Lectures

We offer lectures for Bachelor and Master studies.

Bachelor Courses

Grundlagen der Angewandten Informatik (Vorlesung mit Übung)

Lecturer
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Exercises
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Offered in
Wintersemester
Language
Deutsch
Recommended for
3. Semester BSc.
Extent
3 LP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

Die Vorlesung ist Teil des Moduls Grundlagen der Informationsverarbeitung. Dieses besteht aus den beiden Vorlesungen "Grundlagen der Angewandten Informatik" und "Grundlagen der Technischen Informatik", die in einer Prüfung gemeinsam geprüft werden.

Die Vorlesung "Grundlagen der Angewandten Informatik" befähigt die Hörer, grundlegende Fragestellungen der Informationstechnik algorithmisch formulieren und aus stochastischer Sicht bewerten.

Entsprechend werden folgende Themen behandelt:

  • Datenstrukturen
  • Algorithmen
  • Stochastik

Inhaltliche Voraussetzungen für diese Vorlesung sind Grundkenntnisse der Objektorientierten Programmierung (Java, C++).

Weitere Informationen siehe C@mpus 

Grundlagen der Technischen Informatik (Vorlesung mit Übung)

Lecturer
Dipl.-Ing. Matthias Meyer
Exercises
 
Offered in
Sommersemester
Language
Deutsch
Recommended for
4. Semester BSc.
Extent
3 LP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

Die Vorlesung ist Teil des Moduls Grundlagen der Informationsverarbeitung. Weitere Informationen siehe C@mpus 

Kommunikationsnetze I (Vorlesung mit Übung)
Lecturer
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Exercises
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Offered in
Wintersemester
Language
Deutsch
Recommended for
5. Semester BSc.
Extent
6 LP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

Das Modul "Kommunikationsnetze I" behandelt die grundlegenden Architekturprinzipien von Kommunikationsnetzen anhand von Beispielen aus den Bereichen der Mobilfunknetze, Local Area Networks, Automatisierungs- und Fahrzeugnetze und des Internet. Die Hörer erwerben tiefgehende Kenntnisse bzgl. des Aufbaus und der Funktion ausgewählter Systeme, Protokolle und Dienste. Diese werden formal beschrieben und mathematisch bewertet.

Entsprechend hat das Modul folgende Inhalte:

  • Grundprinzipien von Kommunikationsnetzen und -protokollen:
    • Übertragung und Multiplextechniken
    • Fehlersicherung
    • Medienzugriff
    • Vermittlung und Routing
    • Transportprotokolle
  • Spezifikation von Protokollen in Kommunikationsnetzen mittels der Specification and Description Language (SDL)
  • Bewertung der Leistungsfähigkeit von Protokollen in Kommunikationsnetze
  • Ausgewählte Anwendungen und Dienste in Automatisierungs- / Fahrzeugnetzen und im Interne

Inhaltliche Voraussetzung sind Kenntnisse, wie sie beispielsweise im BSc-Modul "Grundlagen der  Informationsverarbeitung" vermittelt werden.

Technische Informatik (Vorlesung mit Übung)

Lecturer
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter, Dipl.-Ing. Matthias Meyer
Exercises
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter, Dipl.-Ing. Matthias Meyer
Offered in
Wintersemester
Language
Deutsch
Recommended for
5. Semester BSc.
Extent
6 LP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

Angestrebte Lernergebnisse: Die Hörer können Schaltungen auf der Register-Transfer-Ebene entwerfen, Mikroprogrammierung anwenden, kennt Konzepte und Mechanismen von Betriebssystemen und versteht den Aufbau von Rechnersystemen einschließlich der Ein- und Ausgabemechanismen.

Inhalt

  • Einfache Einadressmaschine
  • Elemente und Mechanismen der Register-Transfer-Ebene
  • Prozessorbaugruppen und Mikroprogrammierung
  • Grundkonzepte von CISC-Prozessoren
  • Aufbau von Rechnersystemen einschl. Ein-/Ausgabe
  • Grundkonzepte und Mechanismen von Betriebssystemen

(Empfohlene) Voraussetzungen: Kenntnisse, wie sie in den Modulen Grundlagen der Programmierung sowie Grundlagen der Informationsverarbeitung vermittelt werden.

Weitere Informationen siehe c@mpus

Master Courses

Communication Networks Architecture and Design (Lecture with Exercises)

Lecturer
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Exercises
M.Sc. Tobias Enderle
Offered in
summer term
Language
English
Recommended for
 
Extent
6 CP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

This module provides a deep understanding of architectures and mechanisms of high-performance communication networks and methods for their analysis and design regarding quality of service and availability.

Course content

  • Architectures of multi-layer wide-area networks (transport networks and Internet
  • Mechanisms for assuring quality of service and availability
  • Analysis and design methods for high-performance networks (traffic theory, performance simulation, graph theory, optimization

Students should have a bachelor's degree in electrical engineering or computer science; knowledge about communication networks and protocols and their performance from, i.e., "Kommunikationsnetze I"; basic knowledge about statistics and graph theory;

Rechnerarchitektur und Rechnerorganisation (Vorlesung mit Übung)

Lecturer
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Exercises
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Offered in
Wintersemester
Language
Deutsch
Recommended for
 
Extent
6 LP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

Beschreibung siehe c@mpus

Entwurf Digitaler Systeme (Vorlesung mit Übung)

Lecturer
Dipl.-Ing. Matthias Meyer
Exercises
M.Sc. Simon Blum
Offered in
Wintersemester
Language
Deutsch
Recommended for
 
Extent
6 LP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

ACHTUNG - DIESE SEITE BEFINDET SICH IM AUFBAU - DATEN SIND NICHT AKTUELL

Die Vorlesung soll den Teilnehmer und die Teilnehmerin in die Lage versetzen, digitale Systeme zu entwerfen, zu simulieren und zu realisieren. Dies umfasst den systematischen Entwurf anwendungsspezifischer Bauelemente, ihre Realisierung mit Hilfe programmierbarer Logikbausteine (FPGAs) und den praktischen Aufbau digitaler Schaltungen.

Kapitel 1: Einführung
  1. Entwurfsprozess
  2. Modularisierung
Kapitel 2: VHDL Modellierungskonzepte
  1. Components und Strukturbeschreibungen I 
  2. Prozesse und Verhaltensbeschreibunge
  3. Beispiel: N-schrittiges Multiplizierwerk
  4. Lexikalische Elemente
  5. Typkonzept
  6. Sequenzielle Anweisunge
  7. Beispiel: Automaten
  8. Prozeduren und Funktione
  9. Packages
  10. Libraries
  11. Nebenläufige Anweisungen
  12. Components und Strukturbeschreibungen II
  13. Beispiel: Kombinatorisches Fließkommadividierwerk
  14. Signale
  15. Packages ieee.std_logic_1164 und ieee.numeric_std
  16. Anhang: VHDL-Syntax
  17. VHDL-2008
  18. Nicht behandelte VHDL-Konstrukte
Kapitel 3: Designrichtlinien
  1. Metastabilität
  2. Kombinatorische Netzwerke
  3. Sequenzielle Netzwerke
Kapitel 4: Programmierbare Logik
  1. Grundstrukturen für programmierbare Logik
  2. Technologische Realisierungsformen
  3. Beispiele für EPLD- und FPGA-Architekturen
  4. Beispiele für die Synthese einfacher Logikdesigns
Kapitel 5: Speicher
  1. Statisches RAM
  2. Dynamisches RAM

Änderungen vorbehalten (Stand 10.10.2016).

Performance Modelling and Simulation (Lecture with Exercises)

Lecturer
Prof. em. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. Paul J. Kühn
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter
Exercises
 
Offered in
winter term
Language
English
Recommended for
 
Extent
6 CP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

Introduction to Modeling and Performance Analysis of Communication Traffic in Computer and Telecommunication Networks

1. Modeling

Communication traffic as stochastic point process; modeling of system and resource structure and system organisation

2. Random Variables
Random variables for describing processes with random behavior
  • Probability calculus
  • Probability distribution, cumulative distribution function, probability density function, moments
  • Functions of random variables
  • Transformations (generating function; Laplace-Stieltjes transformation
3. Communication Traffic as a Stochastic Process
Stochastic processes for describing the traffic in communication systems
  • Classification of stochastic processes
  • Markov processes
  • Renewal processes
  • Non-renewal processe
4. Analysis of Markovian Queueing Systems
Application of the theory of Markovian processes to fundamental models of telecommunication theory
  • Loss and delay systems
  • Queueing networks
  • Continuous and discrete processes in tim
5. Analysis of Non-Markovian Queueing Systems
Introduction to various methods for analyzing processes with memory
  • Phase-type methods and Markov Modulated Poisson Processes (MMPP)
  • Mean value analysi
  • Embedded Markov chains
  • Self-similar traffic
6. Simulation
Major concepts of performance evaluation by simulation
  • Modeling and abstraction
  • Simulator components
  • Generation of random numbers
  • Management of system time
  • Simulator validation
  • Statistical evaluation of simulation results

Network Security (Lecture)

Lecturer
Dr. Sebastian Kiesel, TIK
Exercises
 
Offered in
winter term
Language
English
Recommended for
 
Extent
3 CP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

Objectives of the lecture

  • understand security objectives as well as attacks on end systems and networks
  • understand the consequences for network architectures, communication protocols and their implementations
  • be able to perform risk analysis and apply the results to finding design decisions
  • be able to select and apply cryptographic mechanisms
  • know some available security solutions on different network layers and their properties
  • know about the principles of secure design and programming
  • understand the application of and methods used in modern security devices

Lecture outline

  1.  Security objectives
  2.  Vulnerabilities, attacks and attack vectors
  3.  Risk analysis
  4.  Cryptography basics
  5.  Security mechanisms
  6.  Security protocols
  7.  Security frameworks
  8.  Identity management
  9.  Principles of secure design and programming
  10.  Security assessment of protocols and architectures
  11.  Security paradigms and architectures
  12.  Anomaly detection
  13.  Firewalls and advanced security devices

Mobile Network Architecture Evolution (Lecture)

Lecturer
Dr. Michael Schopp, Nokia Siemens Network
Exercises
 
Offered in
summer term
Language
English
Recommended for
 
Extent
3 CP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]
Intended Learning Outcomes

Students understand advanced concepts of mobile communications systems including:

  • Organization of the transmission medium / the radio resources (for 2G, 3G, 4G and 5G)
  • Functions to protect transmission on the radio channel
  • Protocol architectures and advanced protocol functions (for 4G and 5G)
  • Network architectures and their evolution towards 5G
  • Networking aspects for the support of mobility, quality of service and security
Content

Introduction: From 2G to 5G mobile communications systems

Part 1: Radio resource related functions

  • Organizing the Transmission Medium (Duplexing / Multiplexing, Frequency / Time / Space / Code Division)
  • Using the Radio Resources (Mapping and organization of Logical Channels, Transport Channels, and Physical Channels)
  • Protecting the Radio Channel (Channel Coding, Radio Link Control, Hybrid ARQ, Ciphering and Source Coding)

Part 2: Network Architectures and Protocols

  • Network Architectures (network functions and the evolution towards a 5G network architecture)
  • The Protocols (Access Stratum / Non Access Stratum, Control Plane / User Plane, air interface / terrestrial interfaces).
  • Examples (end-to-end scenarios for location management, session management, handover management and security management)

IT Service Management (Lecture)

Lecturer
Dr. Jürgen Jähnert, bwcon GmbH
Exercises
 
Offered in
summer term
Language
English
Recommended for
 
Extent
6 CP
Module
[C@MPUS]
Uni intern
[ILIAS]

The lecture introduces the fundamentals of IT Service Management focusing on the component view, the system view and the process view.

Objectives of the lecture

  • understand the process orientation of any service delivery
  • understand key concepts on service operation, service planning and service design

Content:

1. Introduction overview and terminology
2. Non-technical fundamentals of IT Service Management
3. Network Basics
  • Redundant Infrastructure Planning
  • Cabling
  • Addressing
4. Service
  • SLAs
5. Management Structure
  • Information Model
  • Communication Model
  • Organizational Model
  • Functional Model
6. Security
  • Organizational Structure
  • Security Objectives
7. Authentication, Autorization, Accounting
8. Identity & Identity Federation
9. ITIL
  • Service Strategy
  • Service Design
  • Service Transition
  • Service Operation
10. Business Models and Value Chains
11. Cloud Computing
  • Process
  • Legal aspects

Das Fachpraktikum "Rechnerarchitektur" muss im Sommersemester 2020 leider entfallen.

Projektpraktikum Rechnerarchitektur (neu ab Sommersemester 2019)

Lecturer
Dipl.-Ing. Matthias Meyer, M.Sc. Simon Blum
Offered in
Sommersemester
Language
Deutsch
Extent
4 LP
Module
[C@MPUS]
Uni intern

Anmerkung: Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum ist der Inhalt der Master-Module "Rechnerarchitektur und Rechnerorganisation" und "Entwurf digitaler Systeme".

 

 

Das Fachpraktikum "Rechnerarchitektur" muss im Sommersemester 2020 leider entfallen.

 

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Institute of Communication Networks and Computer Engineering

Pfaffenwaldring 47, 70569 Stuttgart

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