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  • Seminar: Visualisierung von Graphen – „Beyond-planar graphs“

    Umfang:

    5 ECTS, 2 SWS

    Zeit & Ort:

    dienstags, 14:15–15:45 Uhr, SE 4, Physik-Gebäude

    Voraussetzung:  

    Algorithmische Graphentheorie (empfohlen)

    Zielgruppe:

    Master Informatik, Bachelor Informatik

    Dozenten:

    Alexander Wolff, Fabian Lipp, Andre Löffler, Myroslav Kryven

    Der erste Termin ist am 17.10.2017. An diesem Termin besprechen wir den Ablauf des Seminars und stellen die Vortragsthemen vor. Aus diesem Grund bitten wir um vollständige Anwesenheit.

    • Thema

      Wir beschäftigen uns mit Algorithmen zum Zeichnen von Graphen. Dabei kommen beispielsweise Methoden aus der Vorlesung Algorithmische Graphentheorie wie Teile und Herrsche, Flussnetzwerke, ganzzahlige Programmierung und das Planar-Separator-Theorem zum Einsatz.

      In diesem Jahr wollen wir uns insbesondere mit sogenannten Beyond-Planar Graphs beschäftigen, das heißt Graphen die gerade nicht mehr planar sind, sondern ein „paar“ zusätzliche Kanten haben. Ein Beispiel dafür sind 1-planare Graphen, bei deren Zeichnung jede Kante einmal gekreuzt werden darf.

      Lernziele

      Die TeilnehmerInnen lernen, sich intensiv in ein abgegrenztes Thema aus dem Themengebiet einzuarbeiten, dieses didaktisch aufzubereiten und den anderen KursteilnehmerInnen in einem Vortrag zu vermitteln.

      Sie bekommen im Seminar einen Überblick über Techniken der Graphvisualisierung und vertiefen ihre Kenntnisse über das Modellieren und Lösen von Problemen mithilfe von Graphen und Graphalgorithmen. Dieses Thema eignet sich übrigens auch gut für Abschlussarbeiten.

      Außerdem sollen sie einen Eindruck von Forschung in der Informatik bekommen: vom Erkennen und Formulieren geeigneter Problemstellungen über das Entwickeln von Lösungsstrategien für diese Probleme bis zum Festhalten der Ergebnisse in einer wissenschaftlichen Arbeit.

      Module

      Bei erfolgreicher Teilnahme wird die Leistung als (benotetes) Seminar für den Bachelor- oder Masterstudiengang Informatik eingetragen. Bei großem Engagement über den Vortrag und die Ausarbeitung hinaus (siehe Ablauf), wäre auch eine Anrechnung als Praktikum denkbar.

      Allgemeine Literatur zum Graphzeichnen

      • Graph Drawing: Algorithms for the Visualization of Graphs
        Giuseppe Di Battista, Peter Eades, Roberto Tamassia und Ioannis G. Tollis . Prentice Hall,1998. 
      • The Handbook of Graph Drawing and Visualization
        Roberto Tamassia (Hrsg.). CRC Press, 2014.
      • Drawing Graphs: Methods and Models
        Michael Kaufmann und Dorothea Wagner (Hrsg.), Lecture Notes in Computer Science, Band 2025. Springer-Verlag, 2001.
      • Planar Graph Drawing
        Takao Nishizeki und Md Saidur Rahman, Lecture Notes Series on Computing, Band 12. World Scientific Publishing, 2004

  • Ablauf

    1. Im ersten Treffen werden wir einen kurzen Überblick über die möglichen Themen geben und diese auf die Teilnehmer verteilen. Davor werden wir den Ablauf des Seminars erklären
    2. Im zweiten Treffen gibt jeder Teilnehmer einen kurzen Überblick über sein Thema (max. 5 Minuten, 3 Folien). Außerdem werden wir Genaueres zur Gestaltung der Vorträge und der Ausarbeitung sagen.
    3. In den folgenden Treffen finden die eigentlichen Vorträge der Teilnehmer statt. Neben dem Vortrag bleibt auch Zeit zur Diskussion der Themen und daraus resultierender offener Fragen für die weitere Forschung.
    4. Die verbleibenden Treffen bis zum Semesterende wollen wir zur weiteren Arbeit an diesen offenen Fragen nutzen. Je nach Erfolg könnte daraus ein gemeinsamer Artikel werden (beispielsweise auf der GD 2018).

  • Themen

    Grundlage jedes Vortragsthemas sind ein oder mehrere wissenschaftliche Artikel. Die Themen basieren meist auf aktuellen Forschungsergebnissen, die beispielsweise auf dem 25th International Symposium on Graph Drawing & Network Visualization (GD 2017) (25.-27.09.2017) vorgestellt werden.

    Für jedes Thema geben wir einen Artikel bzw. ein Buchkapitel vor. Sie sollen aber auch noch selbst Literaturrecherche betreiben. Ein Ausgangspunkt dafür können beispielsweise die Referenzen in ihrem Artikel sein. Da wir das Seminar auf die aktuelle Forschung hin ausrichten wollen, sind insbesondere offene Fragen ein wichtiger Bestandteil der Themen.

  • Vorträge

    • Ihr Vortrag sollte etwa 45-60 Minuten dauern.
    • Wir empfehlen für die Erstellung der Folien das kostenlose Programm ipe (verfügbar für Linux, Windows, Mac). Als Einstieg können Sie gerne einen Blick auf die Folien vom Einführungsvortrag werfen. Diese PDF können Sie mit ipe öffnen und weiterbearbeiten.
    • Auch im Vortrag sollten offene Probleme nicht zu kurz kommen.
    • Die Folien ihres Vortrages werden wir anschließend hier für alle Teilnehmer zur Verfügung stellen.

  • Ausarbeitungen

    Die Ausarbeitung zu ihrem Thema sollte etwa 10 Seiten (zuzüglich Titelseite) umfassen. Sie soll nicht nur den von uns vorgegebenen Artikel zusammenfassen, sondern auch darüber hinaus gehen. Zum Einen eignet sich dafür das Material, dass sie durch eigene Literaturrecherche gefunden haben. Zum anderen kann man auch hier wieder die Forschungskomponente des Seminars deutlich machen: entwickeln Sie eigene neue Fragestellungen! Nehmen Sie auch Anregungen in ihre Ausarbeitung mit auf, die in der Diskussion nach Ihrem Vortrag geäußert werden.

    Die Themen des Seminars sollen nicht für sich alleine stehen, sondern wurden bewusst aus einem bestimmten Gebiet gewählt. Nutzen Sie das in ihrer Ausarbeitung und zeigen Sie Verbindungen zu anderen Vortragsthemen des Seminars auf! Vielleicht können Sie dadurch auch neue Fragestellungen entwickeln, die für die weitere Forschung interessant sind. Damit Sie die Möglichkeit haben Ergebnisse aus den anderen Vorträgen in Ihre Ausarbeitung aufzunehmen, muss diese erst eine Woche nach dem letzten Vortrag abgegeben werden.

    Die Ausarbeitungen sollen mit LaTeX erstellt werden. Wenn Sie noch keine Erfahrung mit LaTeX haben, könnte dieser kostenlose Kurs im Rechenzentrum hilfreich sein.

  • Bewertung

    Voraussetzungen für das Bestehen des Seminars:

    • Halten einer Präsentation zum gewählten Thema
    • Anfertigen einer Ausarbeitung
    • Regelmäßige Teilnahme am Seminar und aktive Mitarbeit (einmaliges Fehlen bei einem Vortrag ist erlaubt)