Institut für Informatik und Computational Science
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Dieser Beitrag stellt das Lehr-Lern-Konzept zur Kompetenzförderung im Software Engineering im Studiengang Mechatronik der Hochschule Aschaffenburg dar. Dieses Konzept ist mehrstufig mit Vorlesungs-, Seminar- und Projektsequenzen. Dabei werden Herausforderungen und Verbesserungspotentiale identifiziert und dargestellt. Abschließend wird ein Überblick gegeben, wie im Rahmen eines gerade gestarteten Forschungsprojektes Lehr-Lernkonzepte weiterentwickelt werden können.
A survey has been carried out in the Computer Science (CS) department at the University of Baghdad to investigate the attitudes of CS students in a female dominant environment, showing the differences between male and female students in different academic years. We also compare the attitudes of the freshman students of two different cultures (University of Baghdad, Iraq, and the University of Potsdam).
The course timetabling problem can be generally defined as the task of assigning a number of lectures to a limited set of timeslots and rooms, subject to a given set of hard and soft constraints. The modeling language for course timetabling is required to be expressive enough to specify a wide variety of soft constraints and objective functions. Furthermore, the resulting encoding is required to be extensible for capturing new constraints and for switching them between hard and soft, and to be flexible enough to deal with different formulations. In this paper, we propose to make effective use of ASP as a modeling language for course timetabling. We show that our ASP-based approach can naturally satisfy the above requirements, through an ASP encoding of the curriculum-based course timetabling problem proposed in the third track of the second international timetabling competition (ITC-2007). Our encoding is compact and human-readable, since each constraint is individually expressed by either one or two rules. Each hard constraint is expressed by using integrity constraints and aggregates of ASP. Each soft constraint S is expressed by rules in which the head is the form of penalty (S, V, C), and a violation V and its penalty cost C are detected and calculated respectively in the body. We carried out experiments on four different benchmark sets with five different formulations. We succeeded either in improving the bounds or producing the same bounds for many combinations of problem instances and formulations, compared with the previous best known bounds.
Wir stellen die Konzeption und erste Ergebnisse einer neuartigen Informatik- Lehrveranstaltung für Studierende der Geodäsie vor. Das Konzept verbindet drei didaktische Ideen: Kontextorientierung, Peer-Tutoring und Praxisbezug (Course). Die Studierenden sollen dabei in zwei Semestern wichtige Grundlagen der Informatik verstehen und anzuwenden lernen. Durch enge Verzahnung der Aufgaben mit einem für Nichtinformatiker relevanten Kontext, sowie einem sehr hohen Anteil von Selbsttätigkeit der Studierenden soll die Motivation für fachfremde Themen gesteigert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Veranstaltung sehr erfolgreich war.
We address the problem of belief change in (nonmonotonic) logic programming under answer set semantics. Our formal techniques are analogous to those of distance-based belief revision in propositional logic. In particular, we build upon the model theory of logic programs furnished by SE interpretations, where an SE interpretation is a model of a logic program in the same way that a classical interpretation is a model of a propositional formula. Hence we extend techniques from the area of belief revision based on distance between models to belief change in logic programs.
We first consider belief revision: for logic programs P and Q, the goal is to determine a program R that corresponds to the revision of P by Q, denoted P * Q. We investigate several operators, including (logic program) expansion and two revision operators based on the distance between the SE models of logic programs. It proves to be the case that expansion is an interesting operator in its own right, unlike in classical belief revision where it is relatively uninteresting. Expansion and revision are shown to satisfy a suite of interesting properties; in particular, our revision operators satisfy all or nearly all of the AGM postulates for revision.
We next consider approaches for merging a set of logic programs, P-1,...,P-n. Again, our formal techniques are based on notions of relative distance between the SE models of the logic programs. Two approaches are examined. The first informally selects for each program P-i those models of P-i that vary the least from models of the other programs. The second approach informally selects those models of a program P-0 that are closest to the models of programs P-1,...,P-n. In this case, P-0 can be thought of as a set of database integrity constraints. We examine these operators with regards to how they satisfy relevant postulate sets.
Last, we present encodings for computing the revision as well as the merging of logic programs within the same logic programming framework. This gives rise to a direct implementation of our approach in terms of off-the-shelf answer set solvers. These encodings also reflect the fact that our change operators do not increase the complexity of the base formalism.
Communicating location-specific information to pedestrians is a challenging task which can be aided by user-friendly digital technologies. In this paper, landmark visibility analysis, as a means for developing more usable pedestrian navigation systems, is discussed. Using an algorithmic framework for image-based 3D analysis, this method integrates a 3D city model with identified landmarks and produces raster visibility layers for each one. This output enables an Android phone prototype application to indicate the visibility of landmarks from the user's actual position. Tested in the field, the method achieves sufficient accuracy for the context of use and improves navigation efficiency and effectiveness.
In einigen Bereichen der Informatiklehre ist es möglich, die persönlichen Erfahrungen der Studierenden im Umgang mit Informationstechnik aufzugreifen und vor dem Hintergrund theoretischer Konzepte aus der Literatur gemeinsam mit ihnen zu reflektieren. Das hier vorgestellte Lehrkonzept des Reflexionsdialogs erstreckt sich über drei Seminartermine und vorbereitende Selbstlernphasen. Unterstützt wird das Konzept durch DialogueMaps, eine Software zur Visualisierung komplexer Sachverhalte und zur Unterstützung interaktiver Dialoge. Dieser Beitrag beschreibt die Hintergründe des Lehrkonzeptes, das Lehrkonzept selbst sowie die inhaltliche Ausgestaltung im Rahmen eines Mastermoduls „Computergestützte Kooperation“.
Der traditionelle Weg in der Informatik besteht darin, Kompetenzen entweder normativ durch eine Expertengruppe festzulegen oder als Ableitungsergebnis eines Bildungsstandards aus einem externen Feld. Dieser Artikel stellt einen neuartigen und alternativen Ansatz vor, der sich der Methodik der Qualitativen Inhaltsanalyse (QI) bedient. Das Ziel war die Ableitung von informatischen Schlüsselkompetenzen anhand bereits etablierter und erprobter didaktischer Ansätze der Informatikdidaktik. Dazu wurde zunächst aus einer Reihe von Informatikdidaktikbüchern eine Liste mit möglichen Kandidaten für Kompetenzen generiert. Diese Liste wurde als QI-Kategoriensystem verwendet, mit der sechs verschiedene didaktische Ansätze analysiert wurden. Ein abschließender Verfeinerungsschritt erfolgte durch die Überprüfung, welche der gefundenen Kompetenzen in allen vier Kernbereichen der Informatik (theoretische, technische, praktische und angewandte Informatik) Anwendung finden. Diese Methode wurde für die informatische Schulausbildung exemplarisch entwickelt und umgesetzt, ist aber ebenfalls ein geeignetes Vorgehen für die Identifizierung von Schlüsselkompetenzen in anderen Gebieten, wie z. B. in der informatischen Hochschulausbildung, und soll deshalb hier kurz vorgestellt werden.
Zurzeit haben wir es mit der folgenden Situation an Universitäten zu tun: Studierende kommen mit unterschiedlichem Wissen und Kompetenzen zur Universität, um informatikbezogene Studiengänge zu belegen. Diesem Umstand muss in den universitären Kursen entgegengewirkt werden, um ein einheitliches Bildungsziel zu erreichen. Für einige Studierende bedeutet dies oft eine Lehrbelastung in einem ohnehin sehr zeitintensiven Studium, was nicht selten zum Studienabbruch führt. Ein anderes Problem ist die fehlende Transparenz bezüglich der Gegenstände des Informatikstudiums: einige angehende Studierende kommen mit einem von der Realität abweichenden Bild der Informatik zur Universität, andere entscheiden sich u. U. deshalb gegen ein Informatikstudium, da ihnen nicht bewusst ist, dass das Studium für sie interessant sein könnte. In diesem Artikel soll ein Lösungsvorschlag anhand eines Kompetenzrahmenmodells vorgestellt werden, mit dessen Hilfe eine Verbesserung der Hochschulsituation erreicht werden kann.
In diesem Beitrag berichten wir über die Erfahrungen einer umgestalteten Lehre im Bereich Informatik und Gesellschft (IuG). Die Gründe für die Umge staltung und die Konzeption werden skizziert. Die Erfahrungen haben wir zu Thesen verdichtet: 1. Informatik und Gesellschaft sollte eine Pflichtveranstaltung im Bachelor-Studium sein, in der Studierende einen Überblick erhalten, welche gesellschaftlichen Rahmenbedingungen für sie relevant sind und wie man diese in die Praxis mit einbeziehen kann. 2. Historische Inhalte der Informatik sollen hier aufgearbeitet werden, indem man aktuelle Entwicklungen im Kontext ihrer Genese betrachtet.
fundamental challenge for product-lifecycle management in collaborative value networks is to utilize the vast amount of product information available from heterogeneous sources in order to improve business analytics, decision support, and processes. This becomes even more challenging if those sources are distributed across multiple organizations. Federations of semantic information services, combining service-orientation and semantic technologies, provide a promising solution for this problem. However, without proper measures to establish information security, companies will be reluctant to join an information federation, which could lead to serious adoption barriers.
Following the design science paradigm, this paper presents general objectives and a process for designing a secure federation of semantic information services. Furthermore, new as well as established security measures are discussed. Here, our contributions include an access-control enforcement system for semantic information services and a process for modeling access-control policies across organizations. In addition, a comprehensive security architecture is presented. An implementation of the architecture in the context of an application scenario and several performance experiments demonstrate the practical viability of our approach.
Basic to information and communication technology design, simplicity as a driving concept receives little formal attention from the ICT community. A recent literature review and survey of scholars, researchers, and practitioners conducted through the Information Technology Simply Works (ITSy) European Support Action reveals key findings about current perceptions of and future directions for simplicity in ICT.
Viele Hochschulen nutzen SAP ERP in der Lehre, um den Studierenden einen Einblick in die Funktionsweise und den Aufbau von integrierter Standardsoftware zu ermöglichen. Im Rahmen solcher Schulungen bilden die Studierenden eine Meinung und Bewertung der Software. In diesem Artikel wird untersucht, wie sich klassische Modelle der Nutzungswahrnehmung auf die spezielle Situation von SAP ERP in der Lehre übertragen lassen und welchen Einfluss bestimmte Faktoren haben. Dazu wurden vier Vorher-Nachher-Studien durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Funktionalität im Laufe der Schulung positiver und die Benutzungsfreundlichkeit als negativer bewertet wird.
We introduce formal proof systems based on tableau methods for analyzing computations in Answer Set Programming (ASP). Our approach furnishes fine-grained instruments for characterizing operations as well as strategies of ASP solvers. The granularity is detailed enough to capture a variety of propagation and choice methods of algorithms used for ASP solving, also incorporating SAT-based and conflict-driven learning approaches to some extent. This provides us with a uniform setting for identifying and comparing fundamental properties of ASP solving approaches. In particular, we investigate their proof complexities and show that the run-times of best-case computations can vary exponentially between different existing ASP solvers. Apart from providing a framework for comparing ASP solving approaches, our characterizations also contribute to their understanding by pinning down the constitutive atomic operations. Furthermore, our framework is flexible enough to integrate new inference patterns, and so to study their relation to existing ones. To this end, we generalize our approach and provide an extensible basis aiming at a modular incorporation of additional language constructs. This is exemplified by augmenting our basic tableau methods with cardinality constraints and disjunctions.
Motivation: Logic modeling is a useful tool to study signal transduction across multiple pathways. Logic models can be generated by training a network containing the prior knowledge to phospho-proteomics data. The training can be performed using stochastic optimization procedures, but these are unable to guarantee a global optima or to report the complete family of feasible models. This, however, is essential to provide precise insight in the mechanisms underlaying signal transduction and generate reliable predictions.
Results: We propose the use of Answer Set Programming to explore exhaustively the space of feasible logic models. Toward this end, we have developed caspo, an open-source Python package that provides a powerful platform to learn and characterize logic models by leveraging the rich modeling language and solving technologies of Answer Set Programming. We illustrate the usefulness of caspo by revisiting a model of pro-growth and inflammatory pathways in liver cells. We show that, if experimental error is taken into account, there are thousands (11 700) of models compatible with the data. Despite the large number, we can extract structural features from the models, such as links that are always (or never) present or modules that appear in a mutual exclusive fashion. To further characterize this family of models, we investigate the input-output behavior of the models. We find 91 behaviors across the 11 700 models and we suggest new experiments to discriminate among them. Our results underscore the importance of characterizing in a global and exhaustive manner the family of feasible models, with important implications for experimental design.
Die vorliegende Arbeit erörtert die Frage, wie Nachwuchs für das Informatikstudium nachhaltig gesichert werden kann. Dazu werden Befragungen unter Schülerinnen und Schülern (13-16 Jahre), sowie aktuelle Informatik-Schnupperangebote für Schülerinnen und Schüler an deutschsprachigen Hochschulen vorgestellt und untersucht. Diese Gegenüberstellung zeigt deutlich, dass die Angebote nur bedingt eine breite Zielgruppe ansprechen und dass weitere Formate und Inhalte notwendig sind, um Schülerinnen und Schüler frühzeitig und in voller Breite zu erreichen und für das Informatikstudium zu begeistern. Daraus wird abgeleitet, dass Missverständnisse und Probleme mit der Informatik im Schulkontext aufgegriffen werden müssen. Das vorgestellte Programm Schulbotschafter Informatik stellt einen möglichen Weg dar, um dies zu erreichen und übliche Schnupperangebote zu ergänzen.
Durch den bundesweiten Rückgang der Schülerzahlen und einer steigenden Zahl von Bildungsangeboten geraten Universitäten und Hochschulen in den nächsten Jahren weiter in eine Wettbewerbssituation, weshalb sie effektive Marketingmaßnahmen entwickeln müssen, um Schülerinnen und Schüler möglichst frühzeitig für das jeweilige Angebot (z. B. Informatik- und informatiknahe Studiengänge) zu interessieren. Ein Medium, über das sich potenziell sehr viele Jugendliche erreichen lassen, sind dabei soziale Netzwerke. Diese Arbeit präsentiert Ergebnisse einer Studie unter Informatikstudienanfängerinnen und -anfängern zum Nutzungsverhalten sozialer Netzwerke und zieht Schlussfolgerungen zu deren Eignung als Werbe- und Informationskanal für die Zielgruppe der Informatikinteressierten.
Die Orientierung am Outcome eines Lernprozesses stellt einen wichtigen Pfeiler einer kompetenzorientierten Informatiklehre dar. Im Beitrag werden Konzeption und Erfahrungen eines Projekts zur outcome-orientierten Neuausrichtung der Informatiklehre unter Berücksichtigung der Theorie des Constructive Alignment beschrieben. Nach der theoretischen Fundierung der Kompetenzproblematik wird anhand eines Formulierungsmodells ein Prozess zur Erarbeitung beobachtbarer Lernergebnisse dargestellt. Die Diskussion der Projektziele und Erfahrungen in der Umsetzung und Evaluierung unterstreichen die Chancen und Herausforderungen für eine Steigerung der Studienqualität.
Deutsche Universitäten erweitern ihre E-Learning-Angebote als Service für die Studierenden und Lehrenden. Diese sind je nach Fakultät unterschiedlich ausgeprägt. Dieser Artikel zeigt, wie durch technische Erweiterung der Infrastruktur, einer Anpassung der Organisationsstruktur und einer gezielten Inhaltsentwicklung eine durchgängige und personalisierbare Lehr- und Lernumgebung (Personal Learning Environment, PLE) geschaffen und damit die Akzeptanz bei den Lehrenden und Studierenden für E-Learning erhöht werden kann. Aus der vorausgehenden, systematischen Anforderungsanalyse können Kennzahlen für die Qualitätssicherung von E-Learning-Angeboten abgeleitet werden.