Institut für Informatik und Computational Science
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Using the timing flexibility of modern automatic test equipment (ATE) test response data can be compacted without the need for additional X-masking logic. In this article the test response is compacted by several multiple input shift registers without feedback (NF-MISR). The shift registers are running on a k-times higher clock frequency than the test clock. For each test clock cycle only one out of the k outputs of each shift register is evaluated by the ATE. The impact of consecutive X values within the scan chains is reduced by a periodic permutation of the NF-MISR inputs. As a result, no additional external control signals or test set dependent control logic is required. The benefits of the proposed method are shown by the example of an implementation on a Verigy ATE. Experiments on three industrial circuits demonstrate the effectiveness of the proposed approach in comparison to a commercial DFT solution.
We study the complexity of two-person constraint satisfaction games. An instance of such a game is given by a collection of constraints on overlapping sets of variables, and the two players alternately make moves assigning values from a finite domain to the variables, in a specified order. The first player tries to satisfy all constraints, while the other tries to break at least one constraint: the goal is to decide whether the first player has a winning strategy. We show that such games can be conveniently represented by a logical form of quantified constraint satisfaction, where an instance is given by a first-order sentence in which quantifiers alternate and the quantifier-free part is a conjunction of (positive) atomic formulas; the goal is to decide whether the sentence is true. While the problem of deciding such a game is PSPACE-complete in general, by restricting the set of allowed constraint predicates, one can obtain infinite classes of constraint satisfaction games of lower complexity. We use the quantified constraint satisfaction framework to study how the complexity of deciding such a game depends on the parameter set of allowed predicates. With every predicate. one can associate certain predicate-preserving operations, called polymorphisms. We show that the complexity of our games is determined by the surjective polymorphisms of the constraint predicates. We illustrate how this result can be used by identifying the complexity of a wide variety of constraint satisfaction games.
We introduce and investigate input-revolving finite automata, which are (nondeterministic) finite state automata with the additional ability to shift the remaining part of the input. Three different modes of shifting are considered, namely revolving to the left, revolving to the right, and circular-interchanging. We investigate the computational capacities of these three types of automata and their deterministic variants, comparing any of the six classes of automata with each other and with further classes of well-known automata. In particular, it is shown that nondeterminism is better than determinism, that is, for all three modes of shifting there is a language accepted by the nondeterministic model but not accepted by any deterministic automaton of the same type. Concerning the closure properties most of the deterministic language families studied are not closed under standard operations. For example, we show that the family of languages accepted by deterministic right-revolving finite automata is an anti-AFL which is not closed under reversal and intersection.
Das Gebiet der Netzsicherheit ist ein schwer zu lehrendes und mühsam zu lernendes Fach in der Informatikausbildung. Dies hat verschiedene Gründe, z.B. erfordert es Fachkenntnis, die jenseits von bunten Bildern zu vermitteln ist und sich dabei mit geringer Halbwertszeit weiterentwickelt. Echte Bedrohungsszenarien müssen unter Laborbedingungen nachgestellt werden, und der Umgang mit den Sicherheitswerkzeugen ist sehr komplex. Auf der einen Seite muss das System konzeptionell verstanden werden und auf der anderen Seite sind viele Details in der Konfiguration von Firewalls, Netz-Komponenten und –Werkzeugen für klassische Prüfungssituationen in der Ausbildung anzuwenden. Mit NetS-X (Network Security Experience) stellen wir einen laufenden Prototyp einer e-learning Plattform vor, mit der ein weiter Bereich von Sicherheitsszenarien vermittelt werden kann. Dabei wird der Lernende in einem Spielsystem mit Situationen konfrontiert, die er in einer echten, auf Linux basierenden typischen IT-Infrastruktur eines Unternehmens beherrschen muss. Die sicherheitsrelevanten Aktivitäten des Lernenden, z.B. der Einsatz von Monitor-Werkzeugen oder die Konfiguration von Netz-Komponenten werden dabei nicht simuliert, sondern real durchgeführt und durch Prozesse des Spielsystems beobachtet und bewertet. Autorenwerkzeuge ermöglichen den Lehrenden und Spielern, selber neue Spielsituationen, Sicherheitsszenarien oder Wissenskomponenten in das System zu integrieren.
Answer set programming (ASP) does not allow for incrementally constructing answer sets or locally validating constructions like proofs by only looking at a part of the given program. In this article, we elaborate upon an alternative approach to ASP that allows for incremental constructions. Our approach draws its basic intuitions from the area of default logics. We investigate the feasibility of the concept of semi-monotonicity known from default logics as a basis of incrementality. On the one hand, every logic program has at least one answer set in our alternative setting, which moreover can be constructed incrementally based on generating rules. On the other hand, the approach may produce answer sets lacking characteristic properties of standard answer sets, such as being a model of the given program. We show how integrity constraints can be used to re-establish such properties, even up to correspondence with standard answer sets. Furthermore, we develop an SLD-like proof procedure for our incremental approach to ASP, which allows for query-oriented computations. Also, we provide a characterization of our definition of answer sets via a modification of Clarks completion. Based on this notion of program completion, we present an algorithm for computing the answer sets of a logic program in our approach.
Die nachhaltige Integration von Blended Learning in den Informatik-Lehrbetrieb von Präsenzhochschulen und die Qualitätssicherung der Lehre mit digitalen Medien beruht nicht nur auf der Verfügbarkeit von Lernmaterialien und dem Zugang zu Lernplattformen, sondern erfordert auch Qualifizierungsmaßnahmen für die Lehrenden. Am Beispiel der Gestaltung von vorlesungsbegleitenden Übungen in der universitären Informatikausbildung wird ein Konzept für die Schulung von Tutoren vorgestellt, das sich an den Erfordernissen des Übungsbetriebs und den unterschiedlichen Arbeits- und Lernkontexten der künftigen Tutoren orientiert. Das Konzept basiert auf mehrjährigen Praxiserfahrungen mit Schulungsworkshops für Tutoren in der Informatik, die nun aufgrund aktueller didaktischer Konzepte zum Blended Learning und unter Berücksichtigung von Umfrageergebnissen unter studentischen Tutoren modifiziert wurden. Das neu entwickelte modulare Konzept zur Tutorenschulung befindet sich aktuell in einer erweiterten Pilotphase.
Mit hochschuldidaktischer Forschung zur Informatik soll aus einem traditionellen Hardwarepraktikum ein attraktives Entwurfs- und Anwendungspraktikum für Mikrosysteme (MSE) werden, das ein unverzichtbarer Bestandteil des Informatikstudiums ist. Diese Neugestaltung der Lehre wurde aufgrund des Bologna-Prozesses und der zunehmenden Präsenz multifunktionaler eingebetteter Mikrosysteme (EMS) im täglichen Leben notwendig. Ausgehend von einer Lehrveranstaltungsanalyse werden Vorschläge für die Kompetenzorientierung abgeleitet. Es wird gezeigt, dass für eine Verfeinerung des Ansatzes ein wissenschaftlich fundiertes Verständnis der erwarteten Kompetenzen erforderlich ist. Für den aufgezeigten Forschungsbedarf werden ein Ansatz zur Beschreibung des notwendigen Mikrosystemverständnisses dargestellt und Forschungsfelder zu Aspekten des Kompetenzbegriffs im Kontext der Lehrveranstaltung beschrieben.
Medi@Thing
(2009)
In vielen Bildungsbereichen verschieben sich gegenwärtig die Akzente von einer qualifikationsorientierten zu einer stärker kompetenzorientierten Ausbildung. Der Begriff der Kompetenz zielt dabei darauf ab, das Aneignen von Wissen auf Vorrat zugunsten des Erwerbs allgemeiner Kompetenzen beispielsweise zur eigenständigen Aneignung von Wissen zu verschieben. Schlüsselqualifikationen geraten dabei zunehmend auch für die Ausbildung von Ingenieuren und Informatikern ins Blickfeld. Der kooperative und erwägende Umgang mit Wissensvielfalt wird in einer Informationsgesellschaft mit ihrer schnellen und verteilten Aufbereitung von Wissen zur Herausforderung. Der Beitrag skizziert die damit verbundenen Anforderungen und stellt mit dem Konzept des Medi@Thing einen Ansatz vor, der die Umsetzung solcher Anforderungen im Rahmen der universitären Informatikausbildung ermöglicht. Ein zentrales Moment dieses Ansatzes ist die ko-aktive Wissensarbeit in virtuellen Räumen. Erste Erfahrungen zeigen, dass das Konzept von Studierenden angenommen wird. Es wird jedoch auch deutlich, dass für das Gelingen bestimmte organisatorische und technische Randbedingungen zu beachten sind.