• Prof. Dr. Andreas Möller
  • Prof. Dr.-Ing. Eckhard C. Bollow
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Operating Systems - An Introduction


Man kennt sie von den Abkürzungen iOS oder Android: Betriebssysteme – und dennoch ist weitgehend unklar, was da passiert und warum man sie überhaupt benötigt. Kurzdefinitionen und Lexikoneinträge geben einige Hinweise: es gehe um das Zusammenspiel von Hard- und Software, gemeinsame Funktionen usw. Das klingt in der Tat langweilig. Und trotzdem haben wir es bei der Gestaltung des Zusammenspiels von Hard- und Software mit Treibern zu tun, welche die Welt verändern.

Früher ging es beim Zusammenspiel um merkwürdige neue Artefakte – Software nämlich – und ebenso merkwürdige Hardware, etwa Floppylaufwerke. Heute ist mit Hardware fast alles gemeint, das wir gestalten und beeinflussen können: vom Telefon über den Kühlschrank bis hin zum Pkw. Die klassischen Formen des Computers sind nur noch eine Form der Computers und zudem im Verschwinden begriffen. Stattdessen wird vieles, das uns umgibt, auch zum Computer.

Mitgestaltung heißt in dem Zusammenhang, dass man sowohl Hardware als auch Software gestaltet. Mehrere Veranstaltungen werden anhand kleiner Beispiele zeigen, wie Software Hardware steuert und umgekehrt.

Ziel: Im Seminar wollen wir uns mit der Funktionsweise und den Potentialen des Zusammenspiels von Hard- und Software befassen. Das ist immer wieder ein Hin und Her zwischen den Grundlagen, die aus den 1960er- und 1970er-Jahren stammen, den Veränderungen, die heute angeschoben werden, und den Potentialen für die Zukunft. Neben den zentralen Funktionseinheiten von Betriebssystemen interessieren uns daher insbesondere auch aktuelle Entwicklungen. So kommt es immer wieder vor, dass wir wie in den 1970er Jahren mit der Kommandozeile der Betriebssysteme arbeiten und dabei mit aktuellen Entwicklungen und Potentialen hantieren.

Diese aktuellen Entwicklungen und Potentiale sind dann auch Gegenstand der Beiträge studentischer Gruppen. Das können Experimente mit der eigenen Cloud, kleine Komponenten für das Smart Home, Docker-Container, einfach Webserver usw. sein, je nach Interesse. Es geht uns um beispielhafte Mitgestaltung unserer digitalen Infrastrukturen.

Das sollen keine Überlegungen sein, nach dem Motto „man müsste mal“. Vielmehr wird den Arbeitsgruppen eine Box mit Hard- und Software zur Verfügung gestellt. Diese Box enthält einen Raspberry Pi, eine SD-Karte (als Quasi-Festplatte), Netzkabel, Netzteil und diverse Kleinteile (LEDs, Taster u.ä.). Auf der SD-Karte befindet sich das Betriebssystem Linux vorinstalliert. Sie haben damit Ihr eigenes Betriebssystem zur Verfügung, mit dem Sie je nach Lust und Laune experimentieren können. Sollte das Ganze nicht mehr funktionieren wollen, kein Problem. Die SD-Karte wird einfach wieder mit dem Betriebssystem bespielt.

Die Mitarbeit in den Veranstaltungen ist dann auch sehr speziell. Wir bauen nämlich regelmäßig ein kleines Netzwerk auf, alle Raspberry Pis und auch die Notebooks der Arbeitsgruppen verbinden sich mit diesem Netz. Damit simulieren wir die Situation der Nutzung von Großcomputern aus den 1970er Jahren (nur dass unsere „Großrechner“ die Raspis zum Preis von knapp 40 Euro sind). Die Notebooks werden dabei zu Terminals, die mit den Raspberry Pis verbunden sind. Spezielle Bildschirme und Tastaturen benötigen wir also nicht. Die Raspberry Pis werden – wie man so schön sagt – „headless“ betrieben.

Falls Sie sich ohnehin mit bestimmten Themen in dem Feld befassen wollen (etwa Micro-Services, Docker-Container, Alexa-Skills), können Sie sich gern einbringen.

Arduino


Es heißt, Arduino sei eine König in Ivrea, Italien, im Mittelalter gewesen. Andere behaupten, dass Arduino eine Studentenkneipe gewesen ist, als Arduino für studentische Projekte des Interaction Design Institute Ivrea (IDII) entwickelt worden ist. Heute steht Arduino für ein Hardware/Software-Paket, das es erlaubt, sehr einfach einen Microcomputer um Sensoren (Temperatur, Bewegung, Energieverbrauch etc.) auszustatten, Aktoren wie Leuchtdioden oder Relais (z.b. als Schalter zu Ein- und Ausschalten von 240V-Leitungen) zu ergänzen und zu programmieren. Dazu besteht die Arduino Hardware (Arduino UNO) aus einem USB-Anschluss zum Anschluss an ein Laptop (benötigt man für das Programmieren), einem Anschluss für Spannungsversorgung und vor allem vielen Input- und Outputanschlüsse für die Sensoren und Aktoren. Das besondere Merkmal von Arduino ist, dass es für Studenten im Bereich Interactive Design entwickelt worden ist. NICHT vorausgesetzt werden Hard- und Softwarekenntnisse, es ist auch nicht notwendig zu wissen, wie man Hardware aufbaut ("löten"). Im Vordergrund stehen kreative computerbasierte Lösungen für verschiedenste Lebensbereiche wie Wohnen, Arbeit, Mobilität, Kunst. Das fängt an bei einfachen Blicklichtern, Energieverbrauchsmessungen, Master/Slave-Schaltern, einfachen Robotern... Im Internet finden sich zahlreiche Beispiele, was man alles mit diesen kleinen Microcomputern machen kann (vgl. http://www.arduino.cc/en/). In einer letzten Phase des Seminars werden Fragen der Zukunft der Gesellschaft und Nachhaltigkeit behandelt (Open Source und Open Hardware, Maker-Communities in der Gesellschaft, Green IT usw.).

Ziel: Im Vordergrund steht der kreative Umgang mit moderner Technik. Das urspüngliche Anwendungsfeld, das Interaction Design, dient uns als Vorbild. Gleichwohl werden, nebenläufig, eine Reihe wichtiger Erfahrungen gemacht: anfassbare Hardware, deren Aufbau man nachvollziehen kann, Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Elektronik (Anschluss einer Leuchtdiode), Entwickeln kleiner Programme, die dann auf der Hardware laufen. Der erste Teil der Veranstaltung dient dazu, die StudentInnen in die Lage zu versetzen, die zur Verfügung gestellte Hardware um einfache Sensoren und Aktoren zu erweitern und in einfachen Programmen zu nutzen. Dazu sollen so genannte Starter-Kits zur Verfügung gestellt werden, die alles Notwendige dafür enthalten (vgl. http://shop.fritzing.org/collections/all/products/fritzing-starter-kit-with-arduino-uno). Der zweite Teil dient dann der Realisierung studentischer Projekte. Diese können sein: Energiesparen mit Arduino, Heimautomatisierung, innovative Anzeigen (ggf. mit Servos),...

Sustainable Development and Reality Construction


Kaum ein Bereich hat hat einen stärker verändernden Einfluss auf die moderne Zivilgesellschaft des 21. Jahrhunderts wie jenes Themenspektrum, das sich mit den Begriffen Wissensgesellschaft und Informationsgesellschaft verbindet. Es werden die Chancen und Risiken für eine nachhaltige Entwicklung der damit verbundenen Technologien erarbeitet.

Während Begriffe wie Wissens- und Netzwerkgesellschaft aus den Wissenschaften stammen (Peter Drucker, Castells etc.) geht es uns aber auch "phänomenologische Beobachtungen" (Erinnerung: Berger und Luckmann) der heutigen Wirklichkeit: Social Networks, Open Hardware und Maker-Szene, Bildung und soziale Netzwerke, Neue Reperaturgesellschaft usw. Es geht uns nicht so sehr um das Virtuelle allein, eher darum, wie das Virtuelle (eher Symbolumwelt des Menschen und der Gesellschaft, heute mehr und mehr IT-basiert) und das Materielle neu arrangiert werden. Wenn wir also (auch) Hardware einbeziehen, dann ist nicht das Erkenntnisziel das Wissen um ihre Herstellung und Programmierung, sondern hier Bedeutung und ihre Wirkungen. Gerade hieraus ergeben sich erhebliche Konsequenzen in Bezug auf eine nachhaltige Entwicklung: der "Footprint" wird durch die Herstellung, Nutzung und Entsorgung der Hardware festgelegt. Hier sind Inputs von den TeilnehmerInnen sehr willkommen.

Es gilt dann, diese Befunde mit theoretischen Ansätzen abzugleichen und zugleich Zusammenhänge mit Fragen einer nachhaltigen Entwicklung aufzuzeigen. Das Seminar ist auch offen für Fragen der Gestaltung und der artefaktbezogenen Intervention.

Ziel: - Vertiefte Erkenntnisse zu einem Teilbereich des vorgestellten Themenspektrums erarbeiten,

- Aufbereitung des Themas bis zur Präsentationsreife,

- Kritische Auseinandersetzung,

- Aufbereitung der Sekundärliteratur,

- Entwickeln von relevanten Fragestellungen,

- Fähigkeit der Diskussionseinführung und Diskussionsleitung,

- Kompetenzen zur Mitgestaltung.

System Dynamics


Es handelt sich um ein textbasiertes Seminar, das sich in exemplarischer Form auf die Vorlesungsinhalte bezieht und einzelne Themenkomplexe vertieft. Anfang der 1970er Jahre befand sich Jay Forrester in einem Flugzeug und skizzierte ein Welt-Modell mit Hilfe der von ihm vorgeschlagenen Modellierungsmethode System Dynamics. Er kam von einem Treffen mit dem Club of Rome zurück , und es ging um die Modellierung der „Grenzen des Wachstums“. Das Modell zeigte deutlich, dass es „weiter so“ nicht geht. Die von ihm modellierten Grenzen des Wachstums sind aktueller denn je. Jay Forrester würde eine nachhaltige Entwicklung wohl als eine Art Gleitpfad sehen, mit nicht allzu großer Dynamik. Wir wollen uns im Seminar mit der Dynamik von Systemen befassen. Insbesondere werden folgende Themen bzw. Fragestellungen behandelt:

1. System Dynamics als Beispiel der Nutzung von disziplinenübergreifenden Methoden: von der praktischen Nutzung für nachvollziehbare Problemstellungen (Allmende-Problem o.ä.) hin zum Verstehen komplexer, dynamischer Prozesse.

2. Umgang des Menschen mit dynamischen Systemen, Defizite.

3. Zugang zu den Problemlagen und ihrer Modellierung.

4. Aufbau und Simulation anhand verschiedener praktischer Beispiele (Skript und Software (windows-basiert!) werden zur Verfügung gestellt)

Ziel: Die Studierenden werden in die Lage versetzt, erlerntes Wissen aus der Vorlesung umzusetzen, wodurch ihre performative Kompetenz und ihre Reflexionsfähigkeit gefördert werden. Besondere Ziele des Seminars sind darüber hinaus: Erkennen der Bedeutung von Modellen als Erkenntnisquelle, Computer-Programme als neuartige "Werkzeuge" der Expert*innen, Dekontextualisierung von Problemen und Fragestellungen, Rekontextualisierung (Umwandlung von Daten in Erkenntnisse), Bedeutung der Visualisierung.

Inter Net Working


Digitalisierung wird als Prozess betrachtet, der seit etwa 50 Jahren die Prozesse, Strukturen und Normen der Gesellschaft verändert. Dabei tritt die Digitalisierung immer wieder in neuen Erscheinungsformen auf. Arno Rolf spricht daher auch von gesellschaftlichen „Projekten“: von der Nutzung als Rechner über Informationssysteme für Organisationen bis hin zu persönlichen Computern und Smartphones. Während man bei der Raumfahrt, Raketentechnik oder Kernkraft die Frage gestellt werden konnte, welchen Auswirkungen das auf die Gesellschaft hat, geht seit einiger Zeit die Entwicklung von der Alltagswelt aus. Anforderungen werden formuliert – wie etwa nach Breitbandinternet oder Blockchains. Wenn es also um Digitalisierung geht, dann ist nicht ein noch schnelleres Smartphone gemeint sondern das Hinterherhinken gesellschaftlicher Institutionen, Strukturen und Prozesse. Im Seminar sollen diese Fragen präsentiert und diskutiert werden.

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Prof. Dr.-Ing. Eckhard C. Bollow

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Prof. Dr.-Ing. Diplom-Informatiker Eckhard C. Bollow

Symbols, Language, Action


Das Seminar setzt die Auseinandersetzung mit den sozialwissenschaftlichen Grundlagen der Nachhaltigkeitskommunikation fort (formale Sprachen, Zeichentheorien (Peirce), Kommunikationstheorien, Systemtheorien). Die Schwerpunktsetzung erfolgt dabei in Abstimmung mit den teilnehmenden Studenten.

Die Auseinandersetzung mit den sozialwissenschftlichen Grundlagen soll es möglich machen, aktuelle Entwicklung in unserer Gesellschaft besser beurteilen und mitgestalten zu können. Das betrifft insbesondere Entwicklungen, die mit Begriffen wie Informationsgesellschaft, Wissensgesellschaft oder Netzwerkgesellschaft umrissen werden.

Die Arbeit kann sich an aktuellen Beispielen wie "Facebook und Nachhaltigkeit" festmachen: Die aktuellen Entwicklungen werden dann in verschiedenen Perspektiven beleuchtet und verstehbar gemacht. Was als "Aufhänger" dienen kann, können wir am Anfang des Seminars festlegen.

Ziel: Vertiefung der theoretischen Grundlagen der Nachhaltigkeitskommunikation, Aufbau von Orientierungswissen im Bereich der Nachhaltigkeitskommunikation, darauf aufbauen Urteilskraft und Gestaltungskompetenz im kritischen Umgang mit neuen Medien.

About the art of Programming


Im Seminar wird ein Überblick über typische Anwendungen von Programmen gegeben. Was ist ein Algorithmus? WIr erarbeiten Schritt für Schritt eine Programmiersprache (Java), um schließlich praktisch zu programmieren. In Teams von jeweils 3 Studierenden wird eine selbst gewählte Anwendung entworfen, programmiert, implementiert, getestet und abschließend präsentiert werden.

Folgende Themen werden im Laufe des Seminars behandelt:

- Typische Anwendung von Programmen und deren Eigenschaften aus Sicht der Softwareentwicklung

- Was kennzeichnet eine Programmiersprache und wie unterscheiden sich Programmiersprachen?

- Wie werden Anwendungen entworfen, programmiert und getestet?

- Aufwandsabschätzung für die Konzeption und Implementation von Software?

Ziel: Die Studierenden erlangen folgende Kenntnisse :

- Was ist ein Algorithmus? Eigenschaften und Komplexität von Algorithmen.

- Eigenschaften von Programmen und Programmsystemen

- Kenntnisse in der Programmierung, Gestaltung graphischer Bedieneroberflächen, Speicherung und Abruf externer Daten

- Die Fähigkeit, den für die Konzeption und vor allem auch für die praktische Implementierung von Software notwenigen Aufwand einzuschätzen

- Grenzen und Risiken von Algorithmen und Programmierung derselben

WEB Sciences, WEB 4.O


Alle Welt spricht von Web 2.0. Web 2.0 bedeutet: interaktive Partizipations-Plattformen. Die bis dahin klassische Rollenverteilung von Anbieter und lesendem Anwender hat sich weitgehend aufgelöst. Der Anbieter wird Nutzer – der Nutzer wird Anbieter. Web 2.0 ermöglicht jedermann/jederfrau Ideen und Inhalte zu generieren, bereitzustellen und mit anderen zu teilen. In dieser Veranstaltung werden die wesentlichen Merkmale des Web 2.0 theoretisch und an Hand von Beispielen und Anwendungen vorgestellt. Es erfolgt eine kritische Auseinandersetzung mit den gesellschaftlichen Wirkungskontexten.

Ziel: Die folgenden Aspekte sollen in dieser Veranstaltung bearbeitet werden:

-> Paradigmenwechsel von Web 1.0 auf Web 2.0

-> Charakteristika des Web 2.0: aktive Anwender-Beteiligung, dynamische Inhalte, Metadaten, Web-Standards, Skalierbarkeit, Offenheit, Freiheit, kollektive Intelligenz

-> „Soziale Netzwerke“ – Facebook, StudiVZ, Xing, Twitter, Foren, Blogging, Wikis, RSS-Feeds

-> Kurz-Exkurs: „Die Technik dahinter“

-> Wirkungskontexte auf die Gesellschaft

-> Beispiele: (politisches) Campaigning, Mobilisierung, Flash-Mobs

-> Chancen und Risiken der neuen Techniken

-> Web 1.0, Web 2.0 – Web X.0 :: Perspektiven ?

-> One-to-Many Communication vs. Many-to-Many Communication und die Folgen

Sustainable Development and Reality Construction


Kaum ein Bereich hat hat einen stärker verändernden Einfluss auf die moderne Zivilgesellschaft des 21. Jahrhunderts wie jenes Themenspektrum, das sich mit den Begriffen Wissensgesellschaft und Informationsgesellschaft verbindet. Es werden die Chancen und Risiken für eine nachhaltige Entwicklung der damit verbundenen Technologien erarbeitet.

Während Begriffe wie Wissens- und Netzwerkgesellschaft aus den Wissenschaften stammen (Peter Drucker, Castells etc.) geht es uns aber auch "phänomenologische Beobachtungen" (Erinnerung: Berger und Luckmann) der heutigen Wirklichkeit: Social Networks, Open Hardware und Maker-Szene, Bildung und soziale Netzwerke, Neue Reperaturgesellschaft usw. Es geht uns nicht so sehr um das Virtuelle allein, eher darum, wie das Virtuelle (eher Symbolumwelt des Menschen und der Gesellschaft, heute mehr und mehr IT-basiert) und das Materielle neu arrangiert werden. Wenn wir also (auch) Hardware einbeziehen, dann ist nicht das Erkenntnisziel das Wissen um ihre Herstellung und Programmierung, sondern hier Bedeutung und ihre Wirkungen. Gerade hieraus ergeben sich erhebliche Konsequenzen in Bezug auf eine nachhaltige Entwicklung: der "Footprint" wird durch die Herstellung, Nutzung und Entsorgung der Hardware festgelegt. Hier sind Inputs von den TeilnehmerInnen sehr willkommen.

Es gilt dann, diese Befunde mit theoretischen Ansätzen abzugleichen und zugleich Zusammenhänge mit Fragen einer nachhaltigen Entwicklung aufzuzeigen. Das Seminar ist auch offen für Fragen der Gestaltung und der artefaktbezogenen Intervention.

Ziel: - Vertiefte Erkenntnisse zu einem Teilbereich des vorgestellten Themenspektrums erarbeiten,

- Aufbereitung des Themas bis zur Präsentationsreife,

- Kritische Auseinandersetzung,

- Aufbereitung der Sekundärliteratur,

- Entwickeln von relevanten Fragestellungen,

- Fähigkeit der Diskussionseinführung und Diskussionsleitung,

- Kompetenzen zur Mitgestaltung.

Research Project Management


Organisation von Forschungsprojekten, Grundlagen des Projektmanagements, verschiedene Methoden, Vorgehensmodelle (z.B. auch agile Ansätze) und Instrumente (Netzplantechnik), aber auch Beantragung und Berichterstattung (wobei das Thema Kommunikation und Publizieren im nächsten Semester behandelt wird)

Ziel: Kennenlernen der Arbeit in der Forschung, Organisation der Forschung in Projekten, Projekt-Lebenszyklus von der Idee und der Suche einer Finanzierung bis hin zur Verwertung der Forschungsergebnisse (Transfer).

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