Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Cyber-Physical Systems

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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Cyber-Physical Systems - Cheatsheet
Cyber-Physical Systems - Cheatsheet Definition und Komponenten von Cyber-Physical Systems (CPS) Definition: Cyber-Physical Systems (CPS): Integrierte Systeme, die physische Prozesse mit Software und Netzwerken koppeln. Erlauben Echtzeit-Überwachung, -Steuerung und -Interaktion. Details: Komponenten: Embedded Systems: Integrierte Hardware mit spezifischer Software. Netzwerke: Kommunikation zwischen...

Cyber-Physical Systems - Cheatsheet

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Cyber-Physical Systems - Exam
Cyber-Physical Systems - Exam Aufgabe 1) Ein Cyber-Physical System (CPS) integriert physische Prozesse mit Software und Netzwerken, um eine Echtzeit-Überwachung, -Steuerung und -Interaktion zu ermöglichen. Die grundlegenden Komponenten eines CPS umfassen Embedded Systems, Netzwerke, Sensoren/Aktoren und Software. Diese Systeme zielen auf Effizienzsteigerung, Autonomie und Sicherheit ab. a) (a) Kom...

Cyber-Physical Systems - Exam

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Was sind Cyber-Physical Systems (CPS)?

Welche Komponenten gehören zu einem CPS?

Welche Ziele verfolgt ein CPS?

Was ist die Integration von Hardware und Software in Cyber-Physical Systems (CPS)?

Welche Aufgabe hat die Hardware in Cyber-Physical Systems (CPS)?

Nennen Sie ein Beispiel für ein Cyber-Physical System (CPS).

Was sind Modelle und Abstraktionsebenen in der Informatik?

Welche Abstraktionsebenen gibt es in Cyber-Physical Systems?

Wie unterstützen Modelle die Analyse komplexer Systeme?

Was beinhaltet der Prozess der Erstellung und Überprüfung von Modellen Cyber-Physischer Systeme (CPS)?

Welche Werkzeuge werden zur Simulation und Validierung von CPS-Modellen verwendet?

Welche Methoden werden zur Verifikation von CPS-Modellen angewendet?

Was zeichnet Rate-Monotonic Scheduling (RMS) in Echtzeitsystemen aus?

Welche wichtige Kennzahlen werden bei Planung und Scheduling-Algorithmen in Echtzeitsystemen beachtet?

Was unterscheidet Earliest Deadline First (EDF) von statischen Algorithmen?

Was besagt das CAP-Theorem in verteilten Systemen?

Welche Mechanismen verwendet man zur Vermeidung von Konkurrenzproblemen in verteilten Systemen?

Welche Rolle spielen Vector Clocks in verteilten Systemen?

Was ist das Ziel von Bedrohungsmodellen und Angriffsarten in Cyber-Physical Systems (CPS)?

Welche Hauptangriffsarten gibt es in Cyber-Physical Systems (CPS)?

Welche Schutzmaßnahmen sollte man in CPS implementieren?

Welche Sicherheitsmechanismen garantieren die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit in CPS?

Welche Funktion haben Hash-Funktionen in Bezug auf die Datenintegrität?

Was bedeutet Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) in der Sicherheit von CPS?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Cyber-Physical Systems an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
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Einführung in Cyber-Physical Systems

Diese Einführung vermittelt grundlegende Konzepte und Architekturen von Cyber-Physical Systems (CPS). Du lernst die wesentlichen Bausteine und Funktionsweisen solcher Systeme kennen.

  • Definition und Komponenten von CPS
  • Anwendungsfelder und Beispiele
  • Grundlagen der Systemarchitektur
  • Integration von Hardware und Software
  • Aktuelle Forschungsthemen in CPS
Karteikarten generieren
02
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Modellierung und Simulation

In diesem Abschnitt lernst Du die Techniken zur Modellierung und Simulation von CPS kennen. Diese Methoden sind essenziell, um Systeme vor der Implementierung zu testen und zu validieren.

  • Modelle und Abstraktionsebenen
  • Verwendung von Simulationssoftware
  • Validierung und Verifizierung von Modellen
  • Fallstudien und Anwendungen
  • Werkzeuge und Technologien für die Simulation
Karteikarten generieren
03
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Echtzeitsysteme

Der Fokus liegt auf der Entwicklung und Analyse von Echtzeitsystemen, die strikte Zeitbedingungen erfüllen müssen. Hier lernst Du die speziellen Anforderungen und Designrichtlinien für diese Systeme.

  • Grundlagen der Echtzeitkommunikation
  • Planung und Scheduling-Algorithmen
  • Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz
  • Echtzeitanalyse-Techniken
  • Beispiele für Echtzeitsysteme
Karteikarten generieren
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Verteilte Systeme

Dieser Abschnitt behandelt die Prinzipien und Technologien verteilter Systeme, die für die Vernetzung und Koordination von CPS-Komponenten entscheidend sind.

  • Grundkonzepte verteilter Systeme
  • Kommunikationsprotokolle und Middleware
  • Konsistenz- und Synchronisationstechniken
  • Verfügbarkeits- und Fehlertoleranzstrategien
  • Fallbeispiele und praktische Anwendungen
Karteikarten generieren
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Sicherheit in CPS

Hier erfährst Du, wie die Sicherheit in Cyber-Physical Systems gewährleistet werden kann. Verschiedene Angriffsarten und Schutzmechanismen werden durchgegangen.

  • Grundlagen der Computersicherheit
  • Bedrohungsmodelle und Angriffsarten
  • Sicherheitsarchitekturen und -protokolle
  • Identitätsmanagement und Zugriffskontrolle
  • Praktische Sicherheitsmaßnahmen und Fallstudien
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Cyber-Physical Systems an der Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Welt der Informatik entwickelt sich ständig weiter, und die Integration von physischen und digitalen Systemen spielt dabei eine zentrale Rolle. Die Vorlesung 'Cyber-Physical Systems' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir die Möglichkeit, tiefgehende Kenntnisse in diesem spannenden Bereich zu erwerben. Diese Vorlesung kombiniert theoretische und praktische Aspekte, um Dir ein umfassendes Verständnis von Cyber-Physical Systems zu vermitteln. Du wirst lernen, wie diese Systeme modelliert, simuliert und gesichert werden, sowie ihre Anwendung in Echtzeitsystemen und verteilten Systemen verstehen.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus wöchentlichen 90-minütigen Sitzungen, die Vorlesungen und Übungen umfassen.

Studienleistungen: Die Bewertung erfolgt durch eine schriftliche Klausur am Ende des Semesters.

Angebotstermine: Die Veranstaltung wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Einführung in Cyber-Physical Systems, Modellierung und Simulation, Echtzeitsysteme, Verteilte Systeme, Sicherheit in CPS, Steuerungs- und Regelungssysteme

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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