Betriebssysteme sind eine zentrale Komponente von Rechnern und stellen grundlegende Funktionen für die Arbeit mit diesen Rechnern bereit. In immer größerem Maße stehen Rechner aber nicht alleine, sondern sind in Netzwerke eingebunden, innerhalb derer auf Daten und Funktionen anderer Computersysteme zugegriffen werden kann. Damit werden verteilte Systeme möglich, bei denen die Daten und Funktionen systematisch verschiedenen Rechnern innerhalb eines Netzwerkes zugeordnet werden, um gemeinsam definierte Aufgaben zu bewältigen. Während die verschiedenen Rechner innerhalb eines Netzwerkes oder eines verteilten Systems in der Vergangenheit stationär waren, sind mittlerweile auch viele mobile Rechner im Einsatz, was zu völlig neuen Anwendungsszenarien sowohl im privaten als auch im geschäftlichen Kontext führt.

1. Grundlagen der Betriebssysteme
   1. Grundlegender Aufbau von Computersystemen
   2. Dateisysteme
   3. Speicherverwaltung
   4. Prozesse und Threads
2. Verbreitete Betriebssysteme
   1. Grundkonzepte Windows
   2. Grundkonzepte Unix und Linux
   3. Grundkonzepte Apple-Betriebssysteme
   4. Mobile Betriebssysteme
3. Rechnernetze
   1. Grundlagen der Datenübertragung
   2. OSI-Referenzmodell
   3. Netztopologien
4. TCP/IP und Internet
   1. Entstehung des Internets
   2. TCP/IP-Protokollstack
   3. Ausgewählte IP-basierte Protokolle und Dienste
   4. Sicherheit im Internet
5. Architekturen verteilter Systeme
   1. Client-Server-Systeme und verteilte Anwendungen
   2. Grundbegriffe verteilter Systeme: Nebenläufigkeit, Semaphoren, Deadlock
   3. Kommunikation in verteilten Systemen
   4. Dienste-Orientierung: SOA, Webservices und Microservices
   5. Cloud-Anwendungen
   6. Transaktionen in verteilten Systemen
   7. High-Performance Computing Cluster
6. Mobile Computing
   1. Grundlagen, Techniken und Protokolle für Mobile Computing
   2. Mobiles Internet und seine Anwendungen
   3. Mobile Kommunikationsnetze
   4. Sicherheit und Datenschutz in mobilen Systemen

Ziel des Kurses ist es, den Studierenden einen Einblick in die technischen und theoretischen Grundlagen des Internet of Things (IoT) und dessen Anwendungsgebiete zu bieten. Neben dem generellen Aufbau von IoT-Systemen und der darin eingesetzten Technologiestandards wird ihnen auch die Bedeutung des Internet of Things für Wirtschaft und Gesellschaft vermittelt. Darüber hinaus wird dargestellt, auf welche Weise Daten im IoT ausgetauscht, gespeichert und verarbeitet werden.

1. Grundlagen des Internet of Things
   1. Das Internet der Dinge – Grundlagen und Motivation
   2. Evolution des Internets – Web 1.0 bis Web 4.0
2. Gesellschaftliche und wirtschaftliche Bedeutung
   1. Innovationen für Verbraucher und Industrie
   2. Auswirkungen auf Mensch und Arbeitswelt
   3. Datenschutz und Datensicherheit
3. Kommunikationsstandards und -technologien
   1. Netzwerktopologien
   2. Netzwerkprotokolle
   3. Technologien
4. Datenspeicherung und -verarbeitung
   1. Vernetztes Speichern mit Linked Data und RDF(S)
   2. Analyse vernetzer Daten mit dem Semantic Reasoner
   3. Verarbeitung von Datenströmen mit Complex Event Processing
   4. Betrieb und Analyse großer Datenmengen mit NoSQL und MapReduce
5. Design und Entwicklung
   1. Software Engineering für verteilte und eingebettete Systeme
   2. Architekturstile und -muster verteilter Systeme
   3. Mikrocontroller
6. Anwendungsbereiche
   1. Smarthome/Smart Living
   2. Ambient Assisted Living
   3. Smart Energy/Smart Grid
   4. Smart Factory
   5. Smart Logistics

Das Internet der Dinge (IoT) ist ein Megatrend. Er umfasst sowohl Endverbrauchersysteme als auch industrielle Systeme und Technologien (Industrial IoT, oder IIoT). Es gibt eine zunehmende Anzahl miteinander verbundener Geräte, aus denen sich das Internet der Dinge zusammensetzt. Im Allgemeinen besteht die Architektur des Internet der Dinge aus Endgeräten, Cloud-Lösungen und Akteuren/Sensoren. Die Sicherheit des Internet der Dinge bringt verschiedene Themen zusammen, d.h. Netzwerkprotokolle, Software, Hardware, Kryptographie und Cloud Computing.

1. Grundlagen des Internets der Dinge (IoT)
   1. Einführung in das IoT
   2. Architektur
   3. Nichtindustrielles Internet der Dinge
   4. Industrie 4.0 (industrielles IoT)
2. Angriffe auf das Internet der Dinge
   1. Schwachstellen, Bedrohungen und Risiken
   2. Cyber-Angriffe und Gegenmaßnahmen
3. Security by Design
   1. Projektmanagement und der sichere Entwicklungs-Lebenszyklus
   2. Statisches Testen
   3. Dynamisches Testen
   4. DevSecOps
4. Gerätesicherung im Internet der Dinge
   1. Sicherheitsrisiken
   2. Design-Ziele
5. Operative Sicherheit
   1. Informations- und Cybersicherheitsmanagementsystem
   2. Netzwerksicherheit
   3. Gerätekonfiguration
   4. Authentifizierung und Autorisierung
6. Cloud-Sicherheit
   1. Konzept des Fog-Computings
   2. Bedrohungen für Cloud-Dienste im Internet der Dinge
   3. Cloudbasierte Sicherheitsdienste
   4. Absicherung der Cloud-Lösung
7. Big Data und künstliche Intelligenz
   1. Grundlagen
   2. Überwachtes Lernen
   3. Unüberwachtes Lernen

Ziel des Kurses ist es, den Studierenden einen Einblick in die Mess-, Regel- und Steuerungstechnik zu bieten sowie die Grundlagen der Robotik zu vermitteln. Hierzu wird den Studierenden dargelegt, mit welchen Methoden bestimmte Messgrößen ermittelt werden können und wie mit Messfehlern umgegangen wird. Auf diesen Grundlagen aufbauend werden verschiedene Sensoren vorgestellt und die Studierenden dazu befähigt, passende Sensoren anhand vorgegebener Kriterien auszuwählen. Der Kurs führt die Studierenden darüber hinaus in die Grundlagen der Regelungstechnik ein. Dabei werden den Studierenden die verschiedenen Möglichkeiten zur Beschreibung der Struktur und des Verhaltens von Regelsystemen veranschaulicht. Neben der Regelungstechnik werden auch die Grundlagen der Steuerungstechnik vermittelt. Die Studierenden erhalten eine kurze Einführung in binäre Zahlensysteme und die Boolesche Algebra und setzen sich darüber hinaus mit verschiedenen basalen Schaltungs- und Steuerungselementen auseinander. Zuletzt erhalten die Studierenden einen Einblick in die Robotik mit einem Schwerpunkt auf Industrieroboter. In diesem Zusammenhang erlernen die Studierenden die Beschreibung und Berechnung von Positionen und Bewegungen einzelner Glieder eines Roboterarms.

1. Grundlagen der Automatisierung
   1. Grundlegende Begriffe
   2. Wirtschaftliche Aspekte
   3. Automatisierungspyramide
   4. Mess-, Steuer- und Regelsysteme
2. Grundlagen der Messtechnik
   1. Messgrößen und Einheiten
   2. Formen von Messsignalen
   3. Messmethoden
   4. Messeinrichtungen
   5. Bewertung von Messungen und Messfehler
3. Sensoren
   1. Funktion und Elemente von Sensoren
   2. Kriterien zur Auswahl von Sensoren
   3. Näherungsschalter
   4. Fotoelektrische Sensoren
   5. Ultraschallsensoren
   6. Drehgeber
   7. Kraft-, Drehmoment- und Druckmesser
   8. Temparatursensoren
   9. Bildverarbeitende Sensoren
4. Grundlagen der Regelungstechnik
   1. Elemente von Regelungssystemen
   2. Strukturbeschreibung
   3. Statische Verhaltensbeschreibung
   4. Verhaltensbeschreibung im Zeitbereich
   5. Verhaltensbeschreibung im Frequenzbereich
   6. Praxisbeispiele
5. Grundlagen der Steuerungstechnik
   1. Grundprinzip und Elemente von Steuerungssystemen
   2. Zahlendarstellungen
   3. Boolesche Algebra
   4. Schaltnetze, -werke und Speicher
   5. Signalgeneratoren und Leistungsverstärker
   6. Speicherprogrammierbare Steuerungen
   7. Verbindungsprogrammierte Steuerungen
6. Einführung in die Robotik
   1. Begriffe und Einordnung
   2. Grundlegende Elemente
   3. Klassifikation von Robotern
7. Kinematik eines Roboters
   1. Koordinatensysteme und Bezugspunkte
   2. Rotationen
   3. Vorwärts- und Rückwärtstransformationen