Aktuelles und Spannendes aus dem Studiengang

Im Studiengang Informatik werden die vielfältigen Erkenntnisse aus den Vorlesungen in unterschiedlich gearteten Studierendenprojekten vertieft. Hier können Studierende ihrer Kreativität freien Lauf lassen und erfahren Möglichkeiten und Grenzen der IT.

Mittelaltermarkt in Spanien, Eiskunstinstallationen in Finnland, Safari in Botswana, Party-Hotspots in Budapest, Weinproben in Frankreich oder Campusleben in den USA – 11 Studierende aus dem Kurs 21IT1 des Studiengangs INF - Informationstechnik nutzten ihr 5. Semester (September bis Dezember 2023) für einen Auslandsaufenthalt in allen vier Himmelsrichtungen. Hier sammelten sie sowohl an den Partnerhochschulen als auch in ihrer Freizeit einzigartige Erfahrungen, die sie nachträglich in einem von Prof. Dr. Holger Gerhards koordinierten Meeting miteinander teilten. Darüber hinaus gaben sie ihren Kommiliton*innen Infos zur Wohnungssuche, zu Studienablauf und -niveau vor Ort.

Unterstützung bei der Organisation erhielten sie u. a. vom International Office der DHBW Mannheim, von den jeweiligen Partnerhochschulen und teilweise von ihren Dualen Partnern.

Cartagena: Zu Gast in der zweitältesten Stadt Spaniens

Sonnenschein und warme Tage genießen konnte Diana, die sich für die Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) (Region Murcia) entschieden hatte. Neben dem Studium verbrachte sie ihre Zeit mit Strandausflügen an die Mittelmeerküste und Besuchen von historischen Stadtfesten mit Paraden und Mittelaltermärkten. So und durch das Wohnen in ihrer WG, die sie über "Housing anywhere" gefunden hatte, konnte sie ihre Sprachkenntnisse auch außerhalb des Studiums verbessern und die Kultur im Süden Spaniens kennenlernen. Mit dem Studium an der praktisch gelegenen UPCT war sie sehr zufrieden. Das Niveau sei ein wenig tiefer gewesen als an der DHBW Mannheim, dafür gab es aber mehr Abgaben und Leistungsnachweise im Laufe des Semesters.

Botswana: Herzlichkeit und Abenteuer im Süden Afrikas

Die 4 Kommilitonen Adrian, Hannes, Johannes und Lukas hatten sich zusammengetan, um gemeinsam den Süden Afrikas zu erkunden – und das ging leichter als gedacht. Impfungen mussten vorher bedacht werden, aber das sowie die Organisation der Anreise, Visa und Wohnung waren kein Problem. Begrüßt von Sonnenschein und Herzlichkeit an der Botho University starteten sie in ihr Semester und in ein IT-Projekt im Rahmen des Kurses "Innovation for Sustainable Development" auf einer Farm. Das Level war niedriger als in Mannheim und die Ausstattung der Universität einfach gehalten, die Kurse vergleichbar klein. Wenn Freizeit war, dann wurde die (weite) Gegend erkundet und so gehörten eine Reise nach Capetown, zu den Victoria Falls in Simbabwe, eine selbst organisierte Safari und ein im Sand stecken gebliebenes Auto zu den bleibenden Eindrücken aus der abwechslungsreichen Zeit in Botswana.

Turku: Santa Claus Village, Eishockey und Day of Lights im verschneiten Finnland

Deutlich frischer ging es in Finnland zu, wo die beiden Kommiliton*innen Carina und Pascal eine tolle Organisation und Willkommenskultur an der sehr modernen Turku University of Applied Sciences erlebten. Bei Welcome-Veranstaltungen lernten sie andere Erasmus-Studierenden kennen, was den Start in das sehr anwendungsorientierte Studium erleichterte. Es standen 7 Kurse bestehend aus Vorlesungen und Laborveranstaltungen auf dem Plan, sodass sie viele Credits erwerben konnten. Einprägsam waren nicht nur die entspannte Atmosphäre der finnischen Studierenden z. B. gegenüber Prüfungen, sondern auch die Events und Ausflüge in ihrer Freizeit. Beim Day of Lights in Turku wurde die Stadt in wunderbare Lichter getaucht, beim Eishockey mitgefiebert und im fast 900 km entfernten Santa Claus Village sorgten Schneemassen im skandinavischen Stil sowie die Überquerung des Polarkreises für Begeisterung.

Boiling Springs: College Feeling in North Carolina

Das volle US-amerikanische Studi-Paket bekam Fabian an der Gardner-Webb University in North Carolina. Auf dem weitläufigen Campus mit nur 4 500 Studierenden kam er sehr schnell mit anderen in Kontakt. Dafür sorgten nicht zuletzt zahlreiche organisierte Events wie z. B. Quiz Nights, Partys, aber auch Sportveranstaltungen aller typischer US-Sportarten wie Basketball und American Football, die hier einen besonderen Stellenwert genießen. So fand das Leben (inkl. Wohnen) hauptsächlich am Campus statt. Dank vieler kleiner Breaks durch Feiertage, wie Labour Day oder Thanksgiving, und günstiger Inlandsflüge fand er aber auch genug Zeit, um einige andere Orte kennenzulernen: Miami, Pennsylvania, das nur 1 Stunde entfernte Charlotte mit seinem großen Konzertangebot oder die attraktive Inselkette im Atlantik Outer Banks, wo es sich super surfen lässt. Ähnlich wie bei Diana in Cartagena, musste Fabian über das Semester hinweg immer wieder Assignments, Tests und Midterms ablegen – große Prüfungsphasen am Ende des Semesters blieben aus.

Budapest: Studieren in der größten Stadt Ungarns

Knapp 1,7 Millionen Einwohner*innen und ca. 20 000 Studierende an der Technischen und Wirtschaftswissenschaftlichen Universität Budapest – trotz der Größenordnung fühlte sich Dagh in Budapest schnell heimisch. Denn wie Mannheim vereint die Hauptstadt Ungarns Historisches mit Modernem, es treffen viele Kulturen aufeinander, das Stadtbild ist geprägt von der Donau, es gibt schöne und weniger schöne Ecken sowie eine sehr aktive Bar- und Clubszene. Vereinfacht wurde das Ankommen in der Metropole seitens des Erasmus Student Networks, das regelmäßig Events für die Studierenden organisierte. So nutzte Dagh seine Zeit nicht nur, um andere Menschen, sondern auch um die Stadt genauestens kennenzulernen – von Besuchen der Staatsoper, über Party-Hotspots, hin zur Eisbahn neben dem Schloss war alles dabei. Aber auch Orte außerhalb Budapests – die meisten davon arm und für gerade mal 5 € pro Zugfahrt erreichbar. Neu war für ihn auch die Lernkultur: Statt in Gruppen lernt jede*r Einzelne eher still für sich. Das Semester war anspruchsvoll, etwas länger als in Mannheim und schloss mit einer langgezogenen Klausurphase.

Nantes: Internationalität im Süden der Bretagne

Für ihr Auslandssemester in Frankreich nahmen Tim und Carlo am geförderten Kooperationsprogramm "Gemeinsam Theorie und Praxis / Ensemble, théorie et pratique" mit der Polytech Nantes teil. Ein Baustein dessen ist, dass die DHBW-Studierenden zwei Tandempartner von der Polytech haben, wodurch schon ein erster persönlicher Kontakt bestand. Zusätzlich sorgte die französische Hochschule mit einem Welcome Event für einen herzlichen Empfang, wo Tim und Carlo sehr aufgeschlossene Kommiliton*innen kennenlernten. Gemeinsam wurden regelmäßig Treffen realisiert, bei denen typische Spezialitäten aus dem jeweiligen Herkunftsland aufgetischt wurden – inklusive Kartoffelsalat, Würstchen und Bier. Beim International Day kamen sie in einen sehr spannenden Austausch mit Studierenden aus Kamerun sowie China und berichteten von ihrem eigenen Studium in Mannheim. Und natürlich standen auch Besichtigungen und Ausflüge in die Umgebung auf dem Plan. Nantes als lebendige Studi-Stadt bot einiges zu sehen und zu erleben, die Natur drum herum wurde mit dem Rad erkundet und natürlich wurde auch das nahegelegene Meer immer wieder angesteuert – noch den ganzen September über lockten warme Temperaturen Menschen nach draußen wie auch Tim und Carlo zu einer Besichtigung und Probe bei einem nahegelegenen Weingut. Abends wurden Clubs und Bars getestet, die neben kulturellen Highlights wesentlich zum Wohlfühlen in der Stadt beitrugen. Und ein guter Ausgleich zur hohen Arbeitsbelastung waren – zum einen durch die französische Sprache, in die sich Tim und Carlo zunächst (wieder)einfinden mussten, und zum anderen durch den strammen Zeitplan mit Vorlesungen von 8 – 17 Uhr. Fazit: Ein absoluter Gewinn auf sprachlicher, interkultureller und persönlicher Ebene.

"Das richtige Studium gewählt!"

Vor 30 Jahren – damals war die DHBW Mannheim noch Berufsakademie – schlossen sie ihr duales Informationstechnik-Studium ab. Am 01.10.2022 trafen sich die Absolvent*innen von 1992 an der DHBW Mannheim und haben eine klare Message für Informatik-Studierende: "Ihr habt das richtige Studium gewählt."

Für das Treffen wurde ein buntes Programm auf die Beine gestellt: Prof. Dr. Holger Gerhards präsentierte, wie die DHBW Mannheim und das Informatik-Studium heute funktionieren. Prof. Joachim Schmidt – Studiengangsleiter des Abschlussjahrgangs `92 – gab einen Rückblick und Wassilij Kaiser eine Laborführung, die auch einen Besuch bei der Roboterfußball-Mannschaft TIGERs beinhaltete. Selbstverständlich blieb auch genug Zeit für einen Erfahrungsaustausch der Teilnehmenden, deren Karriere mit einem dualen Studium startete. Einer davon ist Norbert Armbruster, der – bestätigt durch seinen beruflichen Werdegang – begeistert vom dualen Studienmodell und überzeugt von dessen Vorteilen ist:

"Mich persönlich hat die Weiterentwicklung der BA / DHBW sehr gefreut. Die Entscheidung, ein duales Studium an der BA zu beginnen, würde ich – auch jetzt nach 30 Jahren – jederzeit wieder treffen. Die theoretischen Grundlagen zusammen mit den Praxisphasen haben mir einen schnellen Übergang in den Beruf ermöglicht. Das gilt sowohl für den Beginn als Software Entwickler, als auch später als Projektleiter internationaler Projekte oder jetzt noch in meiner Rolle als Geschäftsführer unseres Professional Services.  Neben dem technischen Handwerkszeug tragen hierzu auch die in den BA-Projekten und Praxisphasen erlernten 'Softskills' für zielorientiertes Arbeiten in kleinen und großen Teams bei. Die entstandenen Freundschaften – wie wir gestern an der großen Teilnehmerzahl gesehen haben – scheinen bis heute zu tragen. Danke auch für die Führung durch die Labore. Moderne Technik zum Anfassen haben mir immer dabei geholfen, die Funktionsweisen zu begreifen und anzuwenden. Als ein einfaches Beispiel sind mir die Nachrichtentechnik-Vorlesungen in Erinnerung. Sequenz- und Statusdiagramme verwenden wir auch heute, wenn auch artfremd, bei der Systemintegration/ Business-Prozessmodellierung. Wie wir an den unterschiedlichen Lebensläufen gestern hören könnten, scheint das auch bei meinen Kommiliton*innen zu gelten. An Ihre Studierenden gerichtet bleibt mir nur zu sagen: Ihr habt das Richtige gewählt! Das duale Studium bereitet Euch optimal für das Berufsleben vor. Genau diese Kenntnisse benötigen wir in der Wirtschaft, um weiter wachsen und uns im internationalen Wettbewerb behaupten zu können."

Ausgerichtet wurde das Alumni-Treffen von Prof. Joachim Schmidt, Wassilij Kaiser, Prof. Dr. Holger Gerhards.

Studierende im Studiengang Informatik - Informationstechnik stellen ihre Studienarbeiten vor, an denen sie im 5. und 6. Semester gearbeitet und für die sie die Themen selbst gewählt haben.

50 Jahre alten Hauptprozessor auf neuer Hardware zum Leben erweckt: In ihrer Studienarbeit "Automatisierte Generierung von CPU Emulatoren" befassten sich Niklas Frondorf und Tobias Winkler damit, wie die Virtualisierung von "Central Processing Units" umgesetzt werden und wie sie einen Beitrag zur Plattformunabhängigkeit sowie Langlebigkeit von Software und für die Lehre leisten kann. Entstanden ist die Idee in der Vorlesung "Systemnahe Programmierung" (4. Semester). Warum? "Wir wollten gern noch tiefer in das Thema einsteigen. CPUs sind etwas sehr Praktisches – wir haben ein theoretisches Gerüst draufgebaut", berichten die beiden Studierenden.

IT-Studierende unterschiedlicher Jahrgänge lernen voneinander

Welche Schritte sie dafür gehen mussten, haben sie nicht nur in ihrer Studienarbeit formuliert, sondern berichteten auch dem Nachfolgekurs davon: Um ein Beschreibungsformat zum Emulieren und Programmieren von CPUs zu entwickeln, betrachteten sie die Funktionsweise von CPUs, wobei die Intel 4004 –  der erste Mikroprozessor (4 Bit) aus dem Jahr 1971, die ursprünglich für den Einsatz in Taschenrechnern konzipiert worden war – im Detail vorgestellt und emuliert wurde. Die beiden Studierenden beschrieben die Intel 4004 mit dem Format und entwickelten zwei Programme, die dieses Format zur Übersetzung von Assemblercode in Bytecode oder zur Generierung von Emulatoren nutzen. Des Weiteren emulierten sie auch die MOS Technology 6502 und designten, testeten und programmierten hierfür eine eigene CPU.

"Die heutigen CPUs sind zu komplex und zu kostspielig, um sie für Lehrzwecke zu nutzen. Die Intel 4004 war dafür genau richtig. Die schnelle und leichte Beschreibung von CPUs mit der Möglichkeit, diese anschließend emulieren zu können, kann Studierenden ein nachhaltiges Verständnis für hardwarenahe Programmierung und Computersysteme bieten. Um zu zeigen, zu was die Emulatoren fähig sind, haben wir das Retro-Spiel 'Pong' auf der Intel 4004 implementiert und auf einen modernen Mikroprozessor (Arduino Due) emuliert. Es war ein toller Moment, als es funktioniert hat!", so Niklas Frondorf und Tobias Winkler.

Ein Spiel als Lerngelegenheit:
Im Modul "Java-Programmierung" (2. Semester) geht es um die Prinzipien der objektorientierten Modellierung und Programmierung (OOM und OOP). Dafür eignen sich z. B. Mehrpersonenspiele. Im Jahr 2022 verwendeten wir dazu das taktische Mehrpersonen-Würfelspiel: Ziel 22.
Spielregeln:
Jeder Spieler würfelt mit einem üblichen W6-Würfel. Ziel ist es, die Augensumme 22 zu erreichen bzw. möglichst nahe an dieses Ziel 22 zu kommen. Es müssen genau 8 Würfe gewertet werden und es darf höchstens 13 Mal gewürfelt werden. Die gewerteten Augenzahlen werden addiert. Bei jedem Wurf entscheidet der Spieler sofort und endgültig, ob er diesen Wurf wertet oder nicht. Sieger ist bzw. sind, wer am nächsten am Ziel 22 ist.
Einstieg und Aufgabenstellung:
Das Spiel dient als Einstieg und wird anfangs direkt durch Benutzereingaben gespielt. Durch die verwendete IDE ist dies möglich ohne irgendeine Art von I/O-Programmierung. In der Problemanalyse werden die beteiligten Objekte identifiziert, geeignet in Klassen zusammen gefasst, diese Klassen erstellt und in Java implementiert. Nach Erarbeitung der Grundlagen von Objekten soll mit der Zeit das Spiel so auf dem Rechner implementiert werden, dass es ohne Benutzereingaben ablaufen kann. Das Rahmenprogramm wird im Kurs gemeinsam entwickelt. Jeder Kursteilnehmer kann dann seine eigene 'Spieler'-Klasse erstellen. Diese 'Spieler' treten in einer WM gegeneinander an. Das bringt einen Wettbewerbscharakter in die Vorlesung. Jeder entwirft eine oder zwei verschiedene Spielstrategien, natürlich ohne seine Ideen zu verraten, und implementiert sie jeweils in einer 'Spieler'-Klasse. Jede der Spielerklassen ist eine sog. Unterklasse der abstrakten, allgemeinen Oberklasse Spieler, die im Kurs bis dahin entwickelt wurde. So muss in der eigenen 'Spieler'-Klasse nur die Strategie selbst abgebildet werden, sonst nichts. Alles Sonstige ist bereits durch die Oberklasse Spieler gegeben; einer der großen Vorteile der Objektorientierung.
Eine einfache Strategie:
Das Spiel erlaubt sehr unterschiedliche Ansätze und Strategien. Manche sind einfach in Worten beschreibbar wie z.B.: "Wenn du noch entscheiden kannst, dann akzeptiere jeden Wurf, der keine 6 ist." Diese einfache Strategie wird im folgenden "Kl6Spieler" implementiert.

Ergebnis der Weltmeisterschaft:
Diese einfache Strategie Kl6Spieler ist weit schwächer als die von den Student*innen entwickelten Strategien, also Spielerklassen. Im Kurs wurde ein Rahmenprogramm mit Spielleiter und Spielern erstellt, das die verscheidenen Spielerklassen einbinden und den Wettkampf nach den im Kurs festgelegten Regeln durchführen konnte: In insgesamt 69420 Spielen wurde protokolliert, wer wie oft unter den Siegern war. In der kursinternen WM (Weltmeisterschaft) stellten sich vier von insgesamt ca. 30 am Endkampf teilnehmenden Strategien als sehr stark heraus.

Siegreiche Strategien:

  • Aljoscha Winckler: Meine Strategie bestimmt zunächst alle möglichen Abfolgen, um mit 8 Würfen das Ziel 22 zu erreichen wie 6-1-1-1-1-1-5-6 oder 3-1-4-2-2-3-4-3 samt den Augensummen nach n Würfen. Es gibt ca. 65000 solcher Abfolgen bezogen auf Augensummen. Die beiden genannten Abfolgen haben anfangs unterschiedliche Augensummen, nach 3 Würfen haben beide die gleiche Augensumme 8; danach unterscheiden sie sich wieder. Diese Daten werden in einer Liste gespeichert. Angenommen nach 3 Würfen hat man Augensumme 8. Dann gibt es noch 11340 mögliche Abfolgen, um 22 Punkte nach 8 Würfen zu erreichen. Da es 6 mögliche Wurfergebnisse gibt, sind dies im Schnitt 1890 (11340/6) mögliche Restfolgen. Ist der nächste Wurf eine 1 und wird akzeptiert, gibt es danach noch 2940 Möglichkeiten, bei einer 6 dagegen nur noch 735. Die Anzahl der Restfolgen bis zur 22 ist nicht gleichverteilt. Bei jedem Wurf wird daher (in der Liste) nachgesehen, wie groß die Wahrscheinlichkeit (W‘keit) ist, das Ziel 22 zu erreichen, wenn der Wurf akzeptiert wird, und wird verglichen mit der durchschnittlichen W‘keit der 6 möglichen Würfe. Ob der Wurf akzeptiert wird, hängt auch noch ab von der Anzahl der gewerteten und nicht gewerteten Würfe.
  • Dagh Zeppenfeld: Meine Strategie verwendet einen cleveren Brute-Force-Ansatz, indem sie die Gesamtanzahl der übrigen restlichen Wege sowie die Anzahl der Wege zu einem bestimmten Ergebnis berechnet. Da es in Ziel22 insgesamt 764.132.901.120 Wege = Würfelfolgen gibt, von welchen 29.939.020.560 zur 22 führen, ist diese Berechnung keineswegs trivial. Dafür wird dynamische Programmierung mit einem geeigneten Baum als Datenstruktur genutzt. Die Entscheidung, ob der Wurf akzeptiert wird, wird dann gefällt – abhängig von der besseren W‘keit, die 22 zu treffen.
  • Konrad Ebel: Ein Ansatz berechnet wie in den Ideen der anderen Sieger mittels W‘keitsrechnung alle Möglichkeiten, die mit der geworfenen Zahl noch zum Ziel 22 führen sowie alle, die zum Ziel führen, wenn der Wurf nicht gewertet wird. Beide Werte werden abgeglichen; dabei wird darauf geachtet auch Würfe zuzulassen, die zu Resultaten nahe 22 führen. In einem zweiten Ansatz erstelle ich nach vielen Erprobungen und nach Durchsicht anderer Strategien eine 4-dimensionale Tabelle, die abhängig von: aktuellem Stand, akt. Wurfanzahl, akt. Anzahl gewerteter Würfe sowie akt. Wurfwert angibt, ob der Wurf in dieser Situation gewertet wird oder nicht. Aus dieser Tabelle entnehme ich jeweils die Entscheidung.
  • Carlo B.: Bei jedem neuen Wurf wird die W‘keit berechnet, mit ihm die 22 zu erreichen. Steigt diese W‘keit mit diesem Wurf gegenüber dem bisherigen Wert, so wird der Wurf angenommen. Da man aber nur wenige Würfe ablehnen kann, soll der Algorithmus daher etwas toleranter sein, d.h. die "Annahmegrenze" wird abhängig der Zahl bereits gewerteter Würfe etwas herabgesetzt. Aus vielen Erprobungen konnte ich eine brauchbare "Annahmegrenze" gewinnen. Für den letzten möglichen Wurf wurden weitere Fallbetrachtungen hinzugenommen. So sollen z.B. nur Einsen und Zweien akzeptiert werden, wenn die Augensumme mindestens 22 ist. Wenn mehr als ein Reservewurf übrig ist, sollen nur genaue 22-Treffer akzeptiert werden, ist genau ein Reservewurf übrig, werden nur Augensummen zwischen 21 und 23 akzeptiert.

Kurswettbewerb als Lehrmethode:
Aus dem Mehrpersonenspiel heraus ergeben sich auf natürliche Weise Unterklassen und eine abstrakte Oberklasse sowie ein Wettbewerb. Der Wunsch, seine eigenen Ideen umzusetzen, führt dazu, dass man mit mehr Interresse arbeitet und mit mehr Ausdauer auch kleinere Hürden überwindet. Im Anschluss an die "Weltmeisterschaft" ist es sehr interessant, verschiedene Ideen auszutauschen und deren Implementierung zumindest teilweise nachzuvollziehen. Daran wird auch deutlich, welche Detailarbeit in der Umsetzung der Idee in eine lauffähige Implementierung steckt. Ebenso zeigt dies viele Grundlagen der objektorientierten Programmierung und erlaubt auch eine Differenzierung im Kurs.

Dozent: Theo Heußer; Vorlesung: Java-Programmierung