004 Informatik
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Zu einer Vielzahl von Vorlesungen gibt es Übungsaufgaben, anhand derer das theoretisch erlernte Wissen noch weiter vertieft, gefestigt oder praktisch angewandt werden kann. Klassischerweise erhalten alle Studierende hierfür dieselbe Aufgabe. Allerdings gibt es gute Gründe, für alle eine jeweils individualisierte Variante zu erstellen. Da es für eine einzelne Lehrperson unmöglich ist, für alle Studierenden individuelle Aufgaben zu konzipieren, wurden in anderen Arbeiten bereits Möglichkeiten entwickelt, variable Aufgaben zu formulieren, aus denen viele unterschiedliche Varianten generiert werden können. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Entwurf und der Implementierung eines Services, der diese Generierung automatisiert durchführen kann. Er soll unabhängig von einem konkreten Frontend sein und mit beliebigen Gradern zusammenarbeiten können.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und Umsetzung einer Entwicklungsumgebung als Android-App für den Einsatz im Schulunterricht. Die Anwendung ist mit der natürlichen Sprache zu bedienen und stellt eine Entwicklungsumgebung für das logische Programmierparadigma zur Verfügung. Die entstandene Software wird in einem Feldversuch mit Kindern der 4. Klassenstufe an einer Grundschule erprobt. Da Änderungen und neue Erkenntnisse möglichst effizient in die Software einfließen sollen, wurde die App nach der Clean Architecture umgesetzt. Die Ergebnisse aus der Feldforschung zeigen, dass die Schülerinnen und Schüler mit hoher Motivation an einem fachlichen Thema gearbeitet haben. Sie erlernten die Konzepte der Fakten, Regeln und der Wissensbasis und vertieften damit ihr Wissen zu geometrischen Formen in der Mathematik. Der Architekturansatz der App stellt dessen Vorteile deutlich an Fallbeispielen dar. Die Arbeit zeigt das spannende Feld der angewandten Wissenschaft, das die beiden Disziplinen Informatik und Didaktik verknüpft.
Wir beschreiben eine Möglichkeit, Variationspunkte und deren Varianten in automatisiert bewerteten Programmieraufgaben zu spezifizieren. Solche Variationspunkte kommen bei individualisierbaren Programmieraufgaben zum Einsatz, bei denen jede Studentin und jeder Student eine eigene Variante einer Programmieraufgabe erhält. Die Varianten werden automatisch gebildet, indem an definierten Variationspunkten immer wieder andere, konkrete Werte eingesetzt werden. Schon bei sehr einfachen Aufgaben bestehen Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Variationspunkten, die bei der Wahl der konkreten Werte zu berücksichtigen sind. Zudem kann die Menge der gültigen Werte auch bei einfachen Aufgaben so groß werden, dass die vollständige Auflistung aller Wertkombinationen an Ressourcengrenzen scheitert. Die vorgestellte Spezifikation verwendet eine kompakte und für Aufgabenautoren verständliche Sprache, die eine automatische Auswahl von korrekten, den Abhängigkeiten gehorchenden Wertekombinationen ermöglicht. Die Sprache ist unabhängig von den Erfordernissen eines bestimmten Autobewerters und versetzt Frontend- und Backendsysteme in verschiedenen technischen Ökosystemen in die Lage, ausgewählte Werte einer sehr großen Wertemenge zu generieren, deren Abhängigkeiten zu prüfen, sowie ggf. bestimmte Wertbelegungen in einem benutzerfreundlichen Dialog auszuwählen. Wir unterstützen Variationspunkte mit endlichen Mengen vorzugebender diskreter Werte sowie kontinuierliche Wertebereiche, die durch eine vorzugebende Anzahl von Samples diskretisiert werden. Wir beschäftigen uns insbesondere mit der Frage, wie lange Auflistungen gültiger Wertkombinationen durch die Angabe von Ableitungsvorschriften ersetzt werden können. Ein besonderes Augenmerk legen wir auf eine redundanzfreie Beschreibung der Variantenmenge. Die Notation setzt auf XML und Javascript in der Annahme, dass diese Technologien in allen beteiligten Systemen zur Verfügung stehen können.
Wir führen schrittweise in den Einsatz einer Java-Bibliothek ein, um Variationspunkte und deren Wertemengen in automatisiert bewerteten Programmieraufgaben zu spezifizieren und als XML-Datei zu exportieren. Solche Variationspunkte kommen bei individualisierbaren Programmieraufgaben zum Einsatz, bei denen jede Studentin und jeder Student eine eigene Variante einer Programmieraufgabe erhält.
The development of Artificial Intelligence (AI) has profound implications for improving human and computational productivity in the future. However, it also is an existential risk to human life because it could exceed human capabilities. As such, information about the technology, the direction of the development and its purpose is important. This can be achieved through openness and transparency of processes. Indeed, companies hold property rights over AI and monopolies of software, data and experts. As a countermovement to leading AI companies, the “Open AI Movement” has evolved to push open-source AI research and products, to empower users, and to bridge the digital divide through participation and access. In this thesis, the implications of the declaration of AI as a commons have been analyzed through interviews with AI experts in the United States. The legal placement of AI is controversial but it could be seen as a basic human right. Other findings are that this field is very competitive and that the best approach is to collaboratively develop software that adds additional value on the edge of the commons.
Die Digitalisierung birgt sowohl für den Unternehmer, als auch für den Kunden diverse Vorteile. Als Instrument zur Veranschaulichung dieser Vorteile dienen vor allem Service-Apps, welche bereits von großen Unternehmen beispielsweise zur Produktnachverfolgung etabliert wurden. Das Mittelstand 4.0 – Kompetenzzentrum Hannover legt den Fokus auf kleine und mittelständische Produktionsbetriebe und vermittelt das Potenzial der Digitalisierung im Rahmen von Industrie 4.0. Dies geschieht anhand einer Produktionslinie personalisierter Kugelschreiber und einer zu Demonstrationszwecken entwickelten App für mobile Endgeräte. Konzeptionierung, Entwicklung und Umsetzung dieser App werden genauestens aufgeführt und erläutert. Die App wurde unter dem Betriebssystem Android entwickelt und gliedert sich in sieben Phasen, beginnend mit der Anforderungsanalyse bis hin zur Veröffentlichung im Google Play Store. Während der Unternehmer die Möglichkeit geboten bekommt, Rückschlüsse als Entscheidungshilfe zur effizienteren Gestaltung der Produktion zu nutzen, ist der Kunde in der Lage, seine Aufträge echtzeitnah in der Produktion nachzuverfolgen und gegebenenfalls Änderungen vorzunehmen.
Die Studie gibt einen Überblick über Energiemanagementfunktionen und deren Integration in Automatisierungssysteme. Sie besteht aus den folgenden Teilen:
1.) Bestandsaufnahme und Marktübersicht von Energiemanagementsystemen, insbesondere von den an der Studie beteiligten Firmen und zwei weitere Produkte als Referenz.
2.) Anwenderinterviews mit Anwendern aus verschiedenen Schlüsselindustrien der Prozess- und Fertigungsautomatisierung zur Evaluierung künftiger Anforderungen und Erwartungen an ein Energiemanagement insbesondere auch im Hinblick auf die Integration in Automatisierungssysteme.
3.) Bedeutung des Energiemanagements in der Zukunft und daraus abzuleitende Maßnahmen.
This document concerns IT security in production facilities. It is intended for small and medium-sized enterprises that are looking for a simple procedural model for ensuring IT security in production areas.
In order to raise readers’ awareness of IT security in production facilities, security incidents are presented in section 2. It is clear that cyber attacks on production facilities in this day and age are not random, but are instead based on a targeted process.
An overview of the most important standards and recommendations on the topic of “IT security in production” then follows in section 3.
Section 4 develops a concept for setting up an IT security system for small and medium-sized enterprises (SMEs) on the basis of a ten-point plan. The focus is not only on technical measures, but also in particular on the most frequently neglected organizational measures.
Section 5 then describes the outlook for future requirements and solutions in the context of Industry 4.0.
Dieses Dokument befasst sich mit der IT-Sicherheit von Produktionsanlagen. Es richtet sich an kleine und mittlere Unternehmen, welche auf der Suche nach einem einfachen Vorgehensmodell für die Sicherstellung der IT-Sicherheit im Produktionsbereich sind.
Um Leser für die Notwendigkeit der IT-Sicherheit von Produktionsanlagen zu sensibilisieren, werden in Kapitel 2 Sicherheitsvorfälle dargestellt. Es zeigt sich, dass Cyber-Angriffe auf Produktionsanlagen heute kein Zufall mehr sind, sondern auf einem gezielten Vorgehen beruhen.
Danach folgt in Kapitel 3 ein Überblick über die wichtigsten Normen und Empfehlungen zum Themenfeld „IT-Sicherheit in der Produktion“.
Kapitel 4 entwickelt an Hand eines Zehn-Punkte-Plans ein Konzept für den Aufbau eines IT-Sicherheitssystems für kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Dabei liegt der Schwerpunkt nicht nur auf den technischen, sondern insbesondere auch auf den häufig vernachlässigten organisatorischen Maßnahmen.
Abschließend gibt Kapitel 5 einen Ausblick auf künftige Anforderungen und Lösungen im Kontext von Industrie 4.0
In this article, we present the software architecture of a new generation of advisory systems using Intelligent Agent and Semantic Web technologies. Multi-agent systems provide a well-suited paradigm to implement negotiation processes in a consultancy situation. Software agents act as clients and advisors, using their knowledge to assist human users. In the presented architecture, the domain knowledge is modeled semantically by means of XML-based ontology languages such as OWL. Using an inference engine, the agents reason, based on their knowledge to make decisions or proposals. The agent knowledge consists of different types of data: on the one hand, private data, which has to be protected against unauthorized access; and on the other hand, publicly accessible knowledge spread over different Web sites. As in a real consultancy, an agent only reveals sensitive private data, if they are indispensable for finding a solution. In addition, depending on the actual consultancy situation, each agent dynamically expands its knowledge base by accessing OWL knowledge sources from the Internet. Due to the standardization of OWL, knowledge models easily can be shared and accessed via the Internet. The usefulness of our approach is proved by the implementation of an advisory system in the Semantic E-learning Agent (SEA) project, whose objective is to develop virtual student advisers that render support to university students in order to successfully organize and perform their studies.
