@phdthesis{Weise2021, author = {Weise, Matthias}, title = {Auswahl von Selektions- und Manipulationstechniken f{\"u}r Virtual Reality-Anwendungen}, doi = {10.25932/publishup-53458}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-534586}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {iii, 218}, year = {2021}, abstract = {Die stetige Weiterentwicklung von VR-Systemen bietet neue M{\"o}glichkeiten der Interaktion mit virtuellen Objekten im dreidimensionalen Raum, stellt Entwickelnde von VRAnwendungen aber auch vor neue Herausforderungen. Selektions- und Manipulationstechniken m{\"u}ssen unter Ber{\"u}cksichtigung des Anwendungsszenarios, der Zielgruppe und der zur Verf{\"u}gung stehenden Ein- und Ausgabeger{\"a}te ausgew{\"a}hlt werden. Diese Arbeit leistet einen Beitrag dazu, die Auswahl von passenden Interaktionstechniken zu unterst{\"u}tzen. Hierf{\"u}r wurde eine repr{\"a}sentative Menge von Selektions- und Manipulationstechniken untersucht und, unter Ber{\"u}cksichtigung existierender Klassifikationssysteme, eine Taxonomie entwickelt, die die Analyse der Techniken hinsichtlich interaktionsrelevanter Eigenschaften erm{\"o}glicht. Auf Basis dieser Taxonomie wurden Techniken ausgew{\"a}hlt, die in einer explorativen Studie verglichen wurden, um R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Dimensionen der Taxonomie zu ziehen und neue Indizien f{\"u}r Vor- und Nachteile der Techniken in spezifischen Anwendungsszenarien zu generieren. Die Ergebnisse der Arbeit m{\"u}nden in eine Webanwendung, die Entwickelnde von VR-Anwendungen gezielt dabei unterst{\"u}tzt, passende Selektions- und Manipulationstechniken f{\"u}r ein Anwendungsszenario auszuw{\"a}hlen, indem Techniken auf Basis der Taxonomie gefiltert und unter Verwendung der Resultate aus der Studie sortiert werden k{\"o}nnen.}, language = {de} } @phdthesis{Schneider2019, author = {Schneider, Jan Niklas}, title = {Computational approaches for emotion research}, doi = {10.25932/publishup-45927}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-459275}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xv, 145}, year = {2019}, abstract = {Emotionen sind ein zentrales Element menschlichen Erlebens und spielen eine wichtige Rolle bei der Entscheidungsfindung. Diese Dissertation identifiziert drei methodische Probleme der aktuellen Emotionsforschung und zeigt auf, wie diese mittels computergest{\"u}tzter Methoden gel{\"o}st werden k{\"o}nnen. Dieser Ansatz wird in drei Forschungsprojekten demonstriert, die die Entwicklung solcher Methoden sowie deren Anwendung auf konkrete Forschungsfragen beschreiben. Das erste Projekt beschreibt ein Paradigma welches es erm{\"o}glicht, die subjektive und objektive Schwierigkeit der Emotionswahrnehmung zu messen. Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glicht es die Verwendung einer beliebigen Anzahl von Emotionskategorien im Vergleich zu den {\"u}blichen sechs Kategorien der Basisemotionen. Die Ergebnisse deuten auf eine Zunahme der Schwierigkeiten bei der Wahrnehmung von Emotionen mit zunehmendem Alter der Darsteller hin und liefern Hinweise darauf, dass junge Erwachsene, {\"a}ltere Menschen und M{\"a}nner ihre Schwierigkeit bei der Wahrnehmung von Emotionen untersch{\"a}tzen. Weitere Analysen zeigten eine geringe Relevanz personenbezogener Variablen und deuteten darauf hin, dass die Schwierigkeit der Emotionswahrnehmung vornehmlich durch die Auspr{\"a}gung der Wertigkeit des Ausdrucks bestimmt wird. Das zweite Projekt zeigt am Beispiel von Arousal, einem etablierten, aber vagen Konstrukt der Emotionsforschung, wie Face-Tracking-Daten dazu genutzt werden k{\"o}nnen solche Konstrukte zu sch{\"a}rfen. Es beschreibt, wie aus Face-Tracking-Daten Maße f{\"u}r die Entfernung, Geschwindigkeit und Beschleunigung von Gesichtsausdr{\"u}cken berechnet werden k{\"o}nnen. Das Projekt untersuchte wie diesen Maße mit der Arousal-Wahrnehmung in Menschen mit und ohne Autismus zusammenh{\"a}ngen. Der Abstand zum Neutralgesicht war pr{\"a}diktiv f{\"u}r die Arousal-Bewertungen in beiden Gruppen. Die Ergebnisse deuten auf eine qualitativ {\"a}hnliche Wahrnehmung von Arousal f{\"u}r Menschen mit und ohne Autismus hin. Im dritten Projekt stellen wir die Partial-Least-Squares-Analyse als allgemeine Methode vor, um eine optimale Repr{\"a}sentation zur Verkn{\"u}pfung zweier hochdimensionale Datens{\"a}tze zu finden. Das Projekt demonstriert die Anwendbarkeit dieser Methode in der Emotionsforschung anhand der Frage nach Unterschieden in der Emotionswahrnehmung zwischen M{\"a}nnern und Frauen. Wir konnten zeigen, dass die emotionale Wahrnehmung von Frauen systematisch mehr Varianz der Gesichtsausdr{\"u}cke erfasst und dass signifikante Unterschiede in der Art und Weise bestehen, wie Frauen und M{\"a}nner einige Gesichtsausdr{\"u}cke wahrnehmen. Diese konnten wir als dynamische Gesichtsausdr{\"u}cke visualisieren. Um die Anwendung der entwickelten Methode f{\"u}r die Forschungsgemeinschaft zu erleichtern, wurde ein Software-Paket f{\"u}r die Statistikumgebung R geschrieben. Zudem wurde eine Website entwickelt (thisemotiondoesnotexist.com), die es Besuchern erlaubt, ein Partial-Least-Squares-Modell von Emotionsbewertungen und Face-Tracking-Daten interaktiv zu erkunden, um die entwickelte Methode zu verbreiten und ihren Nutzen f{\"u}r die Emotionsforschung zu illustrieren.}, language = {en} } @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} } @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} } @phdthesis{Smirnov2011, author = {Smirnov, Sergey}, title = {Business process model abstraction}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-60258}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2011}, abstract = {Business process models are used within a range of organizational initiatives, where every stakeholder has a unique perspective on a process and demands the respective model. As a consequence, multiple process models capturing the very same business process coexist. Keeping such models in sync is a challenge within an ever changing business environment: once a process is changed, all its models have to be updated. Due to a large number of models and their complex relations, model maintenance becomes error-prone and expensive. Against this background, business process model abstraction emerged as an operation reducing the number of stored process models and facilitating model management. Business process model abstraction is an operation preserving essential process properties and leaving out insignificant details in order to retain information relevant for a particular purpose. Process model abstraction has been addressed by several researchers. The focus of their studies has been on particular use cases and model transformations supporting these use cases. This thesis systematically approaches the problem of business process model abstraction shaping the outcome into a framework. We investigate the current industry demand in abstraction summarizing it in a catalog of business process model abstraction use cases. The thesis focuses on one prominent use case where the user demands a model with coarse-grained activities and overall process ordering constraints. We develop model transformations that support this use case starting with the transformations based on process model structure analysis. Further, abstraction methods considering the semantics of process model elements are investigated. First, we suggest how semantically related activities can be discovered in process models-a barely researched challenge. The thesis validates the designed abstraction methods against sets of industrial process models and discusses the method implementation aspects. Second, we develop a novel model transformation, which combined with the related activity discovery allows flexible non-hierarchical abstraction. In this way this thesis advocates novel model transformations that facilitate business process model management and provides the foundations for innovative tool support.}, language = {en} } @phdthesis{Mahr2012, author = {Mahr, Philipp}, title = {Resource efficient communication in network-based reconfigurable on-chip systems}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59914}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2012}, abstract = {The constantly growing capacity of reconfigurable devices allows simultaneous execution of complex applications on those devices. The mere diversity of applications deems it impossible to design an interconnection network matching the requirements of every possible application perfectly, leading to suboptimal performance in many cases. However, the architecture of the interconnection network is not the only aspect affecting performance of communication. The resource manager places applications on the device and therefore influences latency between communicating partners and overall network load. Communication protocols affect performance by introducing data and processing overhead putting higher load on the network and increasing resource demand. Approaching communication holistically not only considers the architecture of the interconnect, but communication-aware resource management, communication protocols and resource usage just as well. Incorporation of different parts of a reconfigurable system during design- and runtime and optimizing them with respect to communication demand results in more resource efficient communication. Extensive evaluation shows enhanced performance and flexibility, if communication on reconfigurable devices is regarded in a holistic fashion.}, language = {en} } @phdthesis{Gebser2011, author = {Gebser, Martin}, title = {Proof theory and algorithms for answer set programming}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-55425}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2011}, abstract = {Answer Set Programming (ASP) is an emerging paradigm for declarative programming, in which a computational problem is specified by a logic program such that particular models, called answer sets, match solutions. ASP faces a growing range of applications, demanding for high-performance tools able to solve complex problems. ASP integrates ideas from a variety of neighboring fields. In particular, automated techniques to search for answer sets are inspired by Boolean Satisfiability (SAT) solving approaches. While the latter have firm proof-theoretic foundations, ASP lacks formal frameworks for characterizing and comparing solving methods. Furthermore, sophisticated search patterns of modern SAT solvers, successfully applied in areas like, e.g., model checking and verification, are not yet established in ASP solving. We address these deficiencies by, for one, providing proof-theoretic frameworks that allow for characterizing, comparing, and analyzing approaches to answer set computation. For another, we devise modern ASP solving algorithms that integrate and extend state-of-the-art techniques for Boolean constraint solving. We thus contribute to the understanding of existing ASP solving approaches and their interconnections as well as to their enhancement by incorporating sophisticated search patterns. The central idea of our approach is to identify atomic as well as composite constituents of a propositional logic program with Boolean variables. This enables us to describe fundamental inference steps, and to selectively combine them in proof-theoretic characterizations of various ASP solving methods. In particular, we show that different concepts of case analyses applied by existing ASP solvers implicate mutual exponential separations regarding their best-case complexities. We also develop a generic proof-theoretic framework amenable to language extensions, and we point out that exponential separations can likewise be obtained due to case analyses on them. We further exploit fundamental inference steps to derive Boolean constraints characterizing answer sets. They enable the conception of ASP solving algorithms including search patterns of modern SAT solvers, while also allowing for direct technology transfers between the areas of ASP and SAT solving. Beyond the search for one answer set of a logic program, we address the enumeration of answer sets and their projections to a subvocabulary, respectively. The algorithms we develop enable repetition-free enumeration in polynomial space without being intrusive, i.e., they do not necessitate any modifications of computations before an answer set is found. Our approach to ASP solving is implemented in clasp, a state-of-the-art Boolean constraint solver that has successfully participated in recent solver competitions. Although we do here not address the implementation techniques of clasp or all of its features, we present the principles of its success in the context of ASP solving.}, language = {en} } @article{BergesHubwieser2010, author = {Berges, Marc and Hubwieser, Peter}, title = {Vorkurse in objektorientierter Programmierung}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {4}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-64299}, pages = {13 -- 22}, year = {2010}, abstract = {Die Studienanf{\"a}nger der Informatik haben in Deutschland sehr unterschiedliche Grundkenntnisse in der Programmierung. Dies f{\"u}hrt immer wieder zu Schwierigkeiten in der Ausrichtung der Einf{\"u}hrungsveranstaltungen. An der TU M{\"u}nchen wird seit dem Wintersemester 2008/2009 nun eine neue Art von Vorkursen angeboten. In nur 2,5 Tagen erstellen die Teilnehmer ein kleines objektorientiertes Programm. Dabei arbeiten sie weitestgehend alleine, unterst{\"u}tzt von einem studentischen Tutor. In dieser Arbeit sollen nun das Konzept der sogenannten „Vorprojekte" sowie erste Forschungsans{\"a}tze vorgestellt werden}, language = {de} } @article{EngbringKlar2015, author = {Engbring, Dieter and Klar, Tilman-Mathies}, title = {Medienbildung mit Informatik-Anteilen!?}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84693}, pages = {125 -- 142}, year = {2015}, abstract = {Auf der Grundlage der Planung, Durchf{\"u}hrung, Evaluation und Revision eines gemeinsamen Seminars von Medienp{\"a}dagogik und Didaktik der Informatik stellen wir in diesem Aufsatz dar, wo die Defizite klassischer Medienbildung in Bezug auf digitale bzw. interaktive Medien liegen und welche Inhalte der Informatik f{\"u}r Studierende aller Lehr{\"a}mter - im allgemeinbildenden Sinne - aus dieser Perspektive relevant erscheinen.}, language = {de} } @inproceedings{FroitzheimBergnerSchroederetal.2015, author = {Froitzheim, Manuel and Bergner, Nadine and Schroeder, Ulrik and Hurtienne, Dominik and Spannagel, Christian and Roderus, Simon and Wienkop, Uwe and Leonhardt, Thiemo and Kwiecien, Alexandra and Schmetz, Arno and Bellgardt, Martin and Naumann, Uwe and Weßels, Doris and Metzger, Christiane and L{\"a}ngrich, Matthias and Schulze, J{\"o}rg and Jakoblew, Marcel and Keil, Reinhard and Winkelnkemper, Felix and Engbring, Dieter and Klar, Tilman-Mathies and Kujath, Bertold and Sch{\"u}tze, Christopher and Fietkau, Julian and Kindsm{\"u}ller, Martin Christof and G{\"o}ttel, Timo and Bergner, Nadine and Taraschewski, Christian and Vosseberg, Karin and Czernik, Sofie and Erb, Ulrike and Vielhaber, Michael and Schlierkamp, Kathrin and Thurner, Veronika and Br{\"o}ker, Kathrin}, title = {HDI 2014 - Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, editor = {Forbrig, Peter and Magenheim, Johannes}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-313-8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-74920}, pages = {186}, year = {2015}, abstract = {Die Tagung HDI 2014 in Freiburg zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI wurde erneut vom Fachbereich Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD) in der Gesellschaft f{\"u}r Informatik e. V. (GI) organisiert. Sie dient den Lehrenden der Informatik in Studieng{\"a}ngen an Hochschulen als Forum der Information und des Austauschs {\"u}ber neue didaktische Ans{\"a}tze und bildungspolitische Themen im Bereich der Hochschulausbildung aus der fachlichen Perspektive der Informatik. Die HDI 2014 ist nun bereits die sechste Ausgabe der HDI. F{\"u}r sie wurde das spezielle Motto „Gestalten und Meistern von {\"U}berg{\"a}ngen" gew{\"a}hlt. Damit soll ein besonderes Augenmerk auf die {\"U}berg{\"a}nge von Schule zum Studium, vom Bachelor zum Master, vom Studium zur Promotion oder vom Studium zur Arbeitswelt gelegt werden.}, language = {de} } @misc{Kuntzsch2015, type = {Master Thesis}, author = {Kuntzsch, Christian}, title = {Konzeption und Implementierung eines multimodalen Campusroutenplaners am Beispiel der Universit{\"a}t Potsdam}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-77467}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {XIV, 86}, year = {2015}, abstract = {Die regelm{\"a}ßige Navigation durch den Raum geh{\"o}rt f{\"u}r Studenten der Universit{\"a}t Potsdam zum Alltag. Man m{\"o}chte, unabh{\"a}ngig vom Fortbewegungsmittel, schnell und sicher von zu Hause zum H{\"o}rsaal oder Seminargeb{\"a}ude. Eine umfassende Navigationshilfe, die alle Transportmodi verbindet, wird daf{\"u}r verlangt. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein Konzept f{\"u}r einen multimodalen Routenplaner zu entwickeln, der es Studenten und G{\"a}sten der Universit{\"a}t Potsdam erm{\"o}glicht, sich zwischen den dezentral gelegenen Campusstandorten zu bewegen - egal ob mit Bus und Bahn, dem Auto, Fahrrad oder zu Fuß. Die Implementierung erfolgt ausschließlich auf Grundlage freier Daten und freier, quelloffener Software (FOSS), die f{\"u}r diesen Zweck aufbereitet werden. Ergebnis ist eine webbasierte Applikation, die {\"u}ber eine Entwicklerschnittstelle (API) in andere Projekte eingebunden werden kann.}, language = {de} } @article{KujathSchuetze2015, author = {Kujath, Bertold and Sch{\"u}tze, Christopher}, title = {Evaluation der Lernwirksamkeit eines Lehrvideos zum informatischen Probleml{\"o}sen}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84705}, pages = {143 -- 152}, year = {2015}, abstract = {Der folgende Artikel beschreibt die Evaluation eines Lehrvideos zum informatischen Probleml{\"o}sen, welches auf der Grundlage einer Vergleichsstudie mit starken und schwachen Probleml{\"o}sern entwickelt wurde. Beispielhaft wird in dem Film ein F{\"a}rbeproblem durch einen fiktiven Hochleister unter lautem Denken gel{\"o}st, die einzelnen Arbeitsschritte werden abschnittsweise kommentiert und erkl{\"a}rt. Ob dieses Lernkonzept von Studenten akzeptiert wird und sich durch Anschauen des Videos tats{\"a}chlich ein Lerneffekt einstellt, wurde durch eine Befragung und eine erste Vergleichsstudie untersucht.}, language = {de} } @article{FietkauKindsmuellerGoettel2015, author = {Fietkau, Julian and Kindsm{\"u}ller, Martin Christof and G{\"o}ttel, Timo}, title = {Rapid Prototyping von Interaktionskonzepten in der universit{\"a}ren MCI-Lehre}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84718}, pages = {153 -- 160}, year = {2015}, abstract = {In der Lehre zur MCI (Mensch-Computer-Interaktion) stellt sich immer wieder die Herausforderung, praktische {\"U}bungen mit spannenden Ergebnissen durchzuf{\"u}hren, die sich dennoch nicht in technischen Details verlieren sondern MCI-fokussiert bleiben. Im Lehrmodul „Interaktionsdesign" an der Universit{\"a}t Hamburg werden von Studierenden innerhalb von drei Wochen prototypische Interaktionskonzepte f{\"u}r das Spiel Neverball entworfen und praktisch umgesetzt. Anders als in den meisten Grundlagenkursen zur MCI werden hier nicht Mock-Ups, sondern lauff{\"a}hige Software entwickelt. Um dies innerhalb der Projektzeit zu erm{\"o}glichen, wurde Neverball um eine TCP-basierte Schnittstelle erweitert. So entf{\"a}llt die aufw{\"a}ndige Einarbeitung in den Quellcode des Spiels und die Studierenden k{\"o}nnen sich auf ihre Interaktionsprototypen konzentrieren. Wir beschreiben die Erfahrungen aus der mehrmaligen Durchf{\"u}hrung des Projektes und erl{\"a}utern unser Vorgehen bei der Umsetzung. Die Ergebnisse sollen Lehrende im Bereich MCI unterst{\"u}tzen, {\"a}hnliche praxisorientierte {\"U}bungen mit Ergebnissen „zum Anfassen" zu gestalten.}, language = {de} } @article{BergnerTaraschewskiSchroeder2015, author = {Bergner, Nadine and Taraschewski, Christian and Schroeder, Ulrik}, title = {Beispiel eines Sch{\"u}lerwettbewerbs zum Thema Projektmanagement und App-Programmierung}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schubert, Sigrid and Schwill, Andreas}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-84726}, pages = {161 -- 168}, year = {2015}, abstract = {Es wird ein Informatik-Wettbewerb f{\"u}r Sch{\"u}lerinnen und Sch{\"u}ler der Sekundarstufe II beschrieben, der {\"u}ber mehrere Wochen m{\"o}glichst realit{\"a}tsnah die Arbeitswelt eines Informatikers vorstellt. Im Wettbewerb erarbeiten die Sch{\"u}lerteams eine Android-App und organisieren ihre Entwicklung durch Projektmanagementmethoden, die sich an professionellen, agilen Prozessen orientieren. Im Beitrag werden der theoretische Hintergrund zu Wettbewerben, die organisatorischen und didaktischen Entscheidung, eine erste Evaluation sowie Reflexion und Ausblick dargestellt.}, language = {de} } @article{LewinMcNicol2015, author = {Lewin, Cathy and McNicol, Sarah}, title = {Supporting the Development of 21st Century Skills through ICT}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82672}, pages = {181 -- 198}, year = {2015}, abstract = {The growing impact of globalisation and the development of a 'knowledge society' have led many to argue that 21st century skills are essential for life in twenty-first century society and that ICT is central to their development. This paper describes how 21st century skills, in particular digital literacy, critical thinking, creativity, communication and collaboration skills, have been conceptualised and embedded in the resources developed for teachers in iTEC, a four-year, European project. The effectiveness of this approach is considered in light of the data collected through the evaluation of the pilots, which considers both the potential benefits of using technology to support the development of 21st century skills, but also the challenges of doing so. Finally, the paper discusses the learning support systems required in order to transform pedagogies and embed 21st century skills. It is argued that support is required in standards and assessment; curriculum and instruction; professional development; and learning environments.}, language = {en} } @article{MagenheimNellesNeugebaueretal.2015, author = {Magenheim, Johannes and Nelles, Wolfgang and Neugebauer, Jonas and Ohrndorf, Laura and Schaper, Niclas and Schubert, Sigrid}, title = {Expert Rating of Competence Levels in Upper Secondary Computer Science Education}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82683}, pages = {199 -- 216}, year = {2015}, abstract = {In the project MoKoM, which is funded by the German Research Foundation (DFG) from 2008 to 2012, a test instrument measuring students' competences in computer science was developed. This paper presents the results of an expert rating of the levels of students' competences done for the items of the instrument. At first we will describe the difficulty-relevant features that were used for the evaluation. These were deduced from computer science, psychological and didactical findings and resources. Potentials and desiderata of this research method are discussed further on. Finally we will present our conclusions on the results and give an outlook on further steps.}, language = {en} } @article{OpelKramerTrommenetal.2015, author = {Opel, Simone and Kramer, Matthias and Trommen, Michael and Pottb{\"a}cker, Florian and Ilaghef, Youssef}, title = {BugHunt}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82693}, pages = {217 -- 233}, year = {2015}, abstract = {Competencies related to operating systems and computer security are usually taught systematically. In this paper we present a different approach, in which students have to remove virus-like behaviour on their respective computers, which has been induced by software developed for this purpose. They have to develop appropriate problem-solving strategies and thereby explore essential elements of the operating system. The approach was implemented exemplarily in two computer science courses at a regional general upper secondary school and showed great motivation and interest in the participating students.}, language = {en} } @article{PassigTzurielKedmi2015, author = {Passig, David and Tzuriel, David and Kedmi, Ganit Eshel}, title = {Improving children's Cognitive Modifiability through Mediated Learning and Dynamic Assessment within 3D Immersive Virtual Reality Environment}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82705}, pages = {235 -- 252}, year = {2015}, abstract = {The objectives of this study were to examine (a) the effect of dynamic assessment (DA) in a 3D Immersive Virtual Reality (IVR) environment as compared with computerized 2D and noncomputerized (NC) situations on cognitive modifiability, and (b) the transfer effects of these conditions on more difficult problem solving administered two weeks later in a non-computerized environment. A sample of 117 children aged 6:6-9:0 years were randomly assigned into three experimental groups of DA conditions: 3D, 2D, and NC, and one control group (C). All groups received the pre- and post-teaching Analogies subtest of the Cognitive Modifiability Battery (CMB-AN). The experimental groups received a teaching phase in conditions similar to the pre-and post-teaching phases. The findings showed that cognitive modifiability, in a 3D IVR, was distinctively higher than in the two other experimental groups (2D computer group and NC group). It was also found that the 3D group showed significantly higher performance in transfer problems than the 2D and NC groups.}, language = {en} } @article{Saito2015, author = {Saito, Toshinori}, title = {The Key Competencies in Informatics and ICT viewed from Nussbaum's Ten Central Capabilities}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82718}, pages = {253 -- 266}, year = {2015}, abstract = {This article shows a discussion about the key competencies in informatics and ICT viewed from a philosophical foundation presented by Martha Nussbaum, which is known as 'ten central capabilities'. Firstly, the outline of 'The Capability Approach', which has been presented by Amartya Sen and Nussbaum as a theoretical framework of assessing the state of social welfare, will be explained. Secondly, the body of Nussbaum's ten central capabilities and the reason for being applied as the basis of discussion will be shown. Thirdly, the relationship between the concept of 'capability' and 'competency' is to be discussed. After that, the author's assumption of the key competencies in informatics and ICT led from the examination of Nussbaum's ten capabilities will be presented.}, language = {en} } @article{Webb2015, author = {Webb, Mary}, title = {Considerations for the Design of Computing Curricula}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82723}, pages = {267 -- 283}, year = {2015}, abstract = {This paper originated from discussions about the need for important changes in the curriculum for Computing including two focus group meetings at IFIP conferences over the last two years. The paper examines how recent developments in curriculum, together with insights from curriculum thinking in other subject areas, especially mathematics and science, can inform curriculum design for Computing. The analysis presented in the paper provides insights into the complexity of curriculum design as well as identifying important constraints and considerations for the ongoing development of a vision and framework for a Computing curriculum.}, language = {en} } @article{HurtienneSchroederSpannagel2015, author = {Hurtienne, Dominik and Schroeder, Ulrik and Spannagel, Christian}, title = {IT EnGAGES!}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schwill, Andreas and Schubert, Sigrid}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80258}, pages = {27 -- 43}, year = {2015}, abstract = {Durch den Einsatz von Spielen und Spielelementen in Lernkontexten wird versucht, Lernende zur Besch{\"a}ftigung mit den Lerninhalten zu motivieren. Spielerische Elemente haben allerdings nicht nur positive motivationale Effekte: Sie k{\"o}nnen sich beispielsweise negativ auf die intrinsische Motivation auswirken, und auch nicht jeder Lernende spielt gerne. Um negativen Einfl{\"u}ssen von Gamification entgegenzuwirken, wurde ein Toolkit f{\"u}r adaptierbare Lernumgebungen entwickelt. Damit erzeugte Lernumgebungen erlauben es Studierenden, den Grad der Gamification selbst zu bestimmen, indem Spielelemente an- und abgeschaltet werden. Im Rahmen einer Anf{\"a}ngerprogrammiervorlesung wurden Lernspielaufgaben aus den existierenden, optionalen interaktiven eTests entwickelt und Studierenden als zus{\"a}tzliche Lerngelegenheit angeboten. Eine erste explorative Studie best{\"a}tigt die Vermutung, dass die Akzeptanz des adaptierbaren Lernspiels sehr hoch ist, es aber dennoch Studierende gibt, welche die Lernumgebung ohne Spielelemente durcharbeiten. Somit bietet adaptierbare Gamification verschiedenen Studierenden die M{\"o}glichkeit, sich zus{\"a}tzliche motivationale Anreize durch Zuschalten von Spielelementen zu verschaffen, ohne dabei zum Spielen „gen{\"o}tigt" zu werden.}, language = {de} } @article{RoderusWienkop2015, author = {Roderus, Simon and Wienkop, Uwe}, title = {Verbesserung der Bestehensquoten durch ein Peer Assessment-Pflichtpraktikum}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schwill, Andreas and Schubert, Sigrid}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80260}, pages = {45 -- 60}, year = {2015}, abstract = {Peer Assessment ist eine Methode, bei der die Teilnehmer eine gestellte Aufgabe nicht nur bearbeiten und einreichen, sondern - in einer zweiten Phase - diese auch gegenseitig {\"u}berpr{\"u}fen, kommentieren und bewerten. Durch diese Methode wird, auch in sehr großen Veranstaltungen, das {\"U}ben mit individuellen Bewertungen und individuellem Feedback m{\"o}glich. Im Wintersemester 2013/14 wurde dieser Ansatz in der Erstsemesterveranstaltung Programmieren an der Technischen Hochschule N{\"u}rnberg mit 340 Studierenden als semesterbegleitendes Online-Pflichtpraktikum erprobt. Bei gleichen Leistungsanforderungen wurde bei Studierenden, die erfolgreich am Praktikum teilnahmen, eine Reduzierung der Durchfallquote um durchschnittlich 60 \% und eine Verbesserung der Durchschnittsnote um 0,6 - 0,9 Notenstufen erzielt. Zudem lernten die teilnehmenden Studierenden kontinuierlicher, bereiteten Lerninhalte besser nach und gelangten zu einer {\"u}berwiegend positiven Einsch{\"a}tzung des Praktikums und der Methode. Im E-Learning System Moodle kann Peer Assessment, mit moderatem Umsetzungs- und Betreuungsaufwand, mit der Workshop-Aktivit{\"a}t realisiert werden. Im Beitrag wird auf die Schl{\"u}sselelemente des erfolgreichen Einsatzes von Peer Assessment eingegangen.}, language = {de} } @article{LeonhardtKwiecienSchmetzetal.2015, author = {Leonhardt, Thiemo and Kwiecien, Alexandra and Schmetz, Arno and Bellgardt, Martin and Naumann, Uwe}, title = {Studienabbruchsquote dauerhaft senken}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schwill, Andreas and Schubert, Sigrid}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80274}, pages = {61 -- 76}, year = {2015}, abstract = {Es wird ein umfassendes Mentoring Konzept im Studiengang Informatik an der RWTH Aachen vorgestellt, das den {\"U}bergang von der Schule zur Universit{\"a}t unterst{\"u}tzt und gleichzeitig beim Auftreten von Schwierigkeiten im Verlauf des Studiums effiziente und kompetente Beratung bietet. Das Programm erreicht durchg{\"a}ngig hohe Akzeptanzwerte bei den Studierenden trotz verpflichtender Teilnahme im ersten Semester. Die Wirksamkeit des Programms ist durch die zahlreichen einflussgebenden Variablen zwar rein quantitativ kaum messbar, die M{\"o}glichkeit auf organisatorische und fachliche Probleme eines Jahrgangs reagieren zu k{\"o}nnen sowie einen Einblick auf die Gr{\"u}nde f{\"u}r einen Studienabbruch zu bekommen, best{\"a}tigt aber die Notwendigkeit der Maßnahme.}, language = {de} } @article{JakoblewKeilWinkelnkemper2015, author = {Jakoblew, Marcel and Keil, Reinhard and Winkelnkemper, Felix}, title = {Forschendes Lernen durch Semantisches Positionieren}, series = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, volume = {2015}, journal = {HDI 2014 : Gestalten von {\"U}berg{\"a}ngen}, number = {9}, editor = {Schwill, Andreas and Schubert, Sigrid}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80301}, pages = {109 -- 124}, year = {2015}, abstract = {Der Beitrag stellt das Konzept des Semantischen Positionierens als eine M{\"o}glichkeit vor, Grundformen des wissenschaftlichen Arbeitens und elementare Formen der diskursiven Auseinandersetzung zu vermitteln, ohne dass die Studierenden sich inhaltlich an der aktuellen Forschung beteiligen m{\"u}ssten. Die Umsetzung dieses Konzepts im Bachelorstudium der Informatik verdeutlicht, dass mit diesem Ansatz sowohl die Kompetenzen f{\"u}r den {\"U}bergang in den mehr forschungsgetriebenen Masterstudiengang als auch f{\"u}r die berufliche Wissensarbeit erworben werden k{\"o}nnen.}, language = {de} } @article{Curzon2015, author = {Curzon, Paul}, title = {Unplugged Computational Thinking for Fun}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82575}, pages = {15 -- 27}, year = {2015}, abstract = {Computational thinking is a fundamental skill set that is learned by studying Informatics and ICT. We argue that its core ideas can be introduced in an inspiring and integrated way to both teachers and students using fun and contextually rich cs4fn 'Computer Science for Fun' stories combined with 'unplugged' activities including games and magic tricks. We also argue that understanding people is an important part of computational thinking. Computational thinking can be fun for everyone when taught in kinaesthetic ways away from technology.}, language = {en} } @article{Kalas2015, author = {Kalas, Ivan}, title = {Programming at Pre-primary and Primary Levels}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82587}, pages = {29 -- 31}, year = {2015}, language = {en} } @article{MagenheimSchubertSchapert2015, author = {Magenheim, Johannes and Schubert, Sigrid and Schapert, Niclas}, title = {Modelling and Measurement of Competencies in Computer Science Education}, series = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, journal = {KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT}, number = {7}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82592}, pages = {33 -- 57}, year = {2015}, abstract = {As a result of the Bologna reform of educational systems in Europe the outcome orientation of learning processes, competence-oriented descriptions of the curricula and competence-oriented assessment procedures became standard also in Computer Science Education (CSE). The following keynote addresses important issues of shaping a CSE competence model especially in the area of informatics system comprehension and object-oriented modelling. Objectives and research methodology of the project MoKoM (Modelling and Measurement of Competences in CSE) are explained. Firstly, the CSE competence model was derived based on theoretical concepts and then secondly the model was empirically examined and refined using expert interviews. Furthermore, the paper depicts the development and examination of a competence measurement instrument, which was derived from the competence model. Therefore, the instrument was applied to a large sample of students at the gymnasium's upper class level. Subsequently, efforts to develop a competence level model, based on the retrieved empirical results and on expert ratings are presented. Finally, further demands on research on competence modelling in CSE will be outlined.}, language = {en} }