoden auf Regelung elektrischer Antriebe mit Beispielen ausführlich erklärt und rechnergestützt simuliert.

Inhalte:
- Regelkreisstrukturen
- Typische regelungstechnische Anwendungsprobleme
- Drehzahl-, Drehmoment -und Positionsregelung
- Regelung der Gleichstrommaschine
- Regelverfahren für Drehfeldmaschinen

Lehrformen

Seminaristische Veranstaltung, Praktische messtechnische Untersuchungen an elektronischen Antriebs
systemen,Simulationen

Teilnahmevoraussetzungen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen PrüfungsordnungInhaltlich: Besuch der Veranstaltung Antriebssystemtechnik

Prüfungsformen

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Modulprüfung muss bestanden sein

Stellenwert der Note für die Endnote

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Literatur

Brosch: Moderne Stromrichterantriebe
Schröder: Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemem
Riefenstahl.: Elektrische Antriebssysteme
Teigelkötter: Energieeffizient elektrische Antriebe
Probst: Servoantriebe in der Automatisierungstechnik
Zirn, Weikert: Modellbildung und Simulation hochdynamischer Fertigungssysteme

Intelligente Energienetze
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60672
Dauer (Semester)
1

Intelligente Sensoren und Aktoren
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60633
Dauer (Semester)
1

Interaktions- und Visualisierungssysteme
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60634
Dauer (Semester)
1

Internet of Things (in Smart Homes, Smart Buildings, Smart Cities)
WP

3 SWS

8 ECTS

Nummer
60684
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage,
- Methoden, Best Practices und in der Praxis relevante Software-Werkzeuge zur Entwicklung sicherer Software anzuwenden.
- selbstständig im Rahmen eines Software-Entwicklungsprojektes verschiedene kryptographische Verfahren zu bewerten und darauf aufbauend adäquate kryptographische Verfahren auszuwählen.
- selbstständig Software zu entwickeln, die kryptographische Verfahren einsetzt, und die Software systematisch zu testen.

Inhalte

- Java Cryptography Architecture und API
- Legion of the Bouncy Castle Java Cryptography APIs
- Block-Chiffren: AES, Padding, Block-Modi, Verwendung als Strom-Chiffren
- Strom-Chiffren: ChaCha20, Generierung von Schlüsselströmen
- Passwort-basierte Ver-/ Entschlüsselung
- Schlüsselmanagement
- Message Digests, MACs, Key Derivation Functions
- Asymmetrische Kryptographie: RSA, DSA, ECDSA
- Post-quantum Kryptographie: SLH-DSA, ML-DSA, FN-DSA
- Methoden zur Entwicklung sicherer Software: z. B.
- Entwurfsprinzipien nach Saltzer und Schroeder
- Secure Coding Richtlinien (Java)
- Secure Code Review mit Software-Werkzeugen
- Unit-Testen beim Einsatz von Kryptographie
- Best Practices (OWASP Top 10, SAMM, ASVS)
- Penetration-Testen

Die Unterrichtssprache ist englisch.

C# ist alternativ zu Java einsetzbar.

Lehrformen

- Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
- Umgedrehter Unterricht (inverted classroom)
- Einzelarbeit
- vorlesungsbegleitende Projektarbeiten mit abschließender Präsentation

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

- Projektbezogene Arbeit (100%)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

- erfolgreiche Projektarbeit

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual

Literatur

- D. Hook und J. Eaves: Java Cryptography: Tools and Techniques, Leanpub, 2025
- F. Long, D. Mohindra, R. C. Seacord, D. F. Sutherland und D. Svoboda: Java Coding Guidelines: 75 Recommendations for Reliable and Secure Programs, Addison-Wesley Professional, 2013
- K. Schmeh: Kryptografie Verfahren - Protokolle - Infrastrukturen, 6. Auflage, dpunkt.verlag, 2016
- R. E. Smith: A Contemporary Look at Saltzer and Schroeder s 1975 Design Principles, IEEE Security & Privacy, 10(6), 20-25, 2012

Mikroelektronik
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
60041
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Vermittlung von Grundlagenwissen im Bereich Virtualisierung und Cloud Computing. Theoretische Kenntnisse über Architekturen und Technologien in diesem Bereich sowie Sensibilisierung für deren Stärken und Schwächen in verschiedenen Einsatzbereichen. Vertiefung des Fachwissens anhand praktischer Laboraufgaben mit aktuell relevanten Cloud Services und Technologieplattformen.

Fach- und Methodenkompetenz:

Erlernen der einschlägigen Fachbegriffe im Bereich Virtualisierung und Cloud Computing
Einordnung und Bewertung der verschiedenen Konzepte und Architekturen
Installation und Konfiguration von einfachen virtuellen Systemen mit unterschiedlichen Technologien
Konzeption und praktischer Aufbau von einfachen Cloud Services mit open-source und kommerziellen Ressource Management Systemen
Überblick über traditionelle und neue Einsatzbereiche von Virtualisierung und Cloud Computing
Überblick über aktuelle Forschungsthemen und Bewertung von wissenschaftlichen Veröffentlichungen

Inhalte

Virtualisierung von CPU-, Speicher- und Netzkomponenten
Container Technologie
Aktuelle Virtualisierungs- und Container-Plattformen
Ressource Management und Orchestrierung
Aktuelle Ressource Management- und Orchestrierungs-Plattformen
Cloud Computing Service Modelle (IaaS, PaaS etc.)
Neue Einsatzbereiche von Virtualisierung und Cloud Computing (Edge Computing, NFV etc.)
Open-Source Entwicklungsprozesse und Communities

Lehrformen

Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
Bearbeitung von Programmieraufgaben am Rechner in Einzel- oder Teamarbeit
vorlesungsbegleitende Projektarbeiten mit abschließender Präsentation

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

schriftliche Klausurarbeit
semesterbegleitende Studienleistungen (Bonuspunkte)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

bestandene Klausurarbeit

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual

Literatur

Thomas Erl, Zaigham Mahmood, Ricardo Puttini; Cloud Computing; Prentice Hall; 2013
K. Chandrasekaran; Essentials of Cloud Computing; CRC Press; 2015

Mixed-Signal CMOS Design
WP

0 SWS

8 ECTS

Nummer
RMS
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
72h
Selbststudium
168h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Inhalte

Lehrformen

Vorlesung, Übung, Seminar, Praktikum

Teilnahmevoraussetzungen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Prüfungsformen

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Modulprüfung muss bestanden sein

Stellenwert der Note für die Endnote

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Literatur

Mobile Kommunikationssysteme
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60637
Dauer (Semester)
1

Nachhaltigkeit in smarten Technologien und Gesellschaft
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60679
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

In diesem Modul sollen Praktische Probleme und Lösungen bei der IT-Landschaft-Planung und Umsetzung in einem Praxisprojekt behandelt werden.

Fach- und Methodenkompetenz

Praktischer Einsatz von Methoden und Verfahren aus der Systemtechnik (LV Web-Technologien und Skriptsprachen, LV RuB1+2, LV IT-Landschaft-Planung und Umsetzung, LV IT-Landschaft-Betrieb und Steuerung).
Insbesondere die praktische Anwendung und Vertiefung der erlernten Techniken:
- Zielgruppen-orientierte Pra sentation,
- Projektmanagement (Projektplan, Projektu berwachung, ...),
- Qualita tssicherung.
Anwendungsspezifischer Einsatz der erworbenen Programmiersprachenkenntnisse.
Benutzung ausgewählter Werkzeuge, die in den einzelnen Implementierungsphasen eingesetzt werden.

Selbstkompetenz

Die/der Studierende/r kann Ideen und Lösungsvorschläge schriftlich und mündlich präsentieren, die eigenständige Präsentation von Lösungen tragen zur Entwicklung von Selbstsicherheit/Sachkompetenz bei

Sozialkompetenz

Arbeit im Team mit selbstbestimmter Einflußnahme auf die Vorga nge der Arbeitsteilung und der Pra zisierung von Aufgabenstellungen, verbunden mit der U bernahme der Verantwortung fu r bestimmte Teile der Entwicklung und Durchfu hren fachspezifischer Diskussionen als gleichberechtigter Diskussionspartner in einem Team.

Inhalte

Das Integrations-Praktikum ist eine Lehrveranstaltung, in der die Studierenden grundlegende Prinzipien, Methoden und Verfahren der Systemintegration in die Praxis umsetzen sollen.
Die Studierenden bearbeiten im Team ein Projekt von der Anforderungsdefinition bis zur Auslieferung.
Die zu bearbeitende Aufgabenstellung ist ein Thema aus der Unternehmenspraxis, welches real zur Bearbeitung ansteht und dessen Fehlschlag für das Unternehmen keine signifikanten Konsequenzen hätte.
Das Projekt wird im Unternehmen vor Ort durchgeführt.
In wöchentlichen Projektmeetings, an dem der Fachbetreuer und der Hochschullehrer teilnehmen, werden die Projektfortschritte, Meilensteine Zielgruppen-orientiert vorgestellt. Zu jeder Sitzung wird ein Protokoll angefertigt, welches zu der Projektdokumentation hinzugefügt wird. Bei kooperativen Projekten können die wöchentlichen Sitzungen abwechselnd bei den beteiligten Partnern stattfinden.

Lehrformen

Praktikum im Betrieb
Gruppenarbeit
abschließende Präsentation

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

Projektarbeit mit mündlicher Prüfung

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

bestandene mündliche Prüfung
erfolgreiche Projektarbeit

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)

Literatur

siehe LV PK-Systemintegration, LV RuB 1+2, LV IT-Landschaft - Planung und Umsetzung, LV IT-Landschaft - Betrieb und Steuerung

Neurotechnology and Brain-Computer Interfaces
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11224
Sprache(n)
de
Dauer (Semester)
1

Projektmanagement und Projektplanung
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60683
Dauer (Semester)
1

Qualitätsmanagement
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60625
Dauer (Semester)
1

Radar Systems
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
10420
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Fach- und Methodenkompetenz:

Die Studierenden kennen die Grundlagen sozialer Gruppen und wesentliche Kategorisierungen der Unterstützung durch technische Systeme
Die Studierenden sind in der Lage, für das Lernen und Arbeiten in Gruppe konkrete Systeme durch Vergleich und Analyse auszuwählen, anzupassen und einzuführen
Die Studierenden verstehen die Bedeutung und Auswirkungen der IT-Unterstützung von Gruppen und Communities
Die Studiernden konzipieren kooperative Systeme auf Grundlage der behandelten Kategorien, Technologien und Designprinzipien

Fachübergreifende Methodenkompetenz:

Die Studierenden setzen erlernte Konzepte der Gruppenarbeit fachübergreifend ein
Die Studierenden beurteilen die Bedeutung kooperativer Systeme für die IT-Landschaft von Organisationen, Unternehmen und Coomunities

Sozialkompetenz:

Die Studierenden erarbeiten Hausarbeit und Referat als Gruppenarbeit und üben damit ihre Sozialkompetenz.
Die Studierenden untersuchen und bewerten in Arbeitsaufträgen im seminaristischen Teil konkrete kooperative Systeme in wechselnden sozialen Konstellationen
Die Studierenden wenden die in dieser Veranstaltung erlernten Konzepte zum Thema Gruppen und der diskutierten Gruppenuntersützungs-Werkzeuge an

Inhalte

Grundbegriffe kooperativer Systeme
Grundbegriffe verteilter Systeme
Nebenläufigkeitskontrolle & Synchronisation
Awareness und Gestaltung von Multi-User-Interfaces
Projektarbeit
Community Support und Soziale Netzwerke
Wissensmanagement in Gruppen & Organisationen

Lehrformen

seminaristische Vorlesung mit Präsentationen, Kleingruppenarbeit und Arbeitsaufträgen

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

Hausarbeit und
Referat

oder

mündliche Prüfung

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

erfolgreiche Hausarbeit und
erfolgreiches Referat

oder

bestandene mündliche Prüfung

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Wirtschaftsinformatik
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik

Literatur

Borghoff, U.M.; Schlichter, J.H. (1998): Rechnergestützte Gruppenarbeit - eine
Einführung in verteilte Anwendungen. Springer, 2., vollst. überarb. und erw. Aufl.
Gross, T.; Koch, M. (2007): Computer Supported Cooperative Work. München: Oldenbourg.
Haake, J. M.; Schwabe, G.; Wessner, M. (Hrsg.) (2012): CSCL-Kompendium. München: Oldenbourg Verlag, 2. Auflage.
Schwabe, G.; Streitz, N.; Unland, R. (2001): CSCW-Kompendium: Lehr- und Handbuch Zum Computerunterstützten Kooperativen Arbeiten.Heidelberg: Springer.

Reinforcement Learning
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60681
Dauer (Semester)
1

Robotic Vision
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
60680
Dauer (Semester)
1

Robotics
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
60123
Dauer (Semester)
1

Ruhr Master School
WP

3 SWS

8 ECTS

Nummer
60701
Dauer (Semester)
1

Ruhr Master School
WP

4 SWS

8 ECTS

Nummer
60704
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Fach- und Methodenkompetenzen:

EER-Modelle entwickeln und diese auf relationale Datenbanken transferieren.
Grenzen des relationalen Datenbankmodells anhand von Beispielen diskutieren.
Methoden des Objekt-Relationalen Mappings anwenden.
5-Ebenen-Modell eines Datenbankmanagementsystems erläutern.
Konzepte der Speicher- und Zugriffsverwaltung erklären.
Anhand von Beispielen die Methoden der Zugriffsoptimierung und des Transaktionsmanagements anwenden.
Möglichkeiten der Performanzoptimierung diskutieren.
Methoden des SQL-Tunings anwenden.

Sozialkompetenz:

Erarbeiten, Erstellen, Kommunizieren und Präsentieren von Lerninhalten in Teams

Inhalte

Implementierungskonzepte

Speicherverwaltung
logische und physische Zugriffsoptimierung
Transaktionsmanagement
Verteilte Datenbanken
Performanzoptimierung und SQLTuning

Datenbankmodelle

Datenmodellierung (EER-Modell)
Grenzen des relationalen Modells
Objekt-Relationales Mapping Frameworks

Lehrformen

seminaristischer Unterricht mit Flipchart, Smartboard oder Projektion
Lösung von praxisnahen Übungsaufgaben in Einzel- oder Teamarbeit
vorlesungsbegleitendes Praktikum
Bearbeitung von Programmieraufgaben am Rechner in Einzel- oder Teamarbeit
aktives, selbstgesteuertes Lernen durch Internet-gestützte Aufgaben, Musterlösungen und Begleitmaterialien
Übungen oder Projekte auf der Basis von praxisnahen Beispielen
die Vorlesung wird als Video angeboten
Umgedrehter Unterricht (inverted classroom)

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

schriftliche Klausurarbeit
semesterbegleitende Arbeiten (Bonuspunkte)
semesterbegleitende Prüfungsleistungen

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

bestandene Klausurarbeit

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Wirtschaftsinformatik
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual

Literatur

R. Elmasri, S. Navathe, Grundlagen von Datenbanksystemen, 2009
A. Kemper, A. Eickler, Datenbanksysteme (Eine Einführung), 2015
G. Saake, K.-U. Sattler, A. Heuer, Datenbanken Implementierungstechniken, 2011
R. Niemiec, Oracle database 12c release 2 performance tuning tips & techniques, 2017
R. Panther, SQL-Anfragen optimieren, 2014

Semantik und Datenmodelle
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60678
Dauer (Semester)
1

Service orientierte Anwendungen und Dienste
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11223
Sprache(n)
de
Dauer (Semester)
1

Signals and Systems for Automated Driving
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
10404
Dauer (Semester)
1

Statistik
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11012
Dauer (Semester)
1

Verteilte Energieinformationssysteme- und Anwendungen
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11218
Dauer (Semester)
1

WP anerkannt
WP

4 SWS

8 ECTS

Nummer
60671
Dauer (Semester)
1

WP anerkannt
WP

4 SWS

8 ECTS

Nummer
60670
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Fach- und Methodenkompetenz:

Definition eines DBS und die Schemaarchitektur eines DBMS kennen.
Relationale Modelle entwickeln, normalisieren und implementieren.
Das Transaktionskonzept kennen und anwenden.
SQL-Befehle zum Einrichten, Speichern und Abfragen von Information (DDL, DML, DRL, DCL) kennen und anwenden.
Administration von Datenbanksystemen exemplarisch durchführen.
Gespeicherte Funktionen, Prozeduren und Trigger entwickeln.

Sozialkompetenz:

Erarbeiten, kommunizieren und präsentieren von relationalen Modellen sowie Datenbankprogrammen in Zweierteams.
Kooperatives Erstellen und Bewerten von Lernplakaten oder Wiederholungsfragen zu den Lehrinhalten.

Berufsfeldorientierung:

Kennen der Anforderungen unterschiedlicher Berufsbilder im Datenbanken-Umfeld (Datenbankadministrator, Datenbankentwickler, Anwendungsentwickler, Datenschutzbeauftragter).

Inhalte

Datenbank- und Transaktionskonzept
Relationales Modell, Normalisierung und Operationen
SQL Data Definition Language und Datenbankintegrität
SQL Data Manipulation Language
SQL Data Retrieval Language
SQL Views
Rollen und Rechteverwaltung
Gespeicherte Funktionen, Prozeduren und Trigger
Backup und Recovery

Lehrformen

seminaristischer Unterricht mit Flipchart, Smartboard oder Projektion
Lösung von praxisnahen Übungsaufgaben in Einzel- oder Teamarbeit
Bearbeitung von Programmieraufgaben am Rechner in Einzel- oder Teamarbeit
aktives, selbstgesteuertes Lernen durch Aufgaben, Musterlösungen und Begleitmaterialien
Übungen oder Projekte auf der Basis von praxisnahen Beispielen
Miniklausuren während des Semesters für regelmäßiges Feedback
die Vorlesung wird als Video angeboten
Umgedrehter Unterricht (inverted classroom)

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

Die Prüfung besteht aus zwei Teilen:

schriftliche Klausurarbeit, 60-90 Minuten, mit einem Anteil von 80% an der Gesamtnote
projektbezogene Arbeit mit Dokumentation und Präsentation als semesterbegleitende Prüfungsleistungen mit einem Anteil von 20% an der Gesamtnote

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

bestandene Prüfung aus Klausurarbeit und projektbezogene Arbeit, die zusammen mit der Gesamtnote von 4,0 oder besser bewertet werden

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Wirtschaftsinformatik
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual

Literatur

Beighley, L., SQL von Kopf bis Fuß, O'Reilly, 2008.
Kemper, A., Wimmer, M.; Übungsbuch Datenbanksysteme, Oldenbourg; 2. aktualisierte Auflage, 2009.
Saake, G., Sattler, K., Heuer A., Datenbanken - Konzepte udn Sprachen, 6. Auflage, mitp, 2018.

Wearables
WP

6 SWS

8 ECTS

Nummer
11208
Dauer (Semester)
1

Wellendigitalfilter
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
60220
Dauer (Semester)
1

Wellendigitalfilter 2
WP

3 SWS

8 ECTS

Nummer
60663
Dauer (Semester)
1

Wireless Digital Communication
WP

3 SWS

4 ECTS

Nummer
11219
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
72h
Selbststudium
168h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Inhalte

Lehrformen

Seminaristische Veranstaltung

Teilnahmevoraussetzungen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Prüfungsformen

Klausur oder mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl und in Absprache mit dem ganzen Kurs)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Modulprüfung muss bestanden sein

Stellenwert der Note für die Endnote

wird im studiengangsspezifischen Handbuch berechnet

Literatur

2. Studiensemester

Applied Embedded Systems
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
RMS
Sprache(n)
en
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60
Selbststudium
120

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Knowledge

Knows standards and platforms for specific domain
Knows target systems
Has acquired overview of target domain

Skills

Can describe relevant characteristics and challenges of application domain
Can model mechatronic systems for the domain
Can apply methodology and state of the art tools on real use cases
Can select tools and define tool chains and design flows

Competence - attitude

Can structure a real mechatronic systems design project
Can communicate and find solutions with domain experts
Understands issues from application domains and can integrate solutions into a holistic design

Inhalte

Applied embedded systems such as embedded controllers for industrial (i.e. robotics) applications are surrounded from sensors and actuators. Together with other embedded systems they can be groups of networked computers, which have a common goal for their work. This course gives an overview about the recent state of the art in embedded and cyber physical systems. Each semester, a selected CPS application will be analyzed in depth. This can be from robotic, energy, mobile communications or industrial scenarios (industry 4.0). The student will learn how to explore and structure a certain application domain and how to map the acquired skills and knowledge to that particular domain. CPS applications will be selected from recent research projects.

Course Structure

Introduction to the application domain
Characteristics of CPS in the application domain
Architectures for application specific CPS
1. Standards
2. Platforms and Frameworks
3. Design methodology and processes
Domain specific languages (DSL) and applications
1. DSL engineering
2. Tools and Tool Chain Integration
Target Platforms and Code Generation
1. Code generation
2. Using real time operating systems (RTOS)

Case Studies

CS01: AMALTHEA tool chain – will be used for case study
A recent use case from a research project will be discussed

Skills trained in this course: theoretical, practical and methodological skills

Lehrformen

Lectures, Labs (with AMALTHEA tools), homework
Access to tools and tool tutorials
Access to recent research papers

Teilnahmevoraussetzungen

none

Prüfungsformen

Oral Exam at the end of the course (50%) and
group work as homework (50%): modeling and target mapping of an example with AMALTHEA tools, demonstration and presentation

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Passed exam and passed semester assignments

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Requires:

MOD1-02 – Distributed and Parallel Systems
MOD1-03 - Embedded Software Engineering

Connects to:

MOD-E02 – Biomedical Systems
MOD-E04 – SW Architectures for Embedded Systems
MOD-E03 – Automotive Systems

Stellenwert der Note für die Endnote

5,00%

Literatur

AMALTHEA documentation
Research papers of PIMES research group:
http://www.fh-dortmund.de/en/fb/3/forschung/pimes/Eigene_Veroeffentlichungen.php

SW Architectures for Embedded and Mechatronic Systems
WP

4 SWS

6 ECTS

Nummer
RMS
Sprache(n)
en
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60
Selbststudium
120

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Knowledge

Knows concepts and structure of SW architectures for embedded systems
Knows standards and frameworks
Knows specific challenges (e.g. real time, functional safety)

Skills

Can define requirements and features for a specific problem
Can develop a SW architecture for a specific problem
Can model SW architectures with state of the art tools
Can apply SW architecture standards to structure a project

Competence - attitude

Ensures quality and safety for embedded SW
Can discuss and assess the advantages and disadvantages of different SW architectures
Understands the main issues within research about SW architectures for embedded systems

Inhalte

The ongoing complexity increase in mechatronic solutions consequently leads to more complex embedded systems and embedded software. Therefore, advanced SW engineering methodology from large software development projects is consecutively applied in the embedded world, too. Software architectures help to structure, to manage and to maintain large embedded SW systems. They allow re-use, design patterns and component based development. In addition, specific topics like safety, SW quality, integration and testing are addressed by SW architectures and respective standards (e.g. AUTOSAR). In this module, students learn about the concepts and structure of SW architectures for embedded systems.

Course Structure

Characteristics of Embedded (and real-time) Systems
Motivation for Architectures for Embedded and Mechatronic Systems
Software Design Architecture for Embedded and Mechatronic Systems
Patterns for Embedded and Mechatronic Systems
Real-Time Building Blocks: Events and Triggers
Dependable Systems
Hardware's Interface to Embedded and Mechatronic Systems
Layered Hierarchy for Embedded and Mechatronic Systems Development
Software Performance Engineering for Embedded and Mechatronic Systems
Optimizing Embedded and Mechatronic Systems for Memory and for Power
Software Quality, Integration and Testing Techniques for Embedded and Mechatronic Systems
Software Development Tools for Embedded and Mechatronic Systems
Multicore Software Development for Embedded and Mechatronic Systems
Safety-Critical Software Development for Embedded and Mechatronic Systems

Case Studies

CS01: AMALTHEA tool chain – front end will be used for modeling, Artop modeling tool for AUTOSAR will be used
CS05: M2M System – architecture of the middleware will be used

Skills trained in this course: theoretical, practical and methodological skills

Lehrformen

Lectures, Labs (with AMALTHEA and Artop tools), homework
Access to tools and tool tutorials
Access to recent research papers
Presentation of an industry case by partner BHTC GmbH

Teilnahmevoraussetzungen

programming, basics of embedded systems

Prüfungsformen

Oral Exam at the end of the course (50%) and
individual homework (50%): paper/essay on a recent research topic, presentation

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

MOD1-02 – Distributed and Parallel Systems
MOD1-03 - Embedded Software Engineering
MOD2-01 – Mechatronic Systems Engineering

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Connects to:

MOD-E01 – Applied Embedded Systems 1 & 2
MOD-E03 – Automotive Systems

Stellenwert der Note für die Endnote

5,00%

Literatur

Robert Oshana and Mark Kraeling, Software Engineering for Embedded Systems: Methods, Practical Techniques, and Applications, Expert Guide, 2013
Bruce Powel Douglass. Doing Hard Time: Developing Real-Time Systems with UML, Objects, Frameworks and Patterns. Addison-Wesley, May 1999
Bruce P. Douglass, Real-Time Design Patterns: Robust Scalable Architecture For Real-Time Systems, Addison-Wesley, 2009
F. Buschmann, R. Meunier, H. Rohnert, P. Sommerlad, and M. Stal. Pattern Oriented Software Architecture. John Wiley & Sons, Inc., 1996

3. Studiensemester

Projektarbeit 2
PF

3 SWS

6 ECTS

Nummer
60722
Sprache(n)
de
Dauer (Semester)
1

5. Studiensemester

Masterstudienarbeit
PF

3 SWS

14 ECTS

Nummer
120
Dauer (Semester)
1

8. Studiensemester

Thesis und Kolloquium
PF

4 SWS

4 ECTS

Nummer
101
Dauer (Semester)
1
Kontaktzeit
60 h
Selbststudium
90 h

Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage:

Wissen und Verstehen

- zentrale Begriffe und Konzepte der Informationssicherheit (u. a. IT-Sicherheit, Informationssicherheit, Schutzziele, Schwachstelle, Bedrohung, Angriff, Risiko, Sicherheitsmaßnahme) zu definieren, zu unterscheiden und zu erklären.
- den Faktor Mensch und Security Awareness für die Informationssicherheit zu erklären.
- rechtliche und regulatorische Rahmenbedingungen (u. a. DSGVO) in ihren Grundzügen zu beschreiben.
- Grundlagen angewandter Kryptographie, Zugriffskontrolle und Authentifikation (u. a. AES, Hashfunktionen, MAC, RSA/ECC, DAC, MAC, RBAC, Passwortverfahren, MFA) zu erklären.
- wesentliche Standards und Best Practices (u. a. ISO/IEC‑27000‑Reihe, IT‑Grundschutz, OWASP) hinsichtlich Zielen und Aufbau darzustellen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

- Informationen zu Schwachstellen und Bedrohungen zu recherchieren, zu bewerten und in sicherheitsrelevante Entscheidungen einfließen zu lassen.
- Normen, Standards und Best Practices (z. B. ISO/IEC‑27000, IT‑Grundschutz, OWASP) auf konkrete Anwendungsszenarien anzuwenden.
- für gegebene Systeme Assets zu identifizieren, Bedrohungen zu modellieren und daraus Sicherheitsanforderungen abzuleiten.
- geeignete kryptographische, Zugriffs- und Authentifikationsmechanismen (u. a. AES, SHA‑2/‑3, RSA/ECC, Argon2, MFA, NIST 800‑63B) auszuwählen und exemplarisch anzuwenden.
- grundlegende Verfahren von Penetration Testing und OWASP‑Projekten (z. B. Top 10, ASVS, Testing Guide) exemplarisch anzuwenden.

Kommunikation und Kooperation

- Risiken, Bedrohungen und Sicherheitsmaßnahmen adressatengerecht aufzubereiten und gegenüber technischen und nicht‑technischen Stakeholdern zu kommunizieren.
- Ergebnisse von Asset-Erhebungen sowie System- und Bedrohungsmodellierungen im Team zu diskutieren und gemeinsam Sicherheitskonzepte zu entwickeln.
- im Team sicherheitsbewusste Vorgehensweisen in Entwicklungs- und Betriebsprozessen abzustimmen.

Wissenschaftliches Selbstverständnis / Professionalität

- sicherheitsrelevante Entscheidungen unter Berücksichtigung rechtlicher, ethischer und gesellschaftlicher Aspekte zu begründen.
- die eigene Verantwortung im Umgang mit sensiblen Daten einzuordnen und berufsethische Prinzipien zu beachten.
- relevante Entwicklungen, Standards und Best Practices selbstständig nachzuhalten und in das eigene professionelle Handeln zu integrieren.

Inhalte

Terminologie
- IT-Sicherheit, Informationssicherheit, Unterschied Security und Safety
- System, Fakt, Annahme, Asset
- Schutzziel (CIA und Authentifikation)
- Schwachstelle, Verwundbarkeit, Bedrohung, Angriff, Angreifertypen
- Risiko
- Sicherheitsziel, Sicherheitsanforderung
- Sicherheitsmaßnahme
Faktor Mensch, Security Awareness
Rechtliche Rahmenbedingungen, Europäische Datenschutz-Grundverordnung
Standards und Best Practices
- ISO/IEC 27000-Reihe
- IT-Grundschutz
- OWASP
Angewandte Kryptographie
- Symmetrische Verschlüsselung (Grundlagen, AES, Blockmodi, Padding, Fallstricke)
- Hashfunktionen (Angriffsarten, SHA-2 Familie, SHA-3 Familie), MAC
- Asymmetrische Kryptographie (Grundlagen, DH, RSA, ECC, Padding, Fallstricke, Digitale Signaturen, Zertifikate)
Zugriffskontrolle
- Grundlagen (DAC, MAC, RBAC, Deny by Default, Least Privilege)
- Weitergehende Modelle (ABAC, ReBAC), Modellierung
Authentifikation
- Grundlagen Authentifikation (Arten, MFA, Entropie)
- Passwortbasierte Authentifikation (Linux Passwortdatenbanken, Angriffsarten, Salt, Argon2, NIST 800-63B)
Grundlagen Software-Entwicklung und Informationssicherheit
- Asset-Identifikation und -Analyse
- Bedrohungsmodellierung
- Best Practices (OWASP Top 10, SAMM, ASVS, Testing Guide)
- Penetration Testing

Lehrformen

- Vorlesung in Interaktion mit den Studierenden, mit Tafelanschrieb und Projektion
- Lösung von praxisnahen Übungsaufgaben in Einzel- oder Teamarbeit
- Praktika

Teilnahmevoraussetzungen

Siehe jeweils gültige Prüfungsordnung (BPO/MPO) des Studiengangs.

Prüfungsformen

- schriftliche Klausurarbeit (80%)
- Praktika (20%)

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

- bestandene Klausurarbeit
- bestandene Praktika

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

Bachelor Wirtschaftsinformatik
Bachelor Software- und Systemtechnik (dual)
Bachelor Informatik
Bachelor Informatik
Bachelor Medizinische Informatik
Bachelor Medizinische Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual
Bachelor Informatik Dual

Literatur

- R. Anderson: Security Engineering: A Guide to Building Dependable Distributed Systems, 3. Auflage, John Wiley & Sons Inc., 2020
- C. Eckert: IT Sicherheit (Konzepte, Verfahren, Protokolle), 11. Auflage, De Gruyter Oldenbourg, 2023
- ISO/IEC 27000: Information technology – Security techniques – Information security management systems – Overview and vocabulary, 2018
- K. Schmeh: Kryptografie – Verfahren - Protokolle - Infrastrukturen, 6. Auflage, dpunkt.verlag, 2016

1. Semester	2. Semester	3. Semester	5. Semester	8. Semester
Digitale Signalverarbeitung 1 PF 3SWS 4ECTS	Wahlpflichtmodule (2)	Projektarbeit 2 PF 3SWS 6ECTS	Masterstudienarbeit PF 3SWS 14ECTS	Thesis und Kolloquium PF 4SWS 4ECTS
Digitale Signalverarbeitung 2 PF 3SWS 4ECTS
Embedded System 1 PF 3SWS 4ECTS
Embedded System 2 PF 3SWS 4ECTS
Energiesystemtechnik PF 3SWS 8ECTS
Energiewirtschaft PF 3SWS 8ECTS
Fahrzeugelektronik PF 3SWS 8ECTS
Höhere Mathematik 2 PF 3SWS 4ECTS
Höhere Mathematik 1 PF 3SWS 4ECTS
KI-Systeme 1 PF 3SWS 4ECTS
KI-Systeme 2 PF 3SWS 4ECTS
Kommunikationstechnik 1 PF 3SWS 4ECTS
Kommunikationstechnik 2 PF 3SWS 4ECTS
Projektarbeit 1 PF 3SWS 6ECTS
Theoretische Elektrotechnik 1 PF 3SWS 4ECTS
Theoretische Elektrotechnik 2 PF 3SWS 4ECTS
Wahlpflichtmodule (66)

Studienverlaufsplan

Digitale Signalverarbeitung 1

Wahlpflichtmodule (2)

Projektarbeit 2

Masterstudienarbeit

Thesis und Kolloquium

Digitale Signalverarbeitung 2

Embedded System 1

Embedded System 2

Energiesystemtechnik

Energiewirtschaft

Fahrzeugelektronik

Höhere Mathematik 2

Höhere Mathematik 1

KI-Systeme 1

KI-Systeme 2

Kommunikationstechnik 1

Kommunikationstechnik 2

Projektarbeit 1

Theoretische Elektrotechnik 1

Theoretische Elektrotechnik 2

Wahlpflichtmodule (66)

Wahlpflichtmodule 1. Semester

Advanced Robotic Vision

Angewandte biomechanische Messtechnik

Architekturen verteilter intelligenter Systeme

Automotive Systems

Biomedical Signal Processing

Computer Netzwerke

Computer Vision

Computer-Netzwerke 1

Computer-Netzwerke 2

Cyber Security A

Cyber Security A

Cyber Security B

Cyber Security B

Data Science und Softwareengineering 1

Data Science und Softwareengineering 2

Data-driven Development

Digital Automation and Control

Digital Design Lab

Digital Transmission Systems

Digitale Signalverarbeitung auf FPGAs

Drahtlose Sensornetzwerke / Aktornetzwerke

Elektromagnetische Feldsimulation

Elektronik 1 in der Medizintechnik

Elektronik 2 in der Medizintechnik

Embedded Systems for AI/ML

Energieübertragungstechnik

Extended Reality

Extended Reality

Extended Reality 2

Fahrzeugvernetzung

Gebäudekommunikations- und Managementsysteme

Hardware-Software-CoDesign

Hardware/Software Kodesign

IOT Systems and Services

IT-Sicherheit und Datenmanagement

Innovative Beleuchtungssysteme - Qualität, Technik, Design und Digitalisierung

Innovative Beleuchtungssysteme – Qualität, Technik, Design und Digitalisierung (light)

Intelligente Antriebssysteme

Intelligente Energienetze

Intelligente Sensoren und Aktoren

Interaktions- und Visualisierungssysteme

Internet of Things (in Smart Homes, Smart Buildings, Smart Cities)

Mikroelektronik

Mixed-Signal CMOS Design

Mobile Kommunikationssysteme

Nachhaltigkeit in smarten Technologien und Gesellschaft

Neurotechnology and Brain-Computer Interfaces

Projektmanagement und Projektplanung

Qualitätsmanagement

Radar Systems

Reinforcement Learning

Robotic Vision

Robotics

Ruhr Master School

Ruhr Master School

Semantik und Datenmodelle

Service orientierte Anwendungen und Dienste

Digitale Signalverarbeitung 1
PF

3 SWS

4 ECTS

Digitale Signalverarbeitung 2
PF

3 SWS

4 ECTS

Embedded System 1
PF

3 SWS

4 ECTS

Embedded System 2
PF

3 SWS

4 ECTS

Energiesystemtechnik
PF

3 SWS

8 ECTS

Energiewirtschaft
PF

3 SWS

8 ECTS

Fahrzeugelektronik
PF

3 SWS

8 ECTS

Höhere Mathematik 2
PF

3 SWS

4 ECTS

Höhere Mathematik 1
PF

3 SWS

4 ECTS

KI-Systeme 1
PF

3 SWS

4 ECTS

KI-Systeme 2
PF

3 SWS

4 ECTS

Kommunikationstechnik 1
PF

3 SWS

4 ECTS

Kommunikationstechnik 2
PF

3 SWS

4 ECTS

Projektarbeit 1
PF

3 SWS

6 ECTS

Theoretische Elektrotechnik 1
PF

3 SWS

4 ECTS

Theoretische Elektrotechnik 2
PF

3 SWS

4 ECTS

Advanced Robotic Vision
WP

6 SWS

8 ECTS

Angewandte biomechanische Messtechnik
WP

4 SWS

8 ECTS

Architekturen verteilter intelligenter Systeme
WP

3 SWS

4 ECTS

Automotive Systems
WP

3 SWS

4 ECTS

Biomedical Signal Processing
WP

6 SWS

8 ECTS

Computer Netzwerke
WP

6 SWS

8 ECTS

Computer Vision
WP

3 SWS

8 ECTS

Computer-Netzwerke 1
WP

3 SWS

4 ECTS

Computer-Netzwerke 2
WP

3 SWS

4 ECTS

Cyber Security A
WP

3 SWS

4 ECTS

Cyber Security A
WP

3 SWS

4 ECTS

Cyber Security B
WP

4 SWS

6 ECTS

Cyber Security B
WP

4 SWS

6 ECTS

Data Science und Softwareengineering 1
WP

3 SWS

4 ECTS