Machine Learning and Generative AI

Data Storage and Processing 1 | () | Coursecode: M250807105

Databases and Query Languages

5.00

ECTS

3.00

SWS

Einführung und Grundbegriffe – Überblick über Datenbankmodelle – Architekturen von Datenbanken – Datensicherheit – … Relationale Datenbanken – Grundbegriffe des relationalen Datenmodells – Structured Query Language (SQL) – Import/Export von Datensätzen – Integritätsbedingungen, Normalformen und Denormalisierung – Rechtekonzept und Benutzerverwaltung – Fortgeschrittene Themen bei relationalen Datenbanken – … Überblick über nichtrelationale Datenbanken – Key-Value-Datenbanken und dokumentenorientierte Datenbanken – Multidimensionale Datenbanken – …

Data Storage and Processing 2 | () | Coursecode: M250807106

Programming and Data Processing

5.00

ECTS

3.00

SWS

Programmierung bzw. Scripting – Programmierparadigmen – Grundlagen der Programmierung bzw. des Scriptings – Operatoren und Kontrollstrukturen – Funktionen und Bibliotheken – Reguläre Ausdrücke – … Datenbasierte Anwendungen – Import und Export von Daten – Elementares Datenhandling – … Werkzeuge – Werkzeuge zur Versionsverwaltung – Clean Coding und Debugging – Entwicklungsumgebungen – …

Introduction and Foundations 1 | () | Coursecode: M250807101

Introduction to Data Science and Artificial Intelligence

2.50

ECTS

1.50

SWS

Einführung in Data Science und Artificial Intelligence – Überblick über das Fachgebiet – Anwendungsmöglichkeiten und Einsatzgebiete – Gesellschaftlicher und rechtlicher Kontext – Zukunftsperspektiven – … Grundbegriffe und Übersicht bez. Data Science und Artificial Intelligence – Grundbegriffe von Data Science und Artificial Intelligence – Überblick über wichtige Verfahren – Verzerrungen und Gütekriterien – … Werkzeuge für Data Science und Artificial Intelligence – Übersicht über IT-Infrastrukturen – Übersicht über Tools und Frameworks – Übersicht über Script- und Programmiersprachen – Übersicht über Software-Stacks und Entwicklungsmethoden …

Introduction and Foundations 1 | () | Coursecode: M250807102

Quick Guide to Machine Learning

2.50

ECTS

1.50

SWS

Beispiele des Unsupervised Learning – Praktische Einführungsbeispiele aus dem Bereich Clustering – Praktische Einführungsbeispiele aus dem Bereich Dimensionsreduktion – … Beispiele des Supervised Learning – Praktische Einführungsbeispiele aus dem Bereich Klassifikation – Praktische Einführungsbeispiele aus dem Bereich Regression – …

Introduction and Foundations 2 | () | Coursecode: M250807103

Probability Theory and Descriptive Statistics

5.00

ECTS

3.00

SWS

Deskriptive Statistik – Grundbegriffe und Anwendungsgebiete der Statistik – Häufigkeiten, Häufigkeitsverteilungen und empirische Verteilungsfunktion – Kenngrößen empirischer Verteilungen – Multivariate empirische Verteilungen – Visualisierung statistischer Daten – … Wahrscheinlichkeitstheorie – Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie – Bedingte Wahrscheinlichkeiten und Bayes’sches Theorem – Grundbegriffe der Kombinatorik – Ein- und mehrdimensionale Zufallsvariablen – Wichtige diskrete und stetige univariate Verteilungen – Grenzwertsätze und Approximation von Verteilungen – … Einführung in die Bayes-Statistik – A-priori- und A-posteriori-Verteilungen – Update und Analyse von Verteilungen für Parameter – …

Introduction and Foundations 3 | () | Coursecode: M250807104

Modelling and Numerical Simulations

5.00

ECTS

3.00

SWS

Modellierung und Simulation – Grundbegriffe von Systemen sowie der Modellierung und Simulation – Mathematische Grundlagen der Modellierung und Simulation – Modellierungs- und Simulationsarten im Überblick – … Graphentheorie – Grundbegriffe von Graphen – Eigenschaften und Kenngrößen von Graphen – Grundtypen von Graphen bzw. Netzwerken – … Systemdynamik – Wirkungsgraphen, Pulsmodelle und Markow-Ketten – Kybernetische und regelungstechnische Grundlagen – Gewöhnliche Differentialgleichungssysteme und numerische Integration – … Monte-Carlo-Simulationen – Grundbegriffe der Monte-Carlo-Simulationen – Einsatz von Monte-Carlo-Simulationen für Prognoserechnungen – …

Refresher of Foundations | () | Coursecode: M250807109

Refresher on Information Technology

2.50

ECTS

1.50

SWS

Hardware – Zentrale Komponenten eines Computers – Bussysteme und Peripherie sowie Prozessorarchitekturen – Informationsverarbeitung und Informationscodierung – … Betriebssysteme – Familien von Betriebssystemen und deren Aufbau – Prozess- und Speicherverwaltung – Dateisysteme und Objektspeicher – … Netzwerke – Einführung in die Funktionsweise von Netzwerken – Einführung in die Terminologie von Netzwerken – OSI-Schichtenmodell und TCP/IP – Schnittstellenprotokolle – … Kryptographie – Grundbegriffe der Kryptographie – Symmetrische und asymmetrische kryptographische Verfahren – …

Refresher of Foundations | () | Coursecode: M250807107

Refresher on Mathematics

2.50

ECTS

1.50

SWS

Mathematische Grundbegriffe – Mengenlehre und Zahlenmengen – Rechnen mit komplexen Zahlen – Elementare Funktionen – … Elementare Analysis – Differenzialrechnung, Kurvendiskussion und Extremwertaufgaben – Grundlagen der Integralrechnung – … Grundbegriffe der Linearen Algebra – Vektoren, Matrizen und Tensoren – Determinanten und Lösungen von linearen Gleichungssystemen – Eigenwerte und Eigenvektoren – …

Refresher of Foundations | () | Coursecode: M250807108

Refresher on Unix Shells and LaTeX

2.50

ECTS

1.50

SWS

Grundlagen unixoider Betriebssysteme – Einführung in textbasierte Shells – Dateitypen und Datenkompression – Dateisysteme und Berechtigungen – Prozesse und Jobs – Wichtige Tools unixoider Shells – Shellscripting – … Textmanipulation – Elementare Tools und Pipes – Reguläre Ausdrücke – Wichtige Editoren – … Auszeichnungssprache LaTeX – Befehle und Umgebungen – Dokumentenklassen und Seitenstile – Mathematische Formeln – …

Computational Intelligence 1 | () | Coursecode: M250807202

Data Mining and Statistical Learning

5.00

ECTS

3.00

SWS

Gundlagen der Multivariaten Statistik – Wiederholung der Matrixalgebra – Multivariate Beobachtungen und Verteilungen – Kovarianz-, Korrelations- und Distanzmatrizen – … Methoden des Supervised Learning – Einfache und multiple lineare Regression – Regularisierungsmethoden – Methoden basierend auf latenten Variablen – Entscheidungsbäume und verwandte Methoden – Logistische Regression – Lineare und quadratische Diskriminanzanalyse – Naive-Bayes-Klassifikator – K-Nearest-Neighbor-Klassifikation – … Methoden des Unsupervised Learning – Methoden der Clusteranalyse – Dimensionsreduktion – … Weitere Themen – Optimierung und Validierung von Vorhersagemodellen – Fortgeschrittene Formen der Visualisierung – …

Computational Intelligence 1 | () | Coursecode: M250807203

Numerics and Computational Optimisation

2.50

ECTS

1.50

SWS

Technische Numerik – Reduktion numerischer Fehler – Numerisches Lösen von Gleichungssystemen – Numerisches Differenzieren und numerische Integration – Numerisches Lösen von gewöhnlichen Differentialgleichungssystemen – … Numerische Optimierung – Grundlegende Aspekte von Optimierungsaufgaben – Lineare Programmierung – Nichtlineare Optimierung mit Nebenbedingungen – Multikriterielle Optimierung – …

Computational Intelligence 2 | () | Coursecode: M250807204

Machine Learning with Artificial Neural Networks

5.00

ECTS

3.00

SWS

Grundlagen und Werkzeuge von künstlichen neuronalen Netzen – Künstliche Neuronen, Aktivierungsfunktionen, Schichten (insb. MLP) – Backpropagation and Fehlerminimierung – Vorstellung gängiger technischer Frameworks – Anwendungsgebiete und Limitationen – … Architekturen von künstlichen neuronalen Netzen – Übersicht weiterführender Architekturbausteine – Recurrent Networks – Convolutional Networks – Autoencoder Networks – … Ausgewählte einfache Anwendungsgebiete – Textanalyse – Bild- bzw. Videoanalyse – Audio- und Signalanalyse – …

Data Storage and Processing 3 | () | Coursecode: M250807201

Data Quality and Data Fusion

5.00

ECTS

3.00

SWS

Datenvorbereitung – Datentypkonvertierung und Normierung – Analyse der Datenqualität und Erkennung von Anomalien – Singuläre und multiple Imputation – Anonymisierung und Hashing von Daten – … Vorbereitung komplexer Daten – Besonderheiten von Audio-, Bild-, Videodaten und Signaldaten – Transformationen und Diskretisierung von kontinuierlichen Daten – … Datenfusionen und Feature Engineering – Komplexe Filterung und Sortierung von Daten – Aggregationen und Transformationen von Daten – Feature Selection Verfahren – … Pipelining und Data Lifecycle Management – Grundbegriffe und Übersicht über Frameworks – Konzeption und Implementierung von Pipelines – Grundelemente des Data-Lifecycle-Managements – …

Interdisciplinary Qualifications 1 | () | Coursecode: M250807205

Project Management and Scientific Writing

2.50

ECTS

1.50

SWS

Grundlagen des Projektmanagements – Grundbegriffe und Werkzeuge – Elemente der klassischen Projektabwicklung – Agile Projektabwicklung – Arbeitstechniken und Zeitmanagement – … Forschungsprozesse – Wichtige Theorien bzw. Denkrichtungen der Wissenschaftstheorie – Überblick über wissenschaftliche Forschungsmethoden – Recherche und wissenschaftliches Exzerpieren – Forschungsfragen, Hypothesen, Forschungsvorhaben – Analyse, Publikation und Präsentation des Erkenntnisgewinns – … Grundlagen des wissenschaftlichen Schreibens – Formulierung, Strukturierung, Formatierung und Visualisierung – Quellenverwaltung, Eigentumsrechte und ethische Grundsätze – Qualitätssicherung bzw. Reviews und Peer Reviews – Veröffentlichungsplattformen, Rankings und Impact-Faktoren – … Eingrenzung der eigenen Masterarbeit – Themensuche für die eigene Masterarbeit – Ableitung von Forschungsfragen für die eigene Masterarbeit – …

Machine Learning and Generative AI 1 | () | Coursecode: M250807209

High Performance Computing and Cloud Computing

5.00

ECTS

3.00

SWS

High Performance Computing – Überblick und Begriffsdefinitionen – Prozessorarchitekturen (CPU, GPU, TPU, …) – Relevante API-Technologien sowie Microservices-Architekturen – Vertikale vs. horizontale Skalierung – … Virtualisierung – Überblick und Arten der Virtualisierung – Hardware-Virtualisierung inkl. Orchestrierung – Container-Virtualisierung inkl. Orchestrierung – … Cluster-Frameworks – Hyper-converged Intfrastructure – Skalierbare Daten-Analyse-Frameworks – Einführung in Operations und Hochverfügbarkeit – … Cloud Computing – Überblick, Anbieter und Begriffsdefinitionen – Cloud Computing Service Models (XaaS) – Skalierbares Datenmanagement – Architekturmanagement und Sicherheitsmanagement – Integration von Cloud Services zur Datenanalyse – Automatisierung, Monitoring und Kostenverwaltung – Ausgewählte Services für Data Science and AI – …

Machine Learning and Generative AI 2 | () | Coursecode: M250807210

Game Theory and Gaming AI

2.50

ECTS

1.50

SWS

Entscheidungstheorie – Präferenzen und Nutzenfunktionen – Entscheidungssituationen bei Risiko – Entscheidungssituationen bei Unsicherheit – … Spieltheorie – Kooperative und nicht-kooperative Spiele – Spiele mit vollständiger oder unvollständiger Information – Statische vs. dynamische sowie wiederholte Spiele – Lösungskonzepte der Spieltheorie – … Stochastische Modelle – Markow-Entscheidungsprobleme – Monte-Carlo-Ansätze – Monte-Carlo-Baumsuche – …

Machine Learning and Generative AI 2 | () | Coursecode: M250807211

Introduction to Probabilistic and Generative AI

2.50

ECTS

1.50

SWS

Grundlagen der Generativen AI – Historische Entwicklung – Grundidee und Grundkonzepte – Status Quo und Herausforderungen – … Probabilistisches Machine Learning – Bayes’sches Theorem als Update-Regel – Produktregel und Bayessche Netze – Lernen von Verteilungen – … Inferenz in probabilistischen Modellen: – Näherungsansätze (Laplace-Näherung, Variationsansätze, …) – Markow-Chain-Monte-Carlo-Verfahren – …

Master's Thesis and Master's Examination 1 | () | Coursecode: M250807301

Master's Thesis Exposé

5.00

ECTS

1.00

SWS

Iteratives Verfassen des Exposés zur Masterarbeit – Darstellung der Problemstellung und der Forschungsfragen – Darstellung der Methodologie und der geplanten Vorgangsweise – Umfängliche Darstellung der relevanten Literatur und wissenschaftlicher Vorleistungen – Beachtung von Normen, Standards, Vorlagen und Vorgaben des Studiengangs – … Präsentation der Inhalte des Exposés – Wissenschaftliche Präsentation nach Vorlagen und Vorgaben des Studiengangs – Diskussion und Verteidigung der geplanten Vorgansweise – Überarbeitung des Exposés auf Basis des erhaltenen Feedbacks bzw. Peer-Reviews – …

Elective Lab Course | () | Coursecode: M250807322

Augmented and Virtual Reality Lab

5.00

ECTS

2.00

SWS

Grundlagen von “Augmented and Virtual Reality” – Grundlagen von Augmented Reality und Virtual Reality – Auseinandersetzung mit aktuellen Entwicklungen – … Durchführung von Projekten aus dem Bereich “Augmented and Virtual Reality” – Auseinandersetzung mit gegebenen Anforderungen – Erarbeitung unterschiedlicher Lösungsstrategien – Planung, Entwicklung und Programmierung eines AR- bzw. VR-Projekts – Steuerung und Controlling des Projekts bzw. Projektfortschritts – Zusammenarbeit im Team inkl. etwaiger Konfliktlösungen – … Projektdokumentation sowie Dissemination von Projektergebnissen – Erstellung von Projektdokumentationen auf Basis von Normen, Standards und Vorgaben – Präsentation und Diskussion des Projektfortschritts sowie der Projektergebnisse – …

Elective Lab Course | () | Coursecode: M250807320

Distributed Computing and Federated Learning

5.00

ECTS

2.00

SWS

Grundlagen von “Distributed Computing and Federated Learning” – Grundlagen von verteiltem Rechnen und föderiertem Lernen – Auseinandersetzung mit aktuellen Entwicklungen – … Durchführung von Projekten aus dem Bereich “Distributed Computing and Federated Learning” – Auseinandersetzung mit gegebenen Anforderungen – Erarbeitung unterschiedlicher Lösungsstrategien – Planung, Durchführung, Steuerung und Controlling des Projekts bzw. Projektfortschritts – Zusammenarbeit im Team inkl. etwaiger Konfliktlösungen – … Projektdokumentation sowie Dissemination von Projektergebnissen – Erstellung von Projektdokumentationen auf Basis von Normen, Standards und Vorgaben – Präsentation und Diskussion des Projektfortschritts sowie der Projektergebnisse – …

Elective Lab Course | () | Coursecode: M250807321

Tangible UI/UX Lab

5.00

ECTS

2.00

SWS

Grundlagen von “Tangible UI/UX” – Grundlagen von Tangible User Interfaces bzw. UI/UX Design – Auseinandersetzung mit aktuellen Entwicklungen – Ausgewählte Grundlagen der Mikroelektronik – … Durchführung von Projekten aus dem Bereich “Tangible UI/UX” – Auseinandersetzung mit gegebenen Anforderungen – Erarbeitung unterschiedlicher Lösungsstrategien – Planung, Entwicklung und Programmierung eines “Tangible UI/UX”-Projekts – Steuerung und Controlling des Projekts bzw. Projektfortschritts – Zusammenarbeit im Team inkl. etwaiger Konfliktlösungen – … Projektdokumentation sowie Dissemination von Projektergebnissen – Erstellung von Projektdokumentationen auf Basis von Normen, Standards und Vorgaben – Präsentation und Diskussion des Projektfortschritts sowie der Projektergebnisse – …

Machine Learning and Generative AI 3 | () | Coursecode: M250807308

Advanced Machine Learning Methods

5.00

ECTS

1.50

SWS

Anforderungen und Methoden für Explainable AI – Explainable AI vs. Black-Box AI – Modellbezogene vs. modellagnostische Explainability – … State-of-the-Art Machine Learning Methoden – Neuere Entwicklung im Fachgebiet – Diskussion und Anwendung aktueller Verfahren und Methoden – …

Machine Learning and Generative AI 3 | () | Coursecode: M250807309

Reinforcement Learning and MARL

2.50

ECTS

1.50

SWS

Grundlagen zur Agenten-basierten Programmierung – Zelluläre Automaten, Selbstorganisation und Emergenzen – Eigenschaften von Agenten bzw. Agenten-basierten Modellen – Einführung in die Konzeption und Programmierung von einfachen Agenten-basierten Modellen – … Reinforcement Learning – Grundbegriffe und Überblick über Verfahren – Temporal Difference Learning (Q-Learning, SARSA, …) – Ausgewählte Frameworks, Packages und Libraries – … Grundlagen Multi-Agent-Reinforcement Learning (MARL) – Grundbegriffe und Grundlagen des MARL – Kooperation vs. Konkurrenz von Agenten – …

Machine Learning and Generative AI 4 | () | Coursecode: M250807310

Advanced Artificial Neural Networks and Deep Learning

2.50

ECTS

1.50

SWS

Deep Learning – Deep Learning Frameworks für CPU-, GPU- und TPU-Computing – Komplexere Architekturen (z.B. U-Net, LSTM, ResNet, GCN, …) – … Anwendungsgebiete für Deep Learning – Bild- bzw. Videoanalyse – Audio- und Signalanalyse – …

Machine Learning and Generative AI 4 | () | Coursecode: M250807311

Advanced Generative AI Methods and Large Language Models

2.50

ECTS

3.00

SWS

Texte und Textmining – Linguistische Grundlagen und Kodierung von Texten – Latent Semantic Analysis and Latent Dirichlet Allocation – Worteinbettungen – … Methoden und Architekturen für Generative AI – Variational Autoencoder – Autoregressive Modelle und Transformer – Flussbasierte generative Modelle – Energiebasierte Modelle und Diffusionsmodelle – Generative Adverserial Networks – … Fortgeschrittenes Natural Language Processing – Überblick und Einsatzgebiete – Large Language Models – Prompt Engineering – …

Machine Learning and Generative AI 5 | () | Coursecode: M250807312

DevOps and MLOps

2.50

ECTS

1.50

SWS

Fundamente von DevOps und MLOps – Prinzipien von DevOps und MLOps – Technologie-Stacks und Werkzeuge – Continous Integration (CI) und Continuous Delivery (CD) – Spezielle Aspekte von DevOps bei Cloud-Umgebungen – Container as a Service (CaaS) – … Lifecycle von Machine Learning Modellen – Training und Optimierung von Modellen – Nachverfolgbarkeit von modellbezogenen Experimenten – Code-, Daten- und Modellverifikation – Validierung und Qualitätssicherung von Modellen – … Operativer Einsatz von Machine Learning Modellen – Operative Bereitstellung der Modelle – Überwachung und Weiterentwicklung der Machine Learning Modelle im Betrieb – Auslösung von modellbezogenen Aktionen innerhalb einer Software Applikation – …

Machine Learning and Generative AI 6 | () | Coursecode: M250807313

Project Work in Machine Learning and Generative AI

5.00

ECTS

2.00

SWS

Durchführung von Projekten aus dem Bereich “Maschine Learning and Generative AI” – Auseinandersetzung mit gegebenen Anforderungen – Erarbeitung unterschiedlicher Lösungsstrategien – Planung, Durchführung, Steuerung und Controlling von Projekten – Zusammenarbeit im Team inkl. etwaiger Konfliktlösungen – … Projektdokumentation sowie Dissemination von Projektergebnissen – Erstellung von Projektdokumentationen auf Basis von Normen, Standards und Vorgaben – Präsentation und Diskussion von Projektfortschritten sowie Projektergebnissen – …

Interdisciplinary Qualifications 2 | () | Coursecode: M250807402

Business Dialogue and Case Studies

2.50

ECTS

1.50

SWS

Data Science und AI in der Praxis – Analyse von Problemstellungen und Auswahl von geeigneten Methoden und Algorithmen – Diskussion der Vor- und Nachteile verschiedener Methoden und Algorithmen – … Best Practices und die Zukunft von Data-Sciene- und AI-Projekten – Best Practices bei Data-Science- und AI-Projekten – Vermeidung typischer Fallstricke bei Data-Sciene- und AI-Projekten – Diskussion über den Status Quo und die Zukunft von Data Science und AI – …

Interdisciplinary Qualifications 2 | () | Coursecode: M250807401

Ethics, Compliance and Data Protection

2.50

ECTS

1.50

SWS

Ethik – Ethische Grundbegriffe und Problemstellungen – Ethische Betrachtung von Big Data und Künstlicher Intelligenz – Corporate Social Responsibility – … IT-Compliance bzw. IT-Risikomanagement – IT-Governance und IT-Compliance – IT-Risiken und IT-Risikomanagement – … Datenschutz – Grundbegriffe und Überblick – Nationale und internationale gesetzliche Vorgaben – Datenschutzgrundverordnung – Rechtsdurchsetzung im Bereich Datenschutz – …

Master's Thesis and Master's Examination 2 | () | Coursecode: M250807405

Master's Examination

2.50

ECTS

0.00

SWS

Vorbereitung auf die abschließende Masterprüfung – Vorbereitung der Präsentation der Eckpunkte der verfassten Masterarbeit nach Vorlagen und Vorgaben des Studiengangs – Vorbereitung auf die Verteidigung der verfassten Masterarbeit – Vorbereitung auf die Teilprüfungen über wichtige studienplanrelevante Inhalte – … Ablegung der abschließenden Masterprüfung – Präsentation der Eckpunkte der verfassten Masterarbeit – Verteidigung der verfassten Masterarbeit – Fachkundige Erklärung und Diskussion wichtiger studienplanrelevanter Inhalte – …

Master's Thesis and Master's Examination 2 | () | Coursecode: M250807404

Master's Thesis

20.00

ECTS

0.50

SWS

Wissenschaftliche Forschung – Selbstständige Durchführung des geplanten Forschungsvorhabens nach wissenschaftlichen Qualitätskriterien – Regelmäßige Abstimmungen mit dem Betreuer bzw. der Betreuerin der Masterarbeit – … Abfassen der Masterarbeit – Verfassung der Masterarbeit nach bestimmten Normen, Standards, Vorlagen und Vorgaben des Studiengangs – Regelmäßige Abstimmungen mit dem Betreuer bzw. der Betreuerin der Masterarbeit – …

Master's Thesis and Master's Examination 2 | () | Coursecode: M250807403

Master's Thesis Seminar

2.50

ECTS

1.50

SWS

Dissemination erster Ergebnisse der Masterarbeit – Präsentation und Verteidigung erster Ergebnisse der Masterarbeit – Fachliches Feedback nehmen sowie reflektieren – … Diskussion verschiedener Forschungsvorhaben – Diskussion über erste Ergebnisse anderer Masterarbeitsprojekte – Fachliches Feedback geben – …