09503 Lehrerfortbildung Informatik in Schloss Dagstuhl

Mittwoch, 9.12.2009 - Freitag, 11.12.2009


Mittwoch, 9.12.09, 9-12 Uhr

Dr. Dominique Unruh, Leiter der Junior-Forschungsgruppe Kryptographische Protokolle Universität des Saarlandes

Kryptographie - Mehr als nur Verschlüsselung

Kryptographie. Dieses Wort ist wohl den meisten geläufig und wird sofort mit Verschlüsselungsverfahren assoziiert. Doch die moderne Kryptographie geht darüber hinaus. Sie ermöglicht ganz allgemein die Kommunikation und Interaktion zwischen einander mißtrauenden Parteien.

In diesem Vortrag geben wir einen Einblick in die Arbeitsweise der modernen Kryptographie. Wir diskutieren beispielhaft einige Errungenschaften der Kryptographie, darunter sogenannte Zero-Knowledge Beweise, Quanten-Kryptographie, und natürlich auch den Klassiker: Verschlüsselungsverfahren.


Mittwoch, 9.12.09, 14-17 Uhr

PD Dr. Meinard Müller, Exzellenzcluster Multimodal Computing and Interaction, Max-Planck-Institut für Informatik, Saarbrücken

Beethoven, Bach und Billionen Bytes - Neue Allianzen zwischen Musik und Informatik

Moderne digitale Musikbibliotheken enthalten multimediale Dokumente in zahlreichen Ausprägungen und Formaten, die ein Musikwerk auf verschiedenen Ebenen semantischer Ausdruckskraft beschreiben. Man denke hier beispielsweise an CD-Aufnahmen diverser Interpreten, Noten, MIDI-Daten, Musikvideos oder Gesangstexte. Allgemein gesprochen ist das Hauptziel des Music Information Retrieval (MIR) die Nutzbarmachung solch multimodaler und komplexer Musikdatenbstände. Eine zentrale Aufgabe ist hierbei die Entwicklung effizienter Such- und Navigationssysteme, die es dem Benutzer erlauben, den Datenbestand bezüglich unterschiedlichster musikrelevanter Aspekte zu durchsuchen.

Während die textbasierte Suche nach Musik anhand von Komponistennamen, Songtitel, Werkverzeichnisnummer oder dergleichen mit klassischen Datenbanktechniken möglich ist, stellt die inhaltsbasierte Suche in Musikdaten ohne das Zurückgreifen auf manuell erzeugte Annotationen ein schwieriges Problem dar. Was ist zu tun, wenn man nur ein Melodiefragment vorpfeifen kann oder nur einen kurzen akustischen Ausschnitt von einem Musikstück vorliegen hat? Wie geht man vor, wenn der Benutzer an allen CD-Aufnahmen (samt der genauen Zeitpositionen innerhalb der jeweiligen Aufnahmen) interessiert ist, die gewisse Notenkonstellationen, Harmonieverläufe, oder Rhythmen aufweisen? Wie können Partiturdaten oder Musikaufnahmen hinsichtlich wiederkehrender Muster durchsucht werden? Dies ist nur eine kleine Auswahl aktueller MIR-Fragestellungen, die eng mit der automatisierten Analyse von Musikdaten verknüpft sind.

Bei der Entwicklung inhaltsbasierter Such- und Navigationsmechanismen führt die oben angesprochene Multimodalität und Komplexität existierender Musikdokumentensammlungen zu großen, weitgehend noch ungelösten Problemen. Eine entscheidende Rolle kommt hier der umfassenden Annotation, Verlinkung und Strukturierung des Datenbestandes zu, was allerdings aufgrund der enormen Datenmassen manuell nicht bewerkstelligt werden kann. Genau diesem Punkt widmet sich die automatisierte Musikdatenerschließung, bei der es allgemein gesprochen um die automatische Generierung semantisch hochwertiger Annotationen geht, mittels derer dann inhaltsbasierte Anfragen an Musikdatenbanken effizient bearbeitet werden können. In diesem Vortrag werden aktuelle Entwicklungen der automatisierten Musikdatenerschließung diskutiert, die insbesondere im Hinblick auf effizientes und effektives Musikretrieval von fundamentaler Bedeutung sind.


Donnerstag, 10.12.09, 9-12 Uhr

Dr.-Ing. Jens Gallenbacher, Lehrstuhl für Didaktik der Informatik, TU Darmstadt

Abenteuer Informatik - Informatik ohne Computer ?!

Edsger W. Dijkstra wird das Zitat zugeschrieben "Informatik hat etwa so viel mit Computern zu tun, wie Astronomie mit Teleskopen". Trotzdem wird Informatik in den allermeisten Fällen sofort mit dem Werkzeug "Computer" assoziiert und nicht mit dem Gedankengut und den Konzepten, die diese Wissenschaft ausmachen. Dieses Bild schreckt dann leider immer wieder Schüler und vor allem auch Schülerinnen vor Informatik ab.

In der Veranstaltung erarbeiten wir Wege, Informatik ganz ohne Computer zu vermitteln. Die Praxis erweist, dass mit Bleistift und Papier oder Bastelmaterial erreichte Erkenntnisse deutlich nachhaltiger sind als solche, die weitgehend abstrakt erworben wurden. Experimente bereichern den Informatikunterricht um die deduktive, forschende Komponente zusätzlich zur üblichen, induktiv ingenieurmäßigen Vorgehensweise. Gleichzeitig kommt beim Informatikunterricht ohne Computer viel deutlicher die verbindende, interdisziplinäre Gestalt der Wissenschaft heraus: So sind die in der Informatik vermittelten, grundlegenden Kompetenzen wie Modellierung, Problemlösen und Analyse auch für die Natur- und Geisteswissenschaften relevant - Zusammenhänge, die ein allgemeinbildender Unterricht aufzeigen sollte.


Donnerstag, 10.12.09, 14-17 Uhr

Prof. Dr. Jürgen Bollmann, Abteilung Kartographie, Universität Trier

Kartographische Visualisierung im Rahmen der Geoinformatik

Im Vortrag wird dargestellt, welche technischen, konzeptionellen und angewandten Methoden und Verfahren der Geovisualisierung für die Modellierung, Analyse, Übermittlung und interaktive Bearbeitung von raumbezogenen Informationen möglich sind.

Für die Arbeit mit topographischen und thematischen Geodaten sind in den letzten Jahren völlig neue technologische Systembereiche entstanden. Wichtiges Merkmal ist die Trennung von digitalen georäumlichen Datenstrukturen, von Modellansätzen zur Analyse und kartographischen Darstellung sowie von Methoden und Verfahren der Daten- und Kartennutzung mit Hilfe von Geoinformationssystemen.

Dargestellt werden im Vortrag Unterscheidungsmerkmale bei modernen kartographischen Medien: 2D-bis 3D-Abbildungen, Abbildung statischer und dynamischer Phänomene, interaktive und navigatorische Nutzung von Medien sowie die Modellierung und Steuerung von Virtuellen Landschaften.

Neben modelltheoretischen und technologischen Überlegungen spielen zunehmend Möglichkeiten der empirischen Überprüfung von Medienwirkung und -funktion beim Kartennutzer eine wichtige Rolle. Untersucht wird mit Hilfe verschiedener Methoden wie Blickbewegungsregistrierung, Tachistoskopie, experimentelle Logfileanalyse und Semantisches Differenzial. Es können Wirkungsunterschiede ermittelt werden, die spezifische Interpretationsmöglichkeiten von kartographischen Medien aufzeigen. Mit Hilfe der gewonnenen Ergebnisse ist ein planbarer Einsatz von Medien für verschiedene Nutzungssituationen und Nutzergruppen möglich.


Freitag, 11.12.09, 9-12 Uhr

Prof. Dr. Holger Hermanns, Leiter der Dependable Systems and Software group, und
Dr. Verena Wolf, Exzellenzcluster Multimodal Computing and Interaction, Universität des Saarlandes

Modelle für Moleküle und Google: Markovketten

Das zufällige Auftreten von Ereignissen spielt eine wichtige Rolle in vielen realen Systemen. Beispielsweise kommt es in biologischen Systemen zu zufälligen Kollisionen von Molekülen, bei denen chemische Reaktionen stattfinden können. Daraus entstehen ganze Reaktionsnetzwerke. Diese werden wissenschaftlich als sogenannte Markovketten modelliert, um mit Hilfe von Computersimulationen komplexe biologische Sachverhalte erklären zu können. Dies dient schließlich der Erforschung von Krankheiten (z.B. Krebs).

Markovketten sind auch die Basis für eine der revolutionärsten Innovationen der letzten Jahrzehnte: Google. Die Suchmaschine indiziert Hunderte von Milliarden Webseiten. Diese Seiten werden mit dem sogenannten Pagerank-Algorithmus nach Bedeutsamkeit sortiert. Im Kern analysiert dieser Algorithmus eine extrem große Markovkette.

Dieser Vortrag führt in die Welt der Markovketten ein, und lüftet damit ein bixschen das Geheimnis, wie Google intern funktionert, und auch wie der Mensch intern funktioniert.


Freitag, 11.12.09, 13-16 Uhr

Prof. Dr. Stefan Näher, Professor für Algorithmen und Datenstrukturen, Universität Trier

Implementierung von Algorithmen und Datenstrukturen

In diesem Vortrag werden am Beispiel der Softwarebibliothek LEDA (Library of Efficient Data Types and Algorithms) einige wichtige Aspekte der Implementierung von effizienten von Algorithmen und Datenstrukturen besprochen. Insbesondere werden folgende Themen behandelt:



Aktualisiert: 16. September 2009, Dr. Roswitha Bardohl, Tel. (0681) 302-3847