Studien- und Prüfungsordnung für den Bachelorstudiengang Informatik des Fachbereichs Mathematik und Informatik der Freien Universität Berlin

Modul: Algorithmen, Datenstrukturen und Datenabstraktion
Hochschule/Fachbereich/Institut: Freie Universität Berlin / Mathematik und Informatik / Informatik
Modulverantwortlicher: Dozentin oder Dozent des Moduls
Zugangsvoraussetzungen: Keine
Qualifikationsziele: Studentinnen und Studenten können die Grundbegriffe der Algorithmik definieren, wissen, was ein Abstrakter Datentyp ist, kennen die wichtigsten davon (z. B., Prioritätswarteschlange, Wörterbuch, Graph) sowie Datenstrukturen zu deren Implementierung, wie z. B. Heaps, Suchbäume oder Hashing und können diese geeignet auswählen und einsetzen. Sie können die Korrektheit von Algorithmen nachweisen und die asymptotische Laufzeit von Algorithmen bestimmen.
Inhalte: Ausgangspunkt ist das Geheimnisprinzip und seine Bedeutung für die Strukturierung von Programmen und die Konstruktion von Datenobjekten mittels Klassen. Eine zentrale Rolle bei der Modellierung von Daten spielt der Begriff der Datenabstraktion, verbunden mit der Unterscheidung zwischen Spezifikation und Implementierung abstrakter Datenobjekte und Datentypen. Listen, Schlangen, Keller, Bäume, Sortierverfahren (Mergesort, Quicksort, u. a.), Auswahlverfahren, Sortierverfahren, ADTs Prioritätswarteschlange und Wörterbuch und zugehörige Datenstrukturen (Heaps, Hashing, binäre Suchbäume, B-Bäume u.a.), Algorithmen auf Graphen: Breiten- und Tiefensuche, topologisches Sortieren, minimale Spannbäume, kürzeste Wege, Algorithmen für Mengen von Zeichenketten. Lösungsstrategien: Teile und Herrsche, dynamische Programmierung, Auswählen und Abschneiden.
Lehr- und Lernformen	Präsenzstudium (Semesterwochen-stunden = SWS)	Formen aktiver Teilnahme	Arbeitsaufwand (Stunden)
Vorlesung	4	schriftliche Bearbeitung der Übungsblätter zwei mündliche Präsentationen der Lösung jeweils einer Übungsaufgabe in der Übung	Präsenzzeit V Vor- und Nachbereitung V Präsenzzeit Ü Vor- und Nachbereitung Ü Prüfungsvorbereitung und Prüfung			60 30 30 120 30
Übung	2
Modulprüfung		Klausur (120 Minuten )
Veranstaltungssprache		Deutsch
Pflicht zur regelmäßigen Teilnahme		Vorlesung wird empfohlen, Übung ja
Arbeitsaufwand insgesamt		270 Stunden			9 LP
Dauer des Moduls		ein Semester
Häufigkeit des Angebots		jedes Wintersemester
Verwendbarkeit		Bachelorstudiengang Informatik, Bachelorstudiengang Informatik für das Lehramt

Modul: Nichtsequentielle Programmierung
Hochschule/Fachbereich/Institut: Freie Universität Berlin / Mathematik und Informatik / Informatik
Modulverantwortlicher: Dozentin oder Dozent des Moduls
Zugangsvoraussetzungen: Imperative und Objektorientierte Programmierung und Rechnerarchitektur
Qualifikationsziele: Die Studentinnen und Studenten verstehen die Grundbegriffe der nichtsequentiellen Programmierung mit gemeinsamen Speicher und Nachrichtenaustausch. Sie können nichtsequentielle Programme mit Prozessen/Threads/aktiven Objekten geeignet strukturieren und durch geeignete Synchronisationsverfahren unerwünschte nichtdeterministische Effekte sowie Verklemmungen vermeiden. Sie kennen und verstehen Sicherheitsrisiken, die in nichtsequentiellen Programmen entstehen können und können Methoden einsetzen, diese zu vermeiden. Sie können Eigenschaften von Prozessen und Threads formal spezifizieren und diese exemplarisch verifizieren. Die Studentinnen und Studenten können relevante Interaktionsparadigmen wie Client/Server und Peer-to-Peer unterscheiden und eigene Anwendungen nach diesen Paradigmen geeignet einordnen und verteilte Systeme auf der Basis von Interprozesskommunikation und Fernaufrufen konstruieren. Sie können Webanwendungen, Kunde/Dienstleister-Anwendungen, Peer to Peer Anwendungen geeignet entwerfen, strukturieren und realisieren und verteilte Systeme mit Hilfe geeigneter Middleware entwickeln.
Inhalte: Programmieren und synchronisieren von gleichzeitig laufenden Prozessen, die auf gemeinsamen Speicher zugreifen oder über Nachrichtenaustausch interagieren. - Nichtsequentielle Programme und Prozesse in ihren verschiedenen Ausprägungen, Nichtdeterminismus, Determinierung - Synchronisationsmechanismen: Sperren, Monitore, Wachen, Ereignisse, Semaphore - Nichtsequentielle Programmausführung und Objektorientierung - Ablaufsteuerung, Auswahlstrategien, Prioritäten, Umgang mit und Vermeidung von Verklemmung - Koroutinen, Implementierung, Mehrprozessorsysteme - Interaktion über Nachrichten, Sicherheitsaspekte von Anwendungen im Netzwerk - Programmieren und synchronisieren von gleichzeitig laufenden Prozessen, die über Nachrichtenaustausch interagieren. - Fernaufruftechniken - Client-Server, Peer-to-Peer - Parallelrechnen im Netz - Koordinierungssprachen, Orchestrierung, Choreographie - Verarbeitung auf dem Server und auf dem Client, Mobilität - Middleware, strukturierte Kommunikation, statische und dynamische Schnittstellen - Ereignisbasierte und strombasierte Verarbeitung - Sicherheit von Anwendungen im Netzwerk, Absicherung der Protokolle - Ausblick auf nichtfunktionale Eigenschaften (Zeit, Speicher, Dienstgüte) Kenntnisse des Moduls „Algorithmen, Datenstrukturen und Datenabstraktion“ werden vorausgesetzt.
Lehr- und Lernformen	Präsenzstudium (Semesterwochen-stunden = SWS)	Formen aktiver Teilnahme	Arbeitsaufwand (Stunden)
Vorlesung	4	Schriftliche Bearbeitung der Übungsblätter mündliche Präsentation der Lösungen von Übungsaufgaben in den Übungen	Präsenzzeit V Vor- und Nachbereitung V Präsenzzeit Ü Vor und Nachbereitung Ü Prüfungsvorbereitung und Prüfung			60 30 30 120 30
Übung	2
Modulprüfung		Klausur (120 Minuten )
Veranstaltungssprache		Deutsch
Pflicht zur regelmäßigen Teilnahme		Vorlesung wird empfohlen, Übung ja
Arbeitsaufwand insgesamt		270 Stunden			9 LP
Dauer des Moduls		ein Semester
Häufigkeit des Angebots		jedes Sommersemester
Verwendbarkeit		Bachelorstudiengang Informatik

Themengebiet Technische Informatik

Modul: Rechnerorganisation, Rechnerarchitektur, Betriebssysteme und Netzwerke
Hochschule/Fachbereich/Institut: Freie Universität Berlin / Mathematik und Informatik / Informatik
Modulverantwortlicher: Dozentin oder Dozent des Moduls
Zugangsvoraussetzungen: keine
Qualifikationsziele: Die Studentinnen und Studenten verstehen am Ende des Moduls: die grundlegenden Architekturmerkmale von Rechnersysteme, die Interaktionen der Architekturmerkmale in Mehrkern- und Mehrprozessorsystemen, die elementaren Möglichkeiten der Beschleunigung von Rechnersystemen, die Rolle des Betriebssystems als Abstraktion des Rechnersystems, den Grundlegenden Aufbau aktueller Betriebssysteme, die Funktion und den Aufbau des Internets. Sie können Rechner auf Assembler-Ebene und systemnah programmieren, können die Vor- und Nachteile verschiedener Mechanismen (PIO vs. DMA, polling vs. Interrupt, paging vs. Segmentation, usw.) beurteilen, Mechanismen von Betriebssystemen sinnvoll einsetzen, können Programme über das Netzwerk kommunizieren lassen. Ein-/Ausgabe-Systeme, DMA/PIO, Unterbrechungsbehandlung, Puffer, Prozesse/Threads, virtueller Speicher, UNIX und Windows, Shells, Utilities, Peripherie und Vernetzung, Netze, Medien, Medienzugriff, Protokolle, Referenzmodelle, TCP/IP, grundlegender Aufbau des Internets.
Inhalte: Themenbereiche sind hier insbesondere Harvard/v. Neumann-Architektur, Mikroarchitektur RISC/CISC, Mikroprogrammierung, Pipelining, Cache, Speicherhierarchie, Bussysteme, Assemblerprogrammierung, Multiprozessorsysteme, VLIW, Sprungvorhersage. Ebenso werden interne Zahlendarstellungen, Rechnerarithmetik und die Repräsentation weiterer Datentypen im Rechner behandelt, Ein-/Ausgabe-Systeme, DMA/PIO, Unterbrechungsbehandlung, Puffer, Prozesse/Threads, virtueller Speicher, UNIX und Windows, Shells, Utilities, Peripherie und Vernetzung, Netze, Medien, Medienzugriff, Protokolle, Referenzmodelle, TCP/IP, grundlegender Aufbau des Internets.
Lehr- und Lernformen	Präsenzstudium (Semesterwochen-stunden = SWS)	Formen aktiver Teilnahme	Arbeitsaufwand (Stunden)
Vorlesung I:	2	Schriftliche Bearbeitung der Übungsblätter mündliche Präsentation der Lösungen von Übungsaufgaben in den Übungen	Präsenzzeit V I Vor- und Nachbereitung V I Präsenzzeit Ü I Vor und Nachbereitung Ü I Präsenzzeit V II Vor- und Nachbereitung V II Präsenzzeit Ü II Vor und Nachbereitung Ü II Prüfungsvorbereitung und Prüfung			30 30 30 45 30 30 30 45 30
Übung I:	2
Vorlesung II	2
Übung II	2
Modulprüfung		Klausur (120 Minuten)
Veranstaltungssprache		Deutsch
Pflicht zur regelmäßigen Teilnahme		Vorlesung wird empfohlen, Übung ja
Arbeitsaufwand insgesamt		300 Stunden			10 LP
Dauer des Moduls		zwei Semester
Häufigkeit des Angebots		jedes Wintersemester
Verwendbarkeit		Bachelorstudiengang Informatik

Themengebiet Praktische Informatik

Modul: Auswirkungen der Informatik
Hochschule/Fachbereich/Institut: Freie Universität Berlin / Mathematik und Informatik / Informatik
Modulverantwortlicher: Dozentin oder Dozent des Moduls
Zugangsvoraussetzungen: keine
Qualifikationsziele: Die Studentinnen und Studenten - verstehen den Unterschied zwischen Verfügungswissen und Orientierungswissen, - lernen, beim Nachdenken über Informatiksysteme zu unterscheiden zwischen technischen Fragestellungen, Technikfolgenabschätzung und Technikfolgenbewertung, - verstehen die Verantwortungsaspekte der Ingenieurtätigkeit, - erlernen einige Aspekte der Technikfolgenabschätzung in bestimmten Informatik-Themenbereichen wie z.B. Sicherheit, Schutz der Privatsphäre. - verstehen Gender- und Diversityaspekte von Anwendungen und in der Anwendungsentwicklung
Inhalte: Dieses Modul behandelt die Auswirkungen der Informatik. Nach grundlegenden Fragen (Konzept 'Verfügungswissen', Verantwortungsbegriff, Subjektivität von Techniksoziologie) werden konkret an Beispielen Technikfolgen in informatiklastigen Gebieten behandelt, z.B. die Sicherheit softwareintensiver technischer Systeme, der Schutz der Privatsphäre oder Auswirkungen der Computerisierung der Arbeitswelt.
Lehr- und Lernformen	Präsenzstudium (Semesterwochen-stunden = SWS)	Formen aktiver Teilnahme	Arbeitsaufwand (Stunden)
Vorlesung	2	Beteiligung an den Diskussionen im Seminar, Präsentation eigener Rechercheergebnisse	Präsenzzeit V Vor- und Nachbereitung V Präsenzzeit S Vor und Nachbereitung S			30 30 30 60
Seminar	2
Modulprüfung		Keine
Veranstaltungssprache		Deutsch
Pflicht zur regelmäßigen Teilnahme		Vorlesung wird empfohlen, Übung ja
Arbeitsaufwand insgesamt		150 Stunden			5 LP
Dauer des Moduls		ein Semester
Häufigkeit des Angebots		jedes Wintersemester
Verwendbarkeit		Bachelorstudiengang Informatik, Bachelorstudiengang Informatik für das Lehramt

Modul: Datenbanksysteme
Hochschule/Fachbereich/Institut: Freie Universität Berlin / Mathematik und Informatik / Informatik
Modulverantwortlicher: Dozentin oder Dozent des Moduls
Zugangsvoraussetzungen: keine
Qualifikationsziele: Die Studentinnen und Studenten können am Ende des Moduls den Aufbau einer Datenbank erläutern, die Verarbeitung von Befehlen an die Datenbank erklären, Datenbankmodelle (wie z.B. ER-Modelle) aus Anwendungsbeschreibungen erstellen, ein relationelles Modell aus einem Datenbankschema ableiten, eine Datenbank auf Grundlage eines relationellem Modells erstellen, eine Anfrage in relationaler Algebra formalisieren, Abfragen zur Datenanalyse erstellen und auf einer Datenbank ausführen, Anfragen zur Datenbank und Schemamanipulation erstellen und auf der Datenbank ausführen. Sie können die Motivation der Normalisierung von Daten erklären und können Algorithmen zum Normalisieren von Daten anwenden. Sie können alternative Speicherstrukturen erklären und diese semantisch vergleichen. Sie können Anwendungen mit Zugriff auf eine Datenbank implementieren. Sie können Methoden zum Beschleunigen von Datenbankabfragen schematisch darstellen, erklären und mit geeigneten Datenstrukturen implementieren. Sie können prinzipielle Methoden zur Transaktionsverwaltung auf Datenbanken erklären und anwenden und können die Prinzipien des gleichzeigen Zugriffs auf Datenbanken anwenden. Sie können Methoden zur Datenwiederherstellung erklären und implementieren. Sie können grundlegende Methoden des Data Minings anwenden, verstehen. Sie können Trends im Bereich Datenbanksysteme verstehen, erläutern und anwenden.
Inhalte: Datenbankentwurf mit Entity-Releationship Modellen und der UML; theoretische Grundlagen relationaler Datenbanksysteme, relationale Algebra; funktionale Abhängigkeiten, Normalformen, relationale Datenbankentwicklung: Datendefinition, Fremdschlüssel, andere Integritätsbedingungen, objektrelationale Abbildung, Sicherheits- und Schutzkonzepte; Transaktionsbegriff, transaktionale Garantien, Synchronisierung des Mehrbenutzerbetriebs, Fehlertoleranzeigenschaften.
Lehr- und Lernformen	Präsenzstudium (Semesterwochen-stunden = SWS)	Formen aktiver Teilnahme	Arbeitsaufwand (Stunden)
Vorlesung	3	Schriftliche Bearbeitung der Übungsblätter mündliche Präsentation der Lösungen von Übungsaufgaben in den Übungen	Präsenzzeit V Vor- und Nachbereitung V Präsenzzeit Ü Vor und Nachbereitung Ü Prüfungsvorbereitung und Prüfung			45 45 30 90 30
Übung	2
Modulprüfung		mündliche Prüfung (ca. 20 Minuten) oder Klausur (90 Minuten)
Veranstaltungssprache		Deutsch
Pflicht zur regelmäßigen Teilnahme		Vorlesung wird empfohlen, Übung ja
Arbeitsaufwand insgesamt		240 Stunden			7 LP
Dauer des Moduls		ein Semester
Häufigkeit des Angebots		jedes Sommersemester
Verwendbarkeit		Bachelorstudiengang Informatik, Bachelorstudiengang Informatik für das Lehramt, Bachelorstudiengang Bioinformatik