inf335 - Strategy Synthesis (Vollständige Modulbeschreibung)

inf335 - Strategy Synthesis (Vollständige Modulbeschreibung)

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Modulbezeichnung Strategy Synthesis
Modulkürzel inf335
Kreditpunkte 6.0 KP
Workload 180 h
Einrichtungsverzeichnis Department für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls
  • Master Engineering of Socio-Technical Systems (Master) > Embedded Brain Computer Interaction
  • Master Informatik (Master) > Technische Informatik
Zuständige Personen
  • Lehrenden, Die im Modul (Modulverantwortung)
  • Lehrenden, Die im Modul (Prüfungsberechtigt)
Teilnahmevoraussetzungen
Keine Teilnehmervoraussetzungen
Kompetenzziele

Fachkompetenzen
Die Studierenden

  • verstehen die Konzepte offener, reaktiver Systeme und können deren Relevanz erläutern
  • können ein formales Modell offener, reaktiver Systeme und deren Relevanz für den Systementwurf darstellen
  • verstehen das Konzept der Weltmodelle als interne Repräsentation einer Systemumgebung
  • können das Konzept der Strategien verstehen und erklären und einen Bezug zum Systementwurf herstellen
  • verstehen die Bedeutung des Informationsflusses in verteilten Systemen
  • verstehen die Bedeutung der Wahl der Peripherie von Weltmodellen
  • können Systemanforderungen in zeitlicher Logik formalisieren
  • verstehen die Bedeutung von Annahmen für den Systementwurf
Methodenkompetenzen

Die Studierenden

  • Methoden zur Synthese von Gewinnstrategien in geschlossenen Systemen
  • Methoden zur Synthese von reuefreien Strategien in offenen Systemen
  • Methoden zur Bestimmung des Perimeters von Weltmodellen
  • Methoden zur kooperativen Strategiesynthese
Sozialkompetenzen

Die Studierenden:

  • arbeiten in Teams
  • lösen komplexer Modellierungs-, Entwurfs- und Syntheseaufgaben in Teams
Selbstkompezenten

Die Studierenden:

  • reflektieren ihr Handeln und beachten den Umfang der Methoden zur Strategiesynthese
Modulinhalte
Das Modul gibt eine Einführung in die Synthese von Regelstrategien für hochautonome Systeme. Wir führen zunächst in die klassische Spieltheorie ein und stellen Algorithmen zur Synthese von Strategien für reaktive Systeme vor. Wir erweitern dies auf offene Systeme und analysieren die Bedingungen, unter denen die Synthese für verteilte Systeme entscheidbar ist. Wir führen reuefreie Strategien ein und stellen kompositionelle Ansätze zur Synthese reuefreier Strategien vor. Wir analysieren, unter welchen Bedingungen Weltmodelle optimale reuefreie Strategien zulassen. Wir stellen Algorithmen zur Berechnung der schwächsten Annahmen über die Systemumgebungen bereit, unter denen gewinnende Strategien existieren. Wir erweitern dies auf die kooperative Strategiesynthese, bei der mehrere Spieler zusammenarbeiten, um gemeinsam die Systemziele zu erreichen. Wir veranschaulichen diese Konzepte mit Beispielen aus dem autonomen Fahren.
Literaturempfehlungen
Empfohlene Lektüre:
  • Werner Damm and Bernd Finkbeiner. Automatic compositional synthesis of distributed systems. In Cliff Jones, Pekka Pihlajasaari, and Jun Sun, editors, FM 2014: Formal Methods, volume 8442 of Lecture Notes in Computer Science, pages 179-193. Springer International Publishing, 2014.
  • Bernd Finkbeiner and Leander Tentrup. Detecting unrealizable specifications of distributed systems. In Erika Ábrahám and Klaus Havelund, editors, Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems - 20th International Conference, TACAS 2014, Held as Part of the European Joint Conferences on Theory and Practice of Software, ETAPS 2014, Grenoble, France, April 5-13, 2014. Proceedings, volume 8413 of Lecture Notes in Computer Science, pages 78-92. Springer, 2014.
  • Rayna Dimitrova and Bernd Finkbeiner. Counterexample-guided synthesis of observation predicates. In Marcin Jurdzinski and Dejan Nickovic, editors, Formal Modeling and Analysis of Timed Systems - 10th International Conference, FORMATS 2012, London, UK, September 18-20, 2012. Proceedings, volume 7595 of Lecture Notes in Computer Science, pages 107-122. Springer, 2012.
  • Werner Damm and Bernd Finkbeiner. Does it pay to extend the perimeter of a world model?. In Michael Butler and Wolfram Schulte, editors, Proceedings of the 17th International Symposium on Formal Methods, volume 6664 of Lecture Notes in Computer Science, pages 12-26. Springer-Verlag, June 2011.
  • Bernd Finkbeiner and Sven Schewe. Coordination logic. In Anuj Dawar and Helmut Veith, editors, Computer Science Logic, 24th International Workshop, CSL 2010, 19th Annual Conference of the European Association for Computer Science Logic (EACSL), Brno, Czech Republic, August 23-27, 2010. Proceedings, volume 6247 of Lecture Notes in Computer Science (LNCS), pages 305-319. Springer-Verlag, 2010.
Links
Unterrichtssprache Englisch
Dauer in Semestern 1 Semester
Angebotsrhythmus Modul jährlich
Aufnahmekapazität Modul unbegrenzt
Lehr-/Lernform 1VL + 1Ü
Vorkenntnisse keine
Lehrveranstaltungsform Kommentar SWS Angebotsrhythmus Workload Präsenz
Vorlesung 2 SoSe oder WiSe 28
Übung 2 SoSe oder WiSe 28
Präsenzzeit Modul insgesamt 56 h
Prüfung Prüfungszeiten Prüfungsform
Gesamtmodul
Am Ende der Vorlesungszeit
Klausur oder mündliche Prüfung