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Foto: Matthias Friel

Codierungstheorie - Einzelansicht

Veranstaltungsart Vorlesung/Übung Veranstaltungsnummer 551921
SWS 4 Semester WiSe 2022/23
Einrichtung Institut für Informatik und Computational Science   Sprache englisch
Belegungsfrist 04.10.2022 - 10.11.2022

Belegpflicht
Gruppe 1:
     jetzt belegen / abmelden
    Tag Zeit Rhythmus Dauer Raum Lehrperson fällt aus am Max. Teilnehmer/-innen
Einzeltermine anzeigen
Vorlesung Do 16:00 bis 18:00 wöchentlich 20.10.2022 bis 09.02.2023  Online.Veranstaltung Prof. Dr. Gössel 22.12.2022: Akademische Weihnachtsferien
29.12.2022: Akademische Weihnachtsferien
Einzeltermine ausblenden
Übung Fr 14:00 bis 16:00 wöchentlich 21.10.2022 bis 10.02.2023  Online.Veranstaltung Prof. Dr. Gössel 23.12.2022: Akademische Weihnachtsferien
30.12.2022: Akademische Weihnachtsferien
Einzeltermine:
  • 21.10.2022
  • 28.10.2022
  • 04.11.2022
  • 11.11.2022
  • 18.11.2022
  • 25.11.2022
  • 02.12.2022
  • 09.12.2022
  • 16.12.2022
  • 06.01.2023
  • 13.01.2023
  • 20.01.2023
  • 27.01.2023
  • 03.02.2023
  • 10.02.2023
Kommentar

Sprache: Deutsch/Englisch je nach Fähigkeiten der Teilnehmer und Teilnehmerinnen

 

Die Vorlesung Codierungstheorie führt in die Grundlagen der Fehlererkennung und Fehlerkorrektur von Daten unter Verwendung von fehlererkennenden und fehlercorrigierenden Codes ein. In der Codierungstheorie werden mathematische Begriffe  und Ergebnisse der linearen Algebra und der Theorie endlicher Körper unmittelbar in technische Lösungen umgesetzt, was ein tiefes Verständnis und eine goße Schönheit  technischer Lösungen ermöglicht.

Durch die extreme Verkleinerung elektronischer Bauelemente nimmt deren Fehleranfälligkeit ständig zu, weshalb Fehlererkennung und Fehlerkorrektur insbesondere für sicherheitskritische Anwendungen, aber nicht nur für diese, von wachsender Bedeutung ist. Z. B. durch das Internet der Dinge sind zunehmend fehlersichere Datenübertragungen auch zwischen Geräten erforderlich

In der Vorlesung werden die folgenden linearen Codes detailliert behandelt: Paritätscode, Hamming-Code, Hsiao-Code, zyklische Code, BCH-Codes und Reed-Solomon-Codes, Low-Density-Parity Codes. Auf nichtlineare Codes wird kurz eingegangen. Die Möglichkeiten und Grenzen der Fehlererkennung und der Fehlerkorrektur und auch der damit zusammenhängenden ethischen Probleme werden ausführlich besprochen.

 Nach einem erfolgreichen Abschluss der Vorlesung sind die Teilnehmer/innen in der Lage, fehlererkennende und fehlerkorrigierende Code anzuwenden und auf konkrete praktische Probleme anzupassen.

Lösungen der Übungsaufgaben werden von den Studenten vorgestellt und diskutiert (in Deutsch oder Deutsch). 50% der Aufgaben müssen richtig gelöst werden, um die Veranstaltung positiv bewerte zu bestehen.

Eine regelmäßige Teilnahme (80 %) wird erwartet.

The solutions of the exercises will be presented (in  German, or depending on the participants ) by the students and dicussend. 50 % of the exercises have to be correctly solved by a studend to be qualified for the examination which can be done in Geman, Englisch and Russian..

Participation of 80 % wil be expected

Literatur

Die Standars-Ergebnisse der Codierungstheorie sind in einer Vielzahl von Lehrbüchern dargestellt.

Beispielsweise in

Rohling, H. "Einführung in die Informations-und Codierungstheorie", Teubner, 1995

Lin, S. and Costello, "Error Control Coding", 2. Auflage, 2004, Person Education und Prentice-Hall, preisswerte 1. Auflage, 1983 (Für die Vorlesung sind nur ausgewählte Abschnitte Wichtig)

E. Fujiwara "Code-Design for Dependable Systems", 2006, Wiley,preiswerte vorige Auflage als Rao, T. and Fujiwara, E " Eror Control Coding for Computer Systems", Prentice Hasll 1989 (Für die Vorlesung sind nur ausgewählte Abschnitte Wichtig)

 

spezielle Literatur, insbesonderre auch Patente, zu einzelnen Themen wird in der Vorlesung/Übung genannt

 

Bemerkung

Die Vorlesung erfolgt on-line present.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Mathematik, insbesondere Elementare Lineare Algebra. Grundkentnisse der Theorie endlicher Körper sind von Vorteil, aber nicht Voraussetzung, da diese in der Vorlesung eingeführt werden.

Von Vorteil sind ebenfalls Grundkenntnisse in technischer Informatik, die auch in der Vorlesung/Übung gelernt werden können.

Leistungsnachweis

Die Bewertung der Veranstaltung erfolgt in diesem Semester dadurch, dass jeder Teilnehmer einen ca 30 minütigen Vortrag in einer Uebung zu einem Thema haelt , das die Vorlesung ergänzt, (zoom) und dass On-line eine mündliche Prüfung erfolgt. Weiterhin ist erforderlich, dass 50 % der Punkte der Übungsaufgaben erreicht werden,, die wöchentlich abzugeben sind. Der Vortrag ist in Deutsch (möglichst) oder falls erfordelich in Englisch möglich. Die mündliche Prüfung kann auf Wunsch in Deutsch, oder Englisch  erfolgen.

Vortrag und mündliche Prüfung werden jeweils mit 50 % gewertet.Die Bewertung der Veranstaltung erfolgt in diesem Semester dadurch, dass jeder Teilnehmer einen ca 30 minütigen Vortrag in einer Uebung zu einem Thema haelt , das die Vorlesung ergänzt, (zoom) und dass On-line eine mündliche Prüfung erfolgt. Weiterhin ist erforderlich, dass 50 % der Punkte der Übungsaufgaben erreicht werden,, die wöchentlich abzugeben sind. Der Vortrag ist in Deutsch (möglichst) oder falls erfordelich in Englisch möglich. Die mündliche Prüfung kann auf Wunsch in Deutsch, oder Englisch erfolgen.

Vortrag und mündliche Prüfung werden jeweils mit 50 % gewertet.

Lerninhalte

Kenntis bekannter Codes und neuerer Codes,

Fähigkeit zum eigenständigen Lösen praktischer Aufgaben der Codierungstheorie und zum Literaturstudium wissenschaftliche Arbeiten und von Patenten unter Verwendung der in der Veranstaltung gelernten Grundbegriffe,

Fähigkeit zum wissenschaftlichen Arbeit etwa im Rahmen einer Bacherlor- oder Masterarbeit,

Grundlegendes Verständnis der Möglichkeiten der Fehlererkennung und Fehlerkorrektkur, die sich aus dem Wahrscheinlichkeitscharakter der auftretenden Fehler ergeben und der daraus resultierenden ethischen Probleme für das eigene Tun oder Nichttun.

Zielgruppe

Bachelor und Master-Studenten, die in der Lage sein wollen, Datenübertragung und Datenspeicherung fehlertolerant unter Verwendung von fehlererkennenden und fehlerkorrigierenden Codes zu sichern, oder die auf dem  Gebiet der Codierungsthorie wissenschaftlich arbeiten wollen und beabsichtigen,  ihre Bacherlor-oder Master-Arbeit zu schreiben.

Ein Interesse an der Umsetzung theoretischer Resultate in technische Lösungen oder in algorithmische Lösungen wird erwartet.


Strukturbaum
Keine Einordnung ins Vorlesungsverzeichnis vorhanden. Veranstaltung ist aus dem Semester WiSe 2022/23 , Aktuelles Semester: SoSe 2024