Internationale Studierende

Contents:

Classical and modern concepts for data management and analysis of (semi-)structured data are covered.

Topics include:

XML / JSON Technologies

- Basics of XML and JSON

- DTD and XML Schema

- XPath, XSLT

- Queries on JSON documents

- Usage Scenarios

- Data Management Concepts

Basics of Data Warehousing

- Multidimensional Data Modeling

- Data Sources: Integration of Relational Database Systems, Web Services, JDBC/ODBC

- Some additional information on Privacy and Information Security in DBMS

- Planning and Implementation of ETL Processes

- Online Analytical Processing (OLAP)

- Introduction to NoSQL Databases and Big Data

Graph Databases

- Introduction to Graphs and Graph Management Systems

- Graph Database Query Language Cypher

- Modeling Concepts in Graph Databases

- Selected Data Analysis Concepts and Algorithms

- Data Analysis with Graph Databases

Learning Goals:

Understanding the challenges related to data management concepts and methods, as well as the development of data analysis systems for businesses.

Knowledge and experience in how data management and data analysis processes are carried out and implemented.

Familiarity with components and architectures of data warehouse systems.

Proficiency in practical usage of data management systems and non-traditional databases (e.g., graph databases).

Understanding of important procedures and technologies for data analysis in enterprises.

Relevance to the overall qualification:

- Specific specializations: IT technologies and analytical methods applied to business-related inquiries

Problem-solving competence:

- Ability to develop and implement solution strategies: Solving application-specific problems in the field of data management and data science

Methodological competence:

- Skill in logical, analytical, and conceptual thinking: Understanding procedural models, multidimensional modeling, database system integration, and the utilization of Data Science concepts,

as well as linking theoretical knowledge to develop solution concepts, require a high degree of logical and conceptual thinking.

- Students have an overview of non-relational database systems and their use cases.

- They are familiar with XML, JSON, ... as a foundational technology and can employ basic XML/JSON-based methods.

- Students possess an understanding of the requirements and technical solutions for scalable and high-performance data storage in demanding operational contexts.

Practical Experience and Professional Qualification

- Knowledge of practical tasks in the field of data management and data science

- Ability to solve problems under industrial conditions: Development of solution approaches based on prototypical real-world scenarios

- Students are capable of designing and implementing database-based solutions for practical problems.

Scientific Work Methodology:

- Ability to analyze and structure complex tasks: Analysis of use cases in the data management and data science domain.

Contents:

* Introduction to Web Technologies: Understand the basic building blocks of web development, including HTML for structuring web content, CSS for styling and layout, and JavaScript for adding interactivity and dynamic behavior to web pages.

* Advanced JavaScript and Modern ES6+ Features: More details about JavaScript, exploring modern ES6+ features such as let, const, arrow functions, template literals, modules, promises, and async/await, and learn how to apply these in real-world scenarios.

* Fundamentals of React: Learn the core concepts of React, including its component-based architecture, JSX syntax, and the use of state and props to manage data within components, enabling the creation of dynamic and interactive user interfaces.

* Advanced React Techniques: Explore advanced topics in React, such as the Context API for state management across the application, React hooks for managing state and side effects in functional components, and performance optimization strategies.

* Introduction to Svelte: Gain an understanding of Svelte, a modern JavaScript framework, and its unique approach to reactivity and component structure, along with hands-on experience building a simple Svelte application.

* Mobile User Interface Development with Flutter: Get introduced to Flutter and the Dart programming language, and learn how to create beautiful, natively compiled applications for mobile from a single codebase, focusing on building layouts and implementing navigation.

* State Management in Flutter: Explore various state management techniques in Flutter, including the use of StatefulWidgets, Provider, and Riverpod, to manage and maintain the state of applications effectively.

* Integrating APIs and Asynchronous Data Handling: Understand how to connect frontend applications with backend services using REST APIs and GraphQL, manage asynchronous data operations, and handle data fetching, caching, and error handling gracefully.

* Testing and Debugging Frontend Applications: Learn the best practices for testing and debugging frontend applications, including unit testing, integration testing, and end-to-end testing, using tools like Jest, React Testing Library, and Flutter's testing framework.

* IT Security in Frontend Development: Understand the principles of IT security as they relate to frontend development, including securing user input, preventing cross-site scripting (XSS) and cross-site request forgery (CSRF), and ensuring secure communication between frontend and backend systems. Introduction to the Open Web Application Security Project Top Ten list.

* Project Development and Deployment: Gain hands-on experience setting up development environments, following best practices in code organization and documentation, and deploying and maintaining frontend applications in a production environment.

Learning Goals:

* Understand the foundational principles of HTML, CSS, and JavaScript, enabling students to build and style basic web pages.

* Gain proficiency in using modern web frameworks like React and Svelte, understanding their benefits and application scenarios.

* Develop the ability to create dynamic and responsive user interfaces, utilizing advanced JavaScript techniques and CSS frameworks.

* Learn to build and manage state in complex applications, leveraging React hooks, context API, and other state management solutions.

* Explore mobile user interface development using Flutter and understand how to create cross-platform applications.

* Apply best practices in frontend development, including version control, testing, and deployment.

* Develop a comprehensive project from scratch, integrating all learned concepts to build a fully functional frontend application.

* Implement IT security best practices in frontend development, ensuring the development of secure, robust, and trustworthy web applications.

* Critically evaluate different frameworks and tools, making informed decisions on the best technologies for specific use cases.

The topics of the practical examples for the examination are provided by or agreed with the lecturer in the traditional degree programme. In the BIN dual study programme, a task from the company is worked on in consultation with the lecturer. This ensures practical relevance and feedback from the company.

Das Modul Informationssicherheitsmanagement (ISM) Standards und Prozesse beschäftigt sich mit der ganzheitlichen Gestaltung des Informationssicherheitsmanagements in Unternehmen und Organisationen. Informationssicherheit bedeutet nicht nur die Umsetzung technischer Maßnahmen zum Schutz der IT-Infrastruktur. Vielmehr müssen organisatorische, technische, physische und personelle Sicherheitsmaßnahmen aufeinander und auf die Ziele der Organisation abgestimmt werden. Wirksame Sicherheitskonzepte werden auf der Grundlage etablierter Rahmenwerke unter Berücksichtigung von Effektivität, Usability und Effizienz entwickelt, umgesetzt, auditiert und kontinuierlich verbessert.

Vor diesem Hintergrund deckt das Modul ISM Standards & Prozesse u.a. die folgenden Themen ab 

• Aufbau und Inhalt von Informationssicherheitsmanagement (ISM) Standards und Frameworks (ISO27001, BSI IT-Grundschutz, CISIS12)
• Erstellung von ganzheitlichen Informationssicherheitskonzepten
• Organisatorische Sicherheitsmaßnahmen, z.B. Richtlinien für Informationssicherheit, Klassifizierungskonzept für Informationen
• Metriken und Reifegradmodelle für Informationssicherheit
• Incident Response und Business Continuity Management
• Audits von Sicherheitskonzepten und -maßnahmen

• Verständnis des Berufsbilds „Penetration-Tester/-in“ bzw. „Security-Researcher/-in“ und Ablauf von Penetration-Tests
• Verständnis und Anwendung populärer Schwachstellen in Web-Anwendungen, klassischen Anwendungen, Protokollen und Hard-ware-Komponenten
• Post-Exploitation und Lateral-Movement
• Rechtliche Grundlagen und Rahmenbedingungen
• Bewertung und Einordnung von identifizierten Schwachstellen bzw. Risiken mit Reporting

Die Studierenden sollen in Gruppen eine eigene Anwendung umsetzen. Eine Anwendung könnte bspw. ein Spiel, eine Three-Tier-Webanwendung oder eine vergleichbare Anwendung sein. Mögliche Anwendungsteile wären dabei eine grafische Oberfläche (auch Weboberfläche), Datenbankanbindung inkl. Schemaentwurf, Netzwerkkommunikation, KI, etc.

Weiterhin erstellen die Studenten eine Dokumentation (Gesamtüberblick, verschiedene Anwendungsfälle, die wichtigsten Aktivitäts- und Sequenzdiagramme, etc.).

• Grundbegriffe
• Zielsetzungen und Prinzipien des Software Engineerings
• Vorgehensmodelle (Wasserfall, V-Modell XT, agile Modelle)
• Darlegung der Ergebnistypen der Softwareentwicklungsphasen mit Methodenzuordnung
• Grundlagen der objektorientierten Funktions- und Datenmodellierung
• Objektorientierte Analyse auf der Basis von UML (Use Case Modellierung, Erstellung statischer Modelle, Erstellung dynamischer Modelle)

Die Studierenden sollen in Gruppen eine eigene Anwendung umsetzen. Eine Anwendung könnte bspw. ein Spiel, eine Three-Tier-Webanwendung oder eine vergleichbare Anwendung sein. Mögliche Anwendungsteile wären dabei eine grafische Oberfläche (auch Weboberfläche), Datenbankanbindung inkl. Schemaentwurf, Netzwerkkommunikation, KI, etc.

Weiterhin erstellen die Studenten eine Dokumentation (Gesamtüberblick, verschiedene Anwendungsfälle, die wichtigsten Aktivitäts- und Sequenzdiagramme, etc.).

Das Bachelorarbeitsmodul setzt sich zusammen aus der Bachelorarbeit (12 CP) sowie dem Bachelorseminar (3 CP).

Die Bachelorarbeit umfasst eigene Studien und Recherchen über den Stand der Technik und der Wissenschaft des jeweiligen Themengebiets. Die Arbeit muss von Randbedingungen abstrahieren, die ihrer Natur nach nicht technisch begründet sind, sondern aus den spezifischen Gegebenheiten des Unternehmens resultieren. Soweit softwaretechnische Lösungen als Teil der Aufgabe gefordert sind, heißt das in der Regel, dass Prototypen implementiert werden, nicht aber die Sicherstellung von Produkteigenschaften (inkl. begleitender Handbücher etc.) eingeschlossen ist. Im Bachelorseminar werden die Grundzüge des wissenschaftlichen Arbeitens vermittelt und geübt.

Contents:

R ist eine quelloffene Statistiksoftware, die in den 1990er Jahren von Ross Ihaka und Robert Gentleman entwickelt wurde. Seitdem hat die Popularität von R von Jahr zu Jahr zugenommen, und mit ihr auch ihre Community.

Dieser Kurs hat zwei Hauptziele. Zum einen erhalten Sie eine Einführung in die Programmiersprache R, d. h. Sie lernen die wesentlichen Konzepte wie Vektoren, Kontrollstrukturen, Funktionen usw. durch praktische Computerübungen kennen.

Das zweite Ziel ist die Anwendung von R-implementierten Methoden im Bereich der Data Science. Dies reicht von der einfachen Datenerfassung über Methoden zur Betrugserkennung bis hin zu modernen Algorithmen zur Gesichtserkennung. In den praktischen Computerübungen werden Sie einige dieser Methoden selbst implementieren und an Beispieldatensätzen testen. 

Am Ende der Vorlesung werden Sie in der Lage sein, Daten in R einzulesen, grafisch ansprechend aufzubereiten und mit modernen statistischen Algorithmen zu analysieren. Sie können die Ergebnisse zusammenfassen, interpretieren und grafisch darstellen.

Die Vorlesung wechselt zwischen zweistündigen Präsenzveranstaltungen und zweistündigen praktischen Übungen.

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie Selbstbedienungskassen Waren scannen, selbstfahrende Autos Fußgänger erkennen, Computer Hautkrebs feststellen und 3D-Modelle von Sehenswürdigkeiten wie dem Kolosseum gescannt werden?

Dieses Modul soll diese und viele weitere Fragen beantworten, indem es

- einen Überblick über die Probleme und Ansätze der Computer Vision vermittelt, für so unterschiedliche Anwendungen wie Automatisierung, Robotik, medizinische Bildgebung und Photogrammmetrie.

- in die Grundlagen neuronaler Netze einzuführt, die zum Entwickeln künstlicher Systeme mit Wahrnehmungsfähigkeiten auf menschlichem Niveau benötigt werden.

Das Modul spannt einen Bogen vom Auswählen geeigneter Ausrüstung für visuelle Inspektionsaufgaben bis hin zur Bildklassifikation mit Convolutional Neural Networks und der Bildsuche mit Bag-of-Visual-Words-Modellen. Die wichtigsten behandelten Themen sind:

1.         Bildaufnahme, -digitalisierung und -verbesserung

2.         Merkmalsextraktion, Segmentierung und Morphologie

3.         Kameramodellierung und -kalibrierung, Stereosehen

4.         Klassifizierung, Grundlagen neuronaler Netze und Convolutional Neural Networks

Dieses Modul wird auf Englisch und hybrid (online und vor Ort) gelehrt. Alle Sitzungen werden aufgezeichnet. Kolloquien können auf Englisch oder Deutsch erfolgen.

Introduction to Dart Programming

• Short Overview of Flutter: History, advantages, and architecture.
• Introduction to Dart programming language.
• Setting up the development environment.

Introduction to Flutter – Flutter GUI development

• Understanding widgets and basic UI elements.
• Understanding Stateful and Stateless widgets.
• Layout widgets: Row, Column, Stack, etc.
• Basic interaction elements: Buttons, sliders, and switches.

Navigation and State Management

• Navigation patterns: push/pop navigation, named routes.
• State management basics: setState, Provider.
• Implementing forms and user input handling.

Working with External Data

• Fetching data from the internet (APIs).
• JSON serialization and deserialization.
• Firebase

Integrating Device APIs like Location and Camera

• Introduction to Device APIs in Flutter.
• Implementing location services: getting and using GPS data.
• Accessing and using the camera: taking pictures and video recording.
• Permissions handling for location and camera.

Testing Advanced Features and Best Practices

• Animations and transitions.
• Using custom fonts and assets.
• Best practices in Flutter development.
• Testing Flutter Apps

Contents:

This course will be organised as a seminar, in which students develop a presentation about one topic of Clean Code. Students are required to read book chapters and search for further information in research papers, and on Web pages. At the beginning of the semester, the lecturer will introduce into the overall topic. During the semester, the lecturer assists students in all aspects of technical problems and supports in designing the presentation. The course will be only on-site at our campus SHL. Because of a high number of international students in this course, working language will be only English. Students should bring an own project and improve it with regards to Clean Code during the semester. The topics of the expected presentations should cover the following aspects of Clean Code development:

• Meaningful Names, Functions, Classes, SOLID
• Comments, Formatting, Code Styles, Code Smells
• Exception Handling
• Fluent Interfaces and Internal DSLs
• Test-Driven Development and Regression Testing
• Acceptance tests
• Code Refactoring
• Continuous Integration, Jenkins, Code Coverage
• Design Pattern
• Logging und Error Handling
• Code Dojos
• Katas

Learning outcomes:

• Students can explain the importance of Clean Code development using practical examples.
• Students know the most important techniques of Clean Code development.
• Students can analyze existing source code and suggest means to improve code quality.
• Students know how to introduce the goals of Clean Code development in software development teams and how to raise awareness.

Literature:

Robert C. Martin: Clean Code: A Handbook of Agile Software Craftsmanship, Prentice Hall, 2008

Grundbegriffe des RE

Taskorientiertes, goal-basiertes und objektorientiertes RE

Elicitation Techniken

Analyse Techniken

Modellierungstechniken

User Experience und RE

Fallbeispiele des Requirements Engineering

1.Grundlagen des Testens

• Motivation: Warum sollte man Testen?
• Testen != Testen
• verschiedene Testarten im Allgemeinen
• Funktionale und nicht funktionale Tests
• Testpyramide
• Vorstellung der Virtuellen Maschine

2. Testautomatisierung

• Was ist Testautomatisierung?
• Unterschiede verschiedener Arten
• Maven Exkurs
• Testframework JUnit
• Annotationen
• Assertions

3.Testarchitekture

• Schichten Konzept
• Design und Development 

4.Testen von Grafischen Oberflächen

• Einführung Selenium
• Driver
• PageObject Pattern
• Identifier
• Waits
• Cookies

5.Behaviour Driven Development

• Was ist BDD
• Feature Files & Step Files
• Cucumber & Gherkin

6.Mocking

7.Exploratives Testen

8.Build Server Jenkins

• Grundlagen
• Pipelines
• DevOps Prozess aus Testing Sicht

This module is designed to provide students with the knowledge and skills necessary to design, implement, and manage secure computer networks.

In this module, students will gain a solid foundation in establishing and maintaining robust network infrastructures. Simultaneously, the module addresses the critical aspect of securing these networks against potential threats, ranging from cyberattacks to data breaches. Through a combination of theoretical concepts and practical exercises, students will develop the expertise needed to identify vulnerabilities, implement security measures, and formulate strategies to safeguard information assets in the interconnected world of computer networks.

In addition to providing a broad range of fundamental computer networking and security knowledge for all IT careers, this module will also provide students with an opportunity to further self-study and gain conceptual knowledge and practical skills required for 200-301 Cisco® Certified Network Associate (CCNA®) exam.

Contents:

• Basic e-business UX operations
• Website analytics and audience building
• Additional analytics and conversion measurement
• Keyword analysis and paid placement strategies
• Performance measurement and reporting

After the course, student will learn:

• the basic UX principles regarding electronic business, and evaluate them by using different heuristics
• to perform Search Engine Optimization audit and for a credible SEO strategy for mid-sized business
• to implement Google Analytics GA4 tool and configure websites events, conversions, and audiences
• to implement Google Tag Manager and integrate it to the GA4 tool
• the basics of keyword analysis and implement the results in search campaigns
• to report relevant e-business -related KPIs

This module introduces the core ideas and the basis techniques of machine learning. It covers theory, algorithms and applications, focusing on real understanding of the principles of inductive learning theory and of several machine learning techniques.

• Concept Learning
• Decision Tree Learning
• Bayesian Learning
• Artificial Neural Networks
• Support Vector Machines

Phyton is the programming language used in this module but prior knowledge of Python programming is not required. Students will gain all required knowledge in a step-by-step fashion, through examples.

This course will cover the basic principles for endowing aerial autonomous drones with perception, planning, and decision-making capabilities. You will learn algorithmic approaches for robot perception, localisation, and simultaneous localisation and mapping, as well as the control of non-linear systems, learning-based control, and aerial drone motion planning. The course will introduce methodologies for reasoning under uncertainty. It will include use of the Robot Operating System (ROS) for demonstrations and hands-on activities.

- Explain the principles of motion control.
- Explain basic concepts of perception, from classic to deep learning approaches.
- Explain principles of localisation and SLAM.
- Explain navigation algorithms, planning, decision making.