inf300 - Hybride Systeme (Veranstaltungsübersicht)

inf300 - Hybride Systeme (Veranstaltungsübersicht)

Department für Informatik 6 KP
Modulteile Semesterveranstaltungen Sommersemester 2023 Prüfungsleistung
Vorlesung
  • Kein Zugang 2.01.300 - Hybride Systeme Lehrende anzeigen
    • Janis Kröger, M. Sc.
    • Prof. Dr. Martin Georg Fränzle
    • Paul Kröger

    Dienstag: 14:15 - 15:45, wöchentlich (ab 11.04.2023), Ort: V03 0-M017
    Freitag: 08:15 - 09:45, wöchentlich (ab 14.04.2023), Ort: V04 1-146

    Eingebettete Computersysteme stehen in ständiger Interaktion mit ihrer Umgebung, welche oftmals zustands- und zeitkontinuierliche Komponenten enthält. Damit entstehen komplexe Interaktionen zwischen diskreten Berechnungs- und Entscheidungsvorgängen einerseits und kontinuierlichen Prozessen andererseits, welche weder mit den Mitteln der kontinuierlichen noch mit den Mitteln der diskreten Mathematik analysierbar sind. Insofern wird für die Analyse dieser technisch wichtigen Klasse computerbasierter Systeme eine eigenständige Theorie wie auch Entwurfsmethodik benötigt, in die diese VL einführen möchte: Die Theorie der hybrid diskret-kontinuierlichen Systeme. Die vorlesungsbegleitende Bearbeitung eines Semesterprojekts mit aktuellen Entwurfs- und Verifikationswerkzeugen dient der Vertiefung des Vorlesungsstoffs.

Übung
  • Kein Zugang 2.01.300 - Hybride Systeme Lehrende anzeigen
    • Janis Kröger, M. Sc.
    • Prof. Dr. Martin Georg Fränzle
    • Paul Kröger

    Dienstag: 14:15 - 15:45, wöchentlich (ab 11.04.2023), Ort: V03 0-M017
    Freitag: 08:15 - 09:45, wöchentlich (ab 14.04.2023), Ort: V04 1-146

    Eingebettete Computersysteme stehen in ständiger Interaktion mit ihrer Umgebung, welche oftmals zustands- und zeitkontinuierliche Komponenten enthält. Damit entstehen komplexe Interaktionen zwischen diskreten Berechnungs- und Entscheidungsvorgängen einerseits und kontinuierlichen Prozessen andererseits, welche weder mit den Mitteln der kontinuierlichen noch mit den Mitteln der diskreten Mathematik analysierbar sind. Insofern wird für die Analyse dieser technisch wichtigen Klasse computerbasierter Systeme eine eigenständige Theorie wie auch Entwurfsmethodik benötigt, in die diese VL einführen möchte: Die Theorie der hybrid diskret-kontinuierlichen Systeme. Die vorlesungsbegleitende Bearbeitung eines Semesterprojekts mit aktuellen Entwurfs- und Verifikationswerkzeugen dient der Vertiefung des Vorlesungsstoffs.

Hinweise zum Modul
Teilnahmevoraussetzungen
Prüfungszeiten
Ende der Vorlesungszeit
Prüfungsleistung Modul
Projekt
Kompetenzziele
Das Modul vermittelt Grundlagen sowie aktuelle Techniken der Mathematischen Modellierung und der Analyse hybrid diskret-kontinuierlicher Systeme, wie sie durch Einbettung digitaler Systeme in eine physische Umgebung entstehen. Die Studierenden erwerben in dem Modul mithin Kompetenzen, die für das Verständnis und die Entwicklung cyber-physischer Systeme zentral sind.

Fachkompetenzen
Die Studierenden:
  • charakterisieren die einschlägigen formalen Systemmodelle cyber-physischer Syteme: Hybride Automaten, hybride symbolische Transitionssysteme
  • benennen domänentypische Systemanforderungen: Sicherheit im Sinne von "safety", Stabilisierungsbegriffe, Robustheit
  • benennen entsprechende Analysemethoden: symbolische Zustandsexploration, Abstraktion und Abstraktionsverfeinerung, generalisierte Lyapunov-Methoden - gehen mit computerunterstützten State-of-the-Art Analysewerkzeugen um
  • wählen und setzen adäquate Modellierungs- und Analysemethoden für konkrete Anwendungsszenarien ein
  • wenden Methoden zur Reduktion großer Zustandsräume und Abstraktionen zur Behandlung zustandsunendlicher Systeme an
  • kennen die den Industrie-Standard darstellenden Modellierungswerkzeuge und können sie anwenden
Methodenkompetenzen
Die Studierenden:
  • modellieren semiformal heterogene dynamische Systeme mit industriellen Entwurfswerkzeugen, insbes. mit Simulink/Stateflow
  • übertragen die erlernten Modellierungs- und Analysetechniken auf andere heterogene Systemdomänen, bspw. soziotechnische Systeme
Sozialkompetenzen
Die Studierenden:
  • arbeiten in Teams
  • lösen komplexe Modellierungs-, Entwicklungs- und Analyseaufgaben im Team
Selbstkompetenzen
Die Studierenden:
  • reflektieren ihr Vorgehen und erkennen die Grenzen der erlernten Methoden hybrider Systeme