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Oberseminar Informatik

Im Oberseminar Informatik (mittwochs, 08:30 bzw. 8:00 Uhr, 93/E33) werden Abschlussarbeiten (Bachelor- und Masterarbeiten) aus den Arbeitsgruppen der Informatik vorgestellt (CG=Computergrafik, DI=Didaktik der Informatik, ES=Embedded Software Systems, FE=Fernerkundung, KO=Kombinatorische Optimierung, MI=Medieninformatik, SE=Software Engineering, TH=Theoretische Informatik, TI=Technische Informatik, VS=Verteilte Systeme, WB=Wissensbasierte Systeme)

Information für Studierende: Für Bachelor- und Masterabsolventen sind Vorträge im OSI als Teil der Abschlussarbeit verpflichtend. Hinweise zur Vortragsgestaltung gibt der Betreuer. Pro Termin werden 3-4 Themen behandelt. Üblich sind ca. 20 Minuten Vortrag und 10 Minuten Diskussion.

Termin	Vortragende(r)	AG	Typ	Thema und Abstract
07.11.2018	Jan-Niklas Brandes	VS	BSC	Konzeption und Evaluation der Autokonfiguration für das Internet der Dinge am Beispiel eines Simplex-Audioübertragungssystems In Zeiten der zunehmenden Verbreitung des Internets der Dinge stellt die Bereitstellung von Netzwerkzugangsdaten, insbesondere bei Verwendung drahtloser Netzwerke, eine immer größere Herausforderung dar. In dieser Bachelorarbeit wurden ausgewählte Konfigurationsverfahren, die auch für Geräte mit eingeschränkter Hardware-Benutzerschnittstelle geeignet sind, an einem eigenen Audioübertragungssystem implementiert und hinsichtlich Zeitaufwand und Sicherheit evaluiert. Bei den untersuchten Verfahren handelt es sich um die manuelle Konfiguration über eine Smartphone-App, WPS PushButton Connect und WPS mittels NFC Configuration Token.
07.11.2018	Fabian Borke	MI	MSC	Reengineering von Webanwendungen - Umstellung auf ein Single-Page-Modell anhand des Praxisbeispiels fotomato.de Das Single-Page-Modell beschreibt eine Web-Architektur, bei der nicht wie üblich mit jedem Seitenaufruf ein neues HTML-Dokument übertragen wird, sondern nur mit dem initialen Seitenaufruf ein einziges. Weitere Inhalte werden mit Hilfe von Ajax-Anfragen flexibel nachgeladen. Das Gefühl, mit einer richtigen Anwendung zu arbeiten, lässt sich dadurch steigern. Viele große soziale Netzwerke wie Facebook, Pinterest und Instagram nutzen beispielsweise Single-Page-Webanwendungen als Hybridvariante für Teilbereiche ihrer Seite oder für die gesamte Webseite. Im Rahmen der Masterarbeit soll anhand des Praxisbeispiels fotomato.de untersucht werden, wie sich eine bestehende Webanwendung zu einer Single-Page-Webanwendung umwandeln lässt und welche Entscheidungen bei diesem Prozess getroffen werden müssen.
07.11.2018	Irina Wanscheid	KO	BSC	Genetische Algorithmen für das Pickup & Delivery Problem mit Zeitfenstern Beim Pickup & Delivery Problem mit Zeitfenstern (PDPZ) sind Routen gesucht, sodass eine Menge an Transportanfragen ohne Verletzung der Nebenbedingungen erfüllt wird. Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit genetischen Algorithmen zum Lösen des PDPZ. Dabei wird ein aus der Literatur bekannter genetischer Algorithmus, welcher die Gesamtfahrstrecke minimiert, implementiert und auf eine neue Zielfunktion erweitert. In dieser Arbeit wird als erstes Optimierungskriterium die Fahrzeuganzahl und als zweites die Gesamtfahrstrecke minimiert. Bei der Untersuchung des genetischen Algorithmus werden verschiedene im genetischen Algorithmus enthaltene Komponenten variiert und geprüft welche Variante zu den besten Lösungen führt.
28.11.2018	Timo Schmidt	SE	BSC	Analyse der UART-Schnittstelle in Hinblick auf eine Hardwareabstraktion In der Arbeitsgruppe Software Engineering der Universität Osnabrück wird das Forschungsprojekt HolMES bearbeitet, welches zum Ziel hat, für verschiedene Prozessorarchitekturen eine Hardwareabstraktionsschicht zu entwerfen. Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Analyse der UART-Schnittstelle hinsichtlich der objektorientierten Abstraktionsfähigkeit auf verschiedenen Mikrocontrollern
28.11.2018	Alexander Brundiers	VS	BSC	Implementation eines Frameworks zur Erzeugung und Evaluation von Traffic Dispersion Graphs Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass sich die Modellierung des Netzverkehrs durch Traffic Dispersion Graphs (TDGs) und deren Analyse anhand bestimmter Metriken zur Erkennung verschiedenster Angriffe eignet. Dabei hängt die Qualität der Erkennung jedoch stark von den verwendeten Metriken ab. In dieser Bachelorarbeit wird die Grundlage für spätere Analysen geschaffen, in denen evaluiert werden soll, welche Metriken zur Erkennung welcher Angriffe geeignet sind. Dazu wird ein Framework entworfen und implementiert, welches aus Traffic-Daten automatisch verschiedene TDG-Varianten erzeugt und die Berechnung nutzerdefinierter Metriken auf diesen ermöglicht. Zusätzlich wird eine neue Variante der TDGs vorgestellt: Die kontinuierlichen TDGs. Von diesen wird erwartet, dass sie durch eine dynamische Modellierung des Netzverkehrs eine detailliertere Analyse und verbesserte Anomalieerkennung ermöglichen.
12.12.2018	Matthias Jansen	AI	BSC	Klassifikation von Frachtpapieren mittels Verfahren des maschinellen Lernens Die Firma CTO entwickelt unter dem Namen "abrams.wiki" ein Wissensportal über internationale Handelsströme. Die Daten, auf denen das Portal aufbaut, werden aus Zollpapieren und Frachtbriefen extrahiert. Auf diesen Papieren fehlt leider häufig eine wichtige Angabe, der sogenannte HS-Code, der die Art der Fracht kategorisiert. In dieser Bachelorarbeit soll untersucht werden, ob es mit Methoden des maschinellen Lernens möglich ist, anhand der restlichen auf den Zollpapieren vorhandenen Angaben zur Fracht (Gewicht, Beschreibungstext, usw.) auf den korrekten HS-Code zu schließen.
12.12.2018	Gianna-May Schüller	TH	BSC	Varianten des Clique Cover Problems und Entwicklung eines heuristischen Algorithmus für das Maximum Edge Clique Partition Problem Diese Bachelorarbeit befasst sich mit verschiedenen Varianten, Cliquen in einem Graphen zu finden. Neben der Formalisierung der verschiedenen Zielfunktionen sollen auch deren genaue Unterschiede anhand von Beispielen herausgestellt werden. Für eine dieser Zielfunktionen, bei der die insgesamt für alle Cliquen verwendeten Kanten maximiert werden sollen (Maximum Edge Clique Partition Problem), wird im Rahmen dieser Arbeit ein heuristischer Algorithmus entworfen und implementiert. Dieser wird abschließend mit einem existierenden Algorithmus der OGDF verglichen.
12.12.2018	Eric Lanfer	VS	BSC	Reconstructing portable executable images from memory dumps Analysing memory dumps of unpacked malware is a rather demanding procedure, most state of the art analysis programs are used to compute valid executable files. Therefore the focus of this thesis is on the development of a method for reconstructing executables from given memory dumps to provide a more insightful malware analysis.
12.12.2018	Simon Veltel	TH	BSC	Worst-Case Instanz Generator für Graphen-Approximationsalgorithmen Bei der Entwicklung neuer Approximationsalgorithmen für Graphen-Probleme stellt sich oft die Frage, welche Güte diese besitzen. Dazu kann ein Approximationsfaktor angegeben werden, der aussagt, wie weit die Approximation im schlimmsten Fall vom Optimum abweicht. Um diesen Faktor genau zu bestimmen ist es notwendig, eine Worst-Case Instanz zu finden. Dazu entwickle ich einen Generator, der mittels eines genetischen Algorithmus eine möglchst schlechte Instanz für ein beliebiges Problem erzeugt.
19.12.2018	Matthias Greshake	WB	MSC	Echtzeitfähige Simulation eines RADARs durch maschinelle Lernmethoden Präzise und zuverlässige Sensorik ist im Bereich des automatisierten Fahrens unerlässlich. Allerdings kann ein fehlerfreier Betrieb nicht immer garantiert werden. Um Dekalibrierung, Fehler oder Ausfälle einzelner Sensoren während der Fahrt zu detektieren, ist eine kontinuierliche Validierung dieser Systeme erforderlich. Zur Validierung wird jedoch eine Referenz benötigt, die zu jedem Zeitpunkt den korrekten Zustand des Sensors vorgibt. Ziel dieser Arbeit ist es daher, ein echtzeitfähiges Modell eines RADARs durch Korrelation von LIDAR- und Kameradaten zu lernen. Dazu stehen verschiedene Methoden des maschinellen Lernens zur Verfügung, deren Anwendbarkeit überprüft werden soll.
19.12.2018	Alexander Löhr	WB	BSC	Erstellung von Hyperspektraltexturen aus Punktwolken und Hyperspektraldaten Las Vegas Reconstruction (LVR) ist eine an der Universität Osnabrück entwickelte Bibliothek zur Rekonstruktion von Oberflächen aus Punktwolken. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es für die von der Bibliothek rekonstruierten Oberflächen Hyperspektraltexturen, aus gegebenen Hyperspektraldaten, zu erstellen. Auch wird das, der Bibliothek beiliegende, Anzeigeprogramm um die visuelle Darstellung der Hyperspektraltexturen ergänzt.
19.12.2018	Till Zimmermann	VS	BSC	Evaluation vertraulicher Kommunikation im CAN-Bus mittels Entwicklung eines Gateways für ISOBUS-Applikationen In den letzten Jahrzehnten haben digitale Bus-Systeme in nahezu allen Bereichen der Industrie direkt verkabelte Sensorik und Aktorik verdrängt. Ein weit verbreitetes Bus-System ist der Controller-Area-Network-Bus (CAN), welcher insbesondere im Automobilbereich eingesetzt wird. Als reines Broadcast-Netzwerk ist dabei die Vertraulichkeit der versendeten Daten nur durch die physische Unzugänglichkeit der Busleitungen sichergestellt. In dieser Bachelorarbeit soll daher der Einsatz von Verschlüsselung in CAN-Bus-Anwendungen evaluiert und implementiert werden. Dabei wird beispielhaft das Anwendungsprotokoll ISOBUS - entwickelt für die Vernetzung von landwirtschaftlichen Maschinen - integriert, um geringe Datenraten und die stark beschränkte Frame-Länge berücksichtigen zu können.
19.12.2018	Dominik Diekmann	VS	BSC	Evaluation eines memetischen Algorithmus zur Optimierung von Kantengewichten in IGPs Der Datenverkehr im Internet ist in den letzten Jahren stark angestiegen und wächst weiterhin rapide. Das Routen von Datenpaketen ist eine wichtige Aufgabe und benötigt viele Ressourcen. So genannte IGPs (Interior-Gateway-Protokolle) sind für das Routing von Paketen innerhalb eines Autonomen Systems zuständig. Die üblichsten IGPs benötigen für dieses Routing eine Gewichtung der Verbindung zwischen den Routern eines Netzwerkes. Diese Gewichte sind maßgeblich dafür verantwortlich, wie genau Pakete geroutet werden und damit auch, wie viele Ressourcen für eine Menge von Paketen benötigt werden. Die Festlegung der optimalen Kantengewichte stellt ein NP-schweres Problem dar. In dieser Bachelorarbeit wird eine hybrid-genetischer Heuristik zur Festlegung dieser Kantengewichte implementiert und evaluiert.
09.01.2019	Finn Stutzenstein	ES	BSC	Entwicklung der Software für ein netzwerkfähiges Präzisionsmessgerät auf Basis des ADS1262 Analog-Digital-Wandlers In der experimentellen Forschung limitiert die Digitalisierung analoger Größen häufig die Genauigkeit der Messungen, sodass ein großes Interesse an hochpräzisen Analog-Digital-Wandlern besteht. In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer Steuerungssoftware für den Analog-Digital-Wandler ADS1262 dargestellt, welcher von einem Cortex‑M Mikrocontroller gesteuert wird. Weiterhin wird neben der Ansteuerung eine Echtzeitsignalverarbeitung auf dem Mikrocontroller, sowie die Übertragung der Messdaten über Ethernet implementiert. Ergänzend wird zur Visualisierung der Messdaten und Ansteuerung ein Webinterface entwickelt. Eine anschließende Evaluation identifiziert die Rahmenbedingungen für einen robusten und präzisen Betrieb und charakterisiert die Genauigkeit des ADS1262.
09.01.2019	Benedikt Schumacher	CG/WB	BSC	Implementation einer adaptiven Oberflächenrekonstruktion mittels Dual Marching Cubes Mittels der universitätseigenen Bibliothek Las Vegas Reconstruction (kurz LVR) ist es möglich, Polygonnetze aus 3D-Punktwolken zu generieren. Diese Bibliothek wird mit dem Dual Marching Cubes Algorithmus um eine weitere Variante der Oberflächenrekonstruktion erweitert. Besonderer Fokus liegt dabei auf der Adaptivität der Rekonstruktion. D.h. das rekonstruierte Polygonnetz besteht aus verschieden großen Dreiecken. Dabei sind die einzelnen Dreiecke in Bereichen mit hohem Detailreichtum sehr klein, um diese Details gut approximieren zu können. In Bereichen, die weit weniger Details enthalten sind die Dreiecke hingegen deutlich größer. Die Dualdarstellung trägt dazu bei, dass bei der Rekonstruktion ein möglichst hohes Level of Detail erreicht wird. Mit diesem Verfahren wird ein Polygonnetz erzeugt, dass die Geometrie der 3D-Punktwolke sehr gut approximiert, gleichzeitig aber die Anzahl erzeugter Dreiecke reduziert und somit den Speicherbedarf des Polygonnetzes senkt.
09.01.2019	Malte kl. Piening	DI	BSC	Maschinelles Lernen mit dem Calliope Mini Maschinelle Lernverfahren werden in den letzten Jahren immer häufiger von Endverbrauchern direkt wahrgenommen. Dabei ist vielen jedoch nicht bewusst, worum es sich bei diesen Systemen handelt, weshalb bereits in der Schule über diese Ansätze und damit verbunden auch deren Einsatzgebiete und Grenzen aufgeklärt werden sollte. Hierfür wird ein System benötigt, welches die Möglichkeit bietet, kleine Probleme mit dem Einsatz von maschinellen Lernverfahren ohne viel Aufwand zu lösen. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Prototypen für ein solches System. Dabei soll anfänglich ein Ansatz des Reinforcement Learnings und ein Ansatz des Supervised Learnings unterstützt werden.
09.01.2019	Paul Ohm	DI	BSC	Implementation eines intelligenten tutoriellen Systems zur Verwaltung von Lernaufgaben anhand einer informatikspezifischen Lerntaxonomie angewandt auf die E-Learning Software PearUp Einer der wichtigsten Faktoren für den Lernerfolg von Schüler*innen ist die Bereitstellung geeigneter Lernobjekte. Diese Beachlorarbiet ist der Versuch, einen Algorithmus für die E-Learning Software PearUp zu entwerfen, der es dem Lernenden ermöglicht sich explorativ in der Lernwelt zu bewegen, ohne auf Aufgaben zu stoßen, die ihn über- beziehungsweise unterfordern. Dafür benötigt die Software ein akurates Kompentenzraster des Users und muss daraufhin die richtigen didaktischen Schlüsse ziehen.
16.01.2019	Lukas Kalbertodt	CG	MSC	Designing and Implementing a Polygon Mesh Library: Can Rust Improve the Status Quo in the Domain of Geometry Processing? Datenstrukturen (DS) zur Repräsentation von Polygon- oder Dreiecksnetzen sind das Fundament vieler Bereiche der Computergrafik, wie der Geometrieverarbeitung. Diese DS sollten platzsparend sein aber gleichzeitig schnellen Zugriff auf Nachbarschaftsbeziehungen der einzelnen Elemente erlauben. Über die Zeit wurden zwar viele unterschiedliche DS entworfen, jede mit eigenen Vor- und Nachteilen, existierende Bibliotheken (wie OpenMesh und Surface_mesh) nutzen jedoch nur eine dieser DS: das „Half Edge Mesh“. In dieser Arbeit soll eine in Rust geschriebene Open Source-Bibliothek entstehen, welche unterschiedliche DS implementiert und über deren unterschiedlichen Fähigkeiten abstrahiert. So wird es möglich sein, für jeden Anwendungsfall die optimale DS zu nutzen, da Algorithmen abstrakt, also unabhängig von einer speziellen DS, implementiert werden können. Dank Rusts „Zero Cost Abstractions“ führt diese Flexibilität jedoch nicht zur Verschlechterung der Ausführungsgeschwindigkeit. Die Rust Bibliothek soll schließlich bezüglich Geschwindigkeit und Codequalität gegen existierende C++ Bibliotheken evaluiert werden.
16.01.2019	Janina Born	KO	BSC	CP- und IP-Modelle zur Spielplanung von Volleyball-Ligen Bei Sportligen gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, Spielpläne für eine Saison zu gestalten. Bei einigen Volleyball-Ligen besteht die Besonderheit darin, dass die Heimmannschaften jeweils zwei Gegner an einem Spieltag empfangen. Unter Beachtung von weiteren Bedingungen, die zu fairen Wettkampfbedingungen führen, werden Modelle entwickelt,die auf Constraint Programming und Integer Programming basieren. Bei der Implementierung dieser Modelle werden verschiedene Bibliotheken verwendet und miteinander verglichen.
16.01.2019	Severin Sieber	KO	BSC	Modelling Approaches for Scheduling Golfers and Comedians Boolean satisfiability, integer programming, and constraint programming models can be created for a great number of problems, and solvers for these models are generally well developed. In contrast to many other approaches, they also offer exact solutions. In this thesis, models for the Social Golfer Problem are compared with respect to ease of modelling as well as solving efficiency. The insights are then applied to modelling the real-world problem of finding a tournament schedule for cabaret artists.
30.01.2019	Niklas Dettmer	FE	BSC	Klassifikation von hyperspektralen Panoramaaufnahmen zur Annotation von 3D Punktwolken Die bildgebende Spektroskopie ist ein gängiges Verfahren der Fernerkundung zur Auswertung und Analyse von hyperspektralen Satellitenaufnahmen der Erdoberfläche. Die Arbeitsgruppe Wissensbasierte Systeme der Universität Osnarbück erzeugte im Rahmen des Las-Vegas-Reconstruction-Projekts hyperspektrale Panoramaaufnahmen im Nahbereich über 150 Strahlungskanäle. Zusätzlich zu den Hyperspektralaufnahmen wurde jeweils ein Laserscan der aufgenommenen Umgebung erzeugt, sodass pro Aufnahme eine dreidimensionale Punktwolke mit Hyperspektralinformationen generiert werden kann. Ziel dieser Arbeit ist es, derartige Panoramaaufnahmen mithilfe von Techniken und Werkzeugen der Fernerkundung in Materialklassen einzuteilen, um so einen Beitrag zum Forschungsgebiet des Semantic Mapping zu leisten.
30.01.2019	Tim Bohne	KO	BSC	Heuristische Lösungsverfahren für Stacking-Probleme mit Transportkosten Stacking-Probleme beschreiben Situationen, in denen es darum geht, eine Menge von Items zulässigen Positionen in Stacks zuzuordnen, sodass bestimmte Nebenbedingungen respektiert werden und ggf. eine Zielfunktion optimiert wird. Sie treten in der Praxis häufig im Umfeld von Lagerhallen und Container-Terminals auf. In dieser Arbeit werden heuristische Lösungsverfahren für verschiedene Varianten von Stacking-Problemen entwickelt, bei denen der Fokus auf der Minimierung der Transportkosten liegt. Dabei werden MIP-Formulierungen zum experimentellen Vergleich genutzt.
30.01.2019	Famke Lamberti	DI	BSC	Implementation einer Web-Anwendung zur Erstellung, Bearbeitung und Auswertung von Parson's Puzzles Mithilfe von Parson's Puzzles werden Programmieranfänger an Algorithmen heran geführt. Zur komfortablen Bearbeitung dieser Aufgaben soll im Rahmen dieser Bachelorarbeit eine Web-Anwendung geschrieben werden, welche die Erstellung, Bearbeitung und Auswertung der Parson's Puzzles ermöglicht. Des Weiteren soll eine Anbindung an Stud.IP geschaffen werden, um die Parson's Puzzles in die Vips/Courseware zu integrieren.
06.02.2019	Zentrale Seminarvorstellung

13.02.2019	Nico Kersting	SE	MSC	Validierter Datenimport zur Datenintegration aus mehreren Schnittstellen Für die Großbäckerei-Einkaufsplattform Foodsupply wird eine große Menge an Daten benötigt, damit Bäckereien eigene Preise gegen den Markt vergleichen können. In dieser Arbeit soll ein Import-Modul entwickelt werden, das alle marktrelevanten ERP-Systeme der Bäckereien sowie zusätzlich benötigte Schnittstellen mit minimalem Konfigurationsaufwand anbindet. Dabei sollen Methoden zur Plausibilitätsprüfung und Validierung entwickelt und angewandt werden, um eine hohe Datenintegrität zu erreichen.
13.02.2019	Markus Mohr	SE	BSC	Entwicklung eines verteilten Systems für die Übertragung und Darstellung von Traceability-Daten Bei der Entwicklung von Software-Projekten entsteht eine Vielzahl an Dokumenten, Diagrammen, Quellcode-Dateien und ähnlichen Artefakten. „Traceability“ bezeichnet die Möglichkeit, Informationen über diese Artefakte und ihre Beziehungen nutzen zu können. Hierfür müssen zum Teil große Mengen solcher Daten mit vielfältigen Beziehungen dargestellt und nutzbar gemacht werden. Zurzeit wird an der Universität Osnabrück ein Konzept für den Umgang mit Traceability-Daten in der virtuellen Realität entwickelt. Die Traceability-Daten werden über ein an der Universität entwickeltes Tool bereitgestellt. Ein Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer mobilen Applikation, in der ein solches VR-Konzept implementiert werden kann. Außerdem wird eine Schnittstelle entwickelt, um die Traceability-Daten übertragen zu können. Zudem wird das bereits vorhandene Tool um einige Funktionen erweitert, um mit anderen Diensten bzw. Applikationen kommunizieren zu können.
13.02.2019	Pascal Lüttmann	WI	BSC	Chancen, Herausforderungen und Risiken von Security Token Die Blockchain-Technologie existiert erst seit ungefähr 10 Jahren und wurde erst Jahre später bekannt. Demnach ist das Thema noch relatives Neuland. In den vergangen Jahren 2017 und 2018 gab es einen Boom rund um die Blockchain, vor allem wegen der Coins als Währung und der Hoffnung auf schnelles Geld. Die Informationsgrundlage über andere Token ist, optimistisch betrachtet, dürftig. Es wurden jedoch einige Definitionen aufgestellt, um die Token einer Blockchain zu kategorisieren. Diese Kategorien sind die Kryptowährung, der Utility-Token, der Asset-backed Token und der Security-Token. Welche Charakteristika besitzen die jeweiligen Token-Typen? Was ist die Implikation eines Security-Tokens und lässt er sich in das PESTEL-Framework einfügen?