Hinweise für Bachelor- und Masterarbeiten

Themen für Abschlußarbeiten und Projekte

Das Ziel einer Masterarbeit (und des vorbereitenden Masterprojektes) ist die Unterstützung meiner Forschungsarbeiten auf den Gebieten

  • Symbolisches Rechnen (Term- und Wortersetzung, insbesondere automatische Terminations- und Laufzeitanalyse),
  • Constraint-Programmierung (SAT und SMT)
  • Computermusik (insbesondere Live-Coding)
  • Auto-Grading im E-Learning (automatische Erzeugung und Bewertung von Übungsaufgaben) insb. für Semantik von Programmiersprachen

z.B. durch Test, Dokumentation, Verbesserung und Erweiterung der dazu benutzten Software (meiner eigenen sowie mglw. auch Software von Dritten, sofern sie unter einer freien Lizenz steht)

Konkrete Themevorschläge entstehen so:

  • Besuchen Sie die jeweilige (Wahl)Vorlesung, ich gebe dort regelmäßig Hinweise auf weiterführende Aufgaben. Bearbeiten Sie die autotool-Aufgaben und überlegen Sie nebenbei, wie man diese verbessern könnte.

  • Lesen Sie Publikationen, die ich geschrieben, betreut oder zitiert habe. Dort werden (i.A. schwierige) offene Fragen genannt.

  • Verfolgen Sie Fehlermeldungen und Benutzerwünsche (z.B. für Auto-Grading: https://gitlab.imn.htwk-leipzig.de/autotool/all0/-/issues, Wort-Ersetzung und Termination: https://gitlab.imn.htwk-leipzig.de/waldmann/pure-matchbox/-/issues). Einige sind schon als thesis topic markiert, andere können als solches eingestuft werden. Die Schwierigkeiten sind unterschiedlich, exakte Themenstellung ist Verhandlungssache.

Möchten Sie ein Thema bearbeiten, dann machen Sie mir deutlich, warum Sie sich dafür interessieren sowie welche speziellen Vorkenntnisse und Erfahrungen Sie mitbringen (z. B. Besuch von Wahlveranstaltungen, bereits durchgeführte Projekte, Zusammenfassung Ihrer Bachelorarbeit).

Ich empfehle, die angestrebte Bachelor-Arbeit durch ein Praktikum, die Masterarbeit durch ein Masterprojekt vorzubereiten. Dabei lernen Sie den Aufgabenbereich und die dafür wichtigen Methoden und Werkzeuge kennen. Das erlaubt dann ein präzise Formulierung des Themas der Abschlußarbeit sowie zielgerichtetes Arbeiten.

Industrie

Ich betreue Arbeiten aus der Industrie. Besonders sinnvoll ist das, wenn sie mit einem der o.g. Bereiche zusammenhängen. Davon müssen Sie mich aber überzeugen. Mit “Sie” sind hier auch potentielle Industriepartner angesprochen. Wenn Sie Studenten suchen, die bei Ihnen ein Thema bearbeiten sollen, werde ich mich dafür einsetzen, wenn ein Zusammenhang zu meinem Lehr- und Forschungsgebiet besteht oder wir einen solchen herstellen können.

Themen (in Bearbeitung)

Die Themenstellung wird während der Bearbeitung teilweise angepaßt und stimmt deswegen nicht unbedingt mit der Version hier überein.

  • SAT-Kodierung von Eigenschaften endlicher abstrakter Ersetzungssysteme

Themen (abgeschlossen)

  • Auto-Grading für Aufgaben zur Audio-Synthese

  • Minizinc-Haskell-Bindings, Evaluierung von Minizinc/Gecode als Solver für (arithmetische) termination constraints.

  • Akkord-Notation und -Transformation in Computermusiksystemen

  • Integration von Isabelle/CYP in autotool https://gitlab.imn.htwk-leipzig.de/autotool/all0/issues/39

  • Komplexität der Bewegungsplanung in Lunar Lockout

  • Herstellung von interessanten Testfällen für (cycle) termination dabei Beschleunigung durch verteiltes Rechnen

  • Analyse und Navigation für Resultat-Daten von Termination Competitions

  • Constraint Programming by Inversion of Functional Programs (Diss.)

  • Verbesserung der SAT-Kodierung für arithmetischen Constraints

  • QBF-Kodierung für Erreichbarkeit und Schleifen in Wortersetzungssystemen

  • BDD-Methoden zur Aufzählung von Wortersetzungssystemen

  • Build-Automatisierung und Virtualisierung für autotool

  • A Web Application for Displaying Results of the Termination Competition

  • (Monte-Carlo- und andere) Methoden für Verbindungsspiele (M) :
    Ausgehend von vorhandenen Arbeiten über UCT/MC sind spezifische Anpassungen für das Brettspiel Havannah zu entwickeln, zu implementieren und zu bewerten. Ziel ist die verbesserte globale Analyse.

    Sensei’s Library: Monte Carlo Tree Search, Cameron Browne: Connection Games, Christian Freeling: Havannah.

    Vorkenntnisse: Graphen und Algorithmen, Theorie der Zweipersonenspiele.

  • Multiple-Choice-Generator (B) : aus strukturierten Vorlesungsskripten (Markup: Folie (slide) mit Überschrift, Aufzählung (itemize), Beispiel) sollen automatisch Multiple-Choice-Fragen generiert werden.

    Beispiel: “welches Item fehlt in dieser Aufzählung”, “welches Wort gehört nicht auf die Folie mit Überschrift …” usw. Evtl. Hilfswörter erkennen und ignorieren, nur nach Hauptwörtern fragen. Mögliche Erweiterung für andere Textformate.

    Die MC-Fragen sollen in gängigen E-Learning-Formaten (z. b: QTI) exportiert werden, so daß sie von gängigen E-Learning-Systemen importiert werden können.

    Vorkenntnisse: Verarbeitung von strukturierten Dokumenten (LaTeX, XML)

  • Strategien im Roboterfußball : Das Robocup-Team von IMN möchte vermehrt Strategien einsetzen, die die Aktionen der Spieler auf einem höheren Abstraktionsniveau beschreiben. Es liegen ein Prototyp einer Strategiebeschreibungssprache und eines Simulators vor. Zu entwickeln ist ein Optimierungsverfahren für solche Strategien.

  • Matrix-Interpretationen im arktischen und tropischen Halbring auf hochparalleler Hardware (M) : Es ist ein Verfahren zu entwickeln, das Matrix-Ungleichungen über diesen Halbringen durch evolutionäre Optimierung löst. Das Verfahren ist für hochparallele Hardware (CUDA-Graphikkarte) zu implementieren. Die Leistung der Implementierung ist mit anderen Lösungsverfahren zu vergleichen. (Die gleiche Frage für den Standard-Halbring der reellen Zahlen wird in einem anderen Projekt behandelt.) Voraussetzung: Programmierung in C.

  • Non-Looping Non-Termination