Universität Duisburg-Essen Institut für Informatik und Wirtschatsinformatik

Lehrerfortbildung

Bis auf Weiteres bieten wir keine Kurse zur Lehrerfortbildung an. Anregungen und Anfragen sind willkommen.

Lehrerfortbildung im WS 2010/11

 
Mittwoch, 3.11.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Eine F├╝hrung durch den Automaten-Zoo
Prof. Dr. Bruno M├╝ller-Clostermann

Mittwoch, 10.11.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Einf├╝hrung in die Java-Programmierung, Teil 1
Prof. Dr. Klaus Echtle

Mittwoch, 17.11.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Einf├╝hrung in die Java-Programmierung, Teil 2
Prof. Dr. Klaus Echtle

Mittwoch, 24.11.2010, 16-19 Uhr, SA 202 (Sch├╝tzenbahn 70, Altbau)
Software Engineering am Beispiel von Lego Mindstorms
Dr. Kim Lauenroth

Mittwoch, 01.12.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Definition und Konstruktion von Formalen Sprachen mit Automaten, Grammatiken und Java
Dr. Stefan Hanenberg

Mittwoch, 8.12.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Modellieren und Analysieren mit Petri-Netzen
Prof. Dr. Bruno M├╝ller-Clostermann

 

Ort: Universit├Ąt Duisburg-Essen, Campus Essen, Sch├╝tzenbahn 70, Raum SH 403 und SA 126, Institut f├╝r Informatik und Wirtschaftsinformatik

Die Kurse sind aufeinander abgestimmt, k├Ânnen aber auch einzeln besucht werden. Die Teilnahme wird durch ein Zertifikat bescheinigt. Alle Teilnehmer erhalten die Kursmaterialen kostenlos. Es wird keine Teilnahmegeb├╝hr erhoben.   

Anmeldung: Die Anmeldung erfolgt formlos unter Angabe des gew├╝nschten Kurses, Ihrer Adresse und Ihrer Schule. Senden Sie Ihre Angaben an weiterbildung@cs.uni-due.de, (notfalls auch per Fax, Briefpost, Telefon). Anmeldeschluss ist jeweils 10 Tage vor dem Kurstermin.

Kontakt:
Prof. Dr. Klaus Echtle
Tel.:         0201 183 2352
Fax:         0201 183 4573
E-Mail:     echtle@dc.uni-due.de
Web:       dc.icb.uni-due.de/Echtle/all/

Postanschrift: Sch├╝tzenbahn 70, 45117 Essen

Die Dozenten

Prof. Dr. Klaus Echtle
Fachgebiet: Verl├Ąsslichkeit von Rechensystemen
http://dc.icb.uni-due.de/

Dr. Stefan Hanenberg
Mitarbeiter im Fachgebiet Datenverwaltungssysteme und Wissensrepr├Ąsentation (Prof. Unland)
http://www.dawis.wiwi..uni-due.de/ -> Team, bzw. http://www.dawis.wiwi.uni-due.de/team/stefan-hanenberg

Dr. Kim Lauenroth
Mitarbeiter im Fachgebiet Software Systems Engineering (Prof. Pohl)
http://www.sse.uni-due.de/ -> Team, bzw. http://www.sse.uni-due.de/wms/de/index.php?go=47

Prof. Dr. Bruno M├╝ller-Clostermann
Fachgebiet: Systemmodellierung
http://sysmod.icb.uni-due.de/

Das ICB

Das Institut f├╝r Informatik und Wirtschaftsinformatik (ICB: Institute for Computer Science and Business Information Systems) mit mehr als 100 Wissenschaftlern und Technikern deckt weite Teile der Informatik, der angewandten Informatik bis hin zur Wirtschaftsinformatik ab. Das breite Spektrum in der Forschung spiegelt sich auch in der Lehre: Mit "Angewandte Informatik ÔÇô Systems Engineering" und "Wirtschaftsinformatik", jeweils als Bachelor- und Master-Studiengang, bieten wir den Studierenden ein breites Qualifikationsspektrum. Zudem besteht die M├Âglichkeit, Lehramt Informatik f├╝r Gymnasien und Gesamtschulen zu studieren. http://www.icb.uni-due.de/

Anfahrt mit ├ľffentlichen Verkehrsmitteln
Das Dienstgeb├Ąude der Informatik (Sch├╝tzenbahn 70, 45127 Essen) befindet sich am nord├Âstlichen Rand der Innenstadt (Ecke Sch├╝tzenbahn/Gerlingstra├če). Die Informatik befindet sich im Altbau (SA) sowie im "Hochhaus" (SH) (ein 7-geschossiges Geb├Ąude mit brauner Au├čenverkleidung). 

Vom Hauptbahnhof Essen aus k├Ânnen Sie die Stra├čenbahnen 106 und 107 in n├Ârdlicher Richtung ("Porscheplatz") nehmen. Die Haltestelle (2. Haltepunkt) hei├čt "Viehofer Platz". Nehmen Sie den Ausgang in Fahrtrichtung und wenden Sie sich nach links. Wenn Sie aus Richtung Berliner Platz anreisen, bitte an der n├Ąchsten Haltestelle ÔÇ×Rheinischer PlatzÔÇť aussteigen und auch hier den Ausgang in Fahrtrichtung nehmen.

Anfahrt mit dem PKW
Falls Sie von Osten ├╝ber die A40 anreisen, nehmen Sie die Ausfahrt Essen-Frillendorf, dann die Frillendorferstra├če bis zur 2. Ampel (Kreuzung), dann rechts in die Burggrafenstra├če, dann 2. Ampel links in die Gerlingstra├če, nach der 2. Ampel sehen Sie auf der rechten Seite die Sch├╝tzenbahn 70 (Hochhaus und Altbau).

Bei Anfahrt von Westen ├╝ber die A40 k├Ânnen Sie bereits die Ausfahrt Essen-Zentrum (Ost) benutzen. Folgen Sie der Stra├če in Richtung Universit├Ąt. Das Geb├Ąude Sch├╝tzenbahn 70 befindet sich nach etwa 1 km an der Kreuzung hinter der Fu├čg├Ąngerbr├╝cke.

Bei Anfahrt ├╝ber die A52 aus Richtung D├╝sseldorf bitte die Abfahrt Essen-S├╝d nehmen und der Beschilderung Universit├Ąt Essen (nicht Universit├Ątsklinikum) folgen. Das Dienstgeb├Ąude Sch├╝tzenbahn 70 liegt kurz nachdem Sie das Essener Rathaus (ca. 22 Geschosse) passiert haben auf der rechten Seite.

Inhalte der Veranstaltungen  

Mittwoch, 3.11.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Eine F├╝hrung durch den Automaten-Zoo
Prof. Dr. Bruno M├╝ller-Clostermann 

Automaten und automatenbasierte Techniken sind in der Informatik nahezu allgegenw├Ąrtig. Im Lauf der Informatik-Evolution haben sich insbesondere Endliche Automaten als eine variantenreiche und robuste Spezies au├čerdordentlich bew├Ąhrt. Die Teilnehmer an der F├╝hrung werden zun├Ąchst mit den Urahnen der endlichen Automaten vertraut gemacht (Mealy- und Moore-Automaten). Sehr nahe Verwandte sind die Nicht-Deterministischen Automaten, die ihre N├╝tzlichkeit im Bereich der formalen Sprachen (sog. Typ-3 Sprachen in der Chomsky-Hierrarchie) bewiesen haben. Danach geht es weiter zu den Automatennetzen, die mit Hilfe von synchroner oder asynchroner Kopplung, im Bereich der Spezifikation und Validation von Kommunikationsprotokollen Anwendung finden.

Selbstverst├Ąndlich finden sich im Automaten-Stammbaum auch starke Seiten├Ąste in Form der sog. zeitbehafteten Automaten, welche sich zur Modellierung von Echtzeitsystemen oder interaktive Systemen anbieten. In diesem Zusammenhang sind auch die stochastischen Automaten und speziell die Markovschen Automaten (alias Markovkette) einen kurzen Besuch wert. Schlie├člich werfen wir noch einen Blick auf die zellul├Ąren Automaten und ihre Einteilung in die ber├╝hmten Wolfram-Klassen I-IV.  

Insgesamt betrachten wir folgende Varianten von Endlichen Automaten:

  • Mealy Automaten: Endliche Automaten mit Ausgabe
  • Moore Automaten: Endliche Automaten ohne Ausgabe
  • Deterministische und  Nicht-Deterministische Automaten als Akzeptoren
  • Gekoppelte Automaten (Automatenetze) mit synchroner und asynchroner Kopplung
  • Stochastische Automaten
  • Zeitbehaftete Automaten (Timed Automata)
  • Zellul├Ąre Automaten (bekannt vom ÔÇ×Game of LifeÔÇť) 

Teilnehmerzahl: 6-18, Vorkenntnisse: keine
Dauer: 1 Termin mit 180 Minuten

 

Mittwoch, 10.11.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Mittwoch, 17.11.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Einf├╝hrung in die Java-Programmierung
Prof. Dr. Klaus Echtle

In Schulen wird zunehmend die objektorientierte Programmiersprache Java eingesetzt. Dieser Kurs f├╝hrt in die Grundlagen und in die objektorientierten Konzepte von Java ein. Dabei wird die Lehr-Lern-Umgebung Greenfoot benutzt, die programmierte Objekte anschaulich visualisiert und sich f├╝r die Verwendung im Unterricht gut eignet. Programmbeispiele sind so aufbereitet, dass sie im Unterricht eingesetzt werden k├Ânnen.

Der Kurs richtet sich insbesondere an Teilnehmer/innen, die bereits ├╝ber Grundkenntnisse der Programmierung (in einer anderen Programmiersprache) verf├╝gen.

Themen:

  • Grundlagen der Programmiersprache Java, Datentypen und Anweisungen
  • Klassen und Objekte in Java, Konzept der Vererbung
  • Lehr-Lern-Umgebung Greenfoot
  • Programmbeispiele
  • Ausblick auf weitere Konzepte von Java

Vorkenntnisse: Grundkenntnisse der Programmierung in einer Pro┬şgrammier┬şsprache.

 

Mittwoch, 24.11.2010, 16-19 Uhr, SA 202 (Sch├╝tzenbahn 70, Altbau)
Software Engineering am Beispiel von Lego Mindstorms
Dr. Kim Lauenroth

Das Software Engineering, also die ingenieursm├Ą├čige Konstruktion von Softwaresystemen, ist ein wesentlicher Bestandteil der Informatik. Die landl├Ąufige Meinung ist, dass Software Engineering im Wesentlichen aus Programmiert├Ątigkeiten besteht. Vielmehr das Gegenteil ist der Fall. Das Software Engineering besteht aus vielen weiteren, spannenden Gebieten, die vor allem auch Menschen ansprechen, die nicht besonders programmieraffin sind. Das Lehrziel dieses Kurses besteht darin, den TeilnehmerInnen einen ├ťberblick ├╝ber das gesamte Software Engineering zu geben und ihnen relevante Techniken und Methoden f├╝r die Durchf├╝hrung von Software-Projekten zu vermitteln.

Hierzu gibt dieser Kurs einen ├ťberblick ├╝ber die wesentlichen Phasen des Software Engineering

  • Requirements Engineering: In dieser Phase werden die Anforderungen an das geplante System definiert
  • Design: In dieser Phase wird basierend auf den Anforderungen die Architektur des Systems definiert
  • Impementierung: In dieser Phase wird das System basierend auf Anforderungen und Design realisiert.
  • Test: Ausgehend von den Anforderungen wird in dieser Phase die Qualit├Ąt des erstellten Systems gepr├╝ft

F├╝r jede Phase vermittelt der Kurs Techniken, die einfach und schnell erlernbar sind. Als praktische ├ťbung wird im Rahmen des Kurses in allen Phasen ein einfaches Projekt basierend auf Lego-Mindstorms-Robotern bearbeitet.

 

Mittwoch, 01.12.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Definition und Konstruktion von Formalen Sprachen mit Automaten, Grammatiken und Java
Dr. Stefan Hanenberg

F├╝r den Entwurf und die Implementierung von formalen Sprachen gibt es eine gro├če Bandbreite von formalen Werkzeugen, wie zum Beispiel Automaten, regul├Ąre Ausdr├╝cke oder Grammatiken, als auch von technischen Werkzeugen, wie zum Beispiel AntLR oder JavaCC. Der Kurs gibt einen breiten ├ťberblick in unterschiedliche, auf Java basierende Techniken zur Erstellung von formalen Sprachen und f├╝hrt anhand eines kurzen Projekts in die Entwicklung von formalen Sprachen ein.

Themen:

  • ├ťberblick formale Sprachen
  • Automaten und regul├Ąre Ausdr├╝cke
  • Grammatiken
  • APIs f├╝r regul├Ąre Ausdr├╝cke, Parsergeneratoren

 

Mittwoch, 8.12.2010, 16-19 Uhr, SH 403 (Sch├╝tzenbahn 70, Hochhaus)
Modellieren und Analysieren mit Petri-Netzen
Prof. Dr. Bruno M├╝ller-Clostermann

Petri-Netze dienen der Beschreibung, Visualisierung und Analyse komplexer, nebenl├Ąufiger Systeme. Die Einsatzm├Âglichkeiten von Petri-Netzen umfassen viele Bereiche der Informatik,
z.B. Software-Entwurf f├╝r verteilte und parallele Systeme sowie Korrektheits├╝berpr├╝fung von Kommunikationsprotokollen und der Analyse von Materialfluss- und Produktionssystemen. Petri- Netze k├Ânnen sowohl graphisch als auch mit mathematischen Methoden beschrieben und analysiert werden. Man kann also zwischen der intuitiv verst├Ąndlichen, graphischen Darstellung
und der formal pr├Ązisen Darstellung nach Belieben wechseln. Der Kurs gibt eine Einf├╝hrung in Modellwelt und Anwendungsbereiche von Petri-Netzen. Neben den Grundlagen werden typische
Beispiele vorgestellt und diskutiert. Praktische ├ťbungen unter Einsatz eines frei verf├╝gbaren Softwarewerkzeugs f├╝r Petri-Netze umfassen die Konstruktion und Analyse von eigenen Petri-
Netzen, wobei stochastische Petri-Netze einen besonderen Schwerpunkt bilden.Themen:

Themen:

  • Statik und Dynamik von Stellen/Transitionsnetzen
  • lassische Modelle: Leser/Schreiber, Produzent/Konsument
  • Eigenschaften von Petri-Netzen, Analysetechniken: Markenspiel, Erreichbarkeitsanalyse
  • Modellieren mit Stochastischen Petri-Netzen

Teilnehmerzahl: 6-12, Vorkenntnisse: keine
Dauer: 1 Termin mit 2*90 Minuten (16-20 Uhr)

 

Anhang: Zentralabi-Information (Auszug aus Vorgaben Abitur 2010 - Informatik)
http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/abitur-gost/fach.php?fach=15

 

2. Verbindliche Unterrichtsinhalte im Fach Informatik f├╝r das Abitur 2010
ÔÇŽ.
Auf der Grundlage der Obligatorik des Lehrplans Informatik werden in den Aufgaben der schriftlichen Abiturpr├╝fung im Jahr 2010 die folgenden Unterrichtsinhalte vorausgesetzt.

M├Âgliche Kombinationen von inhaltlichen Schwerpunkten sind der u. a. Tabelle zu entnehmen. Selbstverst├Ąndlich k├Ânnen ├╝ber die Obligatorik hinaus, insbesondere um eine gr├Â├čere Auswahl bei der Zusammenstellung der Abiturklausur zu haben, weitere inhaltliche Schwerpunkte im Unterricht behandelt werden.

2.1 Inhaltliche Schwerpunkte
I. Grundlegende Modellierungswerkzeuge und Modellierungstechniken als zielgerichtetes Vereinfachen und strukturiertes Darstellen von Ausschnitten der Wirklichkeit
I.1 Grundprinzip des objektorientierten Modellierens
I.2 Modellieren von Datenbanken mit dem Entity-Relationship Modell
I.3 Modellieren von Netzwerkanwendungen 

II. Strukturen
II.0 Grundlegende Programmstrukturen und Algorithmen

  • Sortier- und Suchalgorithmen auf Arrays

    • Sortieren durch direktes Einf├╝gen
    • Sortieren durch direktes Ausw├Ąhlen
    • Quicksort (nur Leistungskurs)

  • Lineare SucheBin├Ąre SucheRekursion

II.1 Datenstrukturen

  • Lineare Strukturen mit den Akzenten

    • Schlange und Stapel

      • Anwendung der Standardoperationen
      • Implementation der Standardoperationen

        • Lineare Liste

      • Anwendung der Standardoperationen

  • Baumstrukturen mit den Akzenten

    • Bin├Ąrbaum

      • Anwendung der Standardoperationen
      • Traversierungsalgorithmen

    • Geordneter Baum als Spezialfall des Bin├Ąrbaums

      • Anwendung der Standardoperationen
      • Implementation von insertItem und searchItem (nur Leistungskurs)

  • Graphen (nur Leistungskurs) mit dem Akzent

    • Ungerichteter gewichteter Graph

      • Anwendung der Standardoperationen
      • Suche des k├╝rzesten Weges zwischen zwei Knoten: Backtracking, Dijkstra-Algorithmus

II.2 Datenbankstrukturen ÔÇô Relationale Datenbanken

  • Normalisierung: ├ťberf├╝hrung einer Datenbank in die 1. bis 3. Normalform
  • Realisierung in einem Datenbanksystem
  • Relationenalgebra (Selektion, Projektion, Join)
  • SQL-Abfragen ├╝ber einen und mehrere verkn├╝pfte Tabellen
  • Kryptologie

    • Symmetrische Verschl├╝sselungsverfahren (C├Ąsar, Vigen├ęre)
    • Asymmetrische Verschl├╝sselungsverfahren (RSA)

  • Datenschutzaspekte

II.3 Client-Server-Strukturen

  • Schichtenmodell: TCP/IP-Referenzmodell
  • Protokolle: TCP/IP, http, Mail-Protokolle
  • Client-Anwendungen (z. B. Time-Client oder E-mail-Client)
  • Client-Server-Anwendungen (z.B. Chat-Programm oder Netzwerk-Spiel) 

III. Endliche Automaten und formale Sprachen

  • Darstellung von deterministischen endlichen Automaten als Graph und als Tabelle
  • Akzeptor als spezielle Form des endlichen Automaten
  • Formale Sprachen: Regul├Ąre Sprachen
  • Entwicklung eines Parsers f├╝r eine einfache formale Sprache (nur Leistungskurs) 

IV. Stufen zwischen Hardware und Software

  • Funktionsmerkmale eines Prozessors
  • Bin├Ąre Codierung von Zeichen und Zahlen
  • Transformationen auf eine maschinenorientierte Ebene mit den Akzenten

    • Zuweisungen: Transport- und arithmetische Befehle
    • Verzweigungen und Schleifen: bedingte und unbedingte Sprungbefehle
    • Prozeduren - auch rekursiv - mit Parametern auf einer maschinenorientierten Ebene: Stapel (nur Leistungskurs)

2.2 Medien/Materialien
Die vorgelegten Materialien werden, soweit es die Syntax betrifft, sowohl in Delphi als auch in Java formuliert. F├╝r den fachlichen Schwerpunkt II.1 sind die als Fachliche Hinweise auf dem NRW-Bildungsserver (www.learnline.nrw.de) ver├Âffentlichten Klassendokumentationen der Klassen Queue, Stack, List, BinTree, Item, OrderedTree und zus├Ątzlich f├╝r den Leistungskurs GraphNode, Edge und Graph Bestandteil der Vorgaben und m├╝ssen im Unterricht behandelt werden. F├╝r den fachlichen Schwerpunkt II.3 sind die Klassen Connection, Client und Server Bestandteil der Vorgaben und m├╝ssen im Unterricht behandelt werden.

R├╝ckblick

Programm der Lehrerfortbildung vom SS 2009 als PDF

Programm der Lehrerfortbildung vom WS 2008/09 als PDF.

Programm der Lehrerfortbildung vom SS 2008 als PDF.