Themenschwerpunkte im Master Informatik

Im Rahmen des Masterstudiengangs Informatik können Sie einen thematischen Schwerpunkt in ihrem Studium setzen. Die Zuordnung der Lehrveranstaltungen zu den Schwerpunkten können Sie im Modulkatalog finden. Auf Antrag erhalten Sie am Ende des Studiums ein entsprechendes Zertifikat, das von der Fakultät ausgestellt wird. Der Antrag wird bei der jeweils unten stehenden Ansprechperson gestellt. Dafür müssen Sie mindestens 45 LP (ohne Masterarbeit) in einem der Schwerpunkte erbringen.

Data Science ist ein interdisziplinäres Forschungsfeld, in dem die Gewinnung von Wissen aus großen Datenmengen („Big Data“) im Fokus steht. Zur Verarbeitung und Extraktion von Informationen aus Big Data lernen Sie in diesem Schwerpunkt Theorien, Methoden und Algorithmen aus der Informatik und angrenzenden Gebieten wie der Mathematik, Statistik und Informationstechnologie kennen. Hierzu gehören die Datenmodellierung und -vorverarbeitung, die semantische Beschreibung von Daten, die Klassifikation von Daten mit Methoden des maschinellen Lernens und der Statistik sowie Methoden der Informationsvisualisierung, um Muster in großen Datenmengen besser zu erkennen (Visual Analytics).

Data Science spielt bei der fortschreitenden Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft eine bedeutende Rolle. Die Nachfrage nach Experteninnen und Experten ist aktuell und in Zukunft sehr hoch. Sie werden in vielen attraktiven Tätigkeitsbereichen in der Industrie und im öffentlichen Bereich nachgefragt, unter anderem in der Medizin, Mobilität, Energie, Bildung, Meinungsforschung, (sozialen) Medien, Sport, Digital Humanities.

Der Schwerpunkt umfasst Veranstaltungen, Projekte und Labore zu den Themen

• Einführung Data Science
• Data Mining (II)
• Künstliche Intelligenz (II)
• Maschinelles Lernen
• Knowledge Engineering und Semantic Web
• Datenbanksysteme
• Datenintegration
• Data Science and Digital Libraries
• Automated Machine Learning
• Information Retrieval (II)
• Multimedia Retrieval
• Visual Analytics
• Computer Vision
• Reinforcement Learning

Folgende Fachgebiete sind für diesen Schwerpunkt vor allem verantwortlich:

Human-Centered Computing hat zum Ziel, interaktive Computersysteme gebrauchstauglich, aufgabenangemessen und vertrauenswürdig zu gestalten. Wichtig dabei ist es, Computersysteme leicht erlernbar und intuitiv nutzbar zu machen. Menschen sollen somit in die Lage versetzt werden, Aufgaben effektiv, effizient und mit hoher subjektiver Zufriedenheit zu lösen. Dabei wird der Nutzungskontext immer wichtiger, denn Computersysteme haben inzwischen Eingang in viele Lebensbereiche gefunden und sind oft eingebettet in Alltagsobjekte und Geräte (z.B. intelligente Lautsprecher, Infusionspumpe) oder werden am Körper getragen (z.B. Smartwatch mit integrierter Sensorik, Datenbrille).

Im Rahmen dieses Schwerpunktes beschäftigen Sie sich mit Methoden der Entwicklung und Evaluation von interaktiven Systemen. Diese Methoden berücksichtigen Erkenntnisse zur menschlichen Informationsverarbeitung sowie wichtige Anforderungen aus dem Anwendungskontext. Sie lernen, wie Tools und Entwicklungsmethoden gestaltet sein müssen, um die Entwicklerinnen und Entwickler so zu unterstützen, dass sie weniger Fehler machen. Weiterhin beschäftigen Sie sich mit verschiedenen Methoden der IT-Sicherheit, um Datenschutz und Privacy zu gewährleisten. Denn die Durchdringung vieler Lebensbereiche mit softwarebasierten Systemen schafft neue Angriffspunkte, die unter Einbeziehung der Benutzerinnen und Benutzer abgesichert werden müssen.

Der Schwerpunkt umfasst Veranstaltungen zu den Themen

• Technologien zur Realisierung interaktiver Systeme (Sensorik für Ein- und Ausgabe, Einsatz verschiedener Modalitäten wie Gestik, Haptik und Sprache, Augmented und Virtual Reality, mobile Geräte und Wearables),
• Methoden des benutzerzentrierten Entwurfs und des Interaktionsdesigns,
• Evaluationsmethoden,
• benutzerzentrierte Methoden zur Gewährleistung von Sicherheit und Privacy, sowie
• benutzerzentrierte Methoden der Erhebung von Anforderungen.

Folgende Fachgebiete sind für diesen Schwerpunkt vor allem verantwortlich:

Systemnahe Informatik dient dazu, Hard-und Softwareinfrastrukturen zu gestalten und zu entwickeln. Im Gegensatz zur Anwendungsentwicklung adressieren Sie in der systemnahen Informatik in der Regel nicht direkt die Endanwenderinnen und Endanwender, sondern entwickelt Dienste, Infrastruktur und Abstraktionen, um Anwendungen zu erstellen und zu betreiben. Typische Beispiele sind Betriebssysteme, Datenbanksysteme, Cloud-Plattformen, Game Engines oder Plattformen für High-Performance Computing, aber auch Übersetzer und Interpreter bis hin zu FPGAs und anwendungsangepasster Hardware.

Im Rahmen des Schwerpunktes setzen Sie sich dazu mit der Entwicklung von Abstraktionen in Soft- und Hardware auseinander, die zweckdienlich zur Erfüllung der jeweiligen Anwendungsanforderungen sind. Eine besondere Herausforderung, der Sie dabei immer wieder begegnen werden, sind die Anforderungen an nichtfunktionale Eigenschaften, wie Speicher- und Rechenzeitbedarf, Vorhersagbarkeit oder Angriffssicherheit. Die Beherrschung dieser Eigenschaften ist in vielen Anwendungsdomänen entscheidend für den Markterfolg. Beispielhaft genannt seien hier eingebetteten Systeme und Echtzeitsysteme, Industrieautomatisierung, Medizintechnik und Robotik.

Die systemnahe Informatik erfordert einen hohen Grad an Bewusstheit für die unterliegende Hardware und ihre konkreten Eigenschaften. Sie operieren oft nahe an (oder sogar in) der Hardware und dem Betriebssystem. Dieses Spannungsfeld zwischen hoher Abstraktion und effizienter Implementierung, sind Reiz und Herausforderung der systemnahen Informatik.

Der Schwerpunkt umfasst Veranstaltungen, Projekte und Labore zu den Themen

• Entwurf und Implementierung anwendungsspezifischer Hardware,
• Betriebssystembau und Compilerkonstruktion,
• eingebettete Systeme und
• mobile Service-Robotik.

Folgende Fachgebiete sind für diesen Schwerpunkt vor allem verantwortlich: