@misc{Voigt2009,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Voigt, Matthias},
  title     = {Entwicklung von bioinformatischen Visualisierungswerkzeugen f{\"u}r Metabolitdaten von N{\"a}hrstoffmangelsituationen bei Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-33047},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Diese Arbeit umfasst die Archivierung, Visualisierung anhand bioinformatischer Methoden und Interpretation eines vorhandenen Messdatensatz (Element [ICP-MS]-, Ionen [IC]- und Metabolitdaten [RP-HPLC und GC/TOF-MS]) der Pflanze Arabidopsis thaliana getrennt in Bl{\"a}tter und Wurzeln. Die Pflanzen wurden den sechs Mangelsituationen der N{\"a}hrstoffe Eisen, Kalium, Magnesium, Stickstoff, Phosphor und Schwefel ausgesetzt und zu neun Messzeitpunkten [0.5-, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-in Tagen und „resupply" (vier Stunden nach dem vierten Tag)] analysiert. Es erfolgte die Integration der Messdaten in eine SQlite-Datenbank. Die Veranschaulichung erfolgte mit Hilfe der Programmiersprache R. Anhand einiger Pakete zur Erweiterung des Funktionsumfangs von R wurde erstens eine Schnittstelle zur SQLite- Datenbank hergestellt, was ein Abfragen an diese erm{\"o}glichte und zweitens verhalfen sie zu der Erstellung einer Reihe zus{\"a}tzlicher Darstellungsformen (Heatmap, Wireframe, PCA). Selbstgeschriebene Skripte erlaubten den Datenzugriff und die grafische Ausgabe als z. B. Heatmaps. In der Entstehung dieser Arbeit sind weiterhin zwei weitere Visualisierungsformen von PCA-Daten entwickelt worden: Das Abstandsdiagramm und die animierte PCA. Beides sind hilfreiche Werkzeuge zur Interpretation von PCA-Plots eines zeitlichen Verlaufes. Anhand der Darstellungen der Element- und Ionendaten ließen sich die N{\"a}hrstoffmangelsituationen durch Abnahme der entsprechenden Totalelemente und Ionen nachweisen. Weiterhin sind starke {\"A}hnlichkeiten der durch RP-HPLC bestimmten Metaboliten unter Eisen-, Kalium und Magnesiummangel erkannt worden. Allerdings gibt es nur eine geringe Anzahl an Interkationen der Metabolitgehalte, da der Großteil der Metabolitlevel im Vergleich zur Kontrolle unver{\"a}ndert blieb. Der Literaturvergleich mit zwei Publikationen, die den Phosphat- und Schwefelmangel in Arabidopsis thaliana untersuchten, zeigte ein durchwachsenes Ergebnis. Einerseits gab es eine gleiche Tendenz der verglichenen Aminos{\"a}uren zu verzeichen, aber andererseits wiesen die Visualisierungen auch Gegens{\"a}tzlichkeiten auf. Der Vergleich der mit RP-HPLC und GC/TOF-MS gemessenen Metaboliten erbrachte ein sehr kontroverses Ergebnis. Zum einen wurden {\"U}bereinstimmungen der gleichen Metaboliten durch gemeinsame Cluster in den Heatmaps beobachtet, zum anderen auch Widerspr{\"u}che, exemplarisch in den Abstandsdiagrammen der Bl{\"a}tterdaten jedes Verfahrens, in welchen unterschiedliche Abstandsh{\"o}hepunkte erkennbar sind.},
  language  = {de}
}
@article{Schulte2009,
  author    = {Schulte, Carsten},
  title     = {Biographisches Lernen in der Informatik},
  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-29649},
  pages     = {47 -- 63},
  year      = {2009},
  abstract  = {Biographisches Lernen betont insbesondere die Rolle individueller biographischer Erfahrungen und deren Auswirkungen auf Selbstbild, Weltbild und Verhaltensmuster. Schlagwortartig kann diese Perspektive als Unterschied zwischen ‚Informatik lernen' und ‚Informatiker/in werden' beschrieben werden. Im Artikel wird die Perspektive des Biographischen Lernens an Beispielen aus der Informatik skizziert. Biographisches Lernen ist in der Informatik zun{\"a}chst aus rein pragmatischen Gr{\"u}nden bedeutsam. Der rasche Wandel der Informationstechnologien im Alltag ver{\"a}ndert Erfahrungshintergr{\"u}nde der Studierenden (bzw. Sch{\"u}lerinnen und Sch{\"u}ler). Dementsprechend ver{\"a}ndern sich Erwartungen, Interessen, Vorkenntnisse, generelle Einstellungen oder auch ganz banal die ‚IT-Ausstattung' der Lernenden.},
  language  = {de}
}
@article{Keil2009,
  author    = {Keil, Reinhard},
  title     = {Medi@Thing},
  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-29611},
  pages     = {9 -- 24},
  year      = {2009},
  abstract  = {In vielen Bildungsbereichen verschieben sich gegenw{\"a}rtig die Akzente von einer qualifikationsorientierten zu einer st{\"a}rker kompetenzorientierten Ausbildung. Der Begriff der Kompetenz zielt dabei darauf ab, das Aneignen von Wissen auf Vorrat zugunsten des Erwerbs allgemeiner Kompetenzen beispielsweise zur eigenst{\"a}ndigen Aneignung von Wissen zu verschieben. Schl{\"u}sselqualifikationen geraten dabei zunehmend auch f{\"u}r die Ausbildung von Ingenieuren und Informatikern ins Blickfeld. Der kooperative und erw{\"a}gende Umgang mit Wissensvielfalt wird in einer Informationsgesellschaft mit ihrer schnellen und verteilten Aufbereitung von Wissen zur Herausforderung. Der Beitrag skizziert die damit verbundenen Anforderungen und stellt mit dem Konzept des Medi@Thing einen Ansatz vor, der die Umsetzung solcher Anforderungen im Rahmen der universit{\"a}ren Informatikausbildung erm{\"o}glicht. Ein zentrales Moment dieses Ansatzes ist die ko-aktive Wissensarbeit in virtuellen R{\"a}umen. Erste Erfahrungen zeigen, dass das Konzept von Studierenden angenommen wird. Es wird jedoch auch deutlich, dass f{\"u}r das Gelingen bestimmte organisatorische und technische Randbedingungen zu beachten sind.},
  language  = {de}
}
@article{ReinhardtMagenheim2009,
  author    = {Reinhardt, Wolfgang and Magenheim, Johannes},
  title     = {Modulares Konzept f{\"u}r die Tutorenschulung in der universit{\"a}ren Informatikausbildung},
  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-29684},
  pages     = {105 -- 118},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die nachhaltige Integration von Blended Learning in den Informatik-Lehrbetrieb von Pr{\"a}senzhochschulen und die Qualit{\"a}tssicherung der Lehre mit digitalen Medien beruht nicht nur auf der Verf{\"u}gbarkeit von Lernmaterialien und dem Zugang zu Lernplattformen, sondern erfordert auch Qualifizierungsmaßnahmen f{\"u}r die Lehrenden. Am Beispiel der Gestaltung von vorlesungsbegleitenden {\"U}bungen in der universit{\"a}ren Informatikausbildung wird ein Konzept f{\"u}r die Schulung von Tutoren vorgestellt, das sich an den Erfordernissen des {\"U}bungsbetriebs und den unterschiedlichen Arbeits- und Lernkontexten der k{\"u}nftigen Tutoren orientiert. Das Konzept basiert auf mehrj{\"a}hrigen Praxiserfahrungen mit Schulungsworkshops f{\"u}r Tutoren in der Informatik, die nun aufgrund aktueller didaktischer Konzepte zum Blended Learning und unter Ber{\"u}cksichtigung von Umfrageergebnissen unter studentischen Tutoren modifiziert wurden. Das neu entwickelte modulare Konzept zur Tutorenschulung befindet sich aktuell in einer erweiterten Pilotphase.},
  language  = {de}
}
@article{BieniusaDegenHeideggeretal.2009,
  author    = {Bieniusa, Annette and Degen, Markus and Heidegger, Phillip and Thiemann, Peter and Wehr, Stefan and Gasbichler, Martin and Crestani, Marcus and Klaeren, Herbert and Knauel, Eric and Sperber, Michael},
  title     = {Auf dem Weg zu einer robusten Programmierausbildung},
  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-29655},
  pages     = {67 -- 79},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die gelungene Durchf{\"u}hrung einer Vorlesung „Informatik I - Einf{\"u}hrung in die Programmierung" ist schwierig, trotz einer Vielfalt existierender Materialien und erprobter didaktischer Methoden. Gerade aufgrund dieser vielf{\"a}ltigen Auswahl hat sich bisher noch kein robustes Konzept durchgesetzt, das unabh{\"a}ngig von den Durchf{\"u}hrenden eine hohe Erfolgsquote garantiert. An den Universit{\"a}ten T{\"u}bingen und Freiburg wurde die Informatik I aus den gleichen Lehrmaterialien und unter {\"a}hnlichen Bedingungen durchgef{\"u}hrt, um das verwendete Konzept auf Robustheit zu {\"u}berpr{\"u}fen. Die Grundlage der Vorlesung bildet ein systematischer Ansatz zum Erlernen des Programmierens, der von der PLTGruppe in USA entwickelt worden ist. Hinzu kommen neue Ans{\"a}tze zur Betreuung, insbesondere das Betreute Programmieren, bei dem die Studierenden eine solide Basis f{\"u}r ihre Programmierf{\"a}higkeiten entwickeln. Der vorliegende Bericht beschreibt hierbei gesammelte Erfahrungen, erl{\"a}utert die Entwicklung der Unterrichtsmethodik und der Inhaltsauswahl im Vergleich zu vorangegangenen Vorlesungen und pr{\"a}sentiert Daten zum Erfolg der Vorlesung.},
  language  = {de}
}
@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}
}