Allgemeine Hinweise für Interessent(inn)en an einer Diplomarbeit an der Fachgruppe Praktische Informatik

Themen von Diplomarbeiten

Umfang der Aufgabenstellung: Laut Diplomprüfungsordnung ist die Diplomarbeit ``eine Prüfungsarbeit, die die wissenschaftliche Ausbildung abschließt und zeigen soll, daß der Kandidat in der Lage ist, innerhalb einer vorgegebenen Frist ein Problem aus seinem Fach selbständig nach wissenschaftlichen Methoden zu bearbeiten.''

Hieraus ergibt sich indirekt, daß das Thema so gewählt sein muß, daß es von einem Studenten, der das Hauptstudium in einer geeigneten thematischen Ausrichtung erfolgreich beendet hat, innerhalb von 4 bzw. 6 Monaten bearbeitet werden kann. Das Thema kann daher -- anders als bei einer Dissertation -- keine in der Forschung offene Fragestellung sein, deren Bearbeitungsaufwand nicht abschätzbar ist.

Fachliche Ausrichtung: Möglich sind verschiedenste Themen in den Gebieten Datenbanken und Softwaretechnik. Die Themen sind fast immer praktisch orientiert und beinhalten die Erstellung eines Softwaresystems. Über die Leitseite der Fachgruppe ist eine Liste laufender und abgeschlossener Arbeiten erreichbar; zu diesen Arbeiten ist jeweils eine Kurzbeschreibung angegeben. Diese Beschreibungen können als Beispiele dienen.

Typischerweise wird das Thema in mehreren Gesprächen konkretisiert (s.u.) und individuell mit einer Interessentin bzw. einem Interessenten festgelegt.

Qualitativer Anspruch: Der Anspruch, daß in der Arbeit ein Thema nach wissenschaftlichen Methoden bearbeitet wird, muß im Einzelfall konkretisiert werden. Generell folgt hieraus, daß einschlägige Lehrinhalte des Hauptstudiums als Vorkenntnisse vorausgesetzt werden und daß u.a. die dort erlernten Methoden, Verfahren, Sprachen usw. anzuwenden sind. Vielfach wird noch eine selbständige punktuelle Vertiefung dieser Kenntnisse erforderlich sein, wobei (insb. bei HS II-Diplomarbeiten) auch forschungsnahe Themen involviert sein können.

Ferner sollten die inhaltlichen Ergebnisse der Diplomarbeit dem aktuellen Stand der Technik entsprechen. Hierzu ist in einem frühen Stadium i.d.R. durch Analyse von Literatur (z.B. bei Algorithmen oder Konzepten) oder Vergleich mit anderen existierenden Systemen (vor allen bei Implementierungen) zu sorgen; im Bericht über die Arbeit sollten dementsprechend qualifizierte Vergleiche der Ergebnisse der Diplomarbeit mit der Literatur oder anderen Systemen enthalten sein.

Vorkenntnisse

Je nach Themenschwerpunkt sind zusätzlich Kenntnisse erforderlich, die in etwa den Vorlesungen ``Softwaretechnik II'', ``Software-Entwicklungsumgebungen'', ``Datenbanksysteme II'' oder sonstigen Veranstaltungen entsprechen. Derartige Kenntnisse können weitgehend durch Selbststudium mittels der Skripten, die über die WWW-Seiten zu den Vorlesungen erhältlich sind, erworben werden. Zusätzlich sollten unbedingt praktische Übungen durchgeführt werden.

Planung und Vorgehensweise

Es ist sinnvoll, sich möglichst frühzeitig (wenigstens 3 Monate) vor dem geplanten Beginn der Diplomarbeit mit potentiellen Betreuern in Verbindung zu setzen.

In einem ersten Gespräch können die aus Sicht der Fachgruppe interessanten Themenbereiche diskutiert und den Vorkenntnissen und Interessen des Diplomanden bzw. der Diplomandin gegenübergestellt werden. Ergebnis dieses ersten Gesprächs sind typischerweise 1 - 3 mögliche Themengebiete für die Arbeit und eine Liste von Gebieten, in denen noch Vorkenntnisse fehlen.

In der folgenden ``Konkretisierungsphase'' werden das bzw. die angedachten Themen schrittweise verfeinert und auf ihre Durchführbarkeit untersucht. Da in den meisten Fällen im Rahmen der Diplomarbeit eine Software neu entwickelt bzw. eine vorhandene Software modifiziert wird, richtet sich die Vorgehensweise nach den üblichen Vorgehensmodellen bei der Softwareentwicklung. Ziel ist eine Entscheidung für eine der angedachten Alternativen und eine Zerlegung der Gesamtaufgabe in Teilaufgaben, für die sich die Aufwände halbwegs sicher schätzen lassen. Mit zu berücksichtigen sind ca. 3 Wochen für das Anfertigen des Berichts über die Diplomarbeit (üblicherweise einfach ``die Diplomarbeit'' genannt).

Während der Konkretisierungsphase müssen ferner ggf. fehlende Vorkenntnisse erworben werden; der Zeitaufwand hierfür sollte nicht unterschätzt werden.

Gestaltung des Berichts

Leserschaft: Der Bericht wird typischerweise nur von den Gutachtern / Betreuern und Bearbeitern paralleler / später aufbauender Diplomarbeiten gelesen, nicht hingegen von Erstsemestern oder Personen, die den Inhalt der einschlägigen Standardvorlesungen nicht kennen. Der Inhalt sollte auf diese Leserschaft hin ausgerichtet sein.
Generell darf unterstellt werden, daß diese Leser die Vorkenntnisse haben, die oben erwähnt sind. Von daher ist es überflüssig, diesen Stoff mehr oder weniger langatmig aufzubereiten; entsprechende Abschnitte der Arbeit können das Ergebnis nur verschlechtern.
Wo möglich, sollte bei allgemeinen Begriffsdefinitionen auf eine allgemein zugreifbare Quelle (z.B. Lehrbuch oder vorhandene Dokumentation) verwiesen werden.
Standardstoff sollte nur dann wiederholt werden, wenn dies wegen aufbauender spezieller Themen unbedingt notwendig ist.

Umfang: Der Umfang des Hauptteils des Berichts liegt typischerweise zwischen 50 und 100 Seiten. Nicht in den Hauptteil gehören längere Quelltexte und sonstiges Material, diese sind als Anhang hinten anzufügen.

Der Bericht über die Diplomarbeit hat üblicherweise folgenden Aufbau:

• Deckblatt
• max. 1-seitige Zusammenfassung der Arbeit; diese skizziert die bearbeitete Aufgabe und die wesentlichen Resultate
• Inhaltsverzeichnis
• einleitendes Kapitel (ca. 5 - 10 Seiten) über die generelle Motivation für die Arbeit und die präzisierte Themenstellung, ggf. mit Auflistung der einzelnen Teilaufgaben. Dieses Kapitel kann ggf. einem kompletten Pflichtenheft für das zu erstellende System entsprechen.
• Kapitel ``Hintergrund'': dieses beschreibt die notwendigen Vorkenntnisse zum Verständnis der Arbeit. Hierzu kann z.B. gehören, die Struktur eines vorhandenen Systems, das modifiziert werden soll, zu beschreiben.
• Kapitel über konzeptionelle Arbeiten, Leistung von Systemen aus Benutzersicht usw.: Sofern im Rahmen der Arbeit relevante Begriffe, Konzepte u.ä. erarbeitet worden sind, sollten diese zunächst unabhängig von ihrer Implementierung vorgestellt werden. Analog gilt dies für die Funktionalität und äußere Gestaltung der entwickelten Systeme, sofern hier ein wesentlicher Gestaltungsspielraum vorhanden ist und dies nicht schon durch die Aufgabenstellung hinreichend klar vorgegeben ist.
• Kapitel über wesentliche Entwurfsentscheidungen: Die wichtigen Entwurfsfragen sollen hier diskutiert und die Entscheidung begründet werden. Hierzu kann es durchaus sinnvoll sein, auch nicht realisierte / weiterverfolgte Alternativen zu beschreiben und deren Nachteile zu diskutieren.
• Kapitel über die Anwendung des erstellten Systems: hierbei kann es sich um Meßwerte bei Benchmarks, subjektive Bewertungen der Bedienschnittstelle u.ä. handeln. Damit zusammenhängend können auch Möglichkeiten zur Verbesserung / Erweiterung des Systems diskutiert werden.
• Zusammenfassung und Abschluß: hier sollten die wesentlichen Ergebnisse und Erkenntnisse zusammengefaßt werden. Ebenfalls können hier (oder ggf. in einem separaten Kapitel) Erfahrungen mit benutzen Werkzeugen usw. festgehalten werden.

Extern durchgeführte Diplomarbeiten

1. Betreuung und Begutachtung: Nach meiner bisherigen Erfahrung treten immer wieder Probleme bei der Betreuung der Diplomanden auf. Bei kleineren externen Partnern ist vielfach überhaupt kein Informatiker als Betreuer (und ggf. Gutachter) verfügbar, und/oder der Betreuer ist in termingebundene Projektarbeiten eingespannt und hat wenig Zeit. Darüber hinaus ist ein Techniker, der sich um die Rechner, deren Vernetzung, die Installation von Software und sonstige logistische Probleme kümmert, bei externen Partnern oft nicht vorhanden; entsprechende ``Neben-Probleme'' müssen daher vom Diplomanden - mit entsprechenden Zeitverlust - bearbeitet werden. Generell muß man sagen, daß die Arbeitsbedingungen bei externen Partnern bisweilen deutlich schlechter sind als an unserem Fachbereich und daß hier vor Ort daher inhaltlich bessere Arbeiten möglich sind.

2. Fachlicher Anspruch: Die Diplomarbeit soll auch an technologisches Neuland heranführen (s.o.). Die Aufgabenstellungen bei externen Partnern sind qualitativ bisweilen vom fachlichen Niveau her eher anspruchslos und vergleichbar mit Übungen zu den Vorlesungen im Hauptstudium, dafür quantitativ umfangreich oder mit Nebenproblemen (s.o.) belastet. Da ferner meist irgendein konkret nutzbares System als Endergebnis zu einem bestimmten Termin vorliegen muß, können fast keine Risiken eingegangen werden, d.h. man beschränkt sich notwendigerweise auf überschaubare, kalkulierbare ``08/15-Technologien'' und Vorgehensweisen. Dies ist nur unter starker Dehnung des Begriffs ``wissenschaftlichen Methoden'' mit den Zielen vereinbar, die speziell mit einer HS II-Diplomarbeit (mit 6 Monaten Bearbeitungszeit) verbunden sind.

   Das Argument, daß fachlich eher anspruchslose, aber quantitativ aufwendige Themen dadurch gerechtfertigt seien, daß sie aus der Praxis stammen und somit typisch für den späteren beruflichen Einsatz seien, ist nicht stichhaltig. Mit dem gleichen Argument würde ein Tischlergeselle, der in einer Fabrik arbeitet, die vor allem Kartoffelkisten herstellt, als ``Meisterstück'' 10 besonders große Kartoffelkisten herstellen - von einem Tischlermeister würde man aber erwarten, daß er wesentlich anspruchsvollere Möbelstücke gestalten und herstellen kann.
   Den industriellen Alltag kennenzulernen ist auf jeden Fall sinnvoll, und genau hierfür sehen die meisten Prüfungsordnungen extern zu absolvierende Industriepraktika vor. Eine Diplomarbeit ist kein zweites Industriepraktikum.

   Besonders suspekt hinsichtlich des wissenschaftlichen Anspruchs sind externe Diplomarbeiten, in denen ein vorhandenes Produkt reimplementiert werden soll, weil es der anbietenden Firma zu teuer ist, oder i.w. Produkte installiert und in eine vorhandene Umgebung integriert werden sollen (die zentrale Qualifikation, die hier vermittelt wird, ist die Kenntnis der vorhandenen und fehlenden oder nicht funktionierenden Funktionen von Produktversion x.y, wofür sich beim Vorliegen von Produktversion x.y+1 niemand mehr interessieren wird).

3. Erlernen wissenschaftlicher Arbeitsweisen: Aus den vorstehenden Gründen ergibt sich, daß es eher unwahrscheinlich ist, daß bei externen Arbeiten handwerkliches Rüstzeug (insb. die Fähigkeit zur Erschließung und Bewertung von wissenschaftlicher Originalliteratur und zur Darstellung der wissenschaftlichen Resultate) erworben wird, das für eine spätere Promotion benötigt ist.

   Auch bei praktischen Themenstellungen sollte - zumindest bei HS II-Diplomarbeiten - untersucht werden, ob schon Lösungen für das Problem in der Literatur beschrieben sind und welche Vor- und Nachteile die bekannten Lösungen haben.

• In der Praktischen Informatik besteht ein großer Bedarf, die Forschungsaktivitäten der wissenschaftlichen Mitarbeiter durch Diplomanden zu unterstützen. Wissenschaftliche Mitarbeiter haben i.d.R. 4 - 5 Jahre Zeit, ihre Dissertation anzufertigen. In der Praktischen Informatik sind für die Forschungsvorhaben regelmäßig umfangreiche Implementierungsarbeiten durchzuführen, die von den Mitarbeitern selbst nicht alleine übernommen werden können, u.a. weil die wissenschaftlichen Mitarbeiter neben der Forschung auch noch in erheblichem Umfang in der Lehre eingesetzt werden. Durch die hohe Anzahl externer Arbeiten (der Anteil dürfte in den letzten Jahren bei 50 % gelegen haben) entfällt diese Unterstützung der wissenschaftlichen Mitarbeiter weitgehend. Hierdurch bricht eine wesentliche Komponente der `Personalstruktur' des Forschungsbetriebs weg.

• Statt einer Unterstützung von Forschungsvorhaben entsteht im Gegenteil durch jede externe Diplomarbeit für mich selbst und ggf. auch wissenschaftliche Mitarbeiter regelmäßig ein nicht unerheblicher Mehraufwand, insb. für die Einarbeitung in die Themenstellung und sehr häufig für Diskussionen und Aufwandsschätzungen mit dem Ziel, überzogene Erwartungen und Planungen auf ein realistisches Maß zurückzuführen. Diesem Aufwand steht kein Nutzen im Bereich der primären dienstlichen Aufgaben gegenüber (nur in seltenen Ausnahmefällen sind externe Arbeiten auch für interne Forschungsvorhaben nützlich), er wirkt sich tendenziell sogar negativ hierauf aus.

• Im Endeffekt handelt es sich bei der Betreuung externer Arbeiten um Beratungsleistungen und Qualitätssicherungsmaßnahmen für das Unternehmen, in dem die Diplomarbeit durchgeführt wird. Auf der einen Seite kann man hier fragen, wieso überhaupt öffentlich finanzierte Ressourcen für einzelne zufällig ausgewählte Unternehmen kostenlos verfügbar gemacht werden, auf der anderen Seite ist der Technologietransfer unzweifelhaft eine wesentliche Aufgabe der Universitäten und in Form von externen Diplomarbeiten sicherlich sehr wirksam realisierbar.

• Externe Diplomarbeiten kosten zwar relativ viel Aufwand, führen aber i.d.R. nicht zu meßbaren Erfolgsnachweisen. Dieses Argument gewinnt in den letzten Jahren zunehmend an Schärfe, da die Fachbereiche immer intensiver evaluiert werden, dies zunehmend an der Zahl der eingeworbenen Drittmittel, Zahl der Publikationen oder anderen relativ leicht meßbaren formalen Kennziffern (über deren Sinn oder Unsinn man lange und vergebens debattieren kann). Dem Fachbereich 12 sind beispielsweise in den letzten Jahren die laufenden Mittel in erheblichem Umfang gekürzt worden, weil der Drittmittelumsatz unterdurchschnittlich ist.

Einschlägige Literatur