TU Chemnitz: Fak. für Informatik: Professur Modellierung und Simulation: Vorlesungen
Vorlesungen
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Themenschwerpunkt Modellierung und Simulation |
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Durchführung | WS |
SWS (V/Ü/P) | 2/2/0 |
Vorkenntnisse | Grundkenntnisse der Stochastik; Beherrschen einer höheren Programmiersprache |
Semesterempfehlung | 7. |
Inhalt |
Die Lehrveranstaltung konzentriert sich auf die Entwicklung von Modellen für sogenannte diskrete Prozesse (also Prozesse mit endlicher bzw. abzählbar unendlicher Zustandsmenge, aber stetiger Zeit). Der Focus liegt dabei auf Simulationsmodellen, welche auf Basis einer geeigneten grafischen Darstellung der Interaktionen der Modellelemente (sogenannte Aktivitäten-Diagramme) entwickelt werden. Im einzelnen werden Grundkenntnisse zu folgenden Themenkomplexen vermittelt:
Spezielle Simulationssprachen werden im Themenschwerpunkt nur kurz angesprochen. Für deren praktische Anwendung ist das Praktikum "Diskrete Simulation" vorgesehen. |
Literatur |
wird in der Vorlesung bekanntgegeben |
Links |
Übung, Skript (wird sukzessive freigeschaltet) |
Aktuelles |
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Vorlesungen von Prof. Köchel ( bis WS 2009/2010 )
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Algorithmen und Programmierung |
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Durchführung |
wird nicht mehr angeboten |
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SWS (V/Ü/P) |
4/2/0 |
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Vorkenntnisse |
keine |
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Semesterempfehlung |
1. |
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Inhalt |
Im 1. Teil befasst sich die Vorlesung mit den Fragen "Was ist Informatik?" und "Was ist unter Information und Informationsverarbeitung zu verstehen?". Anschließend wird der zentrale Begriff des Algorithmus intuitiv eingeführt und auf Eigenschaften, Struktur, Beschreibung und formale Darstellung von Algorithmen eingegangen. Schließlich werden das Wesen und die Rolle von Programmiersprachen beim Umgang mit dem Computer erörtert. Der zweite und zugleich umfangreichste Teil ist der imperativen Programmierung gewidmet, wobei systematisch in die strukturierte Programmierung mit Hilfe der Sprache PASCAL eingeführt wird. Als Leitlinie dient dabei die Behandlung der Datentypen. Ergänzend sind Abschnitte zur Softwareentwicklung, zur Technologie des Programmierens, zu formalen Methoden beim Programmentwurf sowie zu speziellen Techniken (Unterprogrammtechnik, Rekursives Programmieren) eingefügt. Konzepte der modularen Programmierung stehen im Mittelpunkt des dritten Teils. Nach Klärung wichtiger Begriffe, wie Modularität, Modul, Geheimnisprinzip, abstrakter Datentyp, bringt es die Unit-Konzept-Erweiterung von Turbo-PASCAL. Auf andere Programmierparadigmen wird in dem abschließenden vierten Teil hingewiesen, wobei zunächst die Hintergründe beleuchtet werden, bevor insbesondere noch Konzepte der objektorientierten Programmierung vorgestellt werden. Schwerpunkte der Übungen sind: Algorithmenentwurf, Programmieren in PASCAL nebst Einführung in die Programmierung, Softwareentwurf. |
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Literatur |
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Links |
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Aktuelles |
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Stochastische Modelle und Leistungsbewertung komplexer Systeme |
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Durchführung |
wird nicht mehr angeboten |
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SWS (V/Ü/P) |
2/2/0 |
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Vorkenntnisse |
Vordiplom |
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Semesterempfehlung |
5. oder 7. |
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Inhalt |
Die Lehrveranstaltung vermittelt Grundlagen der Modellierung. Der Zuhörer soll befähigt werden, Fragestellungen bezüglich der Arbeitsweise von stochastischen Systemen erkennen und formulieren zu können. Neben Beispielen aus verschiedenen technischen und ökonomischen Bereichen werden spezielle Anwendungen innerhalb der Informatik betrachtet. Zur Ausgabe und Bewertung von Lösungsvorschlägen ist ausgehend vom Realmodell und dem Untersuchungsziel, ein mathematisches Modell zu konstruieren und zu analysieren. Schließlich sind die erzielten Analyseergebnisse zu interpretieren. Detailliert werden MARKOVsche Ketten mit diskreter und mit stetiger Zeit, allgemeine Bedienmodelle, offene und geschlossene Bediennetze sowie Modelle für Rechnersysteme behandelt. |
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Literatur |
wird in der Vorlesung bekanntgegeben |
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Links |
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Aktuelles |
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Diskrete Simulation |
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Durchführung |
nicht mehr angeboten |
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SWS (V/Ü/P) |
2/2/0 |
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Vorkenntnisse |
Vordiplom |
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Semesterempfehlung |
6. oder 8. |
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Inhalt |
In Ergänzung und Fortsetzung zur Vorlesung "Stochastische Modelle und Leistungsbewertung komplexer Systeme" werden hier Fragen der Theorie und der Anwendung der diskreten Simulation als informatikspezifisches Mittel zum Problemlösen behandelt. Verbal mit vielen Freiheitsgraden formulierte Aufgabenstellungen sollen das Verständnis und die Beschäftigung mit dem Stoff fördern. Es erfolgt eine Einführung in Algorithmen und Datenstrukturen der diskreten Simulation. Statistische Fragestellungen bezüglich Planung und Durchführung von Simulationsexperimenten werden behandelt. Die Lehrveranstaltung vermittelt Grundkenntnisse zu folgenden Themenkomplexen:
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Literatur |
wird in der Vorlesung bekanntgegeben |
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Links |
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Aktuelles |
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Evolutionäre Optimierung: Anwendung von Genetischen Algorithmen und Evolutionsstrategien |
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Durchführung |
wird nicht mehr angeboten |
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SWS (V/Ü/P) |
2/0/0 |
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Vorkenntnisse |
Vordiplom |
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Semesterempfehlung |
5. oder 7. |
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Inhalt |
Konstruktion und Untersuchung von Optimierungsverfahren, die sich an der biologischen Evolution orientieren, führten zur Entwicklung eines höchst aktuellen Forschungsgebietes an der Schnittstelle zwischen Informatik und Mathematik - der Evolutionären Optimierung (EO). Die Vorlesung führt in die theoretischen und methodischen Grundlagen der EO ein. Spezielles Augenmerk wird auf die Anwendung der EO vorwiegend auf Management-Probleme, die mit klassischen Optimierungsverfahren nicht oder nur sehr schwer zu lösen sind, gerichtet. Beispiele aus den Bereichen des optimalen Einsatzes verteilter Ressourcen, der Fabrikplanung und der Steuerung von Fertigungsprozessen werden behandelt. Dabei besteht die Möglichkeit, in drei Übungseinheiten selbstständig mit evolutionären Algorithmen zu experimentieren. |
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Literatur |
wird in der Vorlesung bekanntgegeben |
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Links |
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Aktuelles |
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Stochastische Entscheidungsprozesse |
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Durchführung |
wird nicht mehr angeboten |
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SWS (V/Ü/P) |
2/2/0 |
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Vorkenntnisse |
Vordiplom |
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Semesterempfehlung |
6. oder 8. |
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Inhalt |
Im Rahmen dieser Vorlesung wird der Zuhörer in die Theorie der Stochastischen dynamischen Entscheidungsmodelle und ihre Anwendung zur Lösung mehrstufiger Entscheidungsprobleme aus den Bereichen der Wirtschaft, Informatik, Biologie, Umwelt und anderen eingeführt. Verschiedene Lösungsalgorithmen werden besprochen und bezüglich ihrer rechentechnischen Implementierung diskutiert. Die Darlegungen gehen von einer applikativen Orientierung aus, um so eindrucksvoller die Entwicklung neuer Begriffe und Verfahren zu motivieren. Großes Augenmerk ist auf die Modellierung konkreter Entscheidungssituationen und die Interpretation der theoretischen Lösungen gerichtet. Anhand praktischer Beispiele wird in den Übungen die Effizienz der Verfahren zur Ermittlung optimaler bzw. suboptimaler Strategien untersucht. |
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Literatur |
wird in der Vorlesung bekanntgegeben |
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Links |
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Aktuelles |
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Mathematische Modelle für diskrete Fertigungssysteme |
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Durchführung |
wird nicht mehr angeboten |
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SWS (V/Ü/P) |
2/0/0 |
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Vorkenntnisse |
Vordiplom |
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Semesterempfehlung |
6. oder 8. |
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Inhalt |
Die Vorlesung wendet sich gleichermaßen an Informatiker wie Ingenieurstudenten. An den Schnittstellen zwischen Informatik, Operations Research und Produktionswirtschaft sind entscheidende Entwicklungen hinsichtlich einer Automatisierung des Fertigungsmanagements zu erwarten. Die Vorlesung dient einer Einführung in die Problematik einerseits und der Förderung interdisziplinärer Arbeit andererseits. Speziell werden Grundlagen von Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen, eine Auswahl mathematischer (analytischer und simulativer) Modelle und Algorithmen sowie Hintergründe zu entsprechender Simulationssoftware vermittelt. |
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Literatur |
wird in der Vorlesung bekanntgegeben |
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Links |
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Aktuelles |
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