Modellierung I (Wintersemester 2010/2011)

Dozent: Prof. Dr. Holger Giese (Systemanalyse und Modellierung)
Tutoren: M.Sc. Stephan Hildebrandt

Allgemeine Information

• Semesterwochenstunden: 4
• ECTS: 6
• Benotet: Ja
• Einschreibefrist: 1.10.2010 - 31.3.2011
• Lehrform: VU
• Belegungsart: Pflichtmodul

Studiengänge, Modulgruppen & Module

Beschreibung

Die Modellierung gehört zu den Kernaufgaben der Informatik. Sie stellt eine wesentliche Arbeitsmethode dar, die in allen Gebieten des Faches breite Anwendung findet. Probleme, seien sie das Verstehen oder Gestalten von Systemen, Lösen von Aufgaben, oder Strukturieren von Information, werden häufig als Ganzes oder in Teilaspekten modelliert. Bei einer solchen Modellierung eines Problems zeigt sich, ob und wie es verstanden wurde. Somit führt die Modellierung häufig zu einem besseren Verständnis desselben, was wiederum Voraussetzung für eine adäquate Lösung des Problems ist.

Modellierung ist somit ein essentieller Schritt zum Verstehen eines Problems. Sie ermöglicht das Kommunizieren über das Problem und liefert ein gedankliches Hilfsmittel zum Gestalten, Bewerten oder Kritisieren einer geplanten Lösung oder der Anforderungen an eine Lösung. Modelle ermöglichen die Durchführung von Experimenten, die am Original häufig nicht durchgeführt werden können und ermöglicht das Aufstellen und Prüfen von Hypothesen über beobachtete oder postulierte Phänomene in Bezug auf das Problem.

Die bei der Modellierung gewonnenen Einblicke liefern darüber hinaus meist auch den Schlüssel für einen systematischen Entwurf. Deswegen hat es sich als sinnvoll erwiesen Probleme zu modellieren, bevor man versucht sie oder Teile von ihnen durch den Entwurf von Software, Algorithmen, Daten und/oder Hardware zu lösen bzw. zu implementieren.

Als Mittel für die Modellierung steht ein breites Spektrum von Kalkülen und Notationen zur Verfügung, die es erlauben sowohl Strukturen als auch das Verhalten zu spezifizieren. Neben sehr allgemeinen Kalkülen und Notationen existieren für unterschiedliche Arten von Problemen und Aufgaben teilweise spezifische Ansätze, so dass in den verschiedenen Gebieten der Informatik unterschiedliche Modellierungsmethoden eingesetzt werden. Blickt man über den Tellerrand der Informatik hinaus, ist die anzutreffende Vielfalt noch größer. Der überwältigenden Mehrheit dieser Kalküle und Notationen liegen allerdings wenige fundamentale Kalküle und Notationen zugrunde, auf die wir uns hier in dieser Veranstaltung beschränken wollen.

Voraussetzungen

-     keine

Literatur

Die Folien zur Vorlesung werden im internen Bereich zur Verfügung gestellt.

Zur Ergänzung und Vertiefung der Lehrinhalte werden die folgenden Bücher und Artikel empfohlen:

[1]  Uwe Kastens und Hans Kleine Büning. Modellierung: Grundlagen und formale Methoden. Carl Hanser Verlag. 2. Auflage. 2008. ISBN 3446415378

[2]  Manfred Broy und Ralf Steinbrüggen. Modellbildung in der Informatik. Springer-Verlag. 2004. ISBN 3-540-44292-8

[3]  Ludewig, Jochen, Models in software engineering - an introduction, Software and Systems Modeling, 2, 1, 3/1/2003, Page 5, DOI 10.1007/s10270-003-0020-3

Lern- und Lehrformen

Es finden zwei 90-minütige Veranstaltungen pro Woche statt. Dieses sind in der Regel Vorlesungen. Unregelmäßig wird es alternativ Projektblöcke geben, in denen Lösungen der Teilnehmer für vorher gestellte Projektaufgaben im Plenum vorgeführt werden.

Daneben gibt es im Rhythmus von 1-2 Wochen Übungen, zu denen vorher gestellte Übungsaufgaben abgegeben und dann auch vorgeführt werden sollen. Die Übungsaufgaben werden eine Woche vorher ausgegeben.

Die Übungen werden in kleineren Übungsgruppen mit maximal 9 Teilnehmern durchgeführt. Jede Übungsgruppe wird von einem Betreuer betreut, der Hilfestellungen beim Lösen der Übungsaufgaben gibt und die Übungen kontrolliert. Wir werden zu Beginn des Semesters Listen für die verschiedenen Übungsgruppen aushängen, in die man sich eintragen kann.

Leistungserfassung

Vorraussetzung für die Teilnahme an der Klausur ist die aktive Teilnahme an den Übungen und ausreichende Bearbeitung der Übungsaufgaben. Um zur Abschlussklausur zugelassen zu werden, müssen alle bis auf ein Aufgabenblatt zumindest ausreichend bearbeitetworden sein, d.h. 50% der Gesamtpunktzahl muss erreicht worden sein. Mindestens eine Lösung soll von jedem Teilnehmer in einer der Übungen vorgeführt werden.

Zur differenzierten Leistungsbewertung wird eine abschließende Modulprüfung angeboten. Eine 90-minütige Klausur findet hierfür am 02.03.2011 statt. Der Raum und die genaue Uhrzeit werden noch bekannt gegeben. Zusätzlich finden, falls notwendig, mündliche Prüfungen in der Zeit vom 21. bis 26.03. statt.

Nachprüfungen finden nicht statt, d.h., wenn Sie die Prüfung nicht bestehen, haben Sie erst im nächsten Jahr die Möglichkeit, die Prüfung zu wiederholen.

Studierende, die die Vorlesung Modellierung I wiederholen und die Veranstaltung schon einmal bestanden haben, also nur ihre Note verbessern wollen, müssen nicht an der Übung teilnehmen. Studierende, die Modellierung I noch nicht bestanden haben, müssen auch an den Übungen teilnehmen.

Zu Beginn der Vorlesungszeit im Sommersemester 2011 werden mehrere Termine zur Einsicht in die korrigierten Klausuren angeboten werden.

Termine

Regelmäßige Vorlesungstermine:

• Mo. um 15:15 Uhr in HS 1
• Mi.  um 9:15 Uhr in HS 1

Der erste Termin findet am 18.10.2010 um 15:15 Uhr im HS 1 statt.

Die Projektaufgaben werden jeweils in der Vorlesung kurz erläutert. Die Vorstellung der Lösungen der Projekte finden jeweils etwa eine Woche später anstelle der Vorlesung statt. An folgenden Terminen werden die Lösungen der Projektaufgaben vorgestellt:

• 06.12.2010
• 26.01.2011 (geändert)
• 31.01.2011 (Lösung der Probeklausur)

Am 02.02. und am 09.02. findet keine Vorlesung statt.

Die Übungen finden in den folgenden Wochen statt:

• 01.11. - 05.11.2010
• 08.11. - 12.11.2010
• 15.11. - 19.11.2010
• 22.11. - 26.11.2010
• 29.11. - 03.12.2010
• 13.12. - 17.12.2010
• 03.01. - 07.01.2011
• 10.01. - 14.01.2011

Die genauen Termine der einzelnen Übungsgruppen sind:

• G1: Mo, 11:00, A.1-2
• G2: Di, 13:30, A.2-12
• G3: Mo, 11:00, A-2.1
• G4: Di, 13:30, A.1-14
• G5: Mo, 11:00, A.2-12
• G6: Di, 15:15, A.2-12
• G7: Di, 15:15, A.1-14
• G8: Do, 11:00, A.1-1
• G9: Mo, 11:00, A.1-14
• G10: Di, 17:00, A.2-2 (am 10.11. in A.2-12)

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