inf454 - Kommunizierende und mobile Systeme (Vollständige Modulbeschreibung)

inf454 - Kommunizierende und mobile Systeme (Vollständige Modulbeschreibung)

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Modulbezeichnung Kommunizierende und mobile Systeme
Modulkürzel inf454
Kreditpunkte 6.0 KP
Workload 180 h
Einrichtungsverzeichnis Department für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls
  • Master Engineering of Socio-Technical Systems (Master) > Systems Engineering
  • Master Informatik (Master) > Theoretische Informatik
Zuständige Personen
  • Olderog, Ernst-Rüdiger (Modulverantwortung)
  • Lehrenden, Die im Modul (Prüfungsberechtigt)
Teilnahmevoraussetzungen

Keine Teilnehmervoraussetzungen

Kompetenzziele

Einführung in Milners Kalkül der kommunizierenden Systeme (CCS) und den pi-Kalkül.
Fachkompetenzen
Die Studierenden:

  • kennen die Theorie der operationellen Semantik von CCS und des pi-Kalküls
  • führen Äquivalenzbeweise mittels Simulationen und Bisimulationen
  • spezifizieren kommunizierende und mobile Systeme mit CCS und dem pi-Kalkül

Methodenkompetenzen
Die Studierenden:

  • lernen unterschiedliche Sichtweisen von Mobilität kennen
  • erkennen Äquivalenzen als formales Mittel für Systemkorrektheit

Sozialkompetenzen
Die Studierenden:

  • arbeiten in kleinen Gruppen an Lösungen von Aufgaben
  • präsentieren Lösungen von Aufgaben vor Gruppen

Selbstkompetenzen
Die Studierenden:

  • erlernen Ausdauer bei der Bearbeitung schwieriger Aufgaben
  • erlernen Präzision bei der Spezifikation von Problemen
Modulinhalte

Kommunikation ist ein grundlegendes Konzept in der Informatik, das sowohl zwischen einzelnen Computern in einem Netzwerk als auch zwischen Komponenten innerhalb eines Computers auftreten kann. Im Mittelpunkt der Vorlesung steht Robin Milners pi-Kalkül, der eine neuartige Modellierung von Kommunikation ermöglicht, die den Ort der Kommunikation berücksichtigt. Mit dem π-Kalkül lässt sich die Veränderung von Daten in einem Computer ebenso beschreiben wie das Versenden von Nachrichten oder gar Programmen über ein Netzwerk wie das Internet. Es können auch Netzwerke beschrieben werden, die sich rekonfigurieren. Dieses wird am Beispiel von Mobiltelefonen, Schedulern, Verkaufsautomaten, Datenstrukturen, Kommunikationsprotokollen und Objekten der objekt-orientierten Programmierung gezeigt. Hinter diesen Anwendungen steht die Theorie des pi-Kalküls, die auf einer operationellen Semantik und einem Äquivalenzbegriff von Verhalten beruht. In der Vorlesung wird diese Theorie schrittweise erklärt.
Themen: 

  • unterschiedliche Sichtweisen auf Mobilität
  • Transitionssysteme mit Simulationen und Bisimulationen
  • Milners Calculus of Communicating Systems (CCS) und Milners pi-Kalkül für mobile Systeme, jeweils mit operationeller Semantik, struktureller Kongruenz, starker Äquivalenz und Beobachtungsäquivalenz, Zusammenhängen zwischen Reaktionen und Transitionen, Lösbarkeit rekursiver Gleichungen
  • formale Spezifikation von Beispielen kommunizierender und mobiler Systeme mit CCS und dem pi-Kalkül
  • Beweis von starker Äquivalenz und Beobachtungsäquivalenz vorgegebener Prozesse
  • Spezifikation von dynamischen Datenstrukturen im pi-Kalkül
Literaturempfehlungen
  • Robin Milner. Communicating and Mobile Systems: The pi-calculus. Cambridge University Press, 1999.
  • Robin Milner. Communication and Concurrency. Prentice Hall, 1989.
  • D. Sangiorgi and D. Walker. The pi-calculus: A Theory of Mobile Systems. Cambridge University Press, 2001.
Links
Unterrichtsprachen Deutsch, Englisch
Dauer in Semestern 1 Semester
Angebotsrhythmus Modul unregelmäßig
Aufnahmekapazität Modul unbegrenzt
Lehr-/Lernform V + Ü
Vorkenntnisse Theoretische Informatik II
Lehrveranstaltungsform Kommentar SWS Angebotsrhythmus Workload Präsenz
Vorlesung 3 WiSe 42
Übung 1 WiSe 14
Präsenzzeit Modul insgesamt 56 h
Prüfung Prüfungszeiten Prüfungsform
Gesamtmodul

am Ende der Vorlesungszeit

Fachpraktische Übungen und Klausur oder Fachpraktische Übungen und mündliche Prüfung.