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#41127 / #3

Seit SoSe 2026

Deutsch, Englisch

Algorithms for Distributed Systems
Algorithmen für verteilte Systeme

6

Schmid, Stefan

Benotet

Schriftliche Prüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Telekommunikationssysteme

34331700 FG Intelligent Networks and Management of Distributed Systems (INET)

Keine Angabe

Kontakt


EN 18

Schmid, Stefan

stefan.schmid@tu-berlin.de

Lernergebnisse

Most modern computer systems are inherently distributed and networked, including multi-core computers, machine-learning clusters, wireless sensorsystems, datacenters, peer-to-peer systems, blockchain or cryptocurrencies, to just give some examples. In order to operate correctly and efficiently, all these systems rely on clever algorithms. Some of the underlying algorithms are fundamentaland are used by most of the systems, others are specialized and exploit specific features of the particular distributed system. The goal of the module is to provide the students with tools and techniques to reason about efficient algorithms for distributed systems. The lecture is problem-oriented and structured into different fundamental principles, such as Distributed Coordination, Decentralization, Randomization, etc. Each lecture will cover a different basic problem (such as Load Balancing, Leader Election, Symmetry Breaking, etc., arising in various different applications, from the Internet over distributed data analytics to sensor networks) and will be self-contained. By the end of the lecture, the student will be able to develop her/his own distributed algorithms, and formally prove correctness as well as complexity guarantees (e.g., on the computational complexity or the communication complexity). The students will also have a good understanding of when to apply which principle, i.e., where randomization can be useful and where not, or to which extent a distributed system should be decentralized. The students will further have a good idea of the different natures of today's distributed systems. If time permits, we will also extend our discussion beyond computer systems and have an algorithmic look at social and biological networks. This module is principally designed to impart: technical skills: 40x, method skills: 40x, system skills 10x, social skills 10x

Lehrinhalte

The lectures revolve around fundamental problems and design principles. A tentative outline of the main topics to be covered in the course are * Models for Distributed Systems: from shared-memory over datacenter applications to Internet-scale systems * Algorithmic techniques for small ("shared memory") and large distributed systems ("distributed graph algorithms") * Decentralization: why and how? Complexity Measures * Randomization: why and how? Basic Tools * Algorithms: Local Algorithms, Random Algorithms, Online Algorithms, Dynamic Programming * Distributed Algorithms for Leader Election, Coloring, Maximal Independent Sets, Medium Access * Resource Allocation and Embedding (e.g., energy, bandwidth, CPU) * Social and Biological Networks: An Algorithmic Perspective

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Algorithms for Distributed SystemsIV432 L 818SoSeen4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Algorithms for Distributed Systems (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Anwesenheit Tutorial15.02.0h30.0h
Anwesenheit Vorlesung15.02.0h30.0h
Lösen von Aufgaben15.04.0h60.0h
Prüfungsvorbereitung1.015.0h15.0h
Vorbereitung und Überarbeitung der Vorlesung15.03.0h45.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

* Gemeinsame Vorlesung * Übungen und/oder Programmieraufgaben: werden wöchentlich ausgegeben; die Hälfte ist einzeln zu lösen, die andere Hälfte in Zweiergruppen (bei einer ungeraden Teilnehmerzahl gibt es eine Dreiergruppe); werden vom Dozenten benotet; Lösungen werden gemeinsam (von Dozent + Studierenden) während der Tutorien besprochen * Die Vorlesung und die Tutorien finden in englischer Sprache statt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

* Modul "Diskrete Strukturen" oder Modul "Algorithmen und Datenstrukturen" * Modul "Rechnernetze und Verteilte Systeme" * Modul "Network Architectures - Basics" * Gute Englischkenntnisse

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Schriftliche Prüfung

Sprache(n)

Englisch

Dauer/Umfang

90 Minuten

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 60.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung für den Kurs über ISIS

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Mitzenmacher, Michael. Upfal, Eli: Probability and Computing. Cambridge University Press, 2005.
Newman, Mark: Networks. 2nd ed. Oxford University Press, 2018 - https://global.oup.com › networks-9780198805090
Peleg, David: Distributed Computing - A Locality-Sensitive Approach, SIAM 2000

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Computer Engineering (M. Sc.)16SoSe 2026SoSe 2026
Computer Science (Informatik) (M. Sc.)16SoSe 2026SoSe 2026
Elektrotechnik (M. Sc.)13SoSe 2026SoSe 2026
Informatik (B. Sc.)11SoSe 2026SoSe 2026
Information Systems Management (Wirtschaftsinformatik) (M. Sc.)11SoSe 2026SoSe 2026
Technische Informatik (B. Sc.)11SoSe 2026SoSe 2026
Wirtschaftsinformatik (B. Sc.)22SoSe 2026SoSe 2026

Sonstiges

Keine Angabe