Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2015
Elektrotechnik und Informationstechnologie Master | ||||||
Fächer der Vertiefung Insgesamt 42 KP müssen im Masterstudium aus Vertiefungsfächern erreicht werden. Der individuelle Studienplan unterliegt der Zustimmung eines Tutors. | ||||||
Computers and Networks | ||||||
Kernfächer Diese Fächer sind besonders Empfohlen, um sich in "Computers and Networks" zu vertiefen. | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
---|---|---|---|---|---|---|
227-0558-00L | Principles of Distributed Computing | W | 6 KP | 2V + 2U + 1A | R. Wattenhofer | |
Kurzbeschreibung | We study the fundamental issues underlying the design of distributed systems: communication, coordination, fault-tolerance, locality, parallelism, self-organization, symmetry breaking, synchronization, uncertainty. We explore essential algorithmic ideas and lower bound techniques. | |||||
Lernziel | Distributed computing is essential in modern computing and communications systems. Examples are on the one hand large-scale networks such as the Internet, and on the other hand multiprocessors such as your new multi-core laptop. This course introduces the principles of distributed computing, emphasizing the fundamental issues underlying the design of distributed systems and networks: communication, coordination, fault-tolerance, locality, parallelism, self-organization, symmetry breaking, synchronization, uncertainty. We explore essential algorithmic ideas and lower bound techniques, basically the "pearls" of distributed computing. We will cover a fresh topic every week. | |||||
Inhalt | Distributed computing models and paradigms, e.g. message passing, shared memory, synchronous vs. asynchronous systems, time and message complexity, peer-to-peer systems, small-world networks, social networks, sorting networks, wireless communication, and self-organizing systems. Distributed algorithms, e.g. leader election, coloring, covering, packing, decomposition, spanning trees, mutual exclusion, store and collect, arrow, ivy, synchronizers, diameter, all-pairs-shortest-path, wake-up, and lower bounds | |||||
Skript | Available. Our course script is used at dozens of other universities around the world. | |||||
Literatur | Lecture Notes By Roger Wattenhofer. These lecture notes are taught at about a dozen different universities through the world. Distributed Computing: Fundamentals, Simulations and Advanced Topics Hagit Attiya, Jennifer Welch. McGraw-Hill Publishing, 1998, ISBN 0-07-709352 6 Introduction to Algorithms Thomas Cormen, Charles Leiserson, Ronald Rivest. The MIT Press, 1998, ISBN 0-262-53091-0 oder 0-262-03141-8 Disseminatin of Information in Communication Networks Juraj Hromkovic, Ralf Klasing, Andrzej Pelc, Peter Ruzicka, Walter Unger. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2005, ISBN 3-540-00846-2 Introduction to Parallel Algorithms and Architectures: Arrays, Trees, Hypercubes Frank Thomson Leighton. Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, 1991, ISBN 1-55860-117-1 Distributed Computing: A Locality-Sensitive Approach David Peleg. Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), 2000, ISBN 0-89871-464-8 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Course pre-requisites: Interest in algorithmic problems. (No particular course needed.) | |||||
227-0678-00L | Sprachverarbeitung II "Sprachverarbeitung II" findet im Frühjahr 2015 zum letzten Mal statt. | W | 6 KP | 2V + 2U | B. Pfister | |
Kurzbeschreibung | Interdisziplinäre Ansätze zur Sprachsynthese und -erkennung (aufbauend auf Vorlesung Sprachverarbeitung I) | |||||
Lernziel | In diesem Kurs werden ausgewählte Konzepte und interdisziplinäre Lösungsansätze behandelt, die heute in der Sprachsynthese und in der Spracherkennung erfolgreich eingesetzt werden. | |||||
Inhalt | Grundlagen zur Darstellung und Anwendung linguistischen Wissens: Einführung in die Theorie der formalen Sprachen, Chomsky-Hierarchie, das Wortproblem, endliche Automaten, Parsing. Sprachsynthese: Analyse natürlicher Sprache (Wörter und Sätze), Lexika, Grammatik für natürliche Sprache; Produktion der abstrakten Darstellung der Aussprache (Lautfolge, Akzente, Sprechgruppen). Zudem wird das ETH-Sprachsynthesesystem SVOX erläutert. Spracherkennung: Der statistische Ansatz mit Hidden-Markov-Modellen wird eingehend behandelt: Grundlegende HMM-Algorithmen (Forward-, Viterbi- und Baum-Welch-Algorithmus), Implementationsprobleme, HMM-Training, Ganz- vs. Teilwortmodellierung, Einzelworterkenner, Erkennung kontinuierlicher Sprache, statistische und regelbasierte Beschreibung von Wortfolgen. | |||||
Skript | Es wird das folgende Lehrbuch verwendet: "Sprachverarbeitung - Grundlagen und Methoden der Sprachsynthese und Spracherkennung", B. Pfister und T. Kaufmann, Springer Verlag, ISBN: 978-3-540-75909-6 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Sprachverarbeitung I. | |||||
Empfohlene Fächer Diese Fächer sind eine Empfehlung. Sie können Fächer aus allen Vertiefungsrichtungen wählen. Sprechen Sie mit Ihrem Tutor. | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
227-0116-00L | VLSI I: von Architektur zu hochintegrierter Schaltung und FPGA | W | 7 KP | 5G | H. Kaeslin, N. Felber | |
Kurzbeschreibung | Diese erste Lehrveranstaltung aus einer dreisemestrigen Vorlesungsreihe befasst sich mit dem Entwurf von Algorithmen und leistungsfähigen Hardware-Architekturen im Hinblick auf ihre Realisierung als ASIC oder mit FPGAs. Im Zentrum steht der Front-End Design mit HDLs sowie automatischer Synthese zur Erzeugung funktionssicherer Schaltungen. | |||||
Lernziel | Hochintegrierte Schaltungen (VLSI chips), Anwendungsspezifische Integrierte Schaltungen (ASIC) sowie Field-Programmable Gate-Arrays (FPGA) verstehen. Ihren inneren Aufbau kennen und passende Einsatzgebiete identifizieren können. Beherrschen des Front-End Designs vom Architekturentwurf bis zu Netzlisten auf Gatterniveau. Modellierung und Simulation von Digitalschaltungen mit VHDL oder SystemVerilog. Gewährleisten des korrekten Verhaltens mithilfe von Simulation, Testbenches, und Assertions. Einsatz automatischer Synthesewerkzeuge zur Erzeugung funktionssicherer VLSI und FPGA Schaltungen. Sammeln von praktischen Erfahrungen mit der Hardwarebeschreibungssprache VHDL sowie mit industriellen Werzeugen zur Entwurfsautomatisierung (EDA). | |||||
Inhalt | Die Lehrveranstaltung befasst sich mit Systemaspekten beim Entwurf von hochintegrierten Schaltungen (VLSI) und mit komplexen programmierbaren Bausteinen (FPGA). Behandelt werden: - Übersicht über Entwurfsmethoden und Fabrikationstiefen. - Abstraktionsniveaus der Schaltungsmodellierung. - Aufbau und Konfiguration kommerzieller feldprogrammierbarer Bausteine. - Design Flows für VLSI und FPGA. - Spezialisierte und general purpose Architekturen im Vergleich. - Erarbeiten von Architekturen zu gegebenen Algorithmen. - Optimierung von Durchsatz, Schaltungsgrösse und Energieeffizienz mithilfe von Architekturumformungen. - Hardware-Beschreibungssprachen und zugrundeliegende Konzepte. - VHDL und SystemVerilog im Vergleich. - VHDL (IEEE Norm 1076) zur Schaltungssimulation und -synthese. - Das dazu passende neunwertige Logik-System (IEEE Norm 1164). - Register-Transfer-Level (RTL) Synthese und ihre Grenzen. - Baublöcke digitaler VLSI Schaltungen. - Techniken zur funktionalen Verifikation und ihre Grenzen. - Modulare, weitgehend wiederverwendbare Testbenches. - Assertion-basierte Verifikation. - Evaluation synchroner und asynchroner Schaltungstechniken. - Ein Plädoyer für synchrone Schaltungstechnik. - Periodische Ereignisse und das Anceau Diagramm. - Fallstudien und Beispiele, Vergleich von ASICs mit Mikroprozessoren, DSPs und FPGAs. In den Übungen wird eine digitale Schaltung in VHDL modelliert und eine Testbench für Simulationszwecke geschrieben. Anschliessend werden Netzlisten für VLSI-Schaltungen und FPGAs synthetisiert. Es gelangt ausschliesslich kommerzielle Software führender Anbieter zur Anwendung. | |||||
Skript | Lehrbuch und alle weiteren Unterlagen in englischer Sprache. | |||||
Literatur | H. Kaeslin: "Top-Down Digital VLSI Design, from Architectures to Gate-Level Circuits and FPGAs", Elsevier, 2014, ISBN 9780128007303. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Digitaltechnik. Prüfungen: Schriftlich im Anschluss an das Vorlesungssemester (FS). Prüfungsaufgaben sind in Englisch vorgegeben, Antworten werden auf Deutsch oder Englisch akzeptiert. Weiterführende Informationen: Link | |||||
227-0126-00L | Advanced Topics in Networked Embedded Systems Number of participants limited to 12. | W | 2 KP | 1S | O. Saukh, J. Beutel, L. Thiele | |
Kurzbeschreibung | The seminar will cover advanced topics in networked embedded systems. A particular focus are cyber-physical systems and sensor networks in various application domains. | |||||
Lernziel | The goal is to get a deeper understanding on leading edge technologies in the discipline, on classes of applications, and on current as well as future research directions. | |||||
Inhalt | The seminar enables Master students, PhDs and Postdocs to learn about latest breakthroughs in wireless sensor networks, networked embedded systems and devices, and energy-harvesting in several application domains, including environmental monitoring, tracking, smart buildings and control. Participants are requested to actively participate in the organization and preparation of the seminar. | |||||
227-0198-00L | Wearable Systems II: Design and Implementation | W | 6 KP | 4G | G. Tröster | |
Kurzbeschreibung | Integrationskonzepte und -Technologien mobiler Computer in der Kleidung. Textile Sensoren: Dehnung, Druck, Temperatur; EKG, EMG neue Substrate (eTextile, Smart Textile), organisches Material (Folien) Leistung und Energie in Wearable Systemen. Ökonomische Randbedingungen Bewertung und Konzeption von Forschungsinstitutionen, -Projekten und -Anträgen | |||||
Lernziel | Um Wearable Computer auch kommerziell erfolgreich in Kleidung integrieren zu können, sind neben innovativen Aufbau- und Kommunikationstechnologien auch ökonomische und ethische Aspekte zu berücksichtigen. Wir werden folgende Themen behandeln: > Textile Sensoren: Dehnung, Druck, Temperatur; EKG, EMG, ... > Aufbautechnologien: neue Substrate (eTextiles, Smart Textile), organisches Material (Folien), > Leistung und Energie in mobilen Systemen. > Privatheit Mit einem Businessplan wollen wir die Kommerzialisierung unserer 'Wearable Computers' durchexerzieren. Die Veranstaltung findet - unterstützt durch ein wiki-System - als Seminar statt, in dem unter dem Aspekt 'Konzeption eines Forschungsprojektes' die genannten Themen behandelt werden. Ensprechend der ETH-Initiative 'Critical Thinking' werden wir Implementierungskonzept auch in Bezug auf ihren sozialen und wissenschafdtlichen Kontext analysieren. Dabei wechseln sich Präsentationen, Workshops und Diskussionen ab. Anstelle einer mündlichen Prüfung kann eine schriftliche Arbeit in Form eines Forschungsplans verfasst werden. | |||||
Inhalt | Um Wearable Computer auch kommerziell erfolgreich in Kleidung integrieren zu können, sind neben innovativen Aufbau- und Kommunikationstechnologien auch ökonomische und ethische Aspekte zu berücksichtigen. Wir werden folgende Themen behandeln: > Textile Sensoren: Dehnung, Druck, Temperatur; EKG, EMG, ... > Aufbautechnologien: neue Substrate (eTextiles, Smart Textile), organisches Material (Folien), > Leistung und Energie in mobilen Systemen. > Privatheit Mit einem Businessplan wollen wir die Kommerzialisierung unserer 'Wearable Computers' durchexerzieren. Die Veranstaltung findet - unterstützt durch ein wiki-System - als Seminar statt, in dem unter dem Aspekt 'Konzeption eines Forschungsprojektes' die genannten Themen behandelt werden. Ensprechend der ETH-Initiative 'Critical Thinking' werden wir Implementierungskonzepte auch in Bezug auf ihren sozialen und wissenschafdtlichen Kontext analysieren. Dabei wechseln sich Präsentationen, Workshops und Diskussionen ab. Anstelle einer mündlichen Prüfung kann eine schriftliche Arbeit in Form eines Forschungsplans verfasst werden. | |||||
Skript | Für die Kommunikation steht ein wiki-System zur Verfügung; darin enthalten sind Manuskript und Unterlagen zu den Lektionen. Link | |||||
Literatur | Wird in den Vorlesungsunterlagen zur Verfügung gestellt | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Veranstaltung findet - unterstützt durch ein wiki-System - als Seminar statt, in dem unter dem Aspekt 'Konzeption eines Forschungsprojektes' die genannten Themen behandelt werden. Ensprechend der ETH-Initiative 'Critical Thinking' werden wir Implementierungskonzepte auch in Bezug auf ihren sozialen und wissenschafdtlichen Kontext analysieren. Dabei wechseln sich Präsentationen, Workshops und Diskussionen ab. Anstelle einer mündlichen Prüfung kann eine schriftliche Arbeit in Form eines Forschungsplans verfasst werden. Es sind keine speziellen Voraussetzungen erforderlich, auch nicht der Besuch der Veranstaltung 'Wearable Systems 1' | |||||
227-0420-00L | Information Theory II | W | 6 KP | 2V + 2U | S. M. Moser | |
Kurzbeschreibung | This course builds on Information Theory I. It introduces additional topics in single-user communication, connections between Information Theory and Statistics, and Network Information Theory. | |||||
Lernziel | The course has two objectives: to introduce the students to the key information theoretic results that underlay the design of communication systems and to equip the students with the tools that are needed to conduct research in Information Theory. | |||||
Inhalt | Differential entropy, maximum entropy, the Gaussian channel and water filling, the entropy-power inequality, Sanov's Theorem, Fisher information, the broadcast channel, the multiple-access channel, Slepian-Wolf coding, and the Gelfand-Pinsker problem. | |||||
Skript | n/a | |||||
Literatur | T.M. Cover and J.A. Thomas, Elements of Information Theory, second edition, Wiley 2006 | |||||
227-0436-00L | Digital Communication and Signal Processing | W | 6 KP | 2V + 2U | A. Wittneben | |
Kurzbeschreibung | A comprehensive presentation of modern digital modulation, detection and synchronization schemes and relevant aspects of signal processing enables the student to analyze, simulate, implement and research the physical layer of advanced digital communication schemes. The course both covers the underlying theory and provides problem solving and hands-on experience. | |||||
Lernziel | Digital communication systems are characterized by ever increasing requirements on data rate, spectral efficiency and reliability. Due to the huge advances in very large scale integration (VLSI) we are now able to implement extremely complex digital signal processing algorithms to meet these challenges. As a result the physical layer (PHY) of digital communication systems has become the dominant function in most state-of-the-art system designs. In this course we discuss the major elements of PHY implementations in a rigorous theoretical fashion and present important practical examples to illustrate the application of the theory. In Part I we treat discrete time linear adaptive filters, which are a core component to handle multiuser and intersymbol interference in time-variant channels. Part II is a seminar block, in which the students develop their analytical and experimental (simulation) problem solving skills. After a review of major aspects of wireless communication we discuss, simulate and present the performance of novel cooperative and adaptive multiuser wireless communication systems. As part of this seminar each students has to give a 15 minute presentation and actively attends the presentations of the classmates. In Part III we cover parameter estimation and synchronization. Based on the classical discrete detection and estimation theory we develop maximum likelihood inspired digital algorithms for symbol timing and frequency synchronization. | |||||
Inhalt | Part I: Linear adaptive filters for digital communication • Finite impulse response (FIR) filter for temporal and spectral shaping • Wiener filters • Method of steepest descent • Least mean square adaptive filters Part II: Seminar block on cooperative wireless communication • review of the basic concepts of wireless communication • multiuser amplify&forward relaying • performance evaluation of adaptive A&F relaying schemes and student presentations Part III: Parameter estimation and synchronization • Discrete detection theory • Discrete estimation theory • Synthesis of synchronization algorithms • Frequency estimation • Timing adjustment by interpolation | |||||
Skript | Lecture notes. | |||||
Literatur | [1] Oppenheim, A. V., Schafer, R. W., "Discrete-time signal processing", Prentice-Hall, ISBN 0-13-754920-2. [2] Haykin, S., "Adaptive filter theory", Prentice-Hall, ISBN 0-13-090126-1. [3] Van Trees, H. L., "Detection , estimation and modulation theory", John Wiley&Sons, ISBN 0-471-09517-6. [4] Meyr, H., Moeneclaey, M., Fechtel, S. A., "Digital communication receivers: synchronization, channel estimation and signal processing", John Wiley&Sons, ISBN 0-471-50275-8. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Formal prerequisites: none Recommended: Communication Systems or equivalent | |||||
227-0559-00L | Seminar in Distributed Computing | W | 2 KP | 2S | R. Wattenhofer | |
Kurzbeschreibung | In this seminar participating students present and discuss recent research papers in the area of distributed computing. The seminar consists of algorithmic as well as systems papers in distributed computing theory, peer-to-peer computing, ad hoc and sensor networking, or multi-core computing. | |||||
Lernziel | In the last two decades, we have experienced an unprecedented growth in the area of distributed systems and networks; distributed computing now encompasses many of the activities occurring in today's computer and communications world. This course introduces the basics of distributed computing, highlighting common themes and techniques. We study the fundamental issues underlying the design of distributed systems: communication, coordination, synchronization, uncertainty. We explore essential algorithmic ideas and lower bound techniques. In this seminar, students present the latest work in this domain. Seminar language: English | |||||
Inhalt | Different each year. For details see: Link | |||||
Skript | Slides of presentations will be made available. | |||||
Literatur | Papers. The actual paper selection can be found on Link. | |||||
252-0407-00L | Cryptography | W | 7 KP | 3V + 2U + 1A | U. Maurer | |
Kurzbeschreibung | Fundamentals and applications of cryptography. Cryptography as a mathematical discipline: reductions, constructive cryptography paradigm, security proofs. The discussed primitives include cryptographic functions, pseudo-randomness, symmetric encryption and authentication, public-key encryption, key agreement, and digital signature schemes. Selected cryptanalytic techniques. | |||||
Lernziel | The goals are: (1) understand the basic theoretical concepts and scientific thinking in cryptography; (2) understand and apply some core cryptographic techniques and security proof methods; (3) be prepared and motivated to access the scientific literature and attend specialized courses in cryptography. | |||||
Inhalt | See course description. | |||||
Skript | yes. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Familiarity with the basic cryptographic concepts as treated for example in the course "Information Security" is required but can in principle also be acquired in parallel to attending the course. | |||||
252-0408-00L | Cryptographic Protocols | W | 5 KP | 2V + 2U | U. Maurer, M. Hirt | |
Kurzbeschreibung | The course presents a selection of hot research topics in cryptography. The choice of topics varies and may include provable security, interactive proofs, zero-knowledge protocols, secret sharing, secure multi-party computation, e-voting, etc. | |||||
Lernziel | Indroduction to a very active research area with many gems and paradoxical results. Spark interest in fundamental problems. | |||||
Inhalt | The course presents a selection of hot research topics in cryptography. The choice of topics varies and may include provable security, interactive proofs, zero-knowledge protocols, secret sharing, secure multi-party computation, e-voting, etc. | |||||
Skript | the lecture notes are in German, but they are not required as the entire course material is documented also in other course material (in english). | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | A basic understanding of fundamental cryptographic concepts (as taught for example in the course Information Security or in the course Cryptography) is useful, but not required. | |||||
851-0734-00L | Recht der Informationssicherheit | W | 2 KP | 2V | U. Widmer | |
Kurzbeschreibung | Einführung in das Recht der Informationssicherheit für Nicht-Juristen bzw. angehende Entscheidträger von Unternehmen und Behörden, welche sich mit Fragen der Informationssicherheit zu befassen haben (CIO, COO, CEOs). Die Vorlesung behandelt die rechtlichen Aspekte der Sicherheit von ICT-Infrastrukturen und Netzen (Internet) und der transportierten und verarbeiteten Informationen. | |||||
Lernziel | Lernziel ist das Erkennen der Bedeutung und der Ziele der Informationssicherheit und der rechtlichen Rahmenbedingungen, die Kenntnis des rechtlichen Instrumentariums für einen effizienten Schutz von Infrastrukturen und schützenswerten Rechtsgütern sowie die Analyse von allfälligen Regelungslücken und möglicher Massnahmen. Für den Besuch der Vorlesung braucht es keine juristischen Vorkenntnisse. | |||||
Inhalt | Es werden aktuelle branchenspezifische und sektorübergreifende Themen aus dem Spannungsfeld zwischen Technik und Recht aus den Bereichen Datenschutzrecht, Computerdelikte, gesetzliche Geheimhaltungspflichten, Fernmeldeüberwachung (Internet), elektronische Signatur, Haftungsrecht etc. behandelt. | |||||
Skript | Powerpoint-Slides, welche entweder zu Vorlesungsbeginn jeweils abrufbar sind oder in der Vorlesung in Papierform abgegeben werden. | |||||
Literatur | Auf weiterführende Literatur wird jeweils in der Vorlesung hingewiesen werden. |
- Seite 1 von 1