@article{Koubek2009, author = {Koubek, Jochen}, title = {Unterst{\"u}tzung der Lehre mit partizipativen Medien}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29628}, pages = {25 -- 38}, year = {2009}, abstract = {Es gibt eine Vielzahl an partizipativen Medien, die zur Unterst{\"u}tzung von Lehrveranstaltungen eingesetzt werden k{\"o}nnen. Im Beitrag wird ein Kategorienschema vorgestellt, auf ausgew{\"a}hlte Fallbeispiele angewendet und mit Blick auf den didaktischen Einsatz ausgewertet.}, language = {de} } @article{Martens2009, author = {Martens, Alke}, title = {Game-based Learning}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29631}, pages = {39 -- 46}, year = {2009}, abstract = {Game-based Learning und Edutainment sind aktuelle Schlagworte im Bereich der Hochschulausbildung. Zun{\"a}chst verbindet man damit die Integration einer Spiel- und Spaßkultur in die herk{\"o}mmlichen Lehrveranstaltungen wie Vorlesungen, {\"U}bungen, Praktika und Seminare. Die nachfolgenden Ausf{\"u}hrungen gehen einer genaueren Begriffsanalyse nach und untersuchen, ob Game-based Learning und Edutainment tats{\"a}chlich neuartige Unterrichtsformen erfordern oder neue didaktische {\"U}berlegungen in bestehendes Unterrichtsgeschehen bringen - oder ob es nicht doch an einigen Stellen „alter Wein in neuen Schl{\"a}uchen" ist.}, language = {de} } @article{NylenDoerge2013, author = {Nyl{\´e}n, Aletta and D{\"o}rge, Christina}, title = {Using competencies to structure scientific writing education}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {5}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-64851}, pages = {33 -- 44}, year = {2013}, abstract = {Scientific writing is an important skill for computer science and computer engineering professionals. In this paper we present a writing concept across the curriculum program directed towards scientific writing. The program is built around a hierarchy of learning outcomes. The hierarchy is constructed through analyzing the learning outcomes in relation to competencies that are needed to fulfill them.}, language = {en} } @article{FriedemannGroegerSchumann2013, author = {Friedemann, Stefan and Gr{\"o}ger, Stefan and Schumann, Matthias}, title = {Was denken Studierende {\"u}ber SAP ERP?}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {5}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-64995}, pages = {124 -- 130}, year = {2013}, abstract = {Viele Hochschulen nutzen SAP ERP in der Lehre, um den Studierenden einen Einblick in die Funktionsweise und den Aufbau von integrierter Standardsoftware zu erm{\"o}glichen. Im Rahmen solcher Schulungen bilden die Studierenden eine Meinung und Bewertung der Software. In diesem Artikel wird untersucht, wie sich klassische Modelle der Nutzungswahrnehmung auf die spezielle Situation von SAP ERP in der Lehre {\"u}bertragen lassen und welchen Einfluss bestimmte Faktoren haben. Dazu wurden vier Vorher-Nachher-Studien durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Funktionalit{\"a}t im Laufe der Schulung positiver und die Benutzungsfreundlichkeit als negativer bewertet wird.}, language = {de} } @inproceedings{GeskeWolf2010, author = {Geske, Ulrich and Wolf, Armin}, title = {Preface}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-41401}, year = {2010}, abstract = {The workshops on (constraint) logic programming (WLP) are the annual meeting of the Society of Logic Programming (GLP e.V.) and bring together researchers interested in logic programming, constraint programming, and related areas like databases, artificial intelligence and operations research. In this decade, previous workshops took place in Dresden (2008), W{\"u}rzburg (2007), Vienna (2006), Ulm (2005), Potsdam (2004), Dresden (2002), Kiel (2001), and W{\"u}rzburg (2000). Contributions to workshops deal with all theoretical, experimental, and application aspects of constraint programming (CP) and logic programming (LP), including foundations of constraint/ logic programming. Some of the special topics are constraint solving and optimization, extensions of functional logic programming, deductive databases, data mining, nonmonotonic reasoning, , interaction of CP/LP with other formalisms like agents, XML, JAVA, program analysis, program transformation, program verification, meta programming, parallelism and concurrency, answer set programming, implementation and software techniques (e.g., types, modularity, design patterns), applications (e.g., in production, environment, education, internet), constraint/logic programming for semantic web systems and applications, reasoning on the semantic web, data modelling for the web, semistructured data, and web query languages.}, language = {en} } @unpublished{Arnold2009, author = {Arnold, Holger}, title = {A linearized DPLL calculus with clause learning (2nd, revised version)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29080}, year = {2009}, abstract = {Many formal descriptions of DPLL-based SAT algorithms either do not include all essential proof techniques applied by modern SAT solvers or are bound to particular heuristics or data structures. This makes it difficult to analyze proof-theoretic properties or the search complexity of these algorithms. In this paper we try to improve this situation by developing a nondeterministic proof calculus that models the functioning of SAT algorithms based on the DPLL calculus with clause learning. This calculus is independent of implementation details yet precise enough to enable a formal analysis of realistic DPLL-based SAT algorithms.}, language = {en} } @article{SchwidrowskiSchmidBruecketal.2009, author = {Schwidrowski, Kirstin and Schmid, Thilo and Br{\"u}ck, Rainer and Freischlad, Stefan and Schubert, Sigrid and Stechert, Peer}, title = {Mikrosystemverst{\"a}ndnis im Hochschulstudium - Ein praktikumsorientierter Ansatz}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29601}, pages = {131 -- 142}, year = {2009}, abstract = {Mit hochschuldidaktischer Forschung zur Informatik soll aus einem traditionellen Hardwarepraktikum ein attraktives Entwurfs- und Anwendungspraktikum f{\"u}r Mikrosysteme (MSE) werden, das ein unverzichtbarer Bestandteil des Informatikstudiums ist. Diese Neugestaltung der Lehre wurde aufgrund des Bologna-Prozesses und der zunehmenden Pr{\"a}senz multifunktionaler eingebetteter Mikrosysteme (EMS) im t{\"a}glichen Leben notwendig. Ausgehend von einer Lehrveranstaltungsanalyse werden Vorschl{\"a}ge f{\"u}r die Kompetenzorientierung abgeleitet. Es wird gezeigt, dass f{\"u}r eine Verfeinerung des Ansatzes ein wissenschaftlich fundiertes Verst{\"a}ndnis der erwarteten Kompetenzen erforderlich ist. F{\"u}r den aufgezeigten Forschungsbedarf werden ein Ansatz zur Beschreibung des notwendigen Mikrosystemverst{\"a}ndnisses dargestellt und Forschungsfelder zu Aspekten des Kompetenzbegriffs im Kontext der Lehrveranstaltung beschrieben.}, language = {de} } @article{BenderSteinert2009, author = {Bender, Katrin and Steinert, Markus}, title = {Ein handlungsorientiertes, didaktisches Training f{\"u}r Tutoren im Bachelorstudium der Informatik}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29690}, pages = {119 -- 130}, year = {2009}, abstract = {Die didaktisch-p{\"a}dagogische Ausbildung studentischer Tutoren f{\"u}r den Einsatz im Bachelorstudium der Informatik ist Gegenstand dieser Arbeit. Um die theoretischen Inhalte aus Sozial- und Lernpsychologie handlungsorientiert und effizient zu vermitteln, wird das Training als Lehrform gew{\"a}hlt. Die in einer Tutor{\"u}bung zentrale Methode der Gruppenarbeit wird dabei explizit und implizit vermittelt. Erste praktische Erfahrungen mit ihrer zuk{\"u}nftigen Rolle gewinnen die Tutoren in Rollenspielen, wobei sowohl Standardsituationen als auch fachspezifisch und p{\"a}dagogisch problematische Situationen simuliert werden. W{\"a}hrend die Vermittlung der genannten Inhalte und die Rollenspiele im Rahmen einer Blockveranstaltung vor Beginn des Semesters durchgef{\"u}hrt werden, finden w{\"a}hrend des Semesters Hospitationen statt, in der die F{\"a}higkeiten der Tutoren anhand eines standardisierten Bewertungsbogens beurteilt werden.}, language = {de} } @masterthesis{Repp2023, type = {Bachelor Thesis}, author = {Repp, Leo}, title = {Extending the automatic theorem prover nanoCoP with arithmetic procedures}, doi = {10.25932/publishup-57619}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-576195}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {52}, year = {2023}, abstract = {In dieser Bachelorarbeit implementiere ich den automatischen Theorembeweiser nanoCoP-Ω. Es handelt sich bei diesem neuen System um das Ergebnis einer Portierung von Arithmetik-behandelnden Prozeduren aus dem automatischen Theorembeweiser mit Arithmetik leanCoP-Ω in das System nanoCoP 2.0. Dazu wird zuerst der mathematische Hintergrund zu automatischen Theorembeweisern und Arithmetik gegeben. Ich stelle die Vorg{\"a}ngerprojekte leanCoP, nanoCoP und leanCoP-Ω vor, auf dessen Vorlage nanoCoP-Ω entwickelt wurde. Es folgt eine ausf{\"u}hrliche Erkl{\"a}rung der Konzepte, um welche der nicht-klausale Konnektionskalk{\"u}l erweitert werden muss, um eine Behandlung von arithmetischen Ausdr{\"u}cken und Gleichheiten in den Kalk{\"u}l zu integrieren, sowie eine Beschreibung der Implementierung dieser Konzepte in nanoCoP-Ω. Als letztes folgt eine experimentelle Evaluation von nanoCoP-Ω. Es wurde ein ausf{\"u}hrlicher Vergleich von Laufzeit und Anzahl gel{\"o}ster Probleme im Vergleich zum {\"a}hnlich aufgebauten Theorembeweiser leanCoP-Ω auf Basis der TPTP-Benchmark durchgef{\"u}hrt. Ich komme zu dem Ergebnis, dass nanoCoP-Ω deutlich schneller ist als leanCoP-Ω ist, jedoch weniger gut geeignet f{\"u}r gr{\"o}ßere Probleme. Zudem konnte ich feststellen, dass nanoCoP-Ω falsche Beweise liefern kann. Ich bespreche, wie dieses Problem gel{\"o}st werden kann, sowie einige m{\"o}gliche Optimierungen und Erweiterungen des Beweissystems.}, language = {en} } @phdthesis{Dramlitsch2002, author = {Dramlitsch, Thomas}, title = {Distributed computations in a dynamic, heterogeneous Grid environment}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000759}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2002}, abstract = {Die immer dichtere und schnellere Vernetzung von Rechnern und Rechenzentren {\"u}ber Hochgeschwindigkeitsnetzwerke erm{\"o}glicht eine neue Art des wissenschaftlich verteilten Rechnens, bei der geographisch weit auseinanderliegende Rechenkapazit{\"a}ten zu einer Gesamtheit zusammengefasst werden k{\"o}nnen. Dieser so entstehende virtuelle Superrechner, der selbst aus mehreren Grossrechnern besteht, kann dazu genutzt werden Probleme zu berechnen, f{\"u}r die die einzelnen Grossrechner zu klein sind. Die Probleme, die numerisch mit heutigen Rechenkapazit{\"a}ten nicht l{\"o}sbar sind, erstrecken sich durch s{\"a}mtliche Gebiete der heutigen Wissenschaft, angefangen von Astrophysik, Molek{\"u}lphysik, Bioinformatik, Meteorologie, bis hin zur Zahlentheorie und Fluiddynamik um nur einige Gebiete zu nennen. Je nach Art der Problemstellung und des L{\"o}sungsverfahrens gestalten sich solche "Meta-Berechnungen" mehr oder weniger schwierig. Allgemein kann man sagen, dass solche Berechnungen um so schwerer und auch um so uneffizienter werden, je mehr Kommunikation zwischen den einzelnen Prozessen (oder Prozessoren) herrscht. Dies ist dadurch begr{\"u}ndet, dass die Bandbreiten bzw. Latenzzeiten zwischen zwei Prozessoren auf demselben Grossrechner oder Cluster um zwei bis vier Gr{\"o}ssenordnungen h{\"o}her bzw. niedriger liegen als zwischen Prozessoren, welche hunderte von Kilometern entfernt liegen. Dennoch bricht nunmehr eine Zeit an, in der es m{\"o}glich ist Berechnungen auf solch virtuellen Supercomputern auch mit kommunikationsintensiven Programmen durchzuf{\"u}hren. Eine grosse Klasse von kommunikations- und berechnungsintensiven Programmen ist diejenige, die die L{\"o}sung von Differentialgleichungen mithilfe von finiten Differenzen zum Inhalt hat. Gerade diese Klasse von Programmen und deren Betrieb in einem virtuellen Superrechner wird in dieser vorliegenden Dissertation behandelt. Methoden zur effizienteren Durchf{\"u}hrung von solch verteilten Berechnungen werden entwickelt, analysiert und implementiert. Der Schwerpunkt liegt darin vorhandene, klassische Parallelisierungsalgorithmen zu analysieren und so zu erweitern, dass sie vorhandene Informationen (z.B. verf{\"u}gbar durch das Globus Toolkit) {\"u}ber Maschinen und Netzwerke zur effizienteren Parallelisierung nutzen. Soweit wir wissen werden solche Zusatzinformationen kaum in relevanten Programmen genutzt, da der Grossteil aller Parallelisierungsalgorithmen implizit f{\"u}r die Ausf{\"u}hrung auf Grossrechnern oder Clustern entwickelt wurde.}, language = {en} } @phdthesis{Lanfermann2002, author = {Lanfermann, Gerd}, title = {Nomadic migration : a service environment for autonomic computing on the Grid}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000773}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2002}, abstract = {In den vergangenen Jahren ist es zu einer dramatischen Vervielfachung der verf{\"u}gbaren Rechenzeit gekommen. Diese 'Grid Ressourcen' stehen jedoch nicht als kontinuierlicher Strom zur Verf{\"u}gung, sondern sind {\"u}ber verschiedene Maschinentypen, Plattformen und Betriebssysteme verteilt, die jeweils durch Netzwerke mit fluktuierender Bandbreite verbunden sind. Es wird f{\"u}r Wissenschaftler zunehmend schwieriger, die verf{\"u}gbaren Ressourcen f{\"u}r ihre Anwendungen zu nutzen. Wir glauben, dass intelligente, selbstbestimmende Applikationen in der Lage sein sollten, ihre Ressourcen in einer dynamischen und heterogenen Umgebung selbst zu w{\"a}hlen: Migrierende Applikationen suchen eine neue Ressource, wenn die alte aufgebraucht ist. 'Spawning'-Anwendungen lassen Algorithmen auf externen Maschinen laufen, um die Hauptanwendung zu beschleunigen. Applikationen werden neu gestartet, sobald ein Absturz endeckt wird. Alle diese Verfahren k{\"o}nnen ohne menschliche Interaktion erfolgen. Eine verteilte Rechenumgebung besitzt eine nat{\"u}rliche Unverl{\"a}sslichkeit. Jede Applikation, die mit einer solchen Umgebung interagiert, muss auf die gest{\"o}rten Komponenten reagieren k{\"o}nnen: schlechte Netzwerkverbindung, abst{\"u}rzende Maschinen, fehlerhafte Software. Wir konstruieren eine verl{\"a}ssliche Serviceinfrastruktur, indem wir der Serviceumgebung eine 'Peer-to-Peer'-Topology aufpr{\"a}gen. Diese "Grid Peer Service" Infrastruktur beinhaltet Services wie Migration und Spawning, als auch Services zum Starten von Applikationen, zur Datei{\"u}bertragung und Auswahl von Rechenressourcen. Sie benutzt existierende Gridtechnologie wo immer m{\"o}glich, um ihre Aufgabe durchzuf{\"u}hren. Ein Applikations-Information- Server arbeitet als generische Registratur f{\"u}r alle Teilnehmer in der Serviceumgebung. Die Serviceumgebung, die wir entwickelt haben, erlaubt es Applikationen z.B. eine Relokationsanfrage an einen Migrationsserver zu stellen. Der Server sucht einen neuen Computer, basierend auf den {\"u}bermittelten Ressourcen-Anforderungen. Er transferiert den Statusfile des Applikation zu der neuen Maschine und startet die Applikation neu. Obwohl das umgebende Ressourcensubstrat nicht kontinuierlich ist, k{\"o}nnen wir kontinuierliche Berechnungen auf Grids ausf{\"u}hren, indem wir die Applikation migrieren. Wir zeigen mit realistischen Beispielen, wie sich z.B. ein traditionelles Genom-Analyse-Programm leicht modifizieren l{\"a}sst, um selbstbestimmte Migrationen in dieser Serviceumgebung durchzuf{\"u}hren.}, subject = {Peer-to-Peer-Netz ; GRID computing ; Zuverl{\"a}ssigkeit ; Web Services ; Betriebsmittelverwaltung ; Migration}, language = {en} } @misc{SahlmannClemensNowaketal.2020, author = {Sahlmann, Kristina and Clemens, Vera and Nowak, Michael and Schnor, Bettina}, title = {MUP}, series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, number = {1094}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-48901}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-489013}, pages = {23}, year = {2020}, abstract = {Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) is one of the dominating protocols for edge- and cloud-based Internet of Things (IoT) solutions. When a security vulnerability of an IoT device is known, it has to be fixed as soon as possible. This requires a firmware update procedure. In this paper, we propose a secure update protocol for MQTT-connected devices which ensures the freshness of the firmware, authenticates the new firmware and considers constrained devices. We show that the update protocol is easy to integrate in an MQTT-based IoT network using a semantic approach. The feasibility of our approach is demonstrated by a detailed performance analysis of our prototype implementation on a IoT device with 32 kB RAM. Thereby, we identify design issues in MQTT 5 which can help to improve the support of constrained devices.}, language = {en} } @phdthesis{Sahlmann2021, author = {Sahlmann, Kristina}, title = {Network management with semantic descriptions for interoperability on the Internet of Things}, doi = {10.25932/publishup-52984}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-529846}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {x, 272}, year = {2021}, abstract = {The Internet of Things (IoT) is a system of physical objects that can be discovered, monitored, controlled, or interacted with by electronic devices that communicate over various networking interfaces and eventually can be connected to the wider Internet. [Guinard and Trifa, 2016]. IoT devices are equipped with sensors and/or actuators and may be constrained in terms of memory, computational power, network bandwidth, and energy. Interoperability can help to manage such heterogeneous devices. Interoperability is the ability of different types of systems to work together smoothly. There are four levels of interoperability: physical, network and transport, integration, and data. The data interoperability is subdivided into syntactic and semantic data. Semantic data describes the meaning of data and the common understanding of vocabulary e.g. with the help of dictionaries, taxonomies, ontologies. To achieve interoperability, semantic interoperability is necessary. Many organizations and companies are working on standards and solutions for interoperability in the IoT. However, the commercial solutions produce a vendor lock-in. They focus on centralized approaches such as cloud-based solutions. This thesis proposes a decentralized approach namely Edge Computing. Edge Computing is based on the concepts of mesh networking and distributed processing. This approach has an advantage that information collection and processing are placed closer to the sources of this information. The goals are to reduce traffic, latency, and to be robust against a lossy or failed Internet connection. We see management of IoT devices from the network configuration management perspective. This thesis proposes a framework for network configuration management of heterogeneous, constrained IoT devices by using semantic descriptions for interoperability. The MYNO framework is an acronym for MQTT, YANG, NETCONF and Ontology. The NETCONF protocol is the IETF standard for network configuration management. The MQTT protocol is the de-facto standard in the IoT. We picked up the idea of the NETCONF-MQTT bridge, originally proposed by Scheffler and Bonneß[2017], and extended it with semantic device descriptions. These device descriptions provide a description of the device capabilities. They are based on the oneM2M Base ontology and formalized by the Semantic Web Standards. The novel approach is using a ontology-based device description directly on a constrained device in combination with the MQTT protocol. The bridge was extended in order to query such descriptions. Using a semantic annotation, we achieved that the device capabilities are self-descriptive, machine readable and re-usable. The concept of a Virtual Device was introduced and implemented, based on semantic device descriptions. A Virtual Device aggregates the capabilities of all devices at the edge network and contributes therefore to the scalability. Thus, it is possible to control all devices via a single RPC call. The model-driven NETCONF Web-Client is generated automatically from this YANG model which is generated by the bridge based on the semantic device description. The Web-Client provides a user-friendly interface, offers RPC calls and displays sensor values. We demonstrate the feasibility of this approach in different use cases: sensor and actuator scenarios, as well as event configuration and triggering. The semantic approach results in increased memory overhead. Therefore, we evaluated CBOR and RDF HDT for optimization of ontology-based device descriptions for use on constrained devices. The evaluation shows that CBOR is not suitable for long strings and RDF HDT is a promising candidate but is still a W3C Member Submission. Finally, we used an optimized JSON-LD format for the syntax of the device descriptions. One of the security tasks of network management is the distribution of firmware updates. The MYNO Update Protocol (MUP) was developed and evaluated on constrained devices CC2538dk and 6LoWPAN. The MYNO update process is focused on freshness and authenticity of the firmware. The evaluation shows that it is challenging but feasible to bring the firmware updates to constrained devices using MQTT. As a new requirement for the next MQTT version, we propose to add a slicing feature for the better support of constrained devices. The MQTT broker should slice data to the maximum packet size specified by the device and transfer it slice-by-slice. For the performance and scalability evaluation of MYNO framework, we setup the High Precision Agriculture demonstrator with 10 ESP-32 NodeMCU boards at the edge of the network. The ESP-32 NodeMCU boards, connected by WLAN, were equipped with six sensors and two actuators. The performance evaluation shows that the processing of ontology-based descriptions on a Raspberry Pi 3B with the RDFLib is a challenging task regarding computational power. Nevertheless, it is feasible because it must be done only once per device during the discovery process. The MYNO framework was tested with heterogeneous devices such as CC2538dk from Texas Instruments, Arduino Y{\´u}n Rev 3, and ESP-32 NodeMCU, and IP-based networks such as 6LoWPAN and WLAN. Summarizing, with the MYNO framework we could show that the semantic approach on constrained devices is feasible in the IoT.}, language = {en} } @phdthesis{Christgau2017, author = {Christgau, Steffen}, title = {One-sided communication on a non-cache-coherent many-core architecture}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-403100}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {219}, year = {2017}, abstract = {Aktuelle Mehrkernprozessoren stellen parallele Systeme dar, die den darauf ausgef{\"u}hrten Programmen gemeinsamen Speicher zur Verf{\"u}gung stellen. Sowohl die ansteigende Kernanzahlen in sogenannten Vielkernprozessoren (many-core processors) als auch die weiterhin steigende Leistungsf{\"a}higkeit der einzelnen Kerne erfordert hohe Bandbreiten, die das Speichersystem des Prozessors liefern muss. Hardware-basierte Cache-Koh{\"a}renz st{\"o}ßt in aktuellen Vielkernprozessoren an Grenzen des praktisch Machbaren. Dementsprechend m{\"u}ssen alternative Architekturen und entsprechend geeignete Programmiermodelle untersucht werden. In dieser Arbeit wird der Single-Chip Cloud Computer (SCC), ein nicht-cachekoh{\"a}renter Vielkernprozessor betrachtet, der aus 48, {\"u}ber ein Gitternetzwerk verbundenen Kernen besteht. Obwohl der Prozessor f{\"u}r nachrichten-basierte Kommunikation entwickelt worden ist, zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass einseitige Kommunikation auf Basis gemeinsamen Speichers effizient auf diesem Architekturtyp realisiert werden kann. Einseitige Kommunikation erm{\"o}glicht Datenaustausch zwischen Prozessen, bei der der Empf{\"a}nger keine Details {\"u}ber die stattfindende Kommunikation besitzen muss. Im Sinne des MPI-Standards ist so ein Zugriff auf Speicher entfernter Prozesse m{\"o}glich. Zur Umsetzung dieses Konzepts auf nicht-koh{\"a}renten Architekturen werden in dieser Arbeit sowohl eine effiziente Prozesssynchronisation als auch ein Kommunikationsschema auf Basis von software-basierter Cache-Koh{\"a}renz erarbeitet und untersucht. Die Prozesssynchronisation setzt das Konzept der general active target synchronization aus dem MPI-Standard um. Ein existierendes Klassifikationsschema f{\"u}r dessen Implementierungen wird erweitert und zur Identifikation einer geeigneten Klasse f{\"u}r die nicht-koh{\"a}rente Plattform des SCC verwendet. Auf Grundlage der Klassifikation werden existierende Implementierungen analysiert, daraus geeignete Konzepte extrahiert und ein leichtgewichtiges Synchronisationsprotokoll f{\"u}r den SCC entwickelt, das sowohl gemeinsamen Speicher als auch ungecachete Speicherzugriffe verwendet. Das vorgestellte Schema ist nicht anf{\"a}llig f{\"u}r Verz{\"o}gerungen zwischen Prozessen und erlaubt direkte Kommunikation sobald beide Kommunikationspartner daf{\"u}r bereit sind. Die experimentellen Ergebnisse zeigen ein sehr gutes Skaliserungsverhalten und eine f{\"u}nffach geringere Latenz f{\"u}r die Prozesssynchronisation im Vergleich zu einer auf Nachrichten basierenden MPI-Implementierung des SCC. F{\"u}r die Kommunikation wird mit SCOSCo ein auf gemeinsamen Speicher und software-basierter Cache-Koh{\"a}renz basierenden Konzept vorgestellt. Entsprechende Anforderungen an die Koh{\"a}renz, die dem MPI-Standard entsprechen, werden aufgestellt und eine schlanke Implementierung auf Basis der Hard- und Software-Funktionalit{\"a}ten des SCCs entwickelt. Trotz einer aufgedecktem Fehlfunktion im Speichersubsystem des SCC kann in den experimentellen Auswertungen von Mikrobenchmarks eine f{\"u}nffach verbesserte Bandbreite und eine nahezu vierfach verringerte Latenz beobachtet werden. In Anwendungsexperimenten, wie einer dreidimensionalen schnellen Fourier-Transformation, kann der Anteil der Kommunikation an der Laufzeit um den Faktor f{\"u}nf reduziert werden. In Erg{\"a}nzung dazu werden in dieser Arbeit Konzepte aufgestellt, die in zuk{\"u}nftigen Architekturen, die Cache-Koh{\"a}renz nicht auf einer globalen Ebene des Prozessors liefern k{\"o}nnen, f{\"u}r die Umsetzung von Software-basierter Koh{\"a}renz f{\"u}r einseitige Kommunikation hilfreich sind.}, language = {en} } @phdthesis{Hoellerer2016, author = {H{\"o}llerer, Reinhard}, title = {Modellierung und Optimierung von B{\"u}rgerdiensten am Beispiel der Stadt Landshut}, doi = {10.25932/publishup-42598}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-425986}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xii, 244}, year = {2016}, abstract = {Die Projektierung und Abwicklung sowie die statische und dynamische Analyse von Gesch{\"a}ftsprozessen im Bereich des Verwaltens und Regierens auf kommunaler, L{\"a}nder- wie auch Bundesebene mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechniken besch{\"a}ftigen Politiker und Strategen f{\"u}r Informationstechnologie ebenso wie die {\"O}ffentlichkeit seit Langem. Der hieraus entstandene Begriff E-Government wurde in der Folge aus den unterschiedlichsten technischen, politischen und semantischen Blickrichtungen beleuchtet. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich dabei auf zwei Schwerpunktthemen: • Das erste Schwerpunktthema behandelt den Entwurf eines hierarchischen Architekturmodells, f{\"u}r welches sieben hierarchische Schichten identifiziert werden k{\"o}nnen. Diese erscheinen notwendig, aber auch hinreichend, um den allgemeinen Fall zu beschreiben. Den Hintergrund hierf{\"u}r liefert die langj{\"a}hrige Prozess- und Verwaltungserfahrung als Leiter der EDV-Abteilung der Stadtverwaltung Landshut, eine kreisfreie Stadt mit rund 69.000 Einwohnern im Nordosten von M{\"u}nchen. Sie steht als Repr{\"a}sentant f{\"u}r viele Verwaltungsvorg{\"a}nge in der Bundesrepublik Deutschland und ist dennoch als Analyseobjekt in der Gesamtkomplexit{\"a}t und Prozessquantit{\"a}t {\"u}berschaubar. Somit k{\"o}nnen aus der Analyse s{\"a}mtlicher Kernabl{\"a}ufe statische und dynamische Strukturen extrahiert und abstrakt modelliert werden. Die Schwerpunkte liegen in der Darstellung der vorhandenen Bedienabl{\"a}ufe in einer Kommune. Die Transformation der Bedienanforderung in einem hierarchischen System, die Darstellung der Kontroll- und der Operationszust{\"a}nde in allen Schichten wie auch die Strategie der Fehlererkennung und Fehlerbehebung schaffen eine transparente Basis f{\"u}r umfassende Restrukturierungen und Optimierungen. F{\"u}r die Modellierung wurde FMC-eCS eingesetzt, eine am Hasso-Plattner-Institut f{\"u}r Softwaresystemtechnik GmbH (HPI) im Fachgebiet Kommunikationssysteme entwickelte Methodik zur Modellierung zustandsdiskreter Systeme unter Ber{\"u}cksichtigung m{\"o}glicher Inkonsistenzen (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Werner Zorn [ZW07a, ZW07b]). • Das zweite Schwerpunktthema widmet sich der quantitativen Modellierung und Optimierung von E-Government-Bediensystemen, welche am Beispiel des B{\"u}rgerb{\"u}ros der Stadt Landshut im Zeitraum 2008 bis 2015 durchgef{\"u}hrt wurden. Dies erfolgt auf Basis einer kontinuierlichen Betriebsdatenerfassung mit aufwendiger Vorverarbeitung zur Extrahierung mathematisch beschreibbarer Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Der hieraus entwickelte Dienstplan wurde hinsichtlich der erzielbaren Optimierungen im dauerhaften Echteinsatz verifiziert. [ZW07a] Zorn, Werner: «FMC-QE A New Approach in Quantitative Modeling», Vortrag anl{\"a}sslich: MSV'07- The 2007 International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods WorldComp2007, Las Vegas, 28.6.2007. [ZW07b] Zorn, Werner: «FMC-QE, A New Approach in Quantitative Modeling», Ver{\"o}ffentlichung, Hasso-Plattner-Institut f{\"u}r Softwaresystemtechnik an der Universit{\"a}t Potsdam, 28.6.2007.}, language = {de} } @inproceedings{OPUS4-3955, title = {Proceedings of the 23rd Workshop on (Constraint) Logic Programming 2009}, editor = {Geske, Ulrich and Wolf, Armin}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-026-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-37977}, pages = {187}, year = {2010}, abstract = {The workshops on (constraint) logic programming (WLP) are the annual meeting of the Society of Logic Programming (GLP e.V.) and bring together researchers interested in logic programming, constraint programming, and related areas like databases, artificial intelligence and operations research. The 23rd WLP was held in Potsdam at September 15 - 16, 2009. The topics of the presentations of WLP2009 were grouped into the major areas: Databases, Answer Set Programming, Theory and Practice of Logic Programming as well as Constraints and Constraint Handling Rules.}, language = {en} } @inproceedings{GeskeGoltz2010, author = {Geske, Ulrich and Goltz, Hans-Joachim}, title = {Efficiency of difference-list programming}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-41563}, year = {2010}, abstract = {The difference-list technique is described in literature as effective method for extending lists to the right without using calls of append/3. There exist some proposals for automatic transformation of list programs into differencelist programs. However, we are interested in construction of difference-list programs by the programmer, avoiding the need of a transformation step. In [GG09] it was demonstrated, how left-recursive procedures with a dangling call of append/3 can be transformed into right-recursion using the unfolding technique. For simplification of writing difference-list programs using a new cons/2 procedure was introduced. In the present paper, we investigate how efficieny is influenced using cons/2. We measure the efficiency of procedures using accumulator technique, cons/2, DCG's, and difference lists and compute the resulting speedup in respect to the simple procedure definition using append/3. Four Prolog systems were investigated and we found different behaviour concerning the speedup by difference lists. A result of our investigations is, that an often advice given in the literature for avoiding calls append/3 could not be confirmed in this strong formulation.}, language = {en} } @inproceedings{BreitlauchNoskovaRensingetal.2014, author = {Breitlauch, Linda and Noskova, Tatiana N. and Rensing, Christoph and Ifenthaler, Dirk and Owassapian, Dominik and Hensinger, Johannes and Buschmann, Jana and Glasemann, Marie and Dirwelis, Swenja and Mach, Michael and Kallookaran, Michael and Robra-Bissantz, Susanne and Zoerner, Dietmar and K{\"o}hlmann, Wiebke and Brandt, Christopher and Kutzner, Tobias and Steinert, Christian}, title = {E-Learning Symposium 2014}, editor = {Lucke, Ulrike and Gr{\"u}newald, Franka and Hafer, J{\"o}rg}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, doi = {10.25932/publishup-6984}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-72154}, pages = {59}, year = {2014}, abstract = {Der Tagungsband zum E-Learning Symposium 2014 an der Universit{\"a}t Potsdam beleuchtet die diversen Zielgruppen und Anwendungsbereiche, die aktuell in der E-Learning-Forschung angesprochen werden. W{\"a}hrend im letzten Symposium 2012 der Dozierende mit den unterschiedlichen M{\"o}glichkeiten der Studierendenaktivierung und Lehrgestaltung im Fokus der Diskussionen stand, werden in diesem Jahr in einem großen Teil der Beitr{\"a}ge die Studierenden ins Zentrum der Aufmerksamkeit ger{\"u}ckt. Dass nicht nur der Inhalt des Lernmediums f{\"u}r den Lernerfolg eine Rolle spielt, sondern auch dessen Unterhaltungswert und die Freude, die die Lernenden w{\"a}hrend des Prozesses der Wissensakquise empfinden, zeigt sehr anschaulich die Keynote von Linda Breitlauch zum Thema „Faites vos Jeux" (Spielen Sie jetzt). Der Beitrag von Zoerner et al. verbindet den Gedanken des spiele-basierten Lernens mit dem nach wie vor aktuellen Thema des mobilen Lernens. Auch in diesem Forschungsbereich spielt die Fokussierung auf den Lernenden eine immer herausragendere Rolle. Einen Schritt weiter in Richtung Individualisierung geht in diesem Zusammenhang der eingeladene Vortrag von Christoph Rensing, der sich mit der Adaptivit{\"a}t von mobilen Lernanwendungen besch{\"a}ftigt. Mit Hilfe zur Verf{\"u}gung stehender Kontextinformationen sollen gezielt individuelle Lernprozesse unterst{\"u}tzt werden. Alle Beitr{\"a}ge, die sich auf mobile Applikationen und auf Spiele beziehen, sprechen auch die zwischenmenschliche Komponente am Lernen an. So wird neben der Mobilit{\"a}t insbesondere auch der Austausch von Lernobjekten zwischen Lernenden (vergleiche den Beitrag von Zoerner et al.) sowie die Kooperation zwischen Lernenden (siehe Beitrag von Kallookaran und Robra-Bissantz) diskutiert. Der interpersonelle Kontakt spielt allerdings ebenfalls in den Beitr{\"a}gen ohne Spiel- oder App-Fokussierung eine Rolle. Tutoren werden beispielsweise zur Moderation von Lernprozessen eingesetzt und Lerngruppen gegr{\"u}ndet um das problem-orientierte Lernen st{\"a}rker in den Mittelpunkt zu r{\"u}cken (siehe Beitrag von Mach und Dirwelis) bzw. n{\"a}her am Bedarf der Studierenden zu arbeiten (wie in eingeladenen Vortrag von Tatiana N. Noskova sowie in dem Beitrag von Mach und Dirwelis beschrieben). In der Evaluation wird ebenfalls der Schritt weg von anonymen, akkumulierten statistischen Auswertungen hin zu individualisierten Nutzerprofilen im Bereich des Learning Analytics untersucht (vergleiche dazu den Beitrag von Ifenthaler). Neben der Schwerpunktsetzung auf die Lernenden und deren Mobilit{\"a}t r{\"u}ckt das Thema Transmedialit{\"a}t st{\"a}rker ins Zentrum der Forschung. W{\"a}hrend schon die Keynote mit ihrem Spielefokus darauf anspricht, geht es in weiteren Beitr{\"a}gen darum Abl{\"a}ufe aus der analogen Welt bestm{\"o}glich in der digitalen Welt abzubilden. Lerninhalte, die bisher mittels Bildern und Texten f{\"u}r Lehrende und Lernende zug{\"a}nglich gemacht wurden, werden nunmehr mit weiteren Medien, insbesondere Videos, angereichert um deren Verst{\"a}ndnis zu erh{\"o}hen. Dies ist beispielsweise geeignet, um Bewegungsabl{\"a}ufe im Sport (vergleiche dazu den Beitrag von Owassapian und Hensinger) oder musikpraktische {\"U}bungen wie Bodyperkussion (beschrieben im Beitrag von Buschmann und Glasemann) zu erlernen Lernendenfokussierung, pers{\"o}nlicher Austausch, Mobilit{\"a}t und Transmedialit{\"a}t sind somit einige der Kernthemen, die Sie in diesem Sammelband erwarten. Auch zeigt die h{\"a}ufige Verkn{\"u}pfung verschedener dieser Kernthemen, dass keines davon ein Randthema ist, sondern sich die Summe aus allen im E-Learning b{\"u}ndelt und damit eine neue Qualit{\"a}t f{\"u}r Lehre, Studium und Forschung erreicht werden kann.}, language = {mul} } @phdthesis{Schumacher2017, author = {Schumacher, Kinga}, title = {Hybride semantische Suche - eine Kombination aus Fakten- und Dokumentretrieval}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-405973}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {vii, 187}, year = {2017}, abstract = {Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die semantische Suche im Kontext heutiger Informationsmanagementsysteme. Zu diesen Systemen z{\"a}hlen Intranets, Web 3.0-Anwendungen sowie viele Webportale, die Informationen in heterogenen Formaten und Strukturen beinhalten. Auf diesen befinden sich einerseits Daten in strukturierter Form und andererseits Dokumente, die inhaltlich mit diesen Daten in Beziehung stehen. Diese Dokumente sind jedoch in der Regel nur teilweise strukturiert oder vollst{\"a}ndig unstrukturiert. So beschreiben beispielsweise Reiseportale durch strukturierte Daten den Zeitraum, das Reiseziel, den Preis einer Reise und geben in unstrukturierter Form weitere Informationen, wie Beschreibungen zum Hotel, Zielort, Ausflugsziele an. Der Fokus heutiger semantischer Suchmaschinen liegt auf dem Finden von Wissen entweder in strukturierter Form, auch Faktensuche genannt, oder in semi- bzw. unstrukturierter Form, was {\"u}blicherweise als semantische Dokumentensuche bezeichnet wird. Einige wenige Suchmaschinen versuchen die L{\"u}cke zwischen diesen beiden Ans{\"a}tzen zu schließen. Diese durchsuchen zwar gleichzeitig strukturierte sowie unstrukturierte Daten, werten diese jedoch entweder weitgehend voneinander unabh{\"a}ngig aus oder schr{\"a}nken die Suchm{\"o}glichkeiten stark ein, indem sie beispielsweise nur bestimmte Fragemuster unterst{\"u}tzen. Hierdurch werden die im System verf{\"u}gbaren Informationen nicht ausgesch{\"o}pft und gleichzeitig unterbunden, dass Zusammenh{\"a}nge zwischen einzelnen Inhalten der jeweiligen Informationssysteme und sich erg{\"a}nzende Informationen den Benutzer erreichen.
 Um diese L{\"u}cke zu schließen, wurde in der vorliegenden Arbeit ein neuer hybrider semantischer Suchansatz entwickelt und untersucht, der strukturierte und semi- bzw. unstrukturierte Inhalte w{\"a}hrend des gesamten Suchprozesses kombiniert. Durch diesen Ansatz werden nicht nur sowohl Fakten als auch Dokumente gefunden, es werden auch Zusammenh{\"a}nge, die zwischen den unterschiedlich strukturierten Daten bestehen, in jeder Phase der Suche genutzt und fließen in die Suchergebnisse mit ein. Liegt die Antwort zu einer Suchanfrage nicht vollst{\"a}ndig strukturiert, in Form von Fakten, oder unstrukturiert, in Form von Dokumenten vor, so liefert dieser Ansatz eine Kombination der beiden. Die Ber{\"u}cksichtigung von unterschiedlich Inhalten w{\"a}hrend des gesamten Suchprozesses stellt jedoch besondere Herausforderungen an die Suchmaschine. Diese muss in der Lage sein, Fakten und Dokumente in Abh{\"a}ngigkeit voneinander zu durchsuchen, sie zu kombinieren sowie die unterschiedlich strukturierten Ergebnisse in eine geeignete Rangordnung zu bringen. Weiterhin darf die Komplexit{\"a}t der Daten nicht an die Endnutzer weitergereicht werden. Die Darstellung der Inhalte muss vielmehr sowohl bei der Anfragestellung als auch bei der Darbietung der Ergebnisse verst{\"a}ndlich und leicht interpretierbar sein. Die zentrale Fragestellung der Arbeit ist, ob ein hybrider Ansatz auf einer vorgegebenen Datenbasis die Suchanfragen besser beantworten kann als die semantische Dokumentensuche und die Faktensuche f{\"u}r sich genommen, bzw. als eine Suche die diese Ans{\"a}tze im Rahmen des Suchprozesses nicht kombiniert. Die durchgef{\"u}hrten Evaluierungen aus System- und aus Benutzersicht zeigen, dass die im Rahmen der Arbeit entwickelte hybride semantische Suchl{\"o}sung durch die Kombination von strukturierten und unstrukturierten Inhalten im Suchprozess bessere Antworten liefert als die oben genannten Verfahren und somit Vorteile gegen{\"u}ber bisherigen Ans{\"a}tzen bietet. Eine Befragung von Benutzern macht deutlich, dass die hybride semantische Suche als verst{\"a}ndlich empfunden und f{\"u}r heterogen strukturierte Datenmengen bevorzugt wird.}, language = {de} } @phdthesis{Ostrowski2018, author = {Ostrowski, Max}, title = {Modern constraint answer set solving}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-407799}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {135}, year = {2018}, abstract = {Answer Set Programming (ASP) is a declarative problem solving approach, combining a rich yet simple modeling language with high-performance solving capabilities. Although this has already resulted in various applications, certain aspects of such applications are more naturally modeled using variables over finite domains, for accounting for resources, fine timings, coordinates, or functions. Our goal is thus to extend ASP with constraints over integers while preserving its declarative nature. This allows for fast prototyping and elaboration tolerant problem descriptions of resource related applications. The resulting paradigm is called Constraint Answer Set Programming (CASP). We present three different approaches for solving CASP problems. The first one, a lazy, modular approach combines an ASP solver with an external system for handling constraints. This approach has the advantage that two state of the art technologies work hand in hand to solve the problem, each concentrating on its part of the problem. The drawback is that inter-constraint dependencies cannot be communicated back to the ASP solver, impeding its learning algorithm. The second approach translates all constraints to ASP. Using the appropriate encoding techniques, this results in a very fast, monolithic system. Unfortunately, due to the large, explicit representation of constraints and variables, translation techniques are restricted to small and mid-sized domains. The third approach merges the lazy and the translational approach, combining the strength of both while removing their weaknesses. To this end, we enhance the dedicated learning techniques of an ASP solver with the inferences of the translating approach in a lazy way. That is, the important knowledge is only made explicit when needed. By using state of the art techniques from neighboring fields, we provide ways to tackle real world, industrial size problems. By extending CASP to reactive solving, we open up new application areas such as online planning with continuous domains and durations.}, language = {en} }