TY  - JOUR
A1  - Peng, Junjie
A1  - Liu, Danxu
A1  - Wang, Yingtao
A1  - Zeng, Ying
A1  - Cheng, Feng
A1  - Zhang, Wenqiang
T1  - Weight-based strategy for an I/O-intensive application at a cloud data center
JF  - Concurrency and computation : practice & experience
N2  - Applications with different characteristics in the cloud may have different resources preferences. However, traditional resource allocation and scheduling strategies rarely take into account the characteristics of applications. Considering that an I/O-intensive application is a typical type of application and that frequent I/O accesses, especially small files randomly accessing the disk, may lead to an inefficient use of resources and reduce the quality of service (QoS) of applications, a weight allocation strategy is proposed based on the available resources that a physical server can provide as well as the characteristics of the applications. Using the weight obtained, a resource allocation and scheduling strategy is presented based on the specific application characteristics in the data center. Extensive experiments show that the strategy is correct and can guarantee a high concurrency of I/O per second (IOPS) in a cloud data center with high QoS. Additionally, the strategy can efficiently improve the utilization of the disk and resources of the data center without affecting the service quality of applications.
KW  - IOPS
KW  - process scheduling
KW  - random I
KW  - O
KW  - small files
KW  - weight
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.1002/cpe.4648
SN  - 1532-0626
SN  - 1532-0634
VL  - 30
IS  - 19
PB  - Wiley
CY  - Hoboken
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schaub, Torsten H.
A1  - Woltran, Stefan
T1  - Answer set programming unleashed!
JF  - Künstliche Intelligenz
N2  - Answer Set Programming faces an increasing popularity for problem solving in various domains. While its modeling language allows us to express many complex problems in an easy way, its solving technology enables their effective resolution. In what follows, we detail some of the key factors of its success. Answer Set Programming [ASP; Brewka et al. Commun ACM 54(12):92–103, (2011)] is seeing a rapid proliferation in academia and industry due to its easy and flexible way to model and solve knowledge-intense combinatorial (optimization) problems. To this end, ASP offers a high-level modeling language paired with high-performance solving technology. As a result, ASP systems provide out-off-the-box, general-purpose search engines that allow for enumerating (optimal) solutions. They are represented as answer sets, each being a set of atoms representing a solution. The declarative approach of ASP allows a user to concentrate on a problem’s specification rather than the computational means to solve it. This makes ASP a prime candidate for rapid prototyping and an attractive tool for teaching key AI techniques since complex problems can be expressed in a succinct and elaboration tolerant way. This is eased by the tuning of ASP’s modeling language to knowledge representation and reasoning (KRR). The resulting impact is nicely reflected by a growing range of successful applications of ASP [Erdem et al. AI Mag 37(3):53–68, 2016; Falkner et al. Industrial applications of answer set programming. K++nstliche Intelligenz (2018)]
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0550-z
SN  - 0933-1875
SN  - 1610-1987
VL  - 32
IS  - 2-3
SP  - 105
EP  - 108
PB  - Springer
CY  - Heidelberg
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Schaub, Torsten H.
A1  - Woltran, Stefan
T1  - Special issue on answer set programming
T2  - Künstliche Intelligenz
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0554-8
SN  - 0933-1875
SN  - 1610-1987
VL  - 32
IS  - 2-3
SP  - 101
EP  - 103
PB  - Springer
CY  - Heidelberg
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Fichte, Johannes Klaus
A1  - Truszczynski, Miroslaw
A1  - Woltran, Stefan
T1  - Dual-normal logic programs
BT  - the forgotten class
T2  - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe
N2  - Disjunctive Answer Set Programming is a powerful declarative programming paradigm with complexity beyond NP. Identifying classes of programs for which the consistency problem is in NP is of interest from the theoretical standpoint and can potentially lead to improvements in the design of answer set programming solvers. One of such classes consists of dual-normal programs, where the number of positive body atoms in proper rules is at most one. Unlike other classes of programs, dual-normal programs have received little attention so far. In this paper we study this class. We relate dual-normal programs to propositional theories and to normal programs by presenting several inter-translations. With the translation from dual-normal to normal programs at hand, we introduce the novel class of body-cycle free programs, which are in many respects dual to head-cycle free programs. We establish the expressive power of dual-normal programs in terms of SE- and UE-models, and compare them to normal programs. We also discuss the complexity of deciding whether dual-normal programs are strongly and uniformly equivalent.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 585 
KW  - answer set programming
KW  - classes of logic programs
KW  - strong and uniform equivalence
KW  - propositional satisfiability
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-414490
SN  - 1866-8372
IS  - 585
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Curzon, Paul
A1  - Kalas, Ivan
A1  - Schubert, Sigrid
A1  - Schaper, Niclas
A1  - Barnes, Jan
A1  - Kennewell, Steve
A1  - Bröker, Kathrin
A1  - Kastens, Uwe
A1  - Magenheim, Johannes
A1  - Dagiene, Valentina
A1  - Stupuriene, Gabriele
A1  - Ellis, Jason Brent
A1  - Abreu-Ellis, Carla Reis
A1  - Grillenberger, Andreas
A1  - Romeike, Ralf
A1  - Haugsbakken, Halvdan
A1  - Jones, Anthony
A1  - Lewin, Cathy
A1  - McNicol, Sarah
A1  - Nelles, Wolfgang
A1  - Neugebauer, Jonas
A1  - Ohrndorf, Laura
A1  - Schaper, Niclas
A1  - Schubert, Sigrid
A1  - Opel, Simone
A1  - Kramer, Matthias
A1  - Trommen, Michael
A1  - Pottbäcker, Florian
A1  - Ilaghef, Youssef
A1  - Passig, David
A1  - Tzuriel, David
A1  - Kedmi, Ganit Eshel
A1  - Saito, Toshinori
A1  - Webb, Mary
A1  - Weigend, Michael
A1  - Bottino, Rosa
A1  - Chioccariello, Augusto
A1  - Christensen, Rhonda
A1  - Knezek, Gerald
A1  - Gioko, Anthony Maina
A1  - Angondi, Enos Kiforo
A1  - Waga, Rosemary
A1  - Ohrndorf, Laura
A1  - Or-Bach, Rachel
A1  - Preston, Christina
A1  - Younie, Sarah
A1  - Przybylla, Mareen
A1  - Romeike, Ralf
A1  - Reynolds, Nicholas
A1  - Swainston, Andrew
A1  - Bendrups, Faye
A1  - Sysło, Maciej M.
A1  - Kwiatkowska, Anna Beata
A1  - Zieris, Holger
A1  - Gerstberger, Herbert
A1  - Müller, Wolfgang
A1  - Büchner, Steffen
A1  - Opel, Simone
A1  - Schiller, Thomas
A1  - Wegner, Christian
A1  - Zender, Raphael
A1  - Lucke, Ulrike
A1  - Diethelm, Ira
A1  - Syrbe, Jörn
A1  - Lai, Kwok-Wing
A1  - Davis, Niki
A1  - Eickelmann, Birgit
A1  - Erstad, Ola
A1  - Fisser, Petra
A1  - Gibson, David
A1  - Khaddage, Ferial
A1  - Knezek, Gerald
A1  - Micheuz, Peter
A1  - Kloos, Carlos Delgado
ED  - Brinda, Torsten
ED  - Reynolds, Nicholas
ED  - Romeike, Ralf
ED  - Schwill, Andreas
T1  - KEYCIT 2014
BT  - key competencies in informatics and ICT
N2  - In our rapidly changing world it is increasingly important not only to be an expert in a chosen field of study but also to be able to respond to developments, master new approaches to solving problems, and fulfil changing requirements in the modern world and in the job market. In response to these needs key competencies in understanding, developing and using new digital technologies are being brought into focus in school and university programmes. The IFIP TC3 conference "KEYCIT – Key Competences in Informatics and ICT (KEYCIT 2014)" was held at the University of Potsdam in Germany from July 1st to 4th, 2014 and addressed the combination of key competencies, Informatics and ICT in detail. The conference was organized into strands focusing on secondary education, university education and teacher education (organized by IFIP WGs 3.1 and 3.3) and provided a forum to present and to discuss research, case studies, positions, and national perspectives in this field.
T3  - Commentarii informaticae didacticae (CID) - 7 
KW  - Schlüsselkompetenzen
KW  - Informatik
KW  - Bildung
KW  - ICT
KW  - Informatikdidaktik
KW  - Key Competencies
KW  - Informatics
KW  - education
KW  - ICT
KW  - Computer Science Education
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-70325
SN  - 978-3-86956-292-6
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Rolf, Arno
A1  - Berges, Marc
A1  - Hubwieser, Peter
A1  - Kehrer, Timo
A1  - Kelter, Udo
A1  - Romeike, Ralf
A1  - Frenkel, Marcus
A1  - Karsten, Weicker
A1  - Reinhardt, Wolfgang
A1  - Mascher, Michael
A1  - Gül, Senol
A1  - Magenheim, Johannes
A1  - Raimer, Stephan
A1  - Diethelm, Ira
A1  - Dünnebier, Malte
A1  - Gabor, Kiss
A1  - Susanne, Boll
A1  - Rolf, Meinhardt
A1  - Gronewold, Sabine
A1  - Krekeler, Larissa
A1  - Jahnke, Isa
A1  - Haertel, Tobias
A1  - Mattick, Volker
A1  - Lettow, Karsten
A1  - Hafer, Jörg
A1  - Ludwig, Joachim
A1  - Schumann, Marlen
A1  - Laroque, Christoph
A1  - Schulte, Jonas
A1  - Urban, Diana
ED  - Engbring, Dieter
ED  - Keil, Reinhard
ED  - Magenheim, Johannes
ED  - Selke, Harald
T1  - HDI2010 – Tagungsband der 4. Fachtagung zur "Hochschuldidaktik Informatik"
N2  - Mit der 4. Tagung zur Hochschuldidaktik Informatik wird eine Reihe fortgesetzt, die ihren Anfang 1998 in Stuttgart unter der Überschrift „Informatik und Ausbildung“ genommen hat. Seither dienen diese Tagungen den Lehrenden im Bereich der Hochschulinformatik als Forum der Information und des Diskurses über aktuelle didaktische und bildungspolitische Entwicklungen im Bereich der Informatikausbildung. Aktuell zählen dazu insbesondere Fragen der Bildungsrelevanz informatischer Inhalte und der Herausforderung durch eine stärkere Kompetenzorientierung in der Informatik. Die eingereichten Beiträge zur HDI 2010 in Paderborn veranschaulichen unterschiedliche Bemühungen, sich mit relevanten Problemen der Informatikdidaktik an Hochschulen in Deutschland (und z. T. auch im Ausland) auseinanderzusetzen. Aus der Breite des Spektrums der Einreichungen ergaben sich zugleich Probleme bei der Begutachtung. Letztlich konnten von den zahlreichen Einreichungen nur drei die Gutachter so überzeugen, dass sie uneingeschränkt in ihrer Langfassung akzeptiert wurden. Neun weitere Einreichungen waren trotz Kritik überwiegend positiv begutachtet worden, so dass wir diese als Kurzfassung bzw. Diskussionspapier in die Tagung aufgenommen haben.
T3  - Commentarii informaticae didacticae (CID) - 4 
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-49167
SN  - 978-3-86956-100-4
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hafer, Jörg
A1  - Ludwig, Joachim
A1  - Schumann, Marlen
T1  - Fallstudien in medialen Räumen
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Ziel dieses Beitrages ist es, das didaktische Konzept Fallstudien und seine lerntheoretisch-didaktische Begründung vorzustellen. Es wird die These begründet, dass mediale Räume für die Bearbeitung von Fallstudien lernunterstützend wirken und sich in besonderer Weise für Prozesse der Lernberatung und Lernbegleitung in der Hochschule eignen. Diese These wird entlang dem lerntheoretischen Konzept der Bedeutungsräume von Studierenden in Verbindung mit den Spezifika medialer Räume entfaltet. Für den daraus entstandenen E-Learning-Ansatz Online-Fallstudien kann hier lediglich ein Ausblick gegeben werden.
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64431
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 4
SP  - 93
EP  - 98
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schäfer, Robin
A1  - Stede, Manfred
T1  - Argument mining on twitter
BT  - a survey
JF  - Information technology : it ; Methoden und innovative Anwendungen der Informatik und Informationstechnik ; Organ der Fachbereiche 3 und 4 der GI e.V. und des Fachbereichs 6 der ITG
N2  - In the last decade, the field of argument mining has grown notably. However, only relatively few studies have investigated argumentation in social media and specifically on Twitter. Here, we provide the, to our knowledge, first critical in-depth survey of the state of the art in tweet-based argument mining. We discuss approaches to modelling the structure of arguments in the context of tweet corpus annotation, and we review current progress in the task of detecting argument components and their relations in tweets. We also survey the intersection of argument mining and stance detection, before we conclude with an outlook.
KW  - Argument Mining
KW  - Twitter
KW  - Stance Detection
Y1  - 2021
U6  - https://doi.org/10.1515/itit-2020-0053
SN  - 1611-2776
SN  - 2196-7032
VL  - 63
IS  - 1
SP  - 45
EP  - 58
PB  - De Gruyter
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Arvidsson, Samuel Janne
A1  - Kwasniewski, Miroslaw
A1  - Riaño- Pachón, Diego Mauricio
A1  - Mueller-Roeber, Bernd
T1  - QuantPrime
BT  - a flexible tool for reliable high-throughput primer design for quantitative PCR
T2  - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe
N2  - Background

Medium- to large-scale expression profiling using quantitative polymerase chain reaction (qPCR) assays are becoming increasingly important in genomics research. A major bottleneck in experiment preparation is the design of specific primer pairs, where researchers have to make several informed choices, often outside their area of expertise. Using currently available primer design tools, several interactive decisions have to be made, resulting in lengthy design processes with varying qualities of the assays.
Results

Here we present QuantPrime, an intuitive and user-friendly, fully automated tool for primer pair design in small- to large-scale qPCR analyses. QuantPrime can be used online through the internet http://www.quantprime.de/ or on a local computer after download; it offers design and specificity checking with highly customizable parameters and is ready to use with many publicly available transcriptomes of important higher eukaryotic model organisms and plant crops (currently 295 species in total), while benefiting from exon-intron border and alternative splice variant information in available genome annotations. Experimental results with the model plant Arabidopsis thaliana, the crop Hordeum vulgare and the model green alga Chlamydomonas reinhardtii show success rates of designed primer pairs exceeding 96%.
Conclusion

QuantPrime constitutes a flexible, fully automated web application for reliable primer design for use in larger qPCR experiments, as proven by experimental data. The flexible framework is also open for simple use in other quantification applications, such as hydrolyzation probe design for qPCR and oligonucleotide probe design for quantitative in situ hybridization. Future suggestions made by users can be easily implemented, thus allowing QuantPrime to be developed into a broad-range platform for the design of RNA expression assays.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 943 
KW  - prime pair
KW  - genome annotation
KW  - specific prime pair
KW  - primer pair design
KW  - quantification protocol
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-431531
SN  - 1866-8372
IS  - 943
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ayzel, Georgy
A1  - Heistermann, Maik
T1  - The effect of calibration data length on the performance of a conceptual hydrological model versus LSTM and GRU
BT  - a case study for six basins from the CAMELS dataset
JF  - Computers & geosciences : an international journal devoted to the publication of papers on all aspects of geocomputation and to the distribution of computer programs and test data sets ; an official journal of the International Association for Mathematical Geology
N2  - We systematically explore the effect of calibration data length on the performance of a conceptual hydrological model, GR4H, in comparison to two Artificial Neural Network (ANN) architectures: Long Short-Term Memory Networks (LSTM) and Gated Recurrent Units (GRU), which have just recently been introduced to the field of hydrology. We implemented a case study for six river basins across the contiguous United States, with 25 years of meteorological and discharge data. Nine years were reserved for independent validation; two years were used as a warm-up period, one year for each of the calibration and validation periods, respectively; from the remaining 14 years, we sampled increasing amounts of data for model calibration, and found pronounced differences in model performance. While GR4H required less data to converge, LSTM and GRU caught up at a remarkable rate, considering their number of parameters. Also, LSTM and GRU exhibited the higher calibration instability in comparison to GR4H. These findings confirm the potential of modern deep-learning architectures in rainfall runoff modelling, but also highlight the noticeable differences between them in regard to the effect of calibration data length.
KW  - Artificial neural networks
KW  - Calibration
KW  - Deep learning
KW  - Rainfall-runoff
KW  - modelling
Y1  - 2021
U6  - https://doi.org/10.1016/j.cageo.2021.104708
SN  - 0098-3004
SN  - 1873-7803
VL  - 149
PB  - Elsevier
CY  - Amsterdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kossmann, Jan
A1  - Halfpap, Stefan
A1  - Jankrift, Marcel
A1  - Schlosser, Rainer
T1  - Magic mirror in my hand, which is the best in the land?
BT  - an experimental evaluation of index selection algorithms
JF  - Proceedings of the VLDB Endowment
N2  - Indexes are essential for the efficient processing of database workloads. Proposed solutions for the relevant and challenging index selection problem range from metadata-based simple heuristics, over sophisticated multi-step algorithms, to approaches that yield optimal results. The main challenges are (i) to accurately determine the effect of an index on the workload cost while considering the interaction of indexes and (ii) a large number of possible combinations resulting from workloads containing many queries and massive schemata with possibly thousands of attributes. <br /> In this work, we describe and analyze eight index selection algorithms that are based on different concepts and compare them along different dimensions, such as solution quality, runtime, multi-column support, solution granularity, and complexity. In particular, we analyze the solutions of the algorithms for the challenging analytical Join Order, TPC-H, and TPC-DS benchmarks. Afterward, we assess strengths and weaknesses, infer insights for index selection in general and each approach individually, before we give recommendations on when to use which approach.
Y1  - 2020
U6  - https://doi.org/10.14778/3407790.3407832
SN  - 2150-8097
VL  - 13
IS  - 11
SP  - 2382
EP  - 2395
PB  - Association for Computing Machinery
CY  - New York
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kaya, Adem
A1  - Freitag, Melina A.
T1  - Conditioning analysis for discrete Helmholtz problems
JF  - Computers and mathematics with applications : an international journal
N2  - In this paper, we examine conditioning of the discretization of the Helmholtz problem. Although the discrete Helmholtz problem has been studied from different perspectives, to the best of our knowledge, there is no conditioning analysis for it. We aim to fill this gap in the literature. We propose a novel method in 1D to observe the near-zero eigenvalues of a symmetric indefinite matrix. Standard classification of ill-conditioning based on the matrix condition number is not true for the discrete Helmholtz problem. We relate the ill-conditioning of the discretization of the Helmholtz problem with the condition number of the matrix. We carry out analytical conditioning analysis in 1D and extend our observations to 2D with numerical observations. We examine several discretizations. We find different regions in which the condition number of the problem shows different characteristics. We also explain the general behavior of the solutions in these regions.
KW  - Helmholtz problem
KW  - Condition number
KW  - Ill-conditioning
KW  - Indefinite
KW  - matrices
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.1016/j.camwa.2022.05.016
SN  - 0898-1221
SN  - 1873-7668
VL  - 118
SP  - 171
EP  - 182
PB  - Elsevier Science
CY  - Amsterdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Mattis, Toni
A1  - Beckmann, Tom
A1  - Rein, Patrick
A1  - Hirschfeld, Robert
T1  - First-class concepts
BT  - Reified architectural knowledge beyond dominant decompositions
JF  - Journal of object technology : JOT / ETH Zürich, Department of Computer Science
N2  - Ideally, programs are partitioned into independently maintainable and understandable modules. As a system grows, its architecture gradually loses the capability to accommodate new concepts in a modular way. While refactoring is expensive and not always possible, and the programming language might lack dedicated primary language constructs to express certain cross-cutting concerns, programmers are still able to explain and delineate convoluted concepts through secondary means: code comments, use of whitespace and arrangement of code, documentation, or communicating tacit knowledge. <br /> Secondary constructs are easy to change and provide high flexibility in communicating cross-cutting concerns and other concepts among programmers. However, such secondary constructs usually have no reified representation that can be explored and manipulated as first-class entities through the programming environment. <br /> In this exploratory work, we discuss novel ways to express a wide range of concepts, including cross-cutting concerns, patterns, and lifecycle artifacts independently of the dominant decomposition imposed by an existing architecture. We propose the representation of concepts as first-class objects inside the programming environment that retain the capability to change as easily as code comments. We explore new tools that allow programmers to view, navigate, and change programs based on conceptual perspectives. In a small case study, we demonstrate how such views can be created and how the programming experience changes from draining programmers' attention by stretching it across multiple modules toward focusing it on cohesively presented concepts. Our designs are geared toward facilitating multiple secondary perspectives on a system to co-exist in symbiosis with the original architecture, hence making it easier to explore, understand, and explain complex contexts and narratives that are hard or impossible to express using primary modularity constructs.
KW  - software engineering
KW  - modularity
KW  - exploratory programming
KW  - program
KW  - comprehension
KW  - remodularization
KW  - architecture recovery
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.5381/jot.2022.21.2.a6
SN  - 1660-1769
VL  - 21
IS  - 2
SP  - 1
EP  - 15
PB  - ETH Zürich, Department of Computer Science
CY  - Zürich
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Koumarelas, Ioannis
A1  - Jiang, Lan
A1  - Naumann, Felix
T1  - Data preparation for duplicate detection
JF  - Journal of data and information quality : (JDIQ)
N2  - Data errors represent a major issue in most application workflows. Before any important task can take place, a certain data quality has to be guaranteed by eliminating a number of different errors that may appear in data. Typically, most of these errors are fixed with data preparation methods, such as whitespace removal. However, the particular error of duplicate records, where multiple records refer to the same entity, is usually eliminated independently with specialized techniques. Our work is the first to bring these two areas together by applying data preparation operations under a systematic approach prior to performing duplicate detection. <br /> Our process workflow can be summarized as follows: It begins with the user providing as input a sample of the gold standard, the actual dataset, and optionally some constraints to domain-specific data preparations, such as address normalization. The preparation selection operates in two consecutive phases. First, to vastly reduce the search space of ineffective data preparations, decisions are made based on the improvement or worsening of pair similarities. Second, using the remaining data preparations an iterative leave-one-out classification process removes preparations one by one and determines the redundant preparations based on the achieved area under the precision-recall curve (AUC-PR). Using this workflow, we manage to improve the results of duplicate detection up to 19% in AUC-PR.
KW  - data preparation
KW  - data wrangling
KW  - record linkage
KW  - duplicate detection
KW  - similarity measures
Y1  - 2020
U6  - https://doi.org/10.1145/3377878
SN  - 1936-1955
SN  - 1936-1963
VL  - 12
IS  - 3
PB  - Association for Computing Machinery
CY  - New York
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kossmann, Jan
A1  - Schlosser, Rainer
T1  - Self-driving database systems
BT  - a conceptual approach
JF  - Distributed and parallel databases
N2  - Challenges for self-driving database systems, which tune their physical design and configuration autonomously, are manifold: Such systems have to anticipate future workloads, find robust configurations efficiently, and incorporate knowledge gained by previous actions into later decisions. We present a component-based framework for self-driving database systems that enables database integration and development of self-managing functionality with low overhead by relying on separation of concerns. By keeping the components of the framework reusable and exchangeable, experiments are simplified, which promotes further research in that area. Moreover, to optimize multiple mutually dependent features, e.g., index selection and compression configurations, we propose a linear programming (LP) based algorithm to derive an efficient tuning order automatically. Afterwards, we demonstrate the applicability and scalability of our approach with reproducible examples.
KW  - database systems
KW  - self-driving
KW  - recursive tuning
KW  - workload prediction
KW  - robustness
Y1  - 2020
U6  - https://doi.org/10.1007/s10619-020-07288-w
SN  - 0926-8782
SN  - 1573-7578
VL  - 38
IS  - 4
SP  - 795
EP  - 817
PB  - Springer
CY  - Dordrecht
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hosp, Sven
T1  - Modifizierte Cross-Party Codes zur schnellen Mehrbit-Fehlerkorrektur
Y1  - 2015
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schneider, Johannes
A1  - Wenig, Phillip
A1  - Papenbrock, Thorsten
T1  - Distributed detection of sequential anomalies in univariate time series
JF  - The VLDB journal : the international journal on very large data bases
N2  - The automated detection of sequential anomalies in time series is an essential task for many applications, such as the monitoring of technical systems, fraud detection in high-frequency trading, or the early detection of disease symptoms. All these applications require the detection to find all sequential anomalies possibly fast on potentially very large time series. In other words, the detection needs to be effective, efficient and scalable w.r.t. the input size. Series2Graph is an effective solution based on graph embeddings that are robust against re-occurring anomalies and can discover sequential anomalies of arbitrary length and works without training data. Yet, Series2Graph is no t scalable due to its single-threaded approach; it cannot, in particular, process arbitrarily large sequences due to the memory constraints of a single machine. In this paper, we propose our distributed anomaly detection system, short DADS, which is an efficient and scalable adaptation of Series2Graph. Based on the actor programming model, DADS distributes the input time sequence, intermediate state and the computation to all processors of a cluster in a way that minimizes communication costs and synchronization barriers. Our evaluation shows that DADS is orders of magnitude faster than S2G, scales almost linearly with the number of processors in the cluster and can process much larger input sequences due to its scale-out property.
KW  - Distributed programming
KW  - Sequential anomaly
KW  - Actor model
KW  - Data mining
KW  - Time series
Y1  - 2021
U6  - https://doi.org/10.1007/s00778-021-00657-6
SN  - 1066-8888
SN  - 0949-877X
VL  - 30
IS  - 4
SP  - 579
EP  - 602
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kleemann, Steven
T1  - Cyber warfare and the "humanization" of international humanitarian law
JF  - International journal of cyber warfare and terrorism
N2  - Cyber warfare is a timely and relevant issue and one of the most controversial in international humanitarian law (IHL). The aim of IHL is to set rules and limits in terms of means and methods of warfare. In this context, a key question arises: Has digital warfare rules or limits, and if so, how are these applicable? Traditional principles, developed over a long period, are facing a new dimension of challenges due to the rise of cyber warfare. This paper argues that to overcome this new issue, it is critical that new humanity-oriented approaches is developed with regard to cyber warfare. The challenge is to establish a legal regime for cyber-attacks, successfully addressing human rights norms and standards. While clarifying this from a legal perspective, the authors can redesign the sensitive equilibrium between humanity and military necessity, weighing the humanitarian aims of IHL and the protection of civilians-in combination with international human rights law and other relevant legal regimes-in a different manner than before.
KW  - cyber-attack
KW  - cyberwar
KW  - IHL
KW  - IHRL
KW  - international human rights
KW  - international humanitarian law
KW  - law and technology
KW  - new technologies
Y1  - 2021
SN  - 978-1-7998-6177-5
U6  - https://doi.org/10.4018/IJCWT.2021040101
SN  - 1947-3435
SN  - 1947-3443
VL  - 11
IS  - 2
SP  - 1
EP  - 11
PB  - IGI Global
CY  - Hershey
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Banda, Gourinath
A1  - Gallagher, John P.
T1  - Constraint-based abstraction of a model checker for infinite state systems
N2  - Abstract interpretation-based model checking provides an approach to verifying properties of infinite-state systems. In practice, most previous work on abstract model checking is either restricted to verifying universal properties, or develops special techniques for temporal logics such as modal transition systems or other dual transition systems. By contrast we apply completely standard techniques for constructing abstract interpretations to the abstraction of a CTL semantic function, without restricting the kind of properties that can be verified. Furthermore we show that this leads directly to implementation of abstract model checking algorithms for abstract domains based on constraints, making use of an SMT solver.
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-41516
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Meyer, Andreas
A1  - Smirnov, Sergey
A1  - Weske, Mathias
T1  - Data in business processes
N2  - Process and data are equally important for business process management. Process data is especially relevant in the context of automated business processes, process controlling, and representation of organizations' core assets. One can discover many process modeling languages, each having a specific set of data modeling capabilities and the level of data awareness. The level of data awareness and data modeling capabilities vary significantly from one language to another. This paper evaluates several process modeling languages with respect to the role of data. To find a common ground for comparison, we develop a framework, which systematically organizes process- and data-related aspects of the modeling languages elaborating on the data aspects. Once the framework is in place, we compare twelve process modeling languages against it. We generalize the results of the comparison and identify clusters of similar languages with respect to data awareness.
N2  - Prozesse und Daten sind gleichermaßen wichtig für das Geschäftsprozessmanagement. Prozessdaten sind dabei insbesondere im Kontext der Automatisierung von Geschäftsprozessen, dem Prozesscontrolling und der Repräsentation der Vermögensgegenstände von Organisationen relevant. Es existieren viele Prozessmodellierungssprachen, von denen jede die Darstellung von Daten durch eine fest spezifizierte Menge an Modellierungskonstrukten ermöglicht. Allerdings unterscheiden sich diese Darstellungenund damit der Grad der Datenmodellierung stark untereinander. Dieser Report evaluiert verschiedene Prozessmodellierungssprachen bezüglich der Unterstützung von Datenmodellierung. Als einheitliche Grundlage entwickeln wir ein Framework, welches prozess- und datenrelevante Aspekte systematisch organisiert. Die Kriterien legen dabei das Hauptaugenmerk auf die datenrelevanten Aspekte. Nach Einführung des Frameworks vergleichen wir zwölf Prozessmodellierungssprachen gegen dieses. Wir generalisieren die Erkenntnisse aus den Vergleichen und identifizieren Cluster bezüglich des Grades der Datenmodellierung, in welche die einzelnen Sprachen eingeordnet werden.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 50 
KW  - business process modeling
KW  - process modeling languages
KW  - data modeling
KW  - data in business processes
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-53046
SN  - 978-3-86956-144-8
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kluth, Stephan
T1  - Quantitative modeling and analysis with FMC-QE
T1  - Quantitative Modellierung und Analyse mit FMC-QE
N2  - The modeling and evaluation calculus FMC-QE, the Fundamental Modeling Concepts for Quanti-tative Evaluation [1], extends the Fundamental Modeling Concepts (FMC) for performance modeling and prediction. In this new methodology, the hierarchical service requests are in the main focus, because they are the origin of every service provisioning process. Similar to physics, these service requests are a tuple of value and unit, which enables hierarchical service request transformations at the hierarchical borders and therefore the hierarchical modeling. Through reducing the model complexity of the models by decomposing the system in different hierarchical views, the distinction between operational and control states and the calculation of the performance values on the assumption of the steady state, FMC-QE has a scalable applica-bility on complex systems. According to FMC, the system is modeled in a 3-dimensional hierarchical representation space, where system performance parameters are described in three arbitrarily fine-grained hierarchi-cal bipartite diagrams. The hierarchical service request structures are modeled in Entity Relationship Diagrams. The static server structures, divided into logical and real servers, are de-scribed as Block Diagrams. The dynamic behavior and the control structures are specified as Petri Nets, more precisely Colored Time Augmented Petri Nets. From the structures and pa-rameters of the performance model, a hierarchical set of equations is derived. The calculation of the performance values is done on the assumption of stationary processes and is based on fundamental laws of the performance analysis: Little's Law and the Forced Traffic Flow Law. Little's Law is used within the different hierarchical levels (horizontal) and the Forced Traffic Flow Law is the key to the dependencies among the hierarchical levels (vertical). This calculation is suitable for complex models and allows a fast (re-)calculation of different performance scenarios in order to support development and configuration decisions. Within the Research Group Zorn at the Hasso Plattner Institute, the work is embedded in a broader research in the development of FMC-QE. While this work is concentrated on the theoretical background, description and definition of the methodology as well as the extension and validation of the applicability, other topics are in the development of an FMC-QE modeling and evaluation tool and the usage of FMC-QE in the design of an adaptive transport layer in order to fulfill Quality of Service and Service Level Agreements in volatile service based environments. This thesis contains a state-of-the-art, the description of FMC-QE as well as extensions of FMC-QE in representative general models and case studies. In the state-of-the-art part of the thesis in chapter 2, an overview on existing Queueing Theory and Time Augmented Petri Net models and other quantitative modeling and evaluation languages and methodologies is given. Also other hierarchical quantitative modeling frameworks will be considered. The description of FMC-QE in chapter 3 consists of a summary of the foundations of FMC-QE, basic definitions, the graphical notations, the FMC-QE Calculus and the modeling of open queueing networks as an introductory example. The extensions of FMC-QE in chapter 4 consist of the integration of the summation method in order to support the handling of closed networks and the modeling of multiclass and semaphore scenarios. Furthermore, FMC-QE is compared to other performance modeling and evaluation approaches. In the case study part in chapter 5, proof-of-concept examples, like the modeling of a service based search portal, a service based SAP NetWeaver application and the Axis2 Web service framework will be provided. Finally, conclusions are given by a summary of contributions and an outlook on future work in chapter 6. [1] Werner Zorn. FMC-QE - A New Approach in Quantitative Modeling. In Hamid R. Arabnia, editor, Procee-dings of the International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods (MSV 2007) within WorldComp ’07, pages 280 – 287, Las Vegas, NV, USA, June 2007. CSREA Press. ISBN 1-60132-029-9.
N2  - FMC-QE (Fundamental Modeling Concepts for Quantitative Evaluation [1]) ist eine auf FMC, den Fundamental Modeling Concepts, basierende Methodik zur Modellierung des Leistungsverhaltens von Systemen mit einem dazugehörenden Kalkül zur Erstellung von Leistungsvorhersagen wie Antwortzeiten und Durchsatz. In dieser neuen Methodik steht die Modellierung der hierarchischen Bedienanforderungen im Mittelpunkt, da sie der Ursprung aller dienstbasierenden Systeme sind. Wie in der Physik sind in FMC-QE die Bedienanforderungen Tupel aus Wert und Einheit, um Auftragstransformationen an Hierarchiegrenzen zu ermöglichen. Da die Komplexität durch eine Dekomposition in mehreren Sichten und in verschiedene hierarchische Schichten, die Unterscheidung von Operations- und Kontrollzuständen, sowie dazugehörige Berechungen unter Annahme der Stationarität reduziert wird, skaliert die Anwendbarkeit von FMC-QE auf komplexe Systeme. Gemäß FMC wird das zu modellierende System in einem 3-dimensionalen hierarchischen Beschreibungsraum dargestellt. Die quantitativen Kenngrößen der Systeme werden in drei beliebig frei-granularen hierarchischen bi-partiten Graphen beschrieben. Die hierarchische Struktur der Bedienanforderungen wird in Entity Relationship Diagrammen beschrieben. Die statischen Bedienerstrukturen, unterteilt in logische und reale Bediener, sind in Aufbaudiagrammen erläutert. Außerdem werden Petri Netze, genauer Farbige Zeit-behaftete Petri Netze, dazu verwendet, die dynamischen Abläufe, sowie die Kontrollflüsse im System zu beschreiben. Anschließend wird eine Menge von hierarchischen Gleichungen von der Struktur und den Parametern des Modells abgeleitet. Diese Gleichungen, die auf dem stationären Zustand des Systems beruhen, basieren auf den beiden Fundamental Gesetzen der Leistungsanalyse, dem Gesetz von Little und dem Verkehrsflussgesetz. Das Gesetz von Little definiert hierbei Beziehungen innerhalb einer hierarchischen Schicht (horizontal) und das Verkehrsflussgesetz wiederum Beziehungen zwischen hierarchischen Schichten (vertikal). Die Berechungen erlauben Leistungsvorhersagen für komplexe Systeme durch eine effiziente Berechnung von Leistungsgrößen für eine große Auswahl von System- und Lastkonfigurationen. Innerhalb der Forschungsgruppe von Prof. Dr.-Ing Werner Zorn am Hasso Plattner Institut an der Universität Potsdam ist die vorliegende Arbeit in einen größeren Forschungskontext im Bereich FMC-QE eingebettet. Während hier ein Fokus auf dem theoretischen Hintergrund, der Beschreibung und der Definition der Methodik als auch der Anwendbarkeit und Erweiterung gelegt wurde, sind andere Arbeiten auf dem Gebiet der Entwicklung einer Anwendung zur Modellierung und Evaluierung von Systemen mit FMC-QE bzw. der Verwendung von FMC-QE zur Entwicklung einer adaptiven Transportschicht zur Einhaltung von Dienstgüten (Quality of Service) und Dienstvereinbarungen (Service Level Agreements) in volatilen dienstbasierten Systemen beheimatet. Diese Arbeit umfasst einen Einblick in den Stand der Technik, die Beschreibung von FMC-QE sowie die Weiterentwicklung von FMC-QE in repräsentativen allgemeinen Modellen und Fallstudien. Das Kapitel 2: Stand der Technik gibt einen Überblick über die Warteschlangentheorie, Zeit-behaftete Petri Netze, weitere Leistungsbeschreibungs- und Leistungsvorhersagungstechniken sowie die Verwendung von Hierarchien in Leistungsbeschreibungstechniken. Die Beschreibung von FMC-QE in Kapitel 3 enthält die Erläuterung der Grundlagen von FMC-QE, die Beschreibung einiger Grundannahmen, der graphischen Notation, dem mathematischen Modell und einem erläuternden Beispiel. In Kapitel 4: Erweiterungen von FMC-QE wird die Behandlung weiterer allgemeiner Modelle, wie die Modellklasse von geschlossenen Netzen, Synchronisierung und Mehrklassen-Modelle beschrieben. Außerdem wird FMC-QE mit dem Stand der Technik verglichen. In Kapitel 5 werden Machbarkeitsstudien beschrieben. Schließlich werden in Kapitel 6 eine Zusammenfassung und ein Ausblick gegeben. [1] Werner Zorn. FMC-QE - A New Approach in Quantitative Modeling. In Hamid R. Arabnia, editor, Proceedings of the International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods (MSV 2007) within WorldComp ’07, 280 – 287, Las Vegas, NV, USA, Juni 2007. CSREA Press. ISBN 1-60132-029-9.
KW  - FMC-QE
KW  - Quantitative Modellierung
KW  - Leistungsvorhersage
KW  - Warteschlangentheorie
KW  - Zeitbehaftete Petri Netze
KW  - FMC-QE
KW  - Quantitative Modeling
KW  - Performance Prediction
KW  - Queuing Theory
KW  - Time Augmented Petri Nets
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-52987
ER  - 
TY  - THES
A1  - Off, Thomas
T1  - Durchgängige Verfolgbarkeit im Vorfeld der Softwareentwicklung von E-Government-Anwendungen : ein ontologiebasierter und modellgetriebener Ansatz am Beispiel von Bürgerdiensten
T1  - Continuous pre-requirements specification traceability for e-government : ontology based and model driven approach using the example of citizen services
N2  - Die öffentliche Verwaltung setzt seit mehreren Jahren E-Government-Anwendungssysteme ein, um ihre Verwaltungsprozesse intensiver mit moderner Informationstechnik zu unterstützen. Da die öffentliche Verwaltung in ihrem Handeln in besonderem Maße an Recht und Gesetz gebunden ist verstärkt und verbreitet sich der Zusammenhang zwischen den Gesetzen und Rechtsvorschriften einerseits und der zur Aufgabenunterstützung eingesetzten Informationstechnik andererseits. Aus Sicht der Softwaretechnik handelt es sich bei diesem Zusammenhang um eine spezielle Form der Verfolgbarkeit von Anforderungen (engl. Traceability), die so genannte Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (Pre-Requirements Specification Traceability, kurz Pre-RS Traceability), da sie Aspekte betrifft, die relevant sind, bevor die Anforderungen in eine Spezifikation eingeflossen sind (Ursprünge von Anforderungen). Der Ansatz dieser Arbeit leistet einen Beitrag zur Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation von E-Government-Anwendungssystemen. Er kombiniert dazu aktuelle Entwicklungen und Standards (insbesondere des World Wide Web Consortium und der Object Management Group) aus den Bereichen Verfolgbarkeit von Anforderungen, Semantic Web, Ontologiesprachen und modellgetriebener Softwareentwicklung. Der Lösungsansatz umfasst eine spezielle Ontologie des Verwaltungshandeln, die mit den Techniken, Methoden und Werkzeugen des Semantic Web eingesetzt wird, um in Texten von Rechtsvorschriften relevante Ursprünge von Anforderungen durch Annotationen mit einer definierten Semantik zu versehen. Darauf aufbauend wird das Ontology Definition Metamodel (ODM) verwendet, um die Annotationen als spezielle Individuen einer Ontologie auf Elemente der Unified Modeling Language (UML) abzubilden. Dadurch entsteht ein neuer Modelltyp Pre-Requirements Model (PRM), der das Vorfeld der Anforderungsspezifikation formalisiert. Modelle diesen Typs können auch verwendet werden, um Aspekte zu formalisieren die sich nicht oder nicht vollständig aus dem Text der Rechtsvorschrift ergeben. Weiterhin bietet das Modell die Möglichkeit zum Anschluss an die modellgetriebene Softwareentwicklung. In der Arbeit wird deshalb eine Erweiterung der Model Driven Architecture (MDA) vorgeschlagen. Zusätzlich zu den etablierten Modelltypen Computation Independent Model (CIM), Platform Independent Model (PIM) und Platform Specific Model (PSM) könnte der Einsatz des PRM Vorteile für die Verfolgbarkeit bringen. Wird die MDA mit dem PRM auf das Vorfeld der Anforderungsspezifikation ausgeweitet, kann eine Transformation des PRM in ein CIM als initiale Anforderungsspezifikation erfolgen, indem der MOF Query View Transformation Standard (QVT) eingesetzt wird. Als Teil des QVT-Standards ist die Aufzeichnung von Verfolgbarkeitsinformationen bei Modelltransformationen verbindlich. Um die semantische Lücke zwischen PRM und CIM zu überbrücken, erfolgt analog zum Einsatz des Plattformmodells (PM) in der PIM nach PSM Transformation der Einsatz spezieller Hilfsmodelle. Es kommen dafür die im Projekt "E-LoGo" an der Universität Potsdam entwickelten Referenzmodelle zum Einsatz. Durch die Aufzeichnung der Abbildung annotierter Textelemente auf Elemente im PRM und der Transformation der Elemente des PRM in Elemente des CIM kann durchgängige Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation erreicht werden. Der Ansatz basiert auf einer so genannten Verfolgbarkeitsdokumentation in Form verlinkter Hypertextdokumente, die mittels XSL-Stylesheet erzeugt wurden und eine Verbindung zur graphischen Darstellung des Diagramms (z. B. Anwendungsfall-, Klassendiagramm der UML) haben. Der Ansatz unterstützt die horizontale Verfolgbarkeit zwischen Elementen unterschiedlicher Modelle vorwärts- und rückwärtsgerichtet umfassend. Er bietet außerdem vertikale Verfolgbarkeit, die Elemente des gleichen Modells und verschiedener Modellversionen in Beziehung setzt. Über den offensichtlichen Nutzen einer durchgängigen Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (z. B. Analyse der Auswirkungen einer Gesetzesänderung, Berücksichtigung des vollständigen Kontextes einer Anforderung bei ihrer Priorisierung) hinausgehend, bietet diese Arbeit eine erste Ansatzmöglichkeit für eine Feedback-Schleife im Prozess der Gesetzgebung. Stehen beispielsweise mehrere gleichwertige Gestaltungsoptionen eines Gesetzes zur Auswahl, können die Auswirkungen jeder Option analysiert und der Aufwand ihrer Umsetzung in E-Government-Anwendungen als Auswahlkriterium berücksichtigt werden. Die am 16. März 2011 in Kraft getretene Änderung des NKRG schreibt eine solche Analyse des so genannten „Erfüllungsaufwands“ für Teilbereiche des Verwaltungshandelns bereits heute verbindlich vor. Für diese Analyse kann die vorliegende Arbeit einen Ansatz bieten, um zu fundierten Aussagen über den Änderungsaufwand eingesetzter E-Government-Anwendungssysteme zu kommen.
N2  - Public administration is using electronic government (e-government) application systems for several years to support their processes more intensive with modern information and communication technology than ever before. This increases and broadens the relationship between law and legislation executed by the administration on the one hand and requirements to e-government application systems used to support administrative execution on the other hand. This relationship is subject matter of pre-requirements specification traceability (pre-RS traceability). This work introduces an approach to pre-RS traceabiliy for e-government application. It combines research efforts and standards (i.e. of World Wide Web Consortium and Object Management Group) from different fields: traceability, semantic web, ontology engineering and model driven software engineering. Using this approach it is possible to add a semantic to elements of law and legislation texts using annotations. Annotation semantics is based on an ontology of public administration execution developed especially for this approach. A mapping from annotated text elements as a special kind of ontology individuals to elements of Unified Modeling Language (UML) is created using the Ontology Definition Metamodel (ODM). This mapping results in a new model type referred to as Pre-Requirements Model (PRM). This model uses elements that exist before requirements are explicitly documented in a requirements specification. Therefore it can be primary used to formalize elements and their relationships in the pre-requirements scope. Through the mapping rules of ODM it keeps a traceable relationship from each model element to its corresponding annotated text elements. PRM can also be used to model and refine elements that are not or not completely derived directly from text of law and legislation. In this work is argued that Model Driven Architecture (MDA) might profit from extending the existing model types Computation Independent Model (CIM), Platform Independent Model (PIM) and Platform Specific Model (PSM) by using a PRM. This extension leads to an Architecture that starts with a pre-requirements viewpoint before any requirements are formalized and documented in models of type CIM. It offers also the opportunity to use model transformation to create an initial CIM from PRM by allying the MOF Query View Transformation standard (QVT). Using QVT ensures the traceability of model transformation because standard enforces recording of traceability information. A Transformation from PRM to CIM creates an initial requirements specification that can be refined using common techniques, methods and tools. To bridge the semantic gap between PRM and CIM the approach follows the pattern of PIM to PSM transformation which uses the Platform Model (PM). Analogues PRM to CIM transformation uses special reference models for e-government developed in the project "E-LoGo" at university of Potsdam. By recoding traces of mapping annotation to elements in PRM and transforming elements of PRM to elements in CIM using reference models continuous pre-RS traceability can be achieved. The approach uses simple Extensible Stylesheet Language Transformations (XSLT) to create a hypertext documentation that links all relevant elements. Navigating along these links makes it possible for example to start with an annotated element of a law text and follow to all resulting requirements in a CIM. Using the opposite direction it is possible to see for each requirement from which text element of a law it is derived or even if there is no relation to law. By integrating the graphical representation of a model element this navigation can even start directly in a UML diagram. This illustrates that the approach offers vertical and horizontal traceability in forward and backward direction. Besides the obvious use cases continuous pre-requirements specification traceability offers in general (i.e. impact analysis on changes of law and legislation, consider context of a requirements when prioritizing them) is also offers the chance to create a feedback on the consequences of a change in law to existing e-government systems. As long as alternatives and the necessary scope in legislative process are still left, a feedback can be used to choose an alternative with less effort or faster implementation. For federal law it is in Germany since 2011 obligatory to make a similar estimation referred to as achievement effort (“Erfüllungsaufwand”). This work contributes to the first step of making a solid estimation of this kind of effort using pre-RS traceability.
KW  - Modellgetriebene Architektur
KW  - Pre-RS Traceability
KW  - Ontologie
KW  - semantisches Netz
KW  - Model Driven Architecture
KW  - Pre-RS Traceability
KW  - Ontology
KW  - Semantic Web
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-57478
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Draisbach, Uwe
A1  - Naumann, Felix
A1  - Szott, Sascha
A1  - Wonneberg, Oliver
T1  - Adaptive windows for duplicate detection
N2  - Duplicate detection is the task of identifying all groups of records within a data set that represent the same real-world entity, respectively. This task is difficult, because (i) representations might differ slightly, so some similarity measure must be defined to compare pairs of records and (ii) data sets might have a high volume making a pair-wise comparison of all records infeasible. To tackle the second problem, many algorithms have been suggested that partition the data set and compare all record pairs only within each partition. One well-known such approach is the Sorted Neighborhood Method (SNM), which sorts the data according to some key and then advances a window over the data comparing only records that appear within the same window. We propose several variations of SNM that have in common a varying window size and advancement. The general intuition of such adaptive windows is that there might be regions of high similarity suggesting a larger window size and regions of lower similarity suggesting a smaller window size. We propose and thoroughly evaluate several adaption strategies, some of which are provably better than the original SNM in terms of efficiency (same results with fewer comparisons).
N2  - Duplikaterkennung beschreibt das Auffinden von mehreren Datensätzen, die das gleiche Realwelt-Objekt repräsentieren. Diese Aufgabe ist nicht trivial, da sich (i) die Datensätze geringfügig unterscheiden können, so dass Ähnlichkeitsmaße für einen paarweisen Vergleich benötigt werden, und (ii) aufgrund der Datenmenge ein vollständiger, paarweiser Vergleich nicht möglich ist. Zur Lösung des zweiten Problems existieren verschiedene Algorithmen, die die Datenmenge partitionieren und nur noch innerhalb der Partitionen Vergleiche durchführen. Einer dieser Algorithmen ist die Sorted-Neighborhood-Methode (SNM), welche Daten anhand eines Schlüssels sortiert und dann ein Fenster über die sortierten Daten schiebt. Vergleiche werden nur innerhalb dieses Fensters durchgeführt. Wir beschreiben verschiedene Variationen der Sorted-Neighborhood-Methode, die auf variierenden Fenstergrößen basieren. Diese Ansätze basieren auf der Intuition, dass Bereiche mit größerer und geringerer Ähnlichkeiten innerhalb der sortierten Datensätze existieren, für die entsprechend größere bzw. kleinere Fenstergrößen sinnvoll sind. Wir beschreiben und evaluieren verschiedene Adaptierungs-Strategien, von denen nachweislich einige bezüglich Effizienz besser sind als die originale Sorted-Neighborhood-Methode (gleiches Ergebnis bei weniger Vergleichen).
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 49 
KW  - Informationssysteme
KW  - Datenqualität
KW  - Datenintegration
KW  - Duplikaterkennung
KW  - Duplicate Detection
KW  - Data Quality
KW  - Data Integration
KW  - Information Systems
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-53007
SN  - 978-3-86956-143-1
SN  - 1613-5652
SN  - 2191-1665
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Perscheid, Michael
T1  - Test-driven fault navigation for debugging reproducible failures
T1  - Die test-getriebene Fehlernavigation zur Beseitigung von reproduzierbaren Softwarefehlern
N2  - The correction of software failures tends to be very cost-intensive because their debugging is an often time-consuming development activity. During this activity, developers largely attempt to understand what causes failures: Starting with a test case that reproduces the observable failure they have to follow failure causes on the infection chain back to the root cause (defect). This idealized procedure requires deep knowledge of the system and its behavior because failures and defects can be far apart from each other. Unfortunately, common debugging tools are inadequate for systematically investigating such infection chains in detail. Thus, developers have to rely primarily on their intuition and the localization of failure causes is not time-efficient. To prevent debugging by disorganized trial and error, experienced developers apply the scientific method and its systematic hypothesis-testing. However, even when using the scientific method, the search for failure causes can still be a laborious task. First, lacking expertise about the system makes it hard to understand incorrect behavior and to create reasonable hypotheses. Second, contemporary debugging approaches provide no or only partial support for the scientific method. In this dissertation, we present test-driven fault navigation as a debugging guide for localizing reproducible failures with the scientific method. Based on the analysis of passing and failing test cases, we reveal anomalies and integrate them into a breadth-first search that leads developers to defects. This systematic search consists of four specific navigation techniques that together support the creation, evaluation, and refinement of failure cause hypotheses for the scientific method. First, structure navigation localizes suspicious system parts and restricts the initial search space. Second, team navigation recommends experienced developers for helping with failures. Third, behavior navigation allows developers to follow emphasized infection chains back to root causes. Fourth, state navigation identifies corrupted state and reveals parts of the infection chain automatically. We implement test-driven fault navigation in our Path Tools framework for the Squeak/Smalltalk development environment and limit its computation cost with the help of our incremental dynamic analysis. This lightweight dynamic analysis ensures an immediate debugging experience with our tools by splitting the run-time overhead over multiple test runs depending on developers’ needs. Hence, our test-driven fault navigation in combination with our incremental dynamic analysis answers important questions in a short time: where to start debugging, who understands failure causes best, what happened before failures, and which state properties are infected.
N2  - Die Beseitigung von Softwarefehlern kann sehr kostenintensiv sein, da die Suche nach der Fehlerursache meist sehr lange dauert. Während der Fehlersuche versuchen Entwickler vor allem die Ursache für den Fehler zu verstehen: Angefangen mit einem Testfall, welcher den sichtbaren Fehler reproduziert, folgen sie den Fehlerursachen entlang der Infektionskette bis hin zum ursprünglichen Defekt. Dieses idealisierte Vorgehen benötigt ein grundlegendes Verständnis über das Systemverhalten, da Fehler und Defekt sehr weit auseinander liegen können. Bedauerlicherweise bieten jedoch gebräuchliche Entwicklungswerkzeuge wenig Unterstützung, um solche Infektionsketten detailliert zu untersuchen. Dementsprechend müssen Entwickler primär auf ihr Gespür vertrauen, so dass die Lokalisierung von Fehlerursachen sehr viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Um ein willkürliches Vorgehen zu verhindern, verwenden erfahrene Entwickler deshalb die wissenschaftliche Methode, um systematisch Hypothesen über Fehlerursachen zu prüfen. Jedoch kann auch noch mittels der wissenschaftlichen Methode die Suche nach Fehlerursachen sehr mühsam sein, da passende Hypothesen meist manuell und ohne die systematische Hilfe von Werkzeugen aufgestellt werden müssen. Diese Dissertation präsentiert die test-getriebene Fehlernavigation als einen zusammenhängenden Wegweiser zur Beseitigung von reproduzierbaren Fehlern mit Hilfe der wissenschaftlichen Methode. Basierend auf der Analyse von funktionierenden und fehlschlagenden Testfällen werden Anomalien aufgedeckt und in eine Breitensuche integriert, um Entwickler zum Defekt zu führen. Diese systematische Suche besteht aus vier spezifischen Navigationstechniken, welche zusammen die Erstellung, Evaluierung und Verfeinerung von Hypothesen für die wissenschaftliche Methode unterstützen. Erstens grenzt die Strukturnavigation verdächtige Systemteile und den initialen Suchraum ein. Zweitens empfiehlt die Team-Navigation erfahrene Entwickler zur Behebung von Fehlern. Drittens erlaubt es die Verhaltensnavigation Entwicklern, die hervorgehobene Infektionskette eines fehl- schlagenden Testfalls zurückzuverfolgen. Viertens identifiziert die Zustandsnavigation fehlerhafte Zustände, um automatisch Teile der Infektionskette offenzulegen. Alle vier Navigationen wurden innerhalb des Path Tools Framework für die Squeak/Smalltalk Entwicklungsumgebung implementiert. Dabei bauen alle Werkzeuge auf die inkrementelle dynamische Analyse, welche die Berechnungskosten über mehrere Testdurchläufe abhängig von den Bedürfnissen des Nutzers aufteilt und somit schnelle Ergebnisse während der Fehlersuche liefert. Folglich können wichtige Fragen in kurzer Zeit beantwortet werden: Wo wird mit der Fehlersuche begonnen? Wer versteht Fehlerursachen am Besten? Was passierte bevor der Fehler auftrat? Welche Programmzustände sind betroffen?
KW  - Softwaretest
KW  - Fehlerbeseitigung
KW  - Test-getriebene Fehlernavigation
KW  - Anomalien
KW  - Ausführungsgeschichte
KW  - testing
KW  - debugging
KW  - test-driven fault navigation
KW  - anomalies
KW  - back-in-time
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-68155
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Benacka, Jan
T1  - BubbleSort, SelectSort and InsertSort in Excel & Delphi
BT  - learning the Concepts in a Constructionist Way
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - A method is presented of acquiring the principles of three sorting algorithms through developing interactive applications in Excel.
KW  - spreadsheets
KW  - sorting
KW  - constructionism
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64636
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 153
EP  - 154
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ragonis, Noa
T1  - Problem-solving strategies must be taught implicitly
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Problem solving is one of the central activities performed by computer scientists as well as by computer science learners. Whereas the teaching of algorithms and programming languages is usually well structured within a curriculum, the development of learners’ problem-solving skills is largely implicit and less structured. Students at all levels often face difficulties in problem analysis and solution construction. The basic assumption of the workshop is that without some formal instruction on effective strategies, even the most inventive learner may resort to unproductive trial-and-error problemsolving processes. Hence, it is important to teach problem-solving strategies and to guide teachers on how to teach their pupils this cognitive tool. Computer science educators should be aware of the difficulties and acquire appropriate pedagogical tools to help their learners gain and experience problem-solving skills.
KW  - Problem solving
KW  - Problem solving strategies
KW  - Teaching problem solving strategies
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64645
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 155
EP  - 157
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sentance, Sue
A1  - Hodges, Steve
T1  - .NET Gadgeteer Workshop
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64654
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 159
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Berry, Carol
A1  - Kusterer, Peter
T1  - Using Teachers’ TryScience to support educators and improve teaching
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - The challenge is providing teachers with the resources they need to strengthen their instructions and better prepare students for the jobs of the 21st Century. Technology can help meet the challenge. Teachers’ Tryscience is a noncommercial offer, developed by the New York Hall of Science, TeachEngineering, the National Board for Professional Teaching Standards and IBM Citizenship to provide teachers with such resources. The workshop provides deeper insight into this tool and discussion of how to support teaching of informatics in schools.
KW  - science
KW  - teacher
KW  - collaboration
KW  - teaching material
KW  - instruction
KW  - lesson
KW  - social networking
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64665
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 161
EP  - 162
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Romeike, Ralf
T1  - Output statt Input
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Die in der Fachdidaktik Informatik im Zusammenhang mit den Bildungsstandards seit Jahren diskutierte Outputorientierung wird mittelfristig auch für die Hochschullehre verbindlich. Diese Änderung kann als Chance aufgefasst werden, aktuellen Problemen der Informatiklehre gezielt entgegenzuwirken. Basierend auf der Theorie des Constructive Alignment wird vorgeschlagen, im Zusammenhang mit der Outputorientierung eine Abstimmung von intendierter Kompetenz, Lernaktivität und Prüfung vorzunehmen. Zusätzlich profitieren Lehramtsstudenten von den im eigenen Lernprozess erworbenen Erfahrungen im Umgang mit Kompetenzen: wie diese formuliert, erarbeitet und geprüft werden. Anforderungen an die Formulierung von Kompetenzen werden untersucht, mit Beispielen belegt und Möglichkeiten zur Klassifizierung angeregt. Ein Austausch in den Fachbereichen und Fachdidaktiken über die individuell festgelegten Kompetenzen wird vorgeschlagen, um die hochschuldidaktische Diskussion zu bereichern.
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64317
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 4
SP  - 35
EP  - 46
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Frenkel, Marcus
A1  - Weicker, Karsten
T1  - Pseudo
BT  - eine Programmiersprache auf der Basis von Pseudocode zur Unterstützung der akademischen Lehre
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Pseudo ist eine auf Pseudocode basierende Programmiersprache, welche in der akademischen Lehre zum Einsatz kommen und hier die Vermittlung und Untersuchung von Algorithmen und Datenstrukturen unterstützen soll. Dieser Beitrag geht auf die Besonderheiten der Sprache sowie mögliche didaktische Szenarien ein.
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64328
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 4
SP  - 47
EP  - 52
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Raimer, Stephan
T1  - Aquadrohne, Messdatenerfassung und Co.
BT  - Interdisziplinäres Projektmanagement als Teil des Wirtschaftsinformatikstudiums
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Projektmanagement-Kompetenzen werden von Unternehmen unterschiedlichster Branchen mit wachsender Priorität betrachtet und eingefordert. Als Beitrag zu einer kompetenzorientierten Ausbildung werden in diesem Paper interdisziplinäre Studienmodule als Bestandteil des Wirtschaftsinformatik-Studiums vorgestellt. Zielsetzung der Studienmodule ist die Befähigung der Studierenden, konkrete Projekte unter Nutzung von standardisierten Werkzeugen und Methoden nach dem IPMA-Standard planen und durchführen zu können.
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64345
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 4
SP  - 59
EP  - 64
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Jahnke, Isa
A1  - Haertel, Tobias
A1  - Mattik, Volker
A1  - Lettow, Karsten
T1  - Was ist eine kreative Leistung Studierender?
BT  - Erfahrungen eines kreativitätsförderlichen Lehrbeispiels
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Was ist eine kreative Leistung von Studierenden? Dies ist die Ausgangsfrage, wenn Lehre kreativitätsförderlicher als bislang gestaltet werden soll. In diesem Beitrag wird ein Modell zur Förderung von Kreativität in der Hochschullehre vorgestellt und mit einem Beispiel verdeutlicht. Es wird die veränderte Konzeption der Vorlesung Informatik & Gesellschaft illustriert: Studierende hatten die Aufgabe, eine „e-Infrastruktur für die Universität NeuDoBoDu“ zu entwickeln. Hierzu werden die Ergebnisse der Evaluation und Erfahrungen erläutert.
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64386
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 4
SP  - 87
EP  - 92
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Abke, Jörg
A1  - Schwirtlich, Vincent
A1  - Sedelmaier, Yvonne
T1  - Kompetenzförderung im Software Engineering durch ein mehrstufiges Lehrkonzept im Studiengang Mechatronik
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Dieser Beitrag stellt das Lehr-Lern-Konzept zur Kompetenzförderung im Software Engineering im Studiengang Mechatronik der Hochschule Aschaffenburg dar. Dieses Konzept ist mehrstufig mit Vorlesungs-, Seminar- und Projektsequenzen. Dabei werden Herausforderungen und Verbesserungspotentiale identifiziert und dargestellt. Abschließend wird ein Überblick gegeben, wie im Rahmen eines gerade gestarteten Forschungsprojektes Lehr-Lernkonzepte weiterentwickelt werden können.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64899
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 5
SP  - 79
EP  - 84
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dörge, Christina
T1  - Entwicklung eines methodologischen Verfahrens zur Ermittlung von informatischen Kompetenzen
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Der traditionelle Weg in der Informatik besteht darin, Kompetenzen entweder normativ durch eine Expertengruppe festzulegen oder als Ableitungsergebnis eines Bildungsstandards aus einem externen Feld. Dieser Artikel stellt einen neuartigen und alternativen Ansatz vor, der sich der Methodik der Qualitativen Inhaltsanalyse (QI) bedient. Das Ziel war die Ableitung von informatischen Schlüsselkompetenzen anhand bereits etablierter und erprobter didaktischer Ansätze der Informatikdidaktik. Dazu wurde zunächst aus einer Reihe von Informatikdidaktikbüchern eine Liste mit möglichen Kandidaten für Kompetenzen generiert. Diese Liste wurde als QI-Kategoriensystem verwendet, mit der sechs verschiedene didaktische Ansätze analysiert wurden. Ein abschließender Verfeinerungsschritt erfolgte durch die Überprüfung, welche der gefundenen Kompetenzen in allen vier Kernbereichen der Informatik (theoretische, technische, praktische und angewandte Informatik) Anwendung finden. Diese Methode wurde für die informatische Schulausbildung exemplarisch entwickelt und umgesetzt, ist aber ebenfalls ein geeignetes Vorgehen für die Identifizierung von Schlüsselkompetenzen in anderen Gebieten, wie z. B. in der informatischen Hochschulausbildung, und soll deshalb hier kurz vorgestellt werden.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64906
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 5
SP  - 85
EP  - 90
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Müller, Dorothee
A1  - Frommer, Andreas
A1  - Humbert, Ludger
T1  - Informatik im Alltag
BT  - Durchblicken statt Rumklicken
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Die Fachwissenschaft Informatik stellt Mittel bereit, deren Nutzung für Studierende heutzutage selbstverständlich ist. Diese Tatsache darf uns allerdings nicht dar- über hinwegtäuschen, dass Studierende in der Regel keine Grundlage im Sinne einer informatischen Allgemeinbildung gemäÿ der Bildungsstandards der Gesellschaft für Informatik besitzen. Das Schulfach Informatik hat immer noch keinen durchgängigen Platz in den Stundentafeln der allgemein bildenden Schule gefunden. Zukünftigen Lehrkräften ist im Rahmen der bildungswissenschaftlichen Anteile im Studium eine hinreichende Medienkompetenz zu vermitteln. Mit der überragenden Bedeutung der digitalen Medien kann dies nur auf der Grundlage einer ausreichenden informatischen Grundbildung erfolgen. Damit ist es angezeigt, ein Studienangebot bereitzustellen, das allen Studierenden ein Eintauchen in Elemente (Fachgebiete) der Fachwissenschaft Informatik aus der Sicht des Alltags bietet. An diesen Elementen werden exemplarisch verschiedene Aspekte der Fachwissenschaft beleuchtet, um einen Einblick in die Vielgestaltigkeit der Fragen und Lösungsstrategien der Informatik zu erlauben und so die informatische Grundbildung zu befördern.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64959
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 5
SP  - 98
EP  - 104
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gujberová, Monika
A1  - Tomcsányi, Peter
T1  - Environments for programming in primary education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - The aim of our article is to collect and present information about contemporary programming environments that are suitable for primary education. We studied the ways they implement (or do not implement) some programming concepts, the ways programs are represented and built in order to support young and novice programmers, as well as their suitability to allow different forms of sharing the results of pupils’ work. We present not only a short description of each considered environment and the taxonomy in the form of a table, but also our understanding and opinions on how and why the environments implement the same concepts and ideas in different ways and which concepts and ideas seem to be important to the creators of such environments.
KW  - Primary informatics
KW  - Programming environments for children
KW  - Comparing programming environments
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64499
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 53
EP  - 60
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dagiene, Valentina
A1  - Jevsikova, Tatjana
A1  - Schule, Carsten
A1  - Sentance, Sue
A1  - Thota, Neena
T1  - A comparison of current trends within computer science teaching in school in Germany and the UK
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - In the last two years, CS as a school subject has gained a lot of attention worldwide, although different countries have differing approaches to and experiences of introducing CS in schools. This paper reports on a study comparing current trends in CS at school, with a major focus on two countries, Germany and UK. A survey was carried out of a number of teaching professionals and experts from the UK and Germany with regard to the content and delivery of CS in school. An analysis of the quantitative data reveals a difference in foci in the two countries; putting this into the context of curricular developments we are able to offer interpretations of these trends and suggest ways in which curricula in CS at school should be moving forward.
KW  - CS Ed Research
KW  - ICT
KW  - CS at school
KW  - CS curriculum
KW  - topics
KW  - international comparison
KW  - international study
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64504
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 63
EP  - 75
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gülbahar, Yasemin
A1  - Ilkhan, Mustafa
A1  - Kilis, Selcan
A1  - Arslan, Okan
T1  - Informatics education in Turkey
BT  - national ICT curriculum and teacher training at elementary level
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - This article is a summary of the work carried out by the Ministry of Education in Turkey, in terms of the development of a new ICT Curriculum, together with the e-Training of teachers who will play an important role in the forthcoming pilot study. Based on recent literature on the topic, the article starts by introducing the “F@tih Project”, a national project that aims to effectively integrate technology into schools. After assessing teachers’ and students’ ICT competencies, as defined internationally, the review continues with the proposed model for the e-training of teachers. Summarizing the process of development of the new ICT curriculum, researchers underline key points of the curriculum such as dimensions, levels and competencies. Then teachers’ e-training approaches, together with selected tools, are explained in line with the importance and stages of action research that will be used throughout the pilot implementation of the curriculum and e-training process.
KW  - informatics education
KW  - ICT curriculum
KW  - teacher training
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64517
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 77
EP  - 87
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Nakano, Yoshiaki
A1  - Izutsu, Katsunobu
T1  - The new course of study and a prospect of information studies education in Japan
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Japan launched the new Course of Study in April 2012, which has been carried out in elementary schools and junior high schools. It will also be implemented in senior high schools from April 2013. This article presents an overview of the information studies education in the new Course of Study for K-12. Besides, the authors point out what role experts of informatics and information studies education should play in the general education centered around information studies that is meant to help people of the nation to lead an active, powerful, and flexible life until the satisfying end.
KW  - General subject “Information”
KW  - Course of Study
KW  - Scientific understanding of Information
KW  - Information Ethics
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64522
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 89
EP  - 96
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Lessner, Daniel
T1  - The role of algorithm in general secondary education revisited
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - The traditional purpose of algorithm in education is to prepare students for programming. In our effort to introduce the practically missing computing science into Czech general secondary education, we have revisited this purpose.We propose an approach, which is in better accordance with the goals of general secondary education in Czechia. The importance of programming is diminishing, while recognition of algorithmic procedures and precise (yet concise) communication of algorithms is gaining importance. This includes expressing algorithms in natural language, which is more useful for most of the students than programming. We propose criteria to evaluate such descriptions. Finally, an idea about the limitations is required (inefficient algorithms, unsolvable problems, Turing’s test). We describe these adjusted educational goals and an outline of the resulting course. Our experience with carrying out the proposed intentions is satisfactory, although we did not accomplish all the defined goals.
KW  - computing science education
KW  - general secondary education
KW  - mandatory computer science foundations
KW  - concept of algorithm
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64534
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 99
EP  - 110
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Reffay, Christophe
A1  - Miled, Mahdi
A1  - Ortiz, Pascal
A1  - Février, Loic
T1  - An epistemic hypermedia to learn python as a resource for an introductory course for algorithmic in France
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - We launched an original large-scale experiment concerning informatics learning in French high schools. We are using the France-IOI platform to federate resources and share observation for research. The first step is the implementation of an adaptive hypermedia based on very fine grain epistemic modules for Python programming learning. We define the necessary traces to be built in order to study the trajectories of navigation the pupils will draw across this hypermedia. It may be browsed by pupils either as a course support, or an extra help to solve the list of exercises (mainly for algorithmics discovery). By leaving the locus of control to the learner, we want to observe the different trajectories they finally draw through our system. These trajectories may be abstracted and interpreted as strategies and then compared for their relative efficiency. Our hypothesis is that learners have different profiles and may use the appropriate strategy accordingly. This paper presents the research questions, the method and the expected results.
KW  - Adaptive hypermedia
KW  - Navigation
KW  - Programming learning
KW  - Pytho n
KW  - Trajectories
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64545
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 111
EP  - 118
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Grgurina, Nataša
T1  - Computational thinking in Dutch secondary education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - We shall examine the Pedagogical Content Knowledge (PCK) of Computer Science (CS) teachers concerning students’ Computational Thinking (CT) problem solving skills within the context of a CS course in Dutch secondary education and thus obtain an operational definition of CT and ascertain appropriate teaching methodology. Next we shall develop an instrument to assess students’ CT and design a curriculum intervention geared toward teaching and improving students’ CT problem solving skills and competences. As a result, this research will yield an operational definition of CT, knowledge about CT PCK, a CT assessment instrument and teaching materials and accompanying teacher instructions. It shall contribute to CS teacher education, development of CT education and to education in other (STEM) subjects where CT plays a supporting role, both nationally and internationally.
KW  - computational thinking
KW  - situated learning
KW  - engaged computing
KW  - computer science
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64556
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 119
EP  - 123
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weise, Martin
T1  - A model for teaching informatics to German secondary school students in English-language bilingual education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Informatics as a school subject has been virtually absent from bilingual education programs in German secondary schools. Most bilingual programs in German secondary education started out by focusing on subjects from the field of social sciences. Teachers and bilingual curriculum experts alike have been regarding those as the most suitable subjects for bilingual instruction – largely due to the intercultural perspective that a bilingual approach provides. And though one cannot deny the gain that ensues from an intercultural perspective on subjects such as history or geography, this benefit is certainly not limited to social science subjects. In consequence, bilingual curriculum designers have already begun to include other subjects such as physics or chemistry in bilingual school programs. It only seems a small step to extend this to informatics. This paper will start out by addressing potential benefits of adding informatics to the range of subjects taught as part of English-language bilingual programs in German secondary education. In a second step it will sketch out a methodological (= didactical) model for teaching informatics to German learners through English. It will then provide two items of hands-on and tested teaching material in accordance with this model. The discussion will conclude with a brief outlook on the chances and prerequisites of firmly establishing informatics as part of bilingual school curricula in Germany.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64568
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 127
EP  - 137
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Bellettini, Carlo
A1  - Lonati, Violetta
A1  - Malchiodi, Dario
A1  - Monga, Mattia
A1  - Morpurgo, Anna
A1  - Torelli, Mauro
T1  - What you see is what you have in mind
BT  - constructing mental models for formatted text processing
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - In this paper we report on our experiments in teaching computer science concepts with a mix of tangible and abstract object manipulations. The goal we set ourselves was to let pupils discover the challenges one has to meet to automatically manipulate formatted text. We worked with a group of 25 secondary school pupils (9-10th grade), and they were actually able to “invent” the concept of mark-up language. From this experiment we distilled a set of activities which will be replicated in other classes (6th grade) under the guidance of maths teachers.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64612
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 139
EP  - 147
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Planteu, Lukas
A1  - Standl, Bernhard
A1  - Grossmann, Wilfried
A1  - Neuwirth, Erich
T1  - Integrating school practice in Austrian teacher education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - We present a concept of better integration of practical teaching in student teacher education in Computer Science. As an introduction to the workshop different possible scenarios are discussed on the basis of examples. Afterwards workshop participants will have the opportunity to discuss the application of the aconcepts in other settings.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64628
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 151
EP  - 152
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Berg, Gregor
T1  - Virtual prototypes for the model-based elicitation and validation of collaborative scenarios
T1  - Virtuelle Prototypen für die Modellbasierte Erhebung und Validierung kollaborativer Szenarien
N2  - Requirements engineers have to elicit, document, and validate how stakeholders act and interact to achieve their common goals in collaborative scenarios. Only after gathering all information concerning who interacts with whom to do what and why, can a software system be designed and realized which supports the stakeholders to do their work. To capture and structure requirements of different (groups of) stakeholders, scenario-based approaches have been widely used and investigated. Still, the elicitation and validation of requirements covering collaborative scenarios remains complicated, since the required information is highly intertwined, fragmented, and distributed over several stakeholders. Hence, it can only be elicited and validated collaboratively. In times of globally distributed companies, scheduling and conducting workshops with groups of stakeholders is usually not feasible due to budget and time constraints. Talking to individual stakeholders, on the other hand, is feasible but leads to fragmented and incomplete stakeholder scenarios. Going back and forth between different individual stakeholders to resolve this fragmentation and explore uncovered alternatives is an error-prone, time-consuming, and expensive task for the requirements engineers. While formal modeling methods can be employed to automatically check and ensure consistency of stakeholder scenarios, such methods introduce additional overhead since their formal notations have to be explained in each interaction between stakeholders and requirements engineers. Tangible prototypes as they are used in other disciplines such as design, on the other hand, allow designers to feasibly validate and iterate concepts and requirements with stakeholders. This thesis proposes a model-based approach for prototyping formal behavioral specifications of stakeholders who are involved in collaborative scenarios. By simulating and animating such specifications in a remote domain-specific visualization, stakeholders can experience and validate the scenarios captured so far, i.e., how other stakeholders act and react. This interactive scenario simulation is referred to as a model-based virtual prototype. Moreover, through observing how stakeholders interact with a virtual prototype of their collaborative scenarios, formal behavioral specifications can be automatically derived which complete the otherwise fragmented scenarios. This, in turn, enables requirements engineers to elicit and validate collaborative scenarios in individual stakeholder sessions – decoupled, since stakeholders can participate remotely and are not forced to be available for a joint session at the same time. This thesis discusses and evaluates the feasibility, understandability, and modifiability of model-based virtual prototypes. Similarly to how physical prototypes are perceived, the presented approach brings behavioral models closer to being tangible for stakeholders and, moreover, combines the advantages of joint stakeholder sessions and decoupled sessions.
N2  - Anforderungsingenieure erheben, dokumentieren und validieren wie Bedarfsträger in einzelnen und gemeinsamen Aktivitäten die Ziele ihrer kollaborativen Szenarios erreichen. Auf Grundlage von Angaben darüber, wer warum mit wem zusammen was erledigt, kann anschließend ein Softwaresystem spezifiziert und umgesetzt werden, welches die Bedarfsträger bei der Durchführung ihrer Abläufe unterstützt. Um Anforderungen verschiedener (Gruppen von) Bedarfsträger zu erfassen und zu strukturieren, werden szenariobasierte Ansätze genutzt und erforscht. Die Erhebung und Validierung von Anforderungen, die kollaborative Szenarios abdecken, ist dennoch kompliziert, da derartige Informationen hochgradig verknüpft, fragmentiert und über mehrere Bedarfsträger verteilt sind, wodurch sie nur in Gruppensitzungen effizient erhoben und validiert werden können. In Zeiten global verteilter Firmen ist die Planung und Durchführung solcher Workshops mit Gruppen von Bedarfsträgern nur selten praktikabel. Mit einzelnen Bedarfsträgern zu sprechen ist hingegen oft realisierbar, führt aber zu fragmentierten, unvollständigen Szenariobeschreibungen. Durch eine Vielzahl von Einzelgesprächen mit wechselnden Bedarfsträgern kann diese Fragmentierung aufgelöst werden – dies ist aber eine fehleranfällige und zeitaufwändige Aufgabe. Zwar bieten formale Modellierungsmethoden z.B. automatische Konsistenzchecks für Szenarios, doch führen derartige Methoden zu Mehraufwand in allen Gesprächen mit Bedarfsträgern, da diesen die verwendeten formalen Notationen jedes Mal erläutert werden müssen. Handfeste Prototypen, wie sie in anderen Disziplinen eingesetzt werden, ermöglichen es Designern, ihre Konzepte und erhobenen Anforderungen ohne viel Aufwand mit Bedarfsträgern zu validieren und zu iterieren. In dieser Dissertation wird ein modellbasierter Generierungsansatz vorgeschlagen, der kollaborative Szenarios prototypisch auf Grundlage von formalen Verhaltensmodellen für die beteiligten Bedarfsträger darstellt. Durch die Simulation dieses Verhaltens und dessen Animation innerhalb einer webbasierten, domänenspezifischen Visualisierung, können Bedarfsträger diese Modelle erleben und die bisher erfassten Szenarios validieren. Eine derartige interaktive Szenariosimulation wird als modellbasierter virtueller Prototyp bezeichnet. Basierend auf den Interaktionen zwischen Bedarfsträgern und einem virtuellen Prototypen ihrer Szenarios können zudem formale Verhaltensspezifikationen automatisch abgeleitet werden, die wiederum die fragmentierten kollaborativen Szenarios vervollständigen. Dies ermöglicht es den Anforderungsingenieuren, die kollaborativen Szenarios in individuellen Sitzungen mit einzelnen Bedarfsträgern zu erheben und zu validieren – entkoppelt voneinander, da Bedarfsträger webbasiert teilnehmen können und dabei nicht darauf angewiesen sind, dass andere Bedarfsträger ebenfalls in der gleichen Sitzung teilnehmen. Diese Dissertation diskutiert und evaluiert die Machbarkeit, Verständlichkeit sowie die Änderbarkeit der modellbasierten virtuellen Prototypen. Auf die gleiche Art wie physikalische Prototypen wahrgenommen werden, erlaubt es der vorgestellte Ansatz, Verhaltensmodelle für Bedarfsträger erlebbar zu machen und so die Vorteile von Gruppensitzungen mit denen entkoppelter Sitzungen zu verbinden.
KW  - requirements engineering
KW  - behavioral specification
KW  - interactive simulation
KW  - model-based prototyping
KW  - rapid prototyping
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-69729
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rogge-Solti, Andreas
T1  - Probabilistic Estimation of Unobserved Process Events
T1  - Probabilistische Abschätzung Unbeobachteter Prozessereignisse
N2  - Organizations try to gain competitive advantages, and to increase customer satisfaction. To ensure the quality and efficiency of their business processes, they perform business process management. An important part of process management that happens on the daily operational level is process controlling. A prerequisite of controlling is process monitoring, i.e., keeping track of the performed activities in running process instances. Only by process monitoring can business analysts detect delays and react to deviations from the expected or guaranteed performance of a process instance. To enable monitoring, process events need to be collected from the process environment. When a business process is orchestrated by a process execution engine, monitoring is available for all orchestrated process activities. Many business processes, however, do not lend themselves to automatic orchestration, e.g., because of required freedom of action. This situation is often encountered in hospitals, where most business processes are manually enacted. Hence, in practice it is often inefficient or infeasible to document and monitor every process activity. Additionally, manual process execution and documentation is prone to errors, e.g., documentation of activities can be forgotten. Thus, organizations face the challenge of process events that occur, but are not observed by the monitoring environment. These unobserved process events can serve as basis for operational process decisions, even without exact knowledge of when they happened or when they will happen. An exemplary decision is whether to invest more resources to manage timely completion of a case, anticipating that the process end event will occur too late. This thesis offers means to reason about unobserved process events in a probabilistic way. We address decisive questions of process managers (e.g., "when will the case be finished?", or "when did we perform the activity that we forgot to document?") in this thesis. As main contribution, we introduce an advanced probabilistic model to business process management that is based on a stochastic variant of Petri nets. We present a holistic approach to use the model effectively along the business process lifecycle. Therefore, we provide techniques to discover such models from historical observations, to predict the termination time of processes, and to ensure quality by missing data management. We propose mechanisms to optimize configuration for monitoring and prediction, i.e., to offer guidance in selecting important activities to monitor. An implementation is provided as a proof of concept. For evaluation, we compare the accuracy of the approach with that of state-of-the-art approaches using real process data of a hospital. Additionally, we show its more general applicability in other domains by applying the approach on process data from logistics and finance.
N2  - Unternehmen versuchen Wettbewerbsvorteile zu gewinnen und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen. Um die Qualität und die Effizienz ihrer Prozesse zu gewährleisten, wenden Unternehmen Geschäftsprozessmanagement an. Hierbei spielt die Prozesskontrolle im täglichen Betrieb eine wichtige Rolle. Prozesskontrolle wird durch Prozessmonitoring ermöglicht, d.h. durch die Überwachung des Prozessfortschritts laufender Prozessinstanzen. So können Verzögerungen entdeckt und es kann entsprechend reagiert werden, um Prozesse wie erwartet und termingerecht beenden zu können. Um Prozessmonitoring zu ermöglichen, müssen prozessrelevante Ereignisse aus der Prozessumgebung gesammelt und ausgewertet werden. Sofern eine Prozessausführungsengine die Orchestrierung von Geschäftsprozessen übernimmt, kann jede Prozessaktivität überwacht werden. Aber viele Geschäftsprozesse eignen sich nicht für automatisierte Orchestrierung, da sie z.B. besonders viel Handlungsfreiheit erfordern. Dies ist in Krankenhäusern der Fall, in denen Geschäftsprozesse oft manuell durchgeführt werden. Daher ist es meist umständlich oder unmöglich, jeden Prozessfortschritt zu erfassen. Zudem ist händische Prozessausführung und -dokumentation fehleranfällig, so wird z.B. manchmal vergessen zu dokumentieren. Eine Herausforderung für Unternehmen ist, dass manche Prozessereignisse nicht im Prozessmonitoring erfasst werden. Solch unbeobachtete Prozessereignisse können jedoch als Entscheidungsgrundlage dienen, selbst wenn kein exaktes Wissen über den Zeitpunkt ihres Auftretens vorliegt. Zum Beispiel ist bei der Prozesskontrolle zu entscheiden, ob zusätzliche Ressourcen eingesetzt werden sollen, wenn eine Verspätung angenommen wird. Diese Arbeit stellt einen probabilistischen Ansatz für den Umgang mit unbeobachteten Prozessereignissen vor. Dabei werden entscheidende Fragen von Prozessmanagern beantwortet (z.B. "Wann werden wir den Fall beenden?", oder "Wann wurde die Aktivität ausgeführt, die nicht dokumentiert wurde?"). Der Hauptbeitrag der Arbeit ist die Einführung eines erweiterten probabilistischen Modells ins Geschäftsprozessmanagement, das auf stochastischen Petri Netzen basiert. Dabei wird ein ganzheitlicher Ansatz zur Unterstützung der einzelnen Phasen des Geschäftsprozesslebenszyklus verfolgt. Es werden Techniken zum Lernen des probabilistischen Modells, zum Vorhersagen des Zeitpunkts des Prozessendes, zum Qualitätsmanagement von Dokumentationen durch Erkennung fehlender Einträge, und zur Optimierung von Monitoringkonfigurationen bereitgestellt. Letztere dient zur Auswahl von relevanten Stellen im Prozess, die beobachtet werden sollten. Diese Techniken wurden in einer quelloffenen prototypischen Anwendung implementiert. Zur Evaluierung wird der Ansatz mit existierenden Alternativen an echten Prozessdaten eines Krankenhauses gemessen. Die generelle Anwendbarkeit in weiteren Domänen wird examplarisch an Prozessdaten aus der Logistik und dem Finanzwesen gezeigt.
KW  - Geschäftsprozessmanagement
KW  - stochastische Petri Netze
KW  - Bayessche Netze
KW  - Probabilistische Modelle
KW  - Vorhersage
KW  - Fehlende Daten
KW  - Process Mining
KW  - business process management
KW  - stochastic Petri nets
KW  - Bayesian networks
KW  - probabilistic models
KW  - prediction
KW  - missing data
KW  - process mining
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70426
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ahmad, Nadeem
T1  - People centered HMI’s for deaf and functionally illiterate users
T1  - Menschen zentrierte Mensch-Maschine-Schnittstellen für Schwerhörige und ungeschulte Anwender
N2  - The objective and motivation behind this research is to provide applications with easy-to-use interfaces to communities of deaf and functionally illiterate users, which enables them to work without any human assistance. Although recent years have witnessed technological advancements, the availability of technology does not ensure accessibility to information and communication technologies (ICT). Extensive use of text from menus to document contents means that deaf or functionally illiterate can not access services implemented on most computer software. Consequently, most existing computer applications pose an accessibility barrier to those who are unable to read fluently. Online technologies intended for such groups should be developed in continuous partnership with primary users and include a thorough investigation into their limitations, requirements and usability barriers. In this research, I investigated existing tools in voice, web and other multimedia technologies to identify learning gaps and explored ways to enhance the information literacy for deaf and functionally illiterate users. I worked on the development of user-centered interfaces to increase the capabilities of deaf and low literacy users by enhancing lexical resources and by evaluating several multimedia interfaces for them. The interface of the platform-independent Italian Sign Language (LIS) Dictionary has been developed to enhance the lexical resources for deaf users. The Sign Language Dictionary accepts Italian lemmas as input and provides their representation in the Italian Sign Language as output. The Sign Language dictionary has 3082 signs as set of Avatar animations in which each sign is linked to a corresponding Italian lemma. I integrated the LIS lexical resources with MultiWordNet (MWN) database to form the first LIS MultiWordNet(LMWN). LMWN contains information about lexical relations between words, semantic relations between lexical concepts (synsets), correspondences between Italian and sign language lexical concepts and semantic fields (domains). The approach enhances the deaf users’ understanding of written Italian language and shows that a relatively small set of lexicon can cover a significant portion of MWN. Integration of LIS signs with MWN made it useful tool for computational linguistics and natural language processing. The rule-based translation process from written Italian text to LIS has been transformed into service-oriented system. The translation process is composed of various modules including parser, semantic interpreter, generator, and spatial allocation planner. This translation procedure has been implemented in the Java Application Building Center (jABC), which is a framework for extreme model driven design (XMDD). The XMDD approach focuses on bringing software development closer to conceptual design, so that the functionality of a software solution could be understood by someone who is unfamiliar with programming concepts. The transformation addresses the heterogeneity challenge and enhances the re-usability of the system. For enhancing the e-participation of functionally illiterate users, two detailed studies were conducted in the Republic of Rwanda. In the first study, the traditional (textual) interface was compared with the virtual character-based interactive interface. The study helped to identify usability barriers and users evaluated these interfaces according to three fundamental areas of usability, i.e. effectiveness, efficiency and satisfaction. In another study, we developed four different interfaces to analyze the usability and effects of online assistance (consistent help) for functionally illiterate users and compared different help modes including textual, vocal and virtual character on the performance of semi-literate users. In our newly designed interfaces the instructions were automatically translated in Swahili language. All the interfaces were evaluated on the basis of task accomplishment, time consumption, System Usability Scale (SUS) rating and number of times the help was acquired. The results show that the performance of semi-literate users improved significantly when using the online assistance. The dissertation thus introduces a new development approach in which virtual characters are used as additional support for barely literate or naturally challenged users. Such components enhanced the application utility by offering a variety of services like translating contents in local language, providing additional vocal information, and performing automatic translation from text to sign language. Obviously, there is no such thing as one design solution that fits for all in the underlying domain. Context sensitivity, literacy and mental abilities are key factors on which I concentrated and the results emphasize that computer interfaces must be based on a thoughtful definition of target groups, purposes and objectives.
N2  - Das Ziel und die Motivation hinter dieser Forschungsarbeit ist es, Anwendungen mit benutzerfreundlichen Schnittstellen für Gehörlose und Analphabeten bereitzustellen, welche es ihnen ermöglichen ohne jede menschliche Unterstützung zu arbeiten. Obwohl es in den letzten Jahren technologische Fortschritte gab, garantiert allein die Verfügbarkeit von Technik nicht automatisch die Zugänglichkeit zu Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Umfangreiche Verwendung von Texten in Menüs bis hin zu Dokumenten führen dazu, dass Gehörlose und funktionale Analphabeten auf diese Dienste, die auf Computersystemen existieren, nicht zugreifen können. Folglich stellen die meisten bestehenden EDV-Anwendungen für diejenigen eine Hürde dar, die nicht fließend lesen können. Onlinetechnologien für solche Art von Gruppen sollten in kontinuierlichem Austausch mit den Hauptnutzern entwickelt werden und gründliche Untersuchung ihrer Einschränkungen, Anforderungen und Nutzungsbarrieren beinhalten. In dieser Forschungsarbeit untersuche ich vorhandene Tools im Bereich von Sprach-, Web- und anderen Multimedia-Technologien, um Lernlücken zu identifizieren und Wege zu erforschen, welche die Informationsalphabetisierung für Gehörlose und Analphabeten erweitert. Ich arbeitete an der Entwicklung einer nutzerzentrierten Schnittstelle, um die Fähigkeiten von Gehörlosen und Nutzern mit schlechter Alphabetisierung durch Verbesserung der lexikalischen Ressourcen und durch Auswertung mehrerer Multimediaschnittstellen zu erhöhen. Die Schnittstelle des plattformunabhängigen, italienischen Gebärdensprachen (LIS) Wörterbuches wurde entwickelt, um die lexikalischen Quellen für gehörlose Anwender zu verbessern. Ich integriere die LIS-lexikalischen Ressourcen mit der MultiWordNet (MWN)-Datenbank, um das erste LIS MultiWordNet (LMWN) zu bilden. LMWN enthält Informationen über lexikalische Beziehungen zwischen Wörtern, semantische Beziehungen zwischen lexikalischen Konzepten (Synsets), Gemeinsamkeiten zwischen italienischer und Gebärdensprache-lexikalischen Konzepten und semantischen Feldern (Domänen). Der Ansatz erhöht das Verständnis der tauben Nutzer geschriebene, italienischen Sprache zu verstehen und zeigt, dass ein relativ kleiner Satz an Lexika den wesentlichen Teil der MWN abdecken kann. Die Integration von LIS-Zeichen mit MWN machte es zu einem nützlichen Werkzeug für Linguistik und Sprachverarbeitung. Der regelbasierte Übersetzungsprozess von geschriebenem, italienischem Text zu LIS wurde in ein Service-orientiertes System überführt. Der Übersetzungsprozess besteht aus verschiedenen Modulen, einschließlich einem Parser, einem semantischen Interpreter, einem Generator und einem räumlichen Zuordnungs-Planer. Diese Übersetzungsprozedur wurde im Java Application Building Center (jABC) implementiert, welches ein Framework für das eXtrem Model Driven Design (XMDD) ist. Der XMDD-Ansatz konzentriert sich darauf die Softwareentwicklung näher zum konzeptionellen Design zu bringen, sodass die Funktionalität einer Softwarelösung von jemandem verstanden werden kann, der mit Programmierkonzepten unvertraut ist. Die Transformation richtet sich an die heterogene Herausforderung und verbessert die Wiederverwendbarkeit des Systems. Zur Verbesserung der E-Partizipation der funktionalen Analphabeten wurden zwei detaillierte Studien in der Republik Ruanda durchgeführt. In der ersten Studie wurde die traditionelle, textuelle Schnittstelle mit der virtuellen, charakterbasierten, interaktiven Schnittstelle verglichen. Diese Studie hat dazu beigetragen Barrieren der Benutzerfreundlichkeit zu identifizieren. Anwender evaluierten die Schnittstellen bezüglich drei grundlegender Bereiche der Benutzerfreundlichkeit: Effektivität, Effizienz und Zufriedenstellung bei der Problemlösung. In einer anderen Studie entwickelten wir vier verschiedene Schnittstellen, um die Benutzerfreundlichkeit und die Effekte der Online-Hilfe (konsequente Hilfe) für funktionale Analphabeten zu analysieren und verglichen verschiedene Hilfsmodi (einschließlich zusätzlicher Textinformationen, Audio-Unterstützung und mit Hilfe eines virtuellen Charakters) bezüglich der Verbesserung der Leistungsfähigkeit von teilweisen Analphabeten, um ihre Zielstellung zu erreichen. In unseren neu gestalteten Schnittstellen wurden Anweisungen automatisch in die Swahili Sprache übersetzt. Alle Schnittstellen wurden auf der Grundlage der Aufgabenbewältigung, des Zeitaufwands, der System Usability Scale (SUS) Rate und der Anzahl der Hilfegesuche bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Leistungsfähigkeit der teilweisen Analphabeten bei Nutzung der Online-Hilfe signifikant verbessert wurde. Diese Dissertation stellt somit einen neuen Entwicklungsansatz dar, bei welchem virtuelle Charaktere als zusätzliche Unterstützung genutzt werden, um Nutzer, die kaum lesen können oder sonstig eingeschränkt sind, zu unterstützen. Solche Komponenten erweitern die Anwendungsnutzbarkeit indem sie eine Vielzahl von Diensten wie das Übersetzen von Inhalten in eine Landessprache, das Bereitstellen von zusätzlichen akustisch, gesprochenen Informationen und die Durchführung einer automatischen Übersetzung von Text in Gebärdensprache bereitstellen. Offensichtlich gibt ist keine One Design-Lösung, die für alle zugrundeliegenden Domänen passt. Kontextsensitivität, Alphabetisierung und geistigen Fähigkeiten sind Schlüsselfaktoren, auf welche ich mich konzentriere. Die Ergebnisse unterstreichen, dass Computerschnittstellen auf einer exakten Definition der Zielgruppen, dem Zweck und den Zielen basieren müssen.
KW  - Mensch-Computer-Interaktion
KW  - assistive Technologien
KW  - HCI
KW  - user interfaces
KW  - sign language
KW  - online assistance
KW  - assistive technologies
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70391
ER  - 
TY  - THES
A1  - Köhlmann, Wiebke
T1  - Zugänglichkeit virtueller Klassenzimmer für Blinde
N2  - E-Learning-Anwendungen bieten Chancen für die gesetzlich vorgeschriebene Inklusion von Lernenden mit Beeinträchtigungen. Die gleichberechtigte Teilhabe von blinden Lernenden an Veranstaltungen in virtuellen Klassenzimmern ist jedoch durch den synchronen, multimedialen Charakter und den hohen Informationsumfang dieser Lösungen kaum möglich. 

Die vorliegende Arbeit untersucht die Zugänglichkeit virtueller Klassenzimmer für blinde Nutzende, um eine möglichst gleichberechtigte Teilhabe an synchronen, kollaborativen Lernszenarien zu ermöglichen. Im Rahmen einer Produktanalyse werden dazu virtuelle Klassenzimmer auf ihre Zugänglichkeit und bestehende Barrieren untersucht und Richtlinien für die zugängliche Gestaltung von virtuellen Klassenzimmern definiert. Anschließend wird ein alternatives Benutzungskonzept zur Darstellung und Bedienung virtueller Klassenzimmer auf einem zweidimensionalen taktilen Braille-Display entwickelt, um eine möglichst gleichberechtigte Teilhabe blinder Lernender an synchronen Lehrveranstaltungen zu ermöglichen. Nach einer ersten Evaluation mit blinden Probanden erfolgt die prototypische Umsetzung des Benutzungskonzepts für ein Open-Source-Klassenzimmer. Die abschließende Evaluation der prototypischen Umsetzung zeigt die Verbesserung der Zugänglichkeit von virtuellen Klassenzimmern für blinde Lernende unter Verwendung eines taktilen Flächendisplays und bestätigt die Wirksamkeit der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Konzepte.
Y1  - 2016
SN  - 978-3-8325-4273-3
PB  - Logos
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ehlenz, Matthias
A1  - Bergner, Nadine
A1  - Schroeder, Ulrik
T1  - Synergieeffekte zwischen Fach- und Lehramtsstudierenden in Softwarepraktika
JF  - Commentarii informaticae didacticae (CID)
N2  - Dieser Beitrag diskutiert die Konzeption eines Software-Projektpraktikums im Bereich E-Learning, welches Lehramts- und Fachstudierenden der Informatik ermöglicht, voneinander zu profitieren und praxisrelevante Ergebnisse generiert. Vorbereitungen, Organisation und Durchführung werden vorgestellt und diskutiert. Den Abschluss bildet ein Ausblick auf die Fortführung des Konzepts und den Ausbau des Forschungsgebietes.
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94875
SN  - 978-3-86956-376-3
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 10
SP  - 99
EP  - 102
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dennert-Möller, Elisabeth
A1  - Garmann, Robert
T1  - Das „Startprojekt“
BT  - Entwicklung überfachlicher Kompetenzen von Anfang an
JF  - Commentarii informaticae didacticae (CID)
N2  - Absolventinnen und Absolventen unserer Informatik-Bachelorstudiengänge benötigen für kompetentes berufliches Handeln sowohl fachliche als auch überfachliche Kompetenzen. Vielfach verlangen wir von Erstsemestern in Grundlagen-Lehrveranstaltungen fast ausschließlich den Aufbau von Fachkompetenz und vernachlässigen dabei häufig Selbstkompetenz, Methodenkompetenz und Sozialkompetenz. Gerade die drei letztgenannten sind für ein erfolgreiches Studium unabdingbar und sollten von Anfang an entwickelt werden. Wir stellen unser „Startprojekt“ als einen Beitrag vor, im ersten Semester die eigenverantwortliche, überfachliche Kompetenzentwicklung in einem fachlichen Kontext zu fördern.
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94780
SN  - 978-3-86956-376-3
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 10
SP  - 11
EP  - 23
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kujath, Bertold
T1  - Lernwirksamkeits- und Zielgruppenanalyse für ein Lehrvideo zum informatischen Problemlösen
JF  - Commentarii informaticae didacticae (CID)
N2  - Aus einer Vergleichsstudie mit starken und schwachen Problemlösern konnten Erkenntnisse über die effizienten Herangehensweisen von Hochleistern an Informatikprobleme gewonnen werden. Diese Erkenntnisse wurden in einem Lehrvideo zum informatischen Problemlösen didaktisch aufgearbeitet, sodass Lernenden der Einsatz von Baumstrukturen und Rekursion im konkreten Kontext gezeigt werden kann. Nun wurde die tatsächliche Lernwirksamkeit des Videos sowie die Definition der Zielgruppe in einer Vergleichsstudie mit 66 Studienanfängern überprüft.
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94797
SN  - 978-3-86956-376-3
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 10
SP  - 25
EP  - 39
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Zscheyge, Oliver
A1  - Weicker, Karsten
T1  - Werkzeugunterstützung bei der Vermittlung der Grundlagen wissenschaftlichen Schreibens
JF  - Commentarii informaticae didacticae (CID)
N2  - Der Unterricht großer Studierendengruppen im wissenschaftlichen Schreiben birgt vielfältige organisatorische Herausforderungen und eine zeitintensive Betreuung durch die Dozenten. Diese Arbeit stellt ein Lehrkonzept mit Peer-Reviews vor, in dem das Feedback der Peers durch eine automatisierte Analyse ergänzt wird. Die Software Confopy liefert metrik- und strukturbasierte Hinweise für die Verbesserung des wissenschaftlichen Schreibstils. Der Nutzen von Confopy wird an 47 studentischen Arbeiten in Draft- und Final-Version illustriert.
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94814
SN  - 978-3-86956-376-3
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 10
SP  - 57
EP  - 68
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Böhne, Sebastian
A1  - Kreitz, Christoph
A1  - Knobelsdorf, Maria
T1  - Mathematisches Argumentieren und Beweisen mit dem Theorembeweiser Coq
JF  - Commentarii informaticae didacticae (CID)
N2  - Informatik-Studierende haben in der Mehrzahl Schwierigkeiten, einen Einstieg in die Theoretische
Informatik zu finden und die Leistungsanforderungen in den
Endklausuren der zugehörigen Lehrveranstaltungen zu erfüllen. Wir argumentieren, dass dieser Symptomatik mangelnde Kompetenzen im Umgang mit abstrakten und stark formalisierten Themeninhalten zugrunde liegen und schlagen vor, einen Beweisassistenten als interaktives Lernwerkzeug in der Eingangslehre der Theoretischen Informatik zu nutzen, um entsprechende Kompetenzen zu stärken.
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94824
SN  - 978-3-86956-376-3
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 10
SP  - 69
EP  - 80
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Steen, Alexander
A1  - Wisniewski, Max
A1  - Benzmüller, Christoph
T1  - Einsatz von Theorembeweisern in der Lehre
JF  - Commentarii informaticae didacticae (CID)
N2  - Dieser Beitrag diskutiert den Einsatz von interaktiven und automatischen Theorembeweisern in der universitären Lehre. Moderne Theorembeweiser scheinen geeignet zur Implementierung des dialogischen Lernens und als E-Assessment-Werkzeug in der Logikausbilding. Exemplarisch skizzieren wir ein innovaties Lehrprojekt zum Thema „Komputationale Metaphysik“, in dem die zuvor genannten Werkzeuge eingesetzt werden.
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94853
SN  - 978-3-86956-376-3
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 10
SP  - 81
EP  - 92
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gebhardt, Kai
T1  - Kooperative und kompetenzorientierte Übungen in der Softwaretechnik
JF  - Commentarii informaticae didacticae (CID)
N2  - Die Unterrichtsmethode Stationsarbeit kann verwendet werden, um Individualisierung und Differenzierung im Lernprozess zu ermöglichen. Dieser Beitrag schlägt Aufgabenformate vor, die in einer Stationsarbeit über das Klassendiagramm aus der Unified Modeling Language verwendet werden können. Die Aufgabenformate wurden bereits mit Studierenden erprobt.
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94867
SN  - 978-3-86956-376-3
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 10
SP  - 95
EP  - 98
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Neher, Dieter
A1  - Kniepert, Juliane
A1  - Elimelech, Arik
A1  - Koster, L. Jan Anton
T1  - A New Figure of Merit for Organic Solar Cells with Transport-limited Photocurrents
JF  - Scientific reports
N2  - Compared to their inorganic counterparts, organic semiconductors suffer from relatively low charge carrier mobilities. Therefore, expressions derived for inorganic solar cells to correlate characteristic performance parameters to material properties are prone to fail when applied to organic devices. This is especially true for the classical Shockley-equation commonly used to describe current-voltage (JV)-curves, as it assumes a high electrical conductivity of the charge transporting material. Here, an analytical expression for the JV-curves of organic solar cells is derived based on a previously published analytical model. This expression, bearing a similar functional dependence as the Shockley-equation, delivers a new figure of merit α to express the balance between free charge recombination and extraction in low mobility photoactive materials. This figure of merit is shown to determine critical device parameters such as the apparent series resistance and the fill factor.
KW  - Electronic and spintronic devices
KW  - Semiconductors
Y1  - 2016
U6  - https://doi.org/10.1038/srep24861
SN  - 2045-2322
VL  - 6
PB  - Nature Publishing Group
CY  - London
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Neher, Dieter
A1  - Kniepert, Juliane
A1  - Elimelech, Arik
A1  - Koster, L. Jan Anton
T1  - A New Figure of Merit for Organic Solar Cells with Transport-limited Photocurrents
N2  - Compared to their inorganic counterparts, organic semiconductors suffer from relatively low charge carrier mobilities. Therefore, expressions derived for inorganic solar cells to correlate characteristic performance parameters to material properties are prone to fail when applied to organic devices. This is especially true for the classical Shockley-equation commonly used to describe current-voltage (JV)-curves, as it assumes a high electrical conductivity of the charge transporting material. Here, an analytical expression for the JV-curves of organic solar cells is derived based on a previously published analytical model. This expression, bearing a similar functional dependence as the Shockley-equation, delivers a new figure of merit α to express the balance between free charge recombination and extraction in low mobility photoactive materials. This figure of merit is shown to determine critical device parameters such as the apparent series resistance and the fill factor.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 225 
KW  - Electronic and spintronic devices
KW  - Semiconductors
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-91414
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wätzoldt, Sebastian
T1  - Modeling collaborations in adaptive systems of systems
T1  - Modellierung von Kollaborationen für adaptive Systeme von Systemen
N2  - Recently, due to an increasing demand on functionality and flexibility, beforehand isolated systems have become interconnected to gain powerful adaptive Systems of Systems (SoS) solutions with an overall robust, flexible and emergent behavior. The adaptive SoS comprises a variety of different system types ranging from small embedded to adaptive cyber-physical systems. On the one hand, each system is independent, follows a local strategy and optimizes its behavior to reach its goals. On the other hand, systems must cooperate with each other to enrich the overall functionality to jointly perform on the SoS level reaching global goals, which cannot be satisfied by one system alone. Due to difficulties of local and global behavior optimizations conflicts may arise between systems that have to be solved by the adaptive SoS.

This thesis proposes a modeling language that facilitates the description of an adaptive SoS by considering the adaptation capabilities in form of feedback loops as first class entities. Moreover, this thesis adopts the Models@runtime approach to integrate the available knowledge in the systems as runtime models into the modeled adaptation logic. Furthermore, the modeling language focuses on the description of system interactions within the adaptive SoS to reason about individual system functionality and how it emerges via collaborations to an overall joint SoS behavior. Therefore, the modeling language approach enables the specification of local adaptive system behavior, the integration of knowledge in form of runtime models and the joint interactions via collaboration to place the available adaptive behavior in an overall layered, adaptive SoS architecture.

Beside the modeling language, this thesis proposes analysis rules to investigate the modeled adaptive SoS, which enables the detection of architectural patterns as well as design flaws and pinpoints to possible system threats. Moreover, a simulation framework is presented, which allows the direct execution of the modeled SoS architecture. Therefore, the analysis rules and the simulation framework can be used to verify the interplay between systems as well as the modeled adaptation effects within the SoS. This thesis realizes the proposed concepts of the modeling language by mapping them to a state of the art standard from the automotive domain and thus, showing their applicability to actual systems. Finally, the modeling language approach is evaluated by remodeling up to date research scenarios from different domains, which demonstrates that the modeling language concepts are powerful enough to cope with a broad range of existing research problems.
N2  - Seit einiger Zeit führen ein ansteigender Bedarf nach erweiterter Systemfunktionalität und deren flexible Verwendung zu vernetzten Systemen, die sich zu einem übergeordneten adaptiven System von Systemen (SoS) zusammenschließen. Dieser SoS Zusammenschluss zeigt ein gewünschtes, robustes und flexibles Gesamtverhalten, welches sich aus der Funktionalität der einzelnen Systeme zusammensetzt. Das SoS beinhaltet eine Vielzahl von verschiedenen Systemarten, die sich von eingebetteten bis hin zu Cyber-Physical Systems erstrecken. Einerseits optimiert jedes einzelne System sein Verhalten bezüglich lokaler Ziele. Anderseits müssen die Systeme miteinander interagieren, um neue, zusammengesetzte Funktionalitäten bereitzustellen und damit vorgegebene SoS Ziele zu erreichen, welche durch ein einzelnes System nicht erfüllt werden können. Die Schwierigkeit besteht nun darin, Konflikte zwischen lokalen und globalen Verhaltensstrategien zwischen Systemen innerhalb des SoS zu beseitigen.

Diese Doktorarbeit stellt eine Modellierungssprache vor, welche für die Beschreibung von adaptiven SoS geeignet ist. Dabei berücksichtigt die Modellierungssprache die Adaptionslogik des SoS in Form von periodischen Adaptationsschleifen als primäres Sprachkonstrukt. Außerdem übernimmt diese Arbeit den Models@runtime Ansatz, um verfügbares Systemwissen als Laufzeitmodelle in die Adaptationslogik des Systems zu integrieren. Weiterhin liegt der Fokus der Modellierungssprache auf der Beschreibung von Systeminteraktionen innerhalb des SoS. Dies ermöglicht Schlussfolgerungen von individuellem Systemverhalten sowie deren Aggregation zu kollaborativem Verhalten im Kontext von Systeminteraktionen im SoS. Damit unterstützt die entwickelte Modellierungssprache die Beschreibung von lokalem adaptivem Verhalten, die Integration von Wissen über die Modellierung von Laufzeitmodellen und Systeminteraktionen in Form von kollaborativem Verhalten. Alle drei Aspekte werden in die adaptive SoS Architektur integriert.

Neben der entwickelten Modellierungssprache führt diese Doktorarbeit Analyseregeln zur Untersuchung des modellierten SoS ein. Diese Regeln ermöglichen die Erkennung von Architekturmustern und möglichen Schwächen im Systementwurf. Zusätzlich wird eine Simulationsumgebung für die Modellierungssprache präsentiert, welche die direkte Ausführung von einer modellierten SoS Architektur erlaubt. Die Analyseregeln und die Simulationsumgebung dienen demnach sowohl der Verifizierung von Systeminteraktionen als auch der spezifizierten Adaptationslogik innerhalb des SoS. Die vorliegende Arbeit implementiert die vorgestellten Konzepte der Modellierungssprache durch deren Abbildung auf einen aktuellen Standard im Automobilbereich und zeigt damit die Anwendbarkeit der Sprache auf gegenwärtige Systeme. Zum Schluss findet eine Evaluierung der Modellierungssprache statt, wobei aktuelle Forschungsszenarien aus unterschiedlichen Bereichen erneut mit der vorgestellten Sprache modelliert werden. Dies zeigt, dass die Modellierungskonzepte geeignet sind, um weite Bereiche existierender Forschungsprobleme zu bewältigen.
KW  - deurema modeling language
KW  - adaptive systems
KW  - systems of systems
KW  - runtime models
KW  - feedback loop modeling
KW  - collaborations
KW  - Deurema Modellierungssprache
KW  - Kollaborationen
KW  - adaptive Systeme
KW  - Systeme von Systemen
KW  - Laufzeitmodelle
KW  - Feedback Loop Modellierung
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-97494
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Prasse, Paul
A1  - Gruben, Gerrit
A1  - Machlika, Lukas
A1  - Pevny, Tomas
A1  - Sofka, Michal
A1  - Scheffer, Tobias
T1  - Malware Detection by HTTPS Traffic Analysis
N2  - In order to evade detection by network-traffic analysis, a growing proportion of malware uses the encrypted HTTPS protocol. We explore the problem of detecting  malware on client computers based on HTTPS traffic analysis. In this setting, malware has to be detected based on the host IP address, ports, timestamp,  and data volume information of TCP/IP packets that are sent and received by all the applications on the client. We develop a scalable protocol that allows us to collect network flows of known malicious and benign applications as training data and derive a malware-detection method based on a neural networks and sequence classification. We study the method's ability to detect known and new, unknown malware in a large-scale empirical study.
KW  - machine learning
KW  - computer security
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100942
ER  - 
TY  - BOOK
ED  - Lambrecht, Anna-Lena
ED  - Margaria, Tizian
T1  - Process design for natural scientists
BT  - an agile model-driven approach
T3  - Communications in computer and information science ; 500
N2  - This book presents an agile and model-driven approach to manage scientific workflows. The approach is based on the Extreme Model Driven Design (XMDD) paradigm and aims at simplifying and automating the complex data analysis processes carried out by scientists in their day-to-day work. Besides documenting the impact the workflow modeling might have on the work of natural scientists, this book serves three major purposes: 1. It acts as a primer for practitioners who are interested to learn how to think in terms of services and workflows when facing domain-specific scientific processes. 2. It provides interesting material for readers already familiar with this kind of tools, because it introduces systematically both the technologies used in each case study and the basic concepts behind them. 3. As the addressed thematic field becomes increasingly relevant for lectures in both computer science and experimental sciences, it also provides helpful material for teachers that plan similar courses.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
PB  - Springer
CY  - Wiesbaden
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wust, Johannes
T1  - Mixed workload managment for in-memory databases
BT  - executing mixed workloads of enterprise applications with TAMEX
Y1  - 2015
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Teske, Daniel
T1  - Geocoder accuracy ranking
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - Finding an address on a map is sometimes tricky: the chosen map application may be unfamiliar with the enclosed region. There are several geocoders on the market, they have different databases and algorithms to compute the query. Consequently, the geocoding results differ in their quality. Fortunately the geocoders provide a rich set of metadata. The workflow described in this paper compares this metadata with the aim to find out which geocoder is offering the best-fitting coordinate for a given address.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 161
EP  - 174
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sens, Henriette
T1  - Web-Based map generalization tools put to the test: a jABC workflow
JF  - Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach
N2  - Geometric generalization is a fundamental concept in the digital mapping process. An increasing amount of spatial data is provided on the web as well as a range of tools to process it. This jABC workflow is used for the automatic testing of web-based generalization services like mapshaper.org by executing its functionality, overlaying both datasets before and after the transformation and displaying them visually in a .tif file. Mostly Web Services and command line tools are used to build an environment where ESRI shapefiles can be uploaded, processed through a chosen generalization service and finally visualized in Irfanview.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 175
EP  - 185
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Noack, Franziska
T1  - CREADED: Colored-Relief application for digital elevation data
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - In the geoinformatics field, remote sensing data is often used for analyzing the characteristics of the current investigation area. This includes DEMs, which are simple raster grids containing grey scales representing the respective elevation values. The project CREADED that is presented in this paper aims at making these monochrome raster images more significant and more intuitively interpretable. For this purpose, an executable interactive model for creating a colored and relief-shaded Digital Elevation Model (DEM) has been designed using the jABC framework. The process is based on standard jABC-SIBs and SIBs that provide specific GIS functions, which are available as Web services, command line tools and scripts.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 186
EP  - 199
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Respondek, Tobias
T1  - A workflow for computing potential areas for wind turbines
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - This paper describes the implementation of a workflow model for service-oriented computing of potential areas for wind turbines in jABC. By implementing a re-executable model the manual effort of a multi-criteria site analysis can be reduced. The aim is to determine the shift of typical geoprocessing tools of geographic information systems (GIS) from the desktop to the web. The analysis is based on a vector data set and mainly uses web services of the “Center for Spatial Information Science and Systems” (CSISS). This paper discusses effort, benefits and problems associated with the use of the web services.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
IS  - 500
SP  - 200
EP  - 215
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Scheele, Lasse
T1  - Location analysis for placing artificial reefs
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - Location analyses are among the most common tasks while working with spatial data and geographic information systems. Automating the most frequently used procedures is therefore an important aspect of improving their usability. In this context, this project aims to design and implement a workflow, providing some basic tools for a location analysis. For the implementation with jABC, the workflow was applied to the problem of finding a suitable location for placing an artificial reef. For this analysis three parameters (bathymetry, slope and grain size of the ground material) were taken into account, processed, and visualized with the The Generic Mapping Tools (GMT), which were integrated into the workflow as jETI-SIBs. The implemented workflow thereby showed that the approach to combine jABC with GMT resulted in an user-centric yet user-friendly tool with high-quality cartographic outputs.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 216
EP  - 228
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kind, Josephine
T1  - Creation of topographic maps
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - Location analyses are among the most common tasks while working with spatial data and geographic information systems. Automating the most frequently used procedures is therefore an important aspect of improving their usability. In this context, this project aims to design and implement a workflow, providing some basic tools for a location analysis. For the implementation with jABC, the workflow was applied to the problem of finding a suitable location for placing an artificial reef. For this analysis three parameters (bathymetry, slope and grain size of the ground material) were taken into account, processed, and visualized with the The Generic Mapping Tools (GMT), which were integrated into the workflow as jETI-SIBs. The implemented workflow thereby showed that the approach to combine jABC with GMT resulted in an user-centric yet user-friendly tool with high-quality cartographic outputs.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
IS  - 500
SP  - 229
EP  - 238
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Holler, Robin
T1  - GraffDok - a graffiti documentation application
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - GraffDok is an application helping to maintain an overview over sprayed images somewhere in a city. At the time of writing it aims at vandalism rather than at beautiful photographic graffiti in an underpass. Looking at hundreds of tags and scribbles on monuments, house walls, etc. it would be interesting to not only record them in writing but even make them accessible electronically, including images.
GraffDok’s workflow is simple and only requires an EXIF-GPS-tagged photograph of a graffito. It automatically determines its location by using reverse geocoding with the given GPS-coordinates and the Gisgraphy WebService. While asking the user for some more meta data, GraffDok analyses the image in parallel with this and tries to detect fore- and background – before extracting the drawing lines and make them stand alone. The command line based tool ImageMagick is used here as well as for accessing EXIF data.
Any meta data is written to csv-files, which will stay easily accessible and can be integrated in TeX-files as well. The latter ones are converted to PDF at the end of the workflow, containing a table about all graffiti and a summary for each – including the generated characteristic graffiti pattern image.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 239
EP  - 251
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Reso, Judith
ED  - Lambrecht, Anna-Lena
ED  - Margaria, Tiziana
T1  - Protein Classification Workflow
JF  - Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach
N2  - The protein classification workflow described in this report enables users to get information about a novel protein sequence automatically. The information is derived by different bioinformatic analysis tools which calculate or predict features of a protein sequence. Also, databases are used to compare the novel sequence with known proteins.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 65
EP  - 72
PB  - Springer Verlag
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schulze, Gunnar
T1  - Workflow for rapid metagenome analysis
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - Analyses of metagenomes in life sciences present new opportunities as well as challenges to the scientific community and call for advanced computational methods and workflows. The large amount of data collected from samples via next-generation sequencing (NGS) technologies render manual approaches to sequence comparison and annotation unsuitable. Rather, fast and efficient computational pipelines are needed to provide comprehensive statistics and summaries and enable the researcher to choose appropriate tools for more specific analyses. The workflow presented here builds upon previous pipelines designed for automated clustering and annotation of raw sequence reads obtained from next-generation sequencing technologies such as 454 and Illumina. Employing specialized algorithms, the sequence reads are processed at three different levels. First, raw reads are clustered at high similarity cutoff to yield clusters which can be exported as multifasta files for further analyses. Independently, open reading frames (ORFs) are predicted from raw reads and clustered at two strictness levels to yield sets of non-redundant sequences and ORF families. Furthermore, single ORFs are annotated by performing searches against the Pfam database
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 88
EP  - 100
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vierheller, Janine
ED  - Lambrecht, Anna-Lena
ED  - Margaria, Tiziana
T1  - Exploratory Data Analysis
JF  - Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach
N2  - In bioinformatics the term exploratory data analysis refers to different methods to get an overview of large biological data sets. Hence, it helps to create a framework for further analysis and hypothesis testing. The workflow facilitates this first important step of the data analysis created by high-throughput technologies. The results are different plots showing the structure of the measurements. The goal of the workflow is the automatization of the exploratory data analysis, but also the flexibility should be guaranteed. The basic tool is the free software R.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 110
EP  - 126
PB  - Axel Springer Verlag
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schütt, Christine
T1  - Identification of differentially expressed genes
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - With the jABC it is possible to realize workflows for numerous questions in different fields. The goal of this project was to create a workflow for the identification of differentially expressed genes. This is of special interest in biology, for it gives the opportunity to get a better insight in cellular changes due to exogenous stress, diseases and so on. With the knowledge that can be derived from the differentially expressed genes in diseased tissues, it becomes possible to find new targets for treatment.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 127
EP  - 139
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kuntzsch, Christian
T1  - Visualization of data transfer paths
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - A workflow for visualizing server connections using the Google Maps API was built in the jABC. It makes use of three basic services: An XML-based IP address geolocation web service, a command line tool and the Static Maps API. The result of the workflow is an URL leading to an image file of a map, showing server connections between a client and a target host.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 140
EP  - 148
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hibbe, Marcel
ED  - Lambrecht, Anna-Lena
ED  - Margaria, Tiziana
T1  - Spotlocator - Guess Where the Photo Was Taken!
JF  - Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach
N2  - Spotlocator is a game wherein people have to guess the spots of where photos were taken. The photos of a defined area for each game are from panoramio.com. They are published at http://spotlocator. drupalgardens.com with an ID. Everyone can guess the photo spots by sending a special tweet via Twitter that contains the hashtag #spotlocator, the guessed coordinates and the ID of the photo. An evaluation is published for all tweets. The players are informed about the distance to the real photo spots and the positions are shown on a map.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 149
EP  - 160
PB  - Springer Verlag
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Blaese, Leif
T1  - Data mining for unidentified protein squences
JF  - Process design for natural scientists: an agile model-driven approach
N2  - Through the use of next generation sequencing (NGS) technology, a lot of newly sequenced organisms are now available. Annotating those genes is one of the most challenging tasks in sequence biology. Here, we present an automated workflow to find homologue proteins, annotate sequences according to function and create a three-dimensional model.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 73
EP  - 87
PB  - Springer
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Lis, Monika
ED  - Lambrecht, Anna-Lena
ED  - Margaria, Tiziana
T1  - Constructing a Phylogenetic Tree
JF  - Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach
N2  - In this project I constructed a workflow that takes a DNA sequence as input and provides a phylogenetic tree, consisting of the input sequence and other sequences which were found during a database search. In this phylogenetic tree the sequences are arranged depending on similarities. In bioinformatics, constructing phylogenetic trees is often used to explore the evolutionary relationships of genes or organisms and to understand the mechanisms of evolution itself.
Y1  - 2014
SN  - 978-3-662-45005-5
SN  - 1865-0929
IS  - 500
SP  - 101
EP  - 109
PB  - Springer Verlag
CY  - Berlin
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Plattner, Hasso
A1  - Zeier, Alexander
T1  - In-Memory Data Management
BT  - Ein Wendepunkt für Unternehmensanwendungen
N2  - Nach 50 Jahren erfolgreicher Entwicklunghat die Business-IT einen neuenWendepunkt erreicht. Hier zeigen die Autoren erstmalig, wieIn-Memory Computing dieUnternehmensprozesse künftig verändern wird. Bisher wurden Unternehmensdaten aus Performance-Gründen auf verschiedene Datenbanken verteilt: Analytische Datenresidieren in Data Warehouses und werden regelmäßig mithilfe transaktionaler Systeme synchronisiert. Diese Aufspaltung macht flexibles Echtzeit-Reporting aktueller Daten unmöglich. Doch dank leistungsfähigerMulti-Core-CPUs, großer Hauptspeicher, Cloud Computing und immerbesserer mobiler Endgeräte lassen die Unternehmen dieses restriktive Modell zunehmend hinter sich. Die Autoren stellen Techniken vor, die eine analytische und transaktionale Verarbeitung in Echtzeit erlauben und so dem Geschäftsleben neue Wege bahnen.
Y1  - 2012
SN  - 978-3-8349-4378-1
PB  - Springer
CY  - Wiesbaden
ER  - 
TY  - THES
A1  - Heise, Arvid
T1  - Data cleansing and integration operators for a parallel data analytics platform
T1  - Datenreinigungs- und Integrationsoperatoren für ein
paralles Datenanalyseframework
N2  - The data quality of real-world datasets need to be constantly monitored and maintained to allow organizations and individuals to reliably use their data. Especially, data integration projects suffer from poor initial data quality and as a consequence consume more effort and money. Commercial products and research prototypes for data cleansing and integration help users to improve the quality of individual and combined datasets. They can be divided into either standalone systems or database management system (DBMS) extensions. On the one hand, standalone systems do not interact well with DBMS and require time-consuming data imports and exports. On the other hand, DBMS extensions are often limited by the underlying system and do not cover the full set of data cleansing and integration tasks.

We overcome both limitations by implementing a concise set of five data cleansing and integration operators on the parallel data analytics platform Stratosphere. We define the semantics of the operators, present their parallel implementation, and devise optimization techniques for individual operators and combinations thereof. Users specify declarative queries in our query language METEOR with our new operators to improve the data quality of individual datasets or integrate them to larger datasets. By integrating the data cleansing operators into the higher level language layer of Stratosphere, users can easily combine cleansing operators with operators from other domains, such as information extraction, to complex data flows. Through a generic description of the operators, the Stratosphere optimizer reorders operators even from different domains to find better query plans.

As a case study, we reimplemented a part of the large Open Government Data integration project GovWILD with our new operators and show that our queries run significantly faster than the original GovWILD queries, which rely on relational operators. Evaluation reveals that our operators exhibit good scalability on up to 100 cores, so that even larger inputs can be efficiently processed by scaling out to more machines. Finally, our scripts are considerably shorter than the original GovWILD scripts, which results in better maintainability of the scripts.
N2  - Die Datenqualität von Realweltdaten muss ständig überwacht und gewartet werden, damit Organisationen und Individuen ihre Daten verlässlich nutzen können. Besonders Datenintegrationsprojekte leiden unter schlechter Datenqualität in den Quelldaten und benötigen somit mehr Zeit und Geld. Kommerzielle Produkte und Forschungsprototypen helfen Nutzern die Qualität in einzelnen und kombinierten Datensätzen zu verbessern. Die Systeme können in selbständige Systeme und Erweiterungen von bestehenden Datenbankmanagementsystemen (DBMS) unterteilt werden. Auf der einen Seite interagieren selbständige Systeme nicht gut mit DBMS und brauchen zeitaufwändigen Datenimport und -export. Auf der anderen Seite sind die DBMS Erweiterungen häufig durch das unterliegende System limitiert und unterstützen nicht die gesamte Bandbreite an Datenreinigungs- und -integrationsaufgaben.

Wir überwinden beide Limitationen, indem wir eine Menge von häufig benötigten Datenreinigungs- und Datenintegrationsoperatoren direkt in der parallelen Datenanalyseplattform Stratosphere implementieren. Wir definieren die Semantik der Operatoren, präsentieren deren parallele Implementierung und entwickeln Optimierungstechniken für die einzelnen und mehrere Operatoren. Nutzer können deklarative Anfragen in unserer Anfragesprache METEOR mit unseren neuen Operatoren formulieren, um die Datenqualität von einzelnen Datensätzen zu erhöhen, oder um sie zu größeren Datensätzen zu integrieren. Durch die Integration der Operatoren in die Hochsprachenschicht von Stratosphere können Nutzer Datenreinigungsoperatoren einfach mit Operatoren aus anderen Domänen wie Informationsextraktion zu komplexen Datenflüssen kombinieren. Da Stratosphere Operatoren durch generische Beschreibungen in den Optimierer integriert werden, ist es für den Optimierer sogar möglich Operatoren unterschiedlicher Domänen zu vertauschen, um besseren Anfrageplänen zu ermitteln.

Für eine Fallstudie haben wir Teile des großen Datenintegrationsprojektes GovWILD auf Stratosphere mit den neuen Operatoren nachimplementiert und zeigen, dass unsere Anfragen signifikant schneller laufen als die originalen GovWILD Anfragen, die sich auf relationale Operatoren verlassen. Die Evaluation zeigt, dass unsere Operatoren gut auf bis zu 100 Kernen skalieren, sodass sogar größere Datensätze effizient verarbeitet werden können, indem die Anfragen auf mehr Maschinen ausgeführt werden. Schließlich sind unsere Skripte erheblich kürzer als die originalen GovWILD Skripte, was in besserer Wartbarkeit unserer Skripte resultiert.
KW  - data
KW  - cleansing
KW  - holistic
KW  - parallel
KW  - map reduce
KW  - Datenreinigung
KW  - Datenintegration
KW  - ganzheitlich
KW  - parallel
KW  - map reduce
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-77100
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Froitzheim, Manuel
A1  - Bergner, Nadine
A1  - Schroeder, Ulrik
ED  - Schwill, Andreas
T1  - Android-Workshop zur Vertiefung der Kenntnisse bezüglich Datenstrukturen und Programmierung in der Studieneingangsphase
JF  - HDI 2014 : Gestalten von Übergängen
N2  - Die Studieneingangsphase stellt für Studierende eine Schlüsselphase des tertiären Ausbildungsabschnitts dar. Fachwissenschaftliches Wissen wird praxisfern vermittelt und die Studierenden können die Zusammenhänge zwischen den Themenfeldern der verschiedenen Vorlesungen nicht erkennen. Zur Verbesserung der Situation wurde ein Workshop entwickelt, der die Verbindung der Programmierung und der Datenstrukturen vertieft. Dabei wird das Spiel Go-Moku1 als Android-App von den Studierenden selbständig entwickelt. Die Kombination aus Software (Java, Android-SDK) und Hardware (Tablet-Computer) für ein kleines realistisches Softwareprojekt stellt für die Studierenden eine neue Erfahrung dar.
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80247
VL  - 2015
IS  - 9
SP  - 11
EP  - 26
ER  - 
TY  - THES
A1  - Voland, Patrick
T1  - Webbasierte Visualisierung von Extended Floating Car Data (XFCD)
T1  - Web-based visualisation of Extended Floating Car Data (XFCD)
BT  - Ein Ansatz zur raumzeitlichen Visualisierung und technischen Implementierung mit Open Source Software unter spezieller Betrachtung des Umwelt- und Verkehrsmonitoring
BT  - An approach for spatio-temporal visualisation and implementation with open-source software under special emphasis of environment and traffic monitoring
N2  - Moderne Kraftfahrzeuge verfügen über eine Vielzahl an Sensoren, welche für einen reibungslosen technischen Betrieb benötigt werden. Hierzu zählen neben fahrzeugspezifischen Sensoren (wie z.B. Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit) auch umweltspezifische Sensoren (wie z.B. Luftdruck und Umgebungstemperatur). Durch die zunehmende technische Vernetzung wird es möglich, diese Daten der Kraftfahrzeugelektronik aus dem Fahrzeug heraus für die verschiedensten Zwecke zu verwenden. 
Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten, diese neue Art an massenhaften Daten im Sinne des Konzepts der „Extended Floating Car Data“ (XFCD) als Geoinformationen nutzbar zu machen und diese für raumzeitliche Visualisierungen (zur visuellen Analyse) anwenden zu können. In diesem Zusammenhang wird speziell die Perspektive des Umwelt- und Verkehrsmonitoring betrachtet, wobei die Anforderungen und Potentiale mit Hilfe von Experteninterviews untersucht werden. Es stellt sich die Frage, welche Daten durch die Kraftfahrzeugelektronik geliefert und wie diese möglichst automatisiert erfasst, verarbeitet, visualisiert und öffentlich bereitgestellt werden können. Neben theoretischen und technischen Grundlagen zur Datenerfassung und -nutzung liegt der Fokus auf den Methoden der kartographischen Visualisierung. Dabei soll der Frage nachgegangenen werden, ob eine technische Implementierung ausschließlich unter Verwendung von Open Source Software möglich ist. Das Ziel der Arbeit bildet ein zweigliedriger Ansatz, welcher zum einen die Visualisierung für ein exemplarisch gewähltes Anwendungsszenario und zum anderen die prototypische Implementierung von der Datenerfassung im Fahrzeug unter Verwendung der gesetzlich vorgeschriebenen „On Board Diagnose“-Schnittstelle und einem Smartphone-gestützten Ablauf bis zur webbasierten Visualisierung umfasst.
KW  - spatio-temporal sensor data
KW  - open source software
KW  - automotive electronics
KW  - geovisualization
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-96751
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Kunze, Matthias
A1  - Weske, Mathias
T1  - Behavioural Models
BT  - From Modelling Finite Automata to Analysing Business Processes
N2  - This textbook introduces the basis for modelling and analysing discrete dynamic systems, such as computer programmes, soft- and hardware systems, and business processes. The underlying concepts are introduced and concrete modelling techniques are described, such as finite automata, state machines, and Petri nets. The concepts are related to concrete application scenarios, among which business processes play a prominent role. 

The book consists of three parts, the first of which addresses the foundations of behavioural modelling. After a general introduction to modelling, it introduces transition systems as a basic formalism for representing the behaviour of discrete dynamic systems. This section also discusses causality, a fundamental concept for modelling and reasoning about behaviour. In turn, Part II forms the heart of the book and is devoted to models of behaviour. It details both sequential and concurrent systems and introduces finite automata, state machines and several different types of Petri nets. One chapter is especially devoted to business process models, workflow patterns and BPMN, the industry standard for modelling business processes. Lastly, Part III investigates how the behaviour of systems can be analysed. To this end, it introduces readers to the concept of state spaces. Further chapters cover the comparison of behaviour and the formal analysis and verification of behavioural models.

The book was written for students of computer science and software engineering, as well as for programmers and system analysts interested in the behaviour of the systems they work on. It takes readers on a journey from the fundamentals of behavioural modelling to advanced techniques for modelling and analysing sequential and concurrent systems, and thus provides them a deep understanding of the concepts and techniques introduced and how they can be applied to concrete application scenarios.
Y1  - 2016
SN  - 978-3-319-44958-6
PB  - Springer
CY  - Cham
ER  - 
TY  - THES
A1  - Neuhaus, Christian
T1  - Sicherheitsmechanismen für dienstbasierte Softwaresysteme
Y1  - 2017
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kilic, Mukayil
T1  - Vernetztes Prüfen von elektronischen Komponenten über das Internet
BT  - Anwendungen bei der Einführung eines Carsharing-Systems
Y1  - 2016
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Smirnov, Sergey
A1  - Reijers, Hajo A.
A1  - Nugteren, Thijs
A1  - Weske, Mathias
T1  - Business process model abstraction : theory and practice
N2  - Business process management aims at capturing, understanding, and improving work in organizations. The central artifacts are process models, which serve different purposes. Detailed process models are used to analyze concrete working procedures, while high-level models show, for instance, handovers between departments. To provide different views on process models, business process model abstraction has emerged. While several approaches have been proposed, a number of abstraction use case that are both relevant for industry and scientifically challenging are yet to be addressed. In this paper we systematically develop, classify, and consolidate different use cases for business process model abstraction. The reported work is based on a study with BPM users in the health insurance sector and validated with a BPM consultancy company and a large BPM vendor. The identified fifteen abstraction use cases reflect the industry demand. The related work on business process model abstraction is evaluated against the use cases, which leads to a research agenda.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 35 
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-41782
SN  - 978-3-86956-054-0
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dornhege, Guido
T1  - Increasing information transfer rates for brain-computer interfacing
T1  - Erhöhung der Informationstransferrate einer Gehirn-Computer-Schnittstelle
N2  - The goal of a Brain-Computer Interface (BCI) consists of the development of a unidirectional interface between a human and a computer to allow control of a device only via brain signals. While the BCI systems of almost all other groups require the user to be trained over several weeks or even months, the group of Prof. Dr. Klaus-Robert Müller in Berlin and Potsdam, which I belong to, was one of the first research groups in this field which used machine learning techniques on a large scale. The adaptivity of the processing system to the individual brain patterns of the subject confers huge advantages for the user. Thus BCI research is considered a hot topic in machine learning and computer science. It requires interdisciplinary cooperation between disparate fields such as neuroscience, since only by combining machine learning and signal processing techniques based on neurophysiological knowledge will the largest progress be made. In this work I particularly deal with my part of this project, which lies mainly in the area of computer science. I have considered the following three main points: <b>Establishing a performance measure based on information theory:</b> I have critically illuminated the assumptions of Shannon's information transfer rate for application in a BCI context. By establishing suitable coding strategies I was able to show that this theoretical measure approximates quite well to what is practically achieveable. <b>Transfer and development of suitable signal processing and machine learning techniques:</b> One substantial component of my work was to develop several machine learning and signal processing algorithms to improve the efficiency of a BCI. Based on the neurophysiological knowledge that several independent EEG features can be observed for some mental states, I have developed a method for combining different and maybe independent features which improved performance. In some cases the performance of the combination algorithm outperforms the best single performance by more than 50 %. Furthermore, I have theoretically and practically addressed via the development of suitable algorithms the question of the optimal number of classes which should be used for a BCI. It transpired that with BCI performances reported so far, three or four different mental states are optimal. For another extension I have combined ideas from signal processing with those of machine learning since a high gain can be achieved if the temporal filtering, i.e., the choice of frequency bands, is automatically adapted to each subject individually. <b>Implementation of the Berlin brain computer interface and realization of suitable experiments:</b> Finally a further substantial component of my work was to realize an online BCI system which includes the developed methods, but is also flexible enough to allow the simple realization of new algorithms and ideas. So far, bitrates of up to 40 bits per minute have been achieved with this system by absolutely untrained users which, compared to results of other groups, is highly successful.
N2  - Ein Brain-Computer Interface (BCI) ist eine unidirektionale Schnittstelle zwischen Mensch und Computer, bei der ein Mensch in der Lage ist, ein Gerät einzig und allein Kraft seiner Gehirnsignale zu steuern. In den BCI Systemen fast aller Forschergruppen wird der Mensch in Experimenten über Wochen oder sogar Monaten trainiert, geeignete Signale zu produzieren, die vordefinierten allgemeinen Gehirnmustern entsprechen. Die BCI Gruppe in Berlin und Potsdam, der ich angehöre, war in diesem Feld eine der ersten, die erkannt hat, dass eine Anpassung des Verarbeitungssystems an den Menschen mit Hilfe der Techniken des Maschinellen Lernens große Vorteile mit sich bringt. In unserer Gruppe und mittlerweile auch in vielen anderen Gruppen wird BCI somit als aktuelles Forschungsthema im Maschinellen Lernen und folglich in der Informatik mit interdisziplinärer Natur in Neurowissenschaften und anderen Feldern verstanden, da durch die geeignete Kombination von Techniken des Maschinellen Lernens und der Signalverarbeitung basierend auf neurophysiologischem Wissen der größte Erfolg erzielt werden konnte. In dieser Arbeit gehe ich auf meinem Anteil an diesem Projekt ein, der vor allem im Informatikbereich der BCI Forschung liegt. Im Detail beschäftige ich mich mit den folgenden drei Punkten: <b>Diskussion eines informationstheoretischen Maßes für die Güte eines BCI's:</b> Ich habe kritisch die Annahmen von Shannon's Informationsübertragungsrate für die Anwendung im BCI Kontext beleuchtet. Durch Ermittlung von geeigneten Kodierungsstrategien konnte ich zeigen, dass dieses theoretische Maß den praktisch erreichbaren Wert ziemlich gut annähert. <b>Transfer und Entwicklung von geeigneten Techniken aus dem Bereich der Signalverarbeitung und des Maschinellen Lernens:</b> Eine substantielle Komponente meiner Arbeit war die Entwicklung von Techniken des Machinellen Lernens und der Signalverarbeitung, um die Effizienz eines BCI's zu erhöhen. Basierend auf dem neurophysiologischem Wissen, dass verschiedene unabhängige Merkmale in Gehirnsignalen für verschiedene mentale Zustände beobachtbar sind, habe ich eine Methode zur Kombination von verschiedenen und unter Umständen unabhängigen Merkmalen entwickelt, die sehr erfolgreich die Fähigkeiten eines BCI's verbessert. Besonders in einigen Fällen übertraf die Leistung des entwickelten Kombinationsalgorithmus die beste Leistung auf den einzelnen Merkmalen mit mehr als 50 %. Weiterhin habe ich theoretisch und praktisch durch Einführung geeigneter Algorithmen die Frage untersucht, wie viele Klassen man für ein BCI nutzen kann und sollte. Auch hier wurde ein relevantes Resultat erzielt, nämlich dass für BCI Güten, die bis heute berichtet sind, die Benutzung von 3 oder 4 verschiedenen mentalen Zuständen in der Regel optimal im Sinne von erreichbarer Leistung sind. Für eine andere Erweiterung wurden Ideen aus der Signalverarbeitung mit denen des Maschinellen Lernens kombiniert, da ein hoher Erfolg erzielt werden kann, wenn der temporale Filter, d.h. die Wahl des benutzten Frequenzbandes, automatisch und individuell für jeden Menschen angepasst wird. <b>Implementation des Berlin Brain-Computer Interfaces und Realisierung von geeigneten Experimenten:</b> Eine weitere wichtige Komponente meiner Arbeit war eine Realisierung eines online BCI Systems, welches die entwickelten Methoden umfasst, aber auch so flexibel ist, dass neue Algorithmen und Ideen einfach zu verwirklichen sind. Bis jetzt wurden mit diesem System Bitraten von bis zu 40 Bits pro Minute von absolut untrainierten Personen in ihren ersten BCI Experimenten erzielt. Dieses Resultat übertrifft die bisher berichteten Ergebnisse aller anderer BCI Gruppen deutlich.  <hr> Bemerkung: Der Autor wurde mit dem Michelson-Preis 2005/2006 für die beste Promotion des Jahrgangs der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam ausgezeichnet.
KW  - Kybernetik
KW  - Maschinelles Lernen
KW  - Gehirn-Computer-Schnittstelle
KW  - BCI
KW  - EEG
KW  - Spatio-Spectral Filter
KW  - Feedback
KW  - Multi-Class
KW  - Classification
KW  - Signal Processing
KW  - Brain Computer Interface
KW  - Information Transfer Rate
KW  - Machine Learning
KW  - Single Trial Analysis
KW  - Feature Combination
KW  - Common Spatial Pattern
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7690
ER  - 
TY  - THES
A1  - Scholz, Matthias
T1  - Approaches to analyse and interpret biological profile data
T1  - Methoden zur Analyse und Interpretation biologischer Profildaten
N2  - Advances in biotechnologies rapidly increase the number of molecules of a cell which can be observed simultaneously. This includes expression levels of thousands or ten-thousands of genes as well as concentration levels of metabolites or proteins.  Such Profile data, observed at different times or at different experimental conditions (e.g., heat or dry stress), show how the biological experiment is reflected on the molecular level. This information is helpful to understand the molecular behaviour and to identify molecules or combination of molecules that characterise specific biological condition (e.g., disease).  This work shows the potentials of component extraction algorithms to identify the major factors which influenced the observed data. This can be the expected experimental factors such as the time or temperature as well as unexpected factors such as technical artefacts or even unknown biological behaviour.  Extracting components means to reduce the very high-dimensional data to a small set of new variables termed components. Each component is a combination of all original variables. The classical approach for that purpose is the principal component analysis (PCA).  It is shown that, in contrast to PCA which maximises the variance only, modern approaches such as independent component analysis (ICA) are more suitable for analysing molecular data. The condition of independence between components of ICA fits more naturally our assumption of individual (independent) factors which influence the data. This higher potential of ICA is demonstrated by a crossing experiment of the model plant Arabidopsis thaliana (Thale Cress). The experimental factors could be well identified and, in addition, ICA could even detect a technical artefact.  However, in continuously observations such as in time experiments, the data show, in general, a nonlinear distribution. To analyse such nonlinear data, a nonlinear extension of PCA is used. This nonlinear PCA (NLPCA) is based on a neural network algorithm. The algorithm is adapted to be applicable to incomplete molecular data sets. Thus, it provides also the ability to estimate the missing data. The potential of nonlinear PCA to identify nonlinear factors is demonstrated by a cold stress experiment of Arabidopsis thaliana.  The results of component analysis can be used to build a molecular network model. Since it includes functional dependencies it is termed functional network. Applied to the cold stress data, it is shown that functional networks are appropriate to visualise biological processes and thereby reveals molecular dynamics.
N2  - Fortschritte in der Biotechnologie ermöglichen es, eine immer größere Anzahl von Molekülen in einer Zelle gleichzeitig zu erfassen. Das betrifft sowohl die Expressionswerte tausender oder zehntausender Gene als auch die Konzentrationswerte von Metaboliten oder Proteinen.  Diese Profildaten verschiedener Zeitpunkte oder unterschiedlicher experimenteller Bedingungen (z.B. unter Stressbedingungen wie Hitze oder Trockenheit) zeigen, wie sich das biologische Experiment auf molekularer Ebene widerspiegelt. Diese Information kann genutzt werden, um molekulare Abläufe besser zu verstehen und um Moleküle oder Molekül-Kombinationen zu bestimmen, die für bestimmte biologische Zustände (z.B.: Krankheit) charakteristisch sind.  Die Arbeit zeigt die Möglichkeiten von Komponenten-Extraktions-Algorithmen zur Bestimmung der wesentlichen Faktoren, die einen Einfluss auf die beobachteten Daten ausübten. Das können sowohl die erwarteten experimentellen Faktoren wie Zeit oder Temperatur sein als auch unerwartete Faktoren wie technische Einflüsse oder sogar unerwartete biologische Vorgänge.  Unter der Extraktion von Komponenten versteht man die Reduzierung dieser stark hoch-dimensionalen Daten auf wenige neue Variablen, die eine Kombination aus allen ursprünglichen Variablen darstellen und als Komponenten bezeichnet werden. Die Standard-Methode für diesen Zweck ist die Hauptkomponentenanalyse (PCA).  Es wird gezeigt, dass - im Vergleich zur nur die Varianz maximierenden PCA - moderne Methoden wie die Unabhängige Komponentenanalyse (ICA) für die Analyse molekularer Datensätze besser geeignet sind. Die Unabhängigkeit von Komponenten in der ICA entspricht viel besser unserer Annahme individueller (unabhängiger) Faktoren, die einen Einfluss auf die Daten ausüben. Dieser Vorteil der ICA wird anhand eines Kreuzungsexperiments mit der Modell-Pflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) demonstriert. Die experimentellen Faktoren konnten dabei gut identifiziert werden und ICA erkannte sogar zusätzlich einen technischen Störfaktor.  Bei kontinuierlichen Beobachtungen wie in Zeitexperimenten zeigen die Daten jedoch häufig eine nichtlineare Verteilung. Für die Analyse dieser nichtlinearen Daten wird eine nichtlinear erweiterte Methode der PCA angewandt. Diese nichtlineare PCA (NLPCA) basiert auf einem neuronalen Netzwerk-Algorithmus. Der Algorithmus wurde für die Anwendung auf unvollständigen molekularen Daten erweitert. Dies ermöglicht es, die fehlenden Werte zu schätzen. Die Fähigkeit der nichtlinearen PCA zur Bestimmung nichtlinearer Faktoren wird anhand eines Kältestress-Experiments mit Arabidopsis thaliana demonstriert.  Die Ergebnisse aus der Komponentenanalyse können zur Erstellung molekularer Netzwerk-Modelle genutzt werden. Da sie funktionelle Abhängigkeiten berücksichtigen, werden sie als Funktionale Netzwerke bezeichnet. Anhand der Kältestress-Daten wird demonstriert, dass solche funktionalen Netzwerke geeignet sind, biologische Prozesse zu visualisieren und dadurch die molekularen Dynamiken aufzuzeigen.
KW  - Bioinformatik
KW  - Hauptkomponentenanalyse
KW  - Unabhängige Komponentenanalyse
KW  - Neuronales Netz
KW  - Maschinelles Lernen
KW  - Fehlende Daten
KW  - Ackerschmalwand
KW  - nichtlineare PCA (NLPCA)
KW  - molekulare Netzwerke
KW  - nonlinear PCA (NLPCA)
KW  - molecular networks
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7839
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Arnold, Holger
T1  - A linearized DPLL calculus with learning
N2  - This paper describes the proof calculus LD for clausal propositional logic, which is a linearized form of the well-known DPLL calculus extended by clause learning. It is motivated by the demand to model how current SAT solvers built on clause learning are working, while abstracting from decision heuristics and implementation details. The calculus is proved sound and terminating. Further, it is shown that both the original DPLL calculus and the conflict-directed backtracking calculus with clause learning, as it is implemented in many current SAT solvers, are complete and proof-confluent instances of the LD calculus.
N2  - Dieser Artikel beschreibt den Beweiskalkül LD für aussagenlogische Formeln in Klauselform. Dieser Kalkül ist eine um Klausellernen erweiterte linearisierte Variante des bekannten DPLL-Kalküls. Er soll dazu dienen, das Verhalten von auf Klausellernen basierenden SAT-Beweisern zu modellieren, wobei von Entscheidungsheuristiken und Implementierungsdetails abstrahiert werden soll. Es werden Korrektheit und Terminierung des Kalküls bewiesen. Weiterhin wird gezeigt, dass sowohl der ursprüngliche DPLL-Kalkül als auch der konfliktgesteuerte Rücksetzalgorithmus mit Klausellernen, wie er in vielen aktuellen SAT-Beweisern implementiert ist, vollständige und beweiskonfluente Spezialisierungen des LD-Kalküls sind.
KW  - SAT
KW  - DPLL
KW  - Klausellernen
KW  - Automatisches Beweisen
KW  - SAT
KW  - DPLL
KW  - Clause Learning
KW  - Automated Theorem Proving
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15421
ER  - 
TY  - BOOK
ED  - Laabs, Hans-Joachim
T1  - Wir gehen multimedial. Kommt Ihr mit?
N2  - "Wir gehen multimedial. Kommt ihr mit?" war Aufruf und Leitmotiv der MultimeDies 2007. Es kamen sehr viele mit, vor allem Lehrende und Lernende der Universität Potsdam, aber auch Firmen. Diese Veranstaltung setzt eine Tradition fort, die im Bemühen steht über zukunftsweisende Technologien und Projekte, über Angebote und praktikable Lösungen an der Universität zu informieren. Die Vorträge wurden in kurzen Beiträgen zusammengestellt. Sie gliedern sich in zwei Gruppen, zum einen der Bereitstellung, zum anderen der Nutzung von Multimedia.
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15034
SN  - 978-3-939469-59-9
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weigend, Michael
T1  - Intuitive Modelle der Informatik
T1  - Intuitive models in informatics
N2  - Intuitive Modelle der Informatik sind gedankliche Vorstellungen über informatische Konzepte, die mit subjektiver Gewissheit verbunden sind. Menschen verwenden sie, wenn sie die Arbeitsweise von Computerprogrammen nachvollziehen oder anderen erklären, die logische Korrektheit eines Programms prüfen oder in einem kreativen Prozess selbst Programme entwickeln. Intuitive Modelle können auf verschiedene Weise repräsentiert und kommuniziert werden, etwa verbal-abstrakt, durch ablauf- oder strukturorientierte Abbildungen und Filme oder konkrete Beispiele. Diskutiert werden in dieser Arbeit grundlegende intuitive Modelle für folgende inhaltliche Aspekte einer Programmausführung: Allokation von Aktivität bei einer Programmausführung, Benennung von Entitäten, Daten, Funktionen, Verarbeitung, Kontrollstrukturen zur Steuerung von Programmläufen, Rekursion, Klassen und Objekte. Mit Hilfe eines Systems von Online-Spielen, der Python Visual Sandbox, werden die psychische Realität verschiedener intuitiver Modelle bei Programmieranfängern nachgewiesen und fehlerhafte Anwendungen (Fehlvorstellungen) identifiziert.
N2  - Intuitive models in computer science are Gestalt-like mental concepts about information processing, which are accompanied by confidence. People use them, when they try to understand the semantics of a computer programme, explain an algorithmic idea to someone else, check the logical correctness of existing code or create computer programmes. Intuitive models can be represented and communicated in different ways using static pictures, animated movies, concrete examples or verbal language. In this paper basic intuitions concerning the following issues are discussed: allocation of activity within a running programme, assignment of names to entities, data, functions, processing concepts, control of programme execution, recursion, classes and objects. By observing activities with a set of specially designed online games (the Python Visual Sandbox), evidence has been collected to proof the psychological existence of certain intuitive models among high school students and identify inappropriate applications (misconceptions).
KW  - Didaktik
KW  - Informatik
KW  - Intuition
KW  - Visualisierung
KW  - Fehlvorstellung
KW  - didactics
KW  - informatics
KW  - intuition
KW  - visualization
KW  - misconception
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15787
SN  - 978-3-940793-08-9
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Trapp, Matthias
T1  - Analysis and exploration of virtual 3D city models using 3D information lenses
N2  - This thesis addresses real-time rendering techniques for 3D information lenses based on the focus & context metaphor. It analyzes, conceives, implements, and reviews its applicability to objects and structures of virtual 3D city models. In contrast to digital terrain models, the application of focus & context visualization to virtual 3D city models is barely researched. However, the purposeful visualization of contextual data of is extreme importance for the interactive exploration and analysis of this field. Programmable hardware enables the implementation of new lens techniques, that allow the augmentation of the perceptive and cognitive quality of the visualization compared to classical perspective projections. A set of 3D information lenses is integrated into a 3D scene-graph system: • Occlusion lenses modify the appearance of virtual 3D city model objects to resolve their occlusion and consequently facilitate the navigation. • Best-view lenses display city model objects in a priority-based manner and mediate their meta information. Thus, they support exploration and navigation of virtual 3D city models. • Color and deformation lenses modify the appearance and geometry of 3D city models to facilitate their perception. The presented techniques for 3D information lenses and their application to virtual 3D city models clarify their potential for interactive visualization and form a base for further development.
N2  - Diese Diplomarbeit behandelt echtzeitfähige Renderingverfahren für 3D Informationslinsen, die auf der Fokus-&-Kontext-Metapher basieren. Im folgenden werden ihre Anwendbarkeit auf Objekte und Strukturen von virtuellen 3D-Stadtmodellen analysiert, konzipiert, implementiert und bewertet. Die Focus-&-Kontext-Visualisierung für virtuelle 3D-Stadtmodelle ist im Gegensatz zum Anwendungsbereich der 3D Geländemodelle kaum untersucht. Hier jedoch ist eine gezielte Visualisierung von kontextbezogenen Daten zu Objekten von großer Bedeutung für die interaktive Exploration und Analyse. Programmierbare Computerhardware erlaubt die Umsetzung neuer Linsen-Techniken, welche die Steigerung der perzeptorischen und kognitiven Qualität der Visualisierung im Vergleich zu klassischen perspektivischen Projektionen zum Ziel hat. Für eine Auswahl von 3D-Informationslinsen wird die Integration in ein 3D-Szenengraph-System durchgeführt: • Verdeckungslinsen modifizieren die Gestaltung von virtuellen 3D-Stadtmodell- Objekten, um deren Verdeckungen aufzulösen und somit die Navigation zu erleichtern. • Best-View Linsen zeigen Stadtmodell-Objekte in einer prioritätsdefinierten Weise und vermitteln Meta-Informationen virtueller 3D-Stadtmodelle. Sie unterstützen dadurch deren Exploration und Navigation. • Farb- und Deformationslinsen modifizieren die Gestaltung und die Geometrie von 3D-Stadtmodell-Bereichen, um deren Wahrnehmung zu steigern. Die in dieser Arbeit präsentierten Techniken für 3D Informationslinsen und die Anwendung auf virtuelle 3D Stadt-Modelle verdeutlichen deren Potenzial in der interaktiven Visualisierung und bilden eine Basis für Weiterentwicklungen.
KW  - Virtuelles 3D Stadtmodell
KW  - 3D Linsen
KW  - Shader
KW  - Echtzeitanwendung
KW  - virtual 3D city model
KW  - 3D lenses
KW  - shader
KW  - real-time application
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13930
ER  - 
TY  - BOOK
ED  - Buhse, Jörg
ED  - Scheske, Michael
T1  - Barrierefreie Internetauftritte
BT  - Aspekte der Umsetzung des Behindertengleichstellungsgesetzes in elektronischen Medien
N2  - Vorwort: Immer mehr Bürgerinnen und Bürger nutzen die vielfältigen Möglichkeiten der neuen elektronischen Medien. Dabei erfreut sich insbesondere das Internet einer zunehmenden Beliebtheit und steigender Nutzerzahlen. Damit verbunden steigt auch die Zahl der Webauftritte und Internetangebote. Doch einem Teil der Internet-Community bleibt der Zugang zu vielen dieser Angebote versagt. Dies sind vor allem Menschen mit Behinderungen, aber auch Nutzer, deren verwendete Hard- und Software zur Darstellung der angebotenen Inhalte seitens der Anbieter nicht unterstützt werden. Im Wesentlichen geht es um zwei Arten von „Barrieren“ bei der Nutzung von Informationstechnik: Zum einen um technische Barrieren bei der Darstellung und zum anderen um kognitive Barrieren bezüglich des Verstehens der dargestellten Inhalte. Die Schaffung barrierefreier Informationstechnik ist deshalb ein wichtiges Kriterium bei der Ausgestaltung öffentlicher Internetauftritte und -angebote. Hierzu gibt es eine Reihe rechtlicher Regelungen, unter anderem im Behindertengleichstellungsgesetz (BGG) oder der Barrierefreien Informationstechnikverordnung (BITV), deren Umsetzung in den einzelnen Bundesländern sehr unterschiedlich geregelt ist. Auch wenn die Kommunen in manchen Bundesländern – so auch in Brandenburg – von den gesetzlichen Regelungen ausgenommen sind, ist eine Realisierung barrierefreier Internetauftritte von Kommunen wünschenswert, um allen Bürgern einen gleichwertigen Zugang zu kommunalen Interangeboten zu ermöglichen. Um vor allem die kommunale Praxis bei der Erstellung barrierefreier Internetangebote zu unterstützen, hat das Kommunalwissenschaftliche Institut (KWI) der Universität Potsdam im Dezember 2004 einen Workshop unter dem Titel „Barrierefreie Internetauftritte – Aspekte der Umsetzung des Behindertengleichstellungsgesetzes in elektronischen Medien“ veranstaltet. Ziel war es, umfassende Informationen zum Thema „Barrierefreiheit“ zu vermitteln sowie Hinweise und Lösungsmöglichkeiten für die Realisierung barrierefreier Internetauftritte zu geben. Im Mittelpunkt standen dabei folgende Fragen: Was können und sollen kommunale Internetauftritte leisten? Was bedeutet Barrierefreiheit bezüglich „elektronischer Medien“ und welche Auswirkungen ergeben sich daraus für die Gestaltung von Internetauftritten? Welche gesetzlichen Regelungen gibt es und welche Geltungsbereiche haben sie im Einzelnen? Welche technischen Lösungen kommen für die Erstellung barrierefreier Internetseiten in Betracht? Das vorliegende Arbeitsheft ist Teil der Dokumentation der Ergebnisse des Workshops. Die einzelnen Beiträge fassen die Vorträge der Referenten zusammen.
T3  - KWI-Arbeitshefte - 7 
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15203
SN  - 978-3-937786-39-1
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Piesker, Björn
T1  - Constraint-basierte Generierung realitätsnaher Eisenbahnnetze
T1  - Constraint-based generation of realistic railway networks
N2  - Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Applikation, welche Infrastrukturdaten über Eisenbahnnetze generiert. Dabei bildet die Erzeugung der topologischen Informationen den Schwerpunkt dieser Arbeit. Der Anwender charakterisiert hierfür vorab das gewünschte Eisenbahnnetz, wobei die geforderten Eigenschaften die Randbedingungen darstellen, die bei der Synthese zu beachten sind. Zur Einhaltung dieser Bedingungen wird die Constraint-Programmierung eingesetzt, welche durch ihr spezielles Programmierparadigma konsistente Lösungen effizient erzeugt. Dies wird u.a. durch die Nachnutzung so genannter globaler Constraints erreicht. Aus diesem Grund wird insbesondere auf den Einsatz der Constraint-Programmierung bei der Modellierung und Implementierung der Applikation eingegangen.
N2  - This work deals with the development of an application, which generates infrastructure data of railway networks. The focus of this work concentrates on the generation process of topological information. As input for the application a characterization of the intended railway network is given as attributes, which are handled as constraints in the generation process. To satisfy these restrictions constraint programming, a special programming paradigm, which is able to search efficently consistent solutions, is applied. In particular, the use of so-called global constraints improves the computation. For that reason the role of constraint-programming in modelling and implementing these application is discussed in more detail.
KW  - Eisenbahnnetz
KW  - Infrastruktur
KW  - Constraint
KW  - Constraint-Programmierung
KW  - globale Constraints
KW  - railway network
KW  - infrastructure
KW  - constraint
KW  - constraint programming
KW  - global constraints
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15325
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kirchner, Peter
T1  - Verteilte Autorisierung innerhalb von Single Sign-On-Umgebungen : Analyse, Architektur und Implementation eines Frameworks für verteilte Autorisierung in einer ADFS-Umgebung
T1  - Distributed authorization within single sign on environments : analysis, architecture, and implementation of a framework for distributed authorization within an ADFS environment
N2  - Aktuelle Softwaresysteme erlauben die verteilte Authentifizierung von Benutzern über Ver-zeichnisdienste, die sowohl im Intranet als auch im Extranet liegen und die über Domänen-grenzen hinweg die Kooperation mit Partnern ermöglichen. Der nächste Schritt ist es nun, die Autorisierung ebenfalls aus der lokalen Anwendung auszulagern und diese extern durchzu-führen – vorzugsweise unter dem Einfluss der Authentifizierungspartner. Basierend auf der Analyse des State-of-the-Art wird in dieser Arbeit ein Framework vorges-tellt, das die verteilte Autorisierung von ADFS (Active Directory Federation Services) authenti-fizierten Benutzern auf Basis ihrer Gruppen oder ihrer persönlichen Identität ermöglicht. Es wird eine prototypische Implementation mit Diensten entwickelt, die für authentifizierte Be-nutzer Autorisierungsanfragen extern delegieren, sowie ein Dienst, der diese Autorisierungs-anfragen verarbeitet. Zusätzlich zeigt die Arbeit eine Integration dieses Autorisierungs-Frameworks in das .NET Framework, um die praxistaugliche Verwendbarkeit in einer aktuel-len Entwicklungsumgebung zu demonstrieren. Abschließend wird ein Ausblick auf weitere Fragestellungen und Folgearbeiten gegeben.
N2  - Current software systems allow distributed authentication of users using directory services, which are located both in the intranet and in the extranet, to establish cooperation with part-ners over domain boundaries. The next step is to outsource the authorization out of the local applications and to delegate the authorization decisions to external parties. In particular the authorization request is back delegated to the authentication partner. Based on an analysis of the state of the art this paper presents a framework which allows the distributed authorisation of ADFS authenticated users. The authorization decisions are based on the user’s identity and groups. In this work there will be developed a prototypical imple-mentation of services which are capable of delegating authorization requests. Additionally, this work points out the integration of these services into the .NET framework to demonstrate the usability in a modern development environment. Finally there will be a prospect of further questions and work.
KW  - Single Sign On
KW  - Autorisierung
KW  - SSO
KW  - ADFS
KW  - Active Directory Federation Services
KW  - Single Sign On
KW  - Authorization
KW  - SSO
KW  - ADFS
KW  - Active Directory Federation Services
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-22289
ER  - 
TY  - THES
A1  - Blum, Niklas
T1  - Formalization of a converged internet and telecommunications service environment
T1  - Formalisierung einer konvergenten Telekommunikations- undInternet-Dienstumgebung
N2  - The programmable network envisioned in the 1990s within standardization and research for the Intelligent Network is currently coming into reality using IPbased Next Generation Networks (NGN) and applying Service-Oriented Architecture (SOA) principles for service creation, execution, and hosting. SOA is the foundation for both next-generation telecommunications and middleware architectures, which are rapidly converging on top of commodity transport services. Services such as triple/quadruple play, multimedia messaging, and presence are enabled by the emerging service-oriented IPMultimedia Subsystem (IMS), and allow telecommunications service providers to maintain, if not improve, their position in the marketplace. SOA becomes the de facto standard in next-generation middleware systems as the system model of choice to interconnect service consumers and providers within and between enterprises. We leverage previous research activities in overlay networking technologies along with recent advances in network abstraction, service exposure, and service creation to develop a paradigm for a service environment providing converged Internet and Telecommunications services that we call Service Broker. Such a Service Broker provides mechanisms to combine and mediate between different service paradigms from the two domains Internet/WWW and telecommunications. Furthermore, it enables the composition of services across these domains and is capable of defining and applying temporal constraints during creation and execution time. By adding network-awareness into the service fabric, such a Service Broker may also act as a next generation network-to-service element allowing the composition of crossdomain and cross-layer network and service resources. The contribution of this research is threefold: first, we analyze and classify principles and technologies from Information Technologies (IT) and telecommunications to identify and discuss issues allowing cross-domain composition in a converging service layer. Second, we discuss service composition methods allowing the creation of converged services on an abstract level; in particular, we present a formalized method for model-checking of such compositions. Finally, we propose a Service Broker architecture converging Internet and Telecom services. This environment enables cross-domain feature interaction in services through formalized obligation policies acting as constraints during service discovery, creation, and execution time.
N2  - Das programmierbare Netz, das Ende des 20. Jahrhunderts in der Standardisierung und Forschung für das Intelligente Netz entworfen wurde, wird nun Realität in einem auf das Internet Protokoll basierendem Netz der nächsten Generation (Next Generation Network). Hierfür kommen Prinzipien aus der Informationstechnologie, insbesondere aus dem Bereich dienstorientierte Architekturen (Service-Oriented Architecture / SOA) für die Diensterstellung, -ausführung und -betrieb zum Tragen. SOA bietet hierbei die theoretische Grundlage für Telekommunikationsnetze, vor allem jedoch für die dazugehörigen Dienstplattformen. Diese erlauben dem Telekommunikationsbetreiber seine Position in einem offenen Marktplatz der Dienste auszubauen. Dazu bedarf es allerdings möglichst flexibler Dienstumgebungen, die die Kooperation zwischen Dienstanbietern und Nutzern aus unterschiedlichsten Domänen durch Unterstützung geeigneter Werkzeuge und Mechanismen fördert. Im Rahmen dieser Dissertation definieren wir aufbauend auf Forschungsergebnisse im Bereich Overlay-Netze, Netzabstraktion und Zugriff auf exponierte Dienste eine Service Broker genannte Dienstumgebung für konvergente Internet- und Telekommunikationsdienste. Dieser Service Broker stellt Mechanismen für die Komposition von Diensten und Mediation zwischen unterschiedlichen Dienstparadigmen und Domänenspezifika beim Dienstaufruf zur Verfügung. Der Forschungsbeitrag dieser Arbeit findet auf unterschiedlichen Ebenen statt: Aufbauend auf einer Analyse und Klassifikation von Technologien und Paradigmen aus den Bereichen Informationstechnologie (IT) und Telekommunikation diskutieren wir die Problemstellung der Kooperation von Diensten und deren Komposition über Domänengrenzen hinweg. In einem zweiten Schritt diskutieren wir Methoden der Dienstkomposition und präsentieren eine formalisierte Methode der modellbasierten Diensterstellung. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Spezifikation der Service Broker Dienstumgebung und einem zugrundeliegenden Informations- und Datenmodell. Diese Architektur erlaubt die Komposition und Kooperation von Diensten über Domänengrenzen hinweg, um konvergente Internet- und Telekommunikationsdienste zu realisieren. Hierfür wird ein auf Obligationspolitiken basierendes Regelsystemformalisiert, das Interaktionen zwischen Dienstmerkmalen während der Diensterstellung und -ausführung definiert.
KW  - Telekommunikation
KW  - konvergente Dienste
KW  - Next Generation Network
KW  - Dienstplattform
KW  - Dienstkomposition
KW  - Service Delivery Platform
KW  - Next Generation Network
KW  - Service Creation
KW  - Service convergence
KW  - Policy Enforcement
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51146
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brauer, Falk
T1  - Extraktion und Identifikation von Entitäten in Textdaten im Umfeld der Enterprise Search
T1  - Extraction and identification of entities in text data in the field of enterprise search
N2  - Die automatische Informationsextraktion (IE) aus unstrukturierten Texten ermöglicht völlig neue Wege, auf relevante Informationen zuzugreifen und deren Inhalte zu analysieren, die weit über bisherige Verfahren zur Stichwort-basierten Dokumentsuche hinausgehen. Die Entwicklung von Programmen zur Extraktion von maschinenlesbaren Daten aus Texten erfordert jedoch nach wie vor die Entwicklung von domänenspezifischen Extraktionsprogrammen. Insbesondere im Bereich der Enterprise Search (der Informationssuche im Unternehmensumfeld), in dem eine große Menge von heterogenen Dokumenttypen existiert, ist es oft notwendig ad-hoc Programm-module zur Extraktion von geschäftsrelevanten Entitäten zu entwickeln, die mit generischen Modulen in monolithischen IE-Systemen kombiniert werden. Dieser Umstand ist insbesondere kritisch, da potentiell für jeden einzelnen Anwendungsfall ein von Grund auf neues IE-System entwickelt werden muss. Die vorliegende Dissertation untersucht die effiziente Entwicklung und Ausführung von IE-Systemen im Kontext der Enterprise Search und effektive Methoden zur Ausnutzung bekannter strukturierter Daten im Unternehmenskontext für die Extraktion und Identifikation von geschäftsrelevanten Entitäten in Doku-menten. Grundlage der Arbeit ist eine neuartige Plattform zur Komposition von IE-Systemen auf Basis der Beschreibung des Datenflusses zwischen generischen und anwendungsspezifischen IE-Modulen. Die Plattform unterstützt insbesondere die Entwicklung und Wiederverwendung von generischen IE-Modulen und zeichnet sich durch eine höhere Flexibilität und Ausdrucksmächtigkeit im Vergleich zu vorherigen Methoden aus. Ein in der Dissertation entwickeltes Verfahren zur Dokumentverarbeitung interpretiert den Daten-austausch zwischen IE-Modulen als Datenströme und ermöglicht damit eine weitgehende Parallelisierung von einzelnen Modulen. Die autonome Ausführung der Module führt zu einer wesentlichen Beschleu-nigung der Verarbeitung von Einzeldokumenten und verbesserten Antwortzeiten, z. B. für Extraktions-dienste. Bisherige Ansätze untersuchen lediglich die Steigerung des durchschnittlichen Dokumenten-durchsatzes durch verteilte Ausführung von Instanzen eines IE-Systems. Die Informationsextraktion im Kontext der Enterprise Search unterscheidet sich z. B. von der Extraktion aus dem World Wide Web dadurch, dass in der Regel strukturierte Referenzdaten z. B. in Form von Unternehmensdatenbanken oder Terminologien zur Verfügung stehen, die oft auch die Beziehungen von Entitäten beschreiben. Entitäten im Unternehmensumfeld haben weiterhin bestimmte Charakteristiken: Eine Klasse von relevanten Entitäten folgt bestimmten Bildungsvorschriften, die nicht immer bekannt sind, auf die aber mit Hilfe von bekannten Beispielentitäten geschlossen werden kann, so dass unbekannte Entitäten extrahiert werden können. Die Bezeichner der anderen Klasse von Entitäten haben eher umschreibenden Charakter. Die korrespondierenden Umschreibungen in Texten können variieren, wodurch eine Identifikation derartiger Entitäten oft erschwert wird. Zur effizienteren Entwicklung von IE-Systemen wird in der Dissertation ein Verfahren untersucht, das alleine anhand von Beispielentitäten effektive Reguläre Ausdrücke zur Extraktion von unbekannten Entitäten erlernt und damit den manuellen Aufwand in derartigen Anwendungsfällen minimiert. Verschiedene Generalisierungs- und Spezialisierungsheuristiken erkennen Muster auf verschiedenen Abstraktionsebenen und schaffen dadurch einen Ausgleich zwischen Genauigkeit und Vollständigkeit bei der Extraktion. Bekannte Regellernverfahren im Bereich der Informationsextraktion unterstützen die beschriebenen Problemstellungen nicht, sondern benötigen einen (annotierten) Dokumentenkorpus. Eine Methode zur Identifikation von Entitäten, die durch Graph-strukturierte Referenzdaten vordefiniert sind, wird als dritter Schwerpunkt untersucht. Es werden Verfahren konzipiert, welche über einen exakten Zeichenkettenvergleich zwischen Text und Referenzdatensatz hinausgehen und Teilübereinstimmungen und Beziehungen zwischen Entitäten zur Identifikation und Disambiguierung heranziehen. Das in der Arbeit vorgestellte Verfahren ist bisherigen Ansätzen hinsichtlich der Genauigkeit und Vollständigkeit bei der Identifikation überlegen.
N2  - The automatic information extraction (IE) from unstructured texts enables new ways to access relevant information and analyze text contents, which goes beyond existing technologies for keyword-based search in document collections. However, the development of systems for extracting machine-readable data from text still requires the implementation of domain-specific extraction programs. In particular in the field of enterprise search (the retrieval of information in the enterprise settings), in which a large amount of heterogeneous document types exists, it is often necessary to develop ad-hoc program-modules and to combine them with generic program components to extract by business relevant entities. This is particularly critical, as potentially for each individual application a new IE system must be developed from scratch. In this work we examine efficient methods to develop and execute IE systems in the context of enterprise search and effective algorithms to exploit pre-existing structured data in the business context for the extraction and identification of business entities in documents. The basis of this work is a novel platform for composition of IE systems through the description of the data flow between generic and application-specific IE modules. The platform supports in particular the development and reuse of generic IE modules and is characterized by a higher flexibility as compared to previous methods. A technique developed in this work interprets the document processing as data stream between IE modules and thus enables an extensive parallelization of individual modules. The autonomous execution of each module allows for a significant runtime improvement for individual documents and thus improves response times, e.g. for extraction services. Previous parallelization approaches focused only on an improved throughput for large document collections, e.g., by leveraging distributed instances of an IE system. Information extraction in the context of enterprise search differs for instance from the extraction from the World Wide Web by the fact that usually a variety of structured reference data (corporate databases or terminologies) is available, which often describes the relationships among entities. Furthermore, entity names in a business environment usually follow special characteristics: On the one hand relevant entities such as product identifiers follow certain patterns that are not always known beforehand, but can be inferred using known sample entities, so that unknown entities can be extracted. On the other hand many designators have a more descriptive character (concatenation of descriptive words). The respective references in texts might differ due to the diversity of potential descriptions, often making the identification of such entities difficult. To address IE applications in the presence of available structured data, we study in this work the inference of effective regular expressions from given sample entities. Various generalization and specialization heuristics are used to identify patterns at different syntactic abstraction levels and thus generate regular expressions which promise both high recall and precision. Compared to previous rule learning techniques in the field of information extraction, our technique does not require any annotated document corpus. A method for the identification of entities that are predefined by graph structured reference data is examined as a third contribution. An algorithm is presented which goes beyond an exact string comparison between text and reference data set. It allows for an effective identification and disambiguation of potentially discovered entities by exploitation of approximate matching strategies. The method leverages further relationships among entities for identification and disambiguation. The method presented in this work is superior to previous approaches with regard to precision and recall.
KW  - Informationsextraktion
KW  - Enterprise Search
KW  - Parallele Datenverarbeitung
KW  - Grammatikalische Inferenz
KW  - Graph-basiertes Ranking
KW  - information extraction
KW  - enterprise search
KW  - multi core data processing
KW  - grammar inference
KW  - graph-based ranking
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51409
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lorey, Johannes
T1  - What's in a query : analyzing, predicting, and managing linked data access
T1  - Was ist in einer Anfrage : Analyse, Vorhersage und Verwaltung von Zugriffen auf Linked Data
N2  - The term Linked Data refers to connected information sources comprising structured data about a wide range of topics and for a multitude of applications. In recent years, the conceptional and technical foundations of Linked Data have been formalized and refined. To this end, well-known technologies have been established, such as the Resource Description Framework (RDF) as a Linked Data model or the SPARQL Protocol and RDF Query Language (SPARQL) for retrieving this information. Whereas most research has been conducted in the area of generating and publishing Linked Data, this thesis presents novel approaches for improved management. In particular, we illustrate new methods for analyzing and processing SPARQL queries. Here, we present two algorithms suitable for identifying structural relationships between these queries. Both algorithms are applied to a large number of real-world requests to evaluate the performance of the approaches and the quality of their results. Based on this, we introduce different strategies enabling optimized access of Linked Data sources. We demonstrate how the presented approach facilitates effective utilization of SPARQL endpoints by prefetching results relevant for multiple subsequent requests. Furthermore, we contribute a set of metrics for determining technical characteristics of such knowledge bases. To this end, we devise practical heuristics and validate them through thorough analysis of real-world data sources. We discuss the findings and evaluate their impact on utilizing the endpoints. Moreover, we detail the adoption of a scalable infrastructure for improving Linked Data discovery and consumption. As we outline in an exemplary use case, this platform is eligible both for processing and provisioning the corresponding information.
N2  - Unter dem Begriff Linked Data werden untereinander vernetzte Datenbestände verstanden, die große Mengen an strukturierten Informationen für verschiedene Anwendungsgebiete enthalten. In den letzten Jahren wurden die konzeptionellen und technischen Grundlagen für die Veröffentlichung von Linked Data gelegt und verfeinert. Zu diesem Zweck wurden eine Reihe von Technologien eingeführt, darunter das Resource Description Framework (RDF) als Datenmodell für Linked Data und das SPARQL Protocol and RDF Query Language (SPARQL) zum Abfragen dieser Informationen. Während bisher hauptsächlich die Erzeugung und Bereitstellung von Linked Data Forschungsgegenstand war, präsentiert die vorliegende Arbeit neuartige Verfahren zur besseren Nutzbarmachung. Insbesondere werden dafür Methoden zur Analyse und Verarbeitung von SPARQL-Anfragen entwickelt. Zunächst werden daher zwei Algorithmen vorgestellt, die die strukturelle Ähnlichkeit solcher Anfragen bestimmen. Beide Algorithmen werden auf eine große Anzahl von authentischen Anfragen angewandt, um sowohl die Güte der Ansätze als auch die ihrer Resultate zu untersuchen. Darauf aufbauend werden verschiedene Strategien erläutert, mittels derer optimiert auf Quellen von Linked Data zugegriffen werden kann. Es wird gezeigt, wie die dabei entwickelte Methode zur effektiven Verwendung von SPARQL-Endpunkten beiträgt, indem relevante Ergebnisse für mehrere nachfolgende Anfragen vorgeladen werden. Weiterhin werden in dieser Arbeit eine Reihe von Metriken eingeführt, die eine Einschätzung der technischen Eigenschaften solcher Endpunkte erlauben. Hierfür werden praxisrelevante Heuristiken entwickelt, die anschließend ausführlich mit Hilfe von konkreten Datenquellen analysiert werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden erörtert und in Hinblick auf die Verwendung der Endpunkte interpretiert. Des Weiteren wird der Einsatz einer skalierbaren Plattform vorgestellt, die die Entdeckung und Nutzung von Beständen an Linked Data erleichtert. Diese Plattform dient dabei sowohl zur Verarbeitung als auch zur Verfügbarstellung der zugehörigen Information, wie in einem exemplarischen Anwendungsfall erläutert wird.
KW  - Vernetzte Daten
KW  - SPARQL
KW  - RDF
KW  - Anfragepaare
KW  - Informationsvorhaltung
KW  - linked data
KW  - SPARQL
KW  - RDF
KW  - query matching
KW  - prefetching
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-72312
ER  - 
TY  - THES
A1  - Steinert, Bastian
T1  - Built-in recovery support for explorative programming
T1  - Eingebaute Unterstützung für Wiederherstellungsbedürfnisse für unstrukturierte ergebnisoffene Programmieraufgaben
BT  - preserving immediate access to static and dynamic information of intermediate development states
BT  - Erhaltung des unmittelbaren Zugriffs auf statische und dynamische Informationen von Entwicklungszwischenständen
N2  - This work introduces concepts and corresponding tool support to enable a complementary approach in dealing with recovery. Programmers need to recover a development state, or a part thereof, when previously made changes reveal undesired implications. However, when the need arises suddenly and unexpectedly, recovery often involves expensive and tedious work. To avoid tedious work, literature recommends keeping away from unexpected recovery demands by following a structured and disciplined approach, which consists of the application of various best practices including working only on one thing at a time, performing small steps, as well as making proper use of versioning and testing tools. However, the attempt to avoid unexpected recovery is both time-consuming and error-prone. On the one hand, it requires disproportionate effort to minimize the risk of unexpected situations. On the other hand, applying recommended practices selectively, which saves time, can hardly avoid recovery. In addition, the constant need for foresight and self-control has unfavorable implications. It is exhaustive and impedes creative problem solving. This work proposes to make recovery fast and easy and introduces corresponding support called CoExist. Such dedicated support turns situations of unanticipated recovery from tedious experiences into pleasant ones. It makes recovery fast and easy to accomplish, even if explicit commits are unavailable or tests have been ignored for some time. When mistakes and unexpected insights are no longer associated with tedious corrective actions, programmers are encouraged to change source code as a means to reason about it, as opposed to making changes only after structuring and evaluating them mentally. This work further reports on an implementation of the proposed tool support in the Squeak/Smalltalk development environment. The development of the tools has been accompanied by regular performance and usability tests. In addition, this work investigates whether the proposed tools affect programmers’ performance. In a controlled lab study, 22 participants improved the design of two different applications. Using a repeated measurement setup, the study examined the effect of providing CoExist on programming performance. The result of analyzing 88 hours of programming suggests that built-in recovery support as provided with CoExist positively has a positive effect on programming performance in explorative programming tasks.
N2  - Diese Arbeit präsentiert Konzepte und die zugehörige Werkzeugunterstützung um einen komplementären Umgang mit Wiederherstellungsbedürfnissen zu ermöglichen. Programmierer haben Bedarf zur Wiederherstellung eines früheren Entwicklungszustandes oder Teils davon, wenn ihre Änderungen ungewünschte Implikationen aufzeigen. Wenn dieser Bedarf plötzlich und unerwartet auftritt, dann ist die notwendige Wiederherstellungsarbeit häufig mühsam und aufwendig. Zur Vermeidung mühsamer Arbeit empfiehlt die Literatur die Vermeidung von unerwarteten Wiederherstellungsbedürfnissen durch einen strukturierten und disziplinierten Programmieransatz, welcher die Verwendung verschiedener bewährter Praktiken vorsieht. Diese Praktiken sind zum Beispiel: nur an einer Sache gleichzeitig zu arbeiten, immer nur kleine Schritte auszuführen, aber auch der sachgemäße Einsatz von Versionskontroll- und Testwerkzeugen. Jedoch ist der Versuch des Abwendens unerwarteter Wiederherstellungsbedürfnisse sowohl zeitintensiv als auch fehleranfällig. Einerseits erfordert es unverhältnismäßig hohen Aufwand, das Risiko des Eintretens unerwarteter Situationen auf ein Minimum zu reduzieren. Andererseits ist eine zeitsparende selektive Ausführung der empfohlenen Praktiken kaum hinreichend, um Wiederherstellungssituationen zu vermeiden. Zudem bringt die ständige Notwendigkeit an Voraussicht und Selbstkontrolle Nachteile mit sich. Dies ist ermüdend und erschwert das kreative Problemlösen. Diese Arbeit schlägt vor, Wiederherstellungsaufgaben zu vereinfachen und beschleunigen, und stellt entsprechende Werkzeugunterstützung namens CoExist vor. Solche zielgerichtete Werkzeugunterstützung macht aus unvorhergesehenen mühsamen Wiederherstellungssituationen eine konstruktive Erfahrung. Damit ist Wiederherstellung auch dann leicht und schnell durchzuführen, wenn explizit gespeicherte Zwischenstände fehlen oder die Tests für einige Zeit ignoriert wurden. Wenn Fehler und unerwartete Ein- sichten nicht länger mit mühsamen Schadensersatz verbunden sind, fühlen sich Programmierer eher dazu ermutig, Quelltext zu ändern, um dabei darüber zu reflektieren, und nehmen nicht erst dann Änderungen vor, wenn sie diese gedanklich strukturiert und evaluiert haben. Diese Arbeit berichtet weiterhin von einer Implementierung der vorgeschlagenen Werkzeugunterstützung in der Squeak/Smalltalk Entwicklungsumgebung. Regelmäßige Tests von Laufzeitverhalten und Benutzbarkeit begleiteten die Entwicklung. Zudem prüft die Arbeit, ob sich die Verwendung der vorgeschlagenen Werkzeuge auf die Leistung der Programmierer auswirkt. In einem kontrollierten Experiment, verbesserten 22 Teilnehmer den Aufbau von zwei verschiedenen Anwendungen. Unter der Verwendung einer Versuchsanordnung mit wiederholter Messung, ermittelte die Studie die Auswirkung von CoExist auf die Programmierleistung. Das Ergebnis der Analyse von 88 Programmierstunden deutet darauf hin, dass sich eingebaute Werkzeugunterstützung für Wiederherstellung, wie sie mit CoExist bereitgestellt wird, positiv bei der Bearbeitung von unstrukturierten ergebnisoffenen Programmieraufgaben auswirkt.
KW  - Softwaretechnik
KW  - Entwicklungswerkzeuge
KW  - Versionierung
KW  - Testen
KW  - software engineering
KW  - development tools
KW  - versioning
KW  - testing
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-71305
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brückner, Michael
T1  - Prediction games : machine learning in the presence of an adversary
T1  - Prädiktionsspiele : maschinelles Lernen in Anwesenheit eines Gegners
N2  - In many applications one is faced with the problem of inferring some functional relation between input and output variables from given data. Consider, for instance, the task of email spam filtering where one seeks to find a model which automatically assigns new, previously unseen emails to class spam or non-spam. Building such a predictive model based on observed training inputs (e.g., emails) with corresponding outputs (e.g., spam labels) is a major goal of machine learning. Many learning methods assume that these training data are governed by the same distribution as the test data which the predictive model will be exposed to at application time. That assumption is violated when the test data are generated in response to the presence of a predictive model. This becomes apparent, for instance, in the above example of email spam filtering. Here, email service providers employ spam filters and spam senders engineer campaign templates such as to achieve a high rate of successful deliveries despite any filters. Most of the existing work casts such situations as learning robust models which are unsusceptible against small changes of the data generation process. The models are constructed under the worst-case assumption that these changes are performed such to produce the highest possible adverse effect on the performance of the predictive model. However, this approach is not capable to realistically model the true dependency between the model-building process and the process of generating future data. We therefore establish the concept of prediction games: We model the interaction between a learner, who builds the predictive model, and a data generator, who controls the process of data generation, as an one-shot game. The game-theoretic framework enables us to explicitly model the players' interests, their possible actions, their level of knowledge about each other, and the order at which they decide for an action. We model the players' interests as minimizing their own cost function which both depend on both players' actions. The learner's action is to choose the model parameters and the data generator's action is to perturbate the training data which reflects the modification of the data generation process with respect to the past data. We extensively study three instances of prediction games which differ regarding the order in which the players decide for their action. We first assume that both player choose their actions simultaneously, that is, without the knowledge of their opponent's decision. We identify conditions under which this Nash prediction game has a meaningful solution, that is, a unique Nash equilibrium, and derive algorithms that find the equilibrial prediction model. As a second case, we consider a data generator who is potentially fully informed about the move of the learner. This setting establishes a Stackelberg competition. We derive a relaxed optimization criterion to determine the solution of this game and show that this Stackelberg prediction game generalizes existing prediction models. Finally, we study the setting where the learner observes the data generator's action, that is, the (unlabeled) test data, before building the predictive model. As the test data and the training data may be governed by differing probability distributions, this scenario reduces to learning under covariate shift. We derive a new integrated as well as a two-stage method to account for this data set shift. In case studies on email spam filtering we empirically explore properties of all derived models as well as several existing baseline methods. We show that spam filters resulting from the Nash prediction game as well as the Stackelberg prediction game in the majority of cases outperform other existing baseline methods.
N2  - Eine der Aufgabenstellungen des Maschinellen Lernens ist die Konstruktion von Vorhersagemodellen basierend auf gegebenen Trainingsdaten. Ein solches Modell beschreibt den Zusammenhang zwischen einem Eingabedatum, wie beispielsweise einer E-Mail, und einer Zielgröße; zum Beispiel, ob die E-Mail durch den Empfänger als erwünscht oder unerwünscht empfunden wird. Dabei ist entscheidend, dass ein gelerntes Vorhersagemodell auch die Zielgrößen zuvor unbeobachteter Testdaten korrekt vorhersagt. Die Mehrzahl existierender Lernverfahren wurde unter der Annahme entwickelt, dass Trainings- und Testdaten derselben Wahrscheinlichkeitsverteilung unterliegen. Insbesondere in Fällen in welchen zukünftige Daten von der Wahl des Vorhersagemodells abhängen, ist diese Annahme jedoch verletzt. Ein Beispiel hierfür ist das automatische Filtern von Spam-E-Mails durch E-Mail-Anbieter. Diese konstruieren Spam-Filter basierend auf zuvor empfangenen E-Mails. Die Spam-Sender verändern daraufhin den Inhalt und die Gestaltung der zukünftigen Spam-E-Mails mit dem Ziel, dass diese durch die Filter möglichst nicht erkannt werden. Bisherige Arbeiten zu diesem Thema beschränken sich auf das Lernen robuster Vorhersagemodelle welche unempfindlich gegenüber geringen Veränderungen des datengenerierenden Prozesses sind. Die Modelle werden dabei unter der Worst-Case-Annahme konstruiert, dass diese Veränderungen einen maximal negativen Effekt auf die Vorhersagequalität des Modells haben. Diese Modellierung beschreibt die tatsächliche Wechselwirkung zwischen der Modellbildung und der Generierung zukünftiger Daten nur ungenügend. Aus diesem Grund führen wir in dieser Arbeit das Konzept der Prädiktionsspiele ein. Die Modellbildung wird dabei als mathematisches Spiel zwischen einer lernenden und einer datengenerierenden Instanz beschrieben. Die spieltheoretische Modellierung ermöglicht es uns, die Interaktion der beiden Parteien exakt zu beschreiben. Dies umfasst die jeweils verfolgten Ziele, ihre Handlungsmöglichkeiten, ihr Wissen übereinander und die zeitliche Reihenfolge, in der sie agieren. Insbesondere die Reihenfolge der Spielzüge hat einen entscheidenden Einfluss auf die spieltheoretisch optimale Lösung. Wir betrachten zunächst den Fall gleichzeitig agierender Spieler, in welchem sowohl der Lerner als auch der Datengenerierer keine Kenntnis über die Aktion des jeweils anderen Spielers haben. Wir leiten hinreichende Bedingungen her, unter welchen dieses Spiel eine Lösung in Form eines eindeutigen Nash-Gleichgewichts besitzt. Im Anschluss diskutieren wir zwei verschiedene Verfahren zur effizienten Berechnung dieses Gleichgewichts. Als zweites betrachten wir den Fall eines Stackelberg-Duopols. In diesem Prädiktionsspiel wählt der Lerner zunächst das Vorhersagemodell, woraufhin der Datengenerierer in voller Kenntnis des Modells reagiert. Wir leiten ein relaxiertes Optimierungsproblem zur Bestimmung des Stackelberg-Gleichgewichts her und stellen ein mögliches Lösungsverfahren vor. Darüber hinaus diskutieren wir, inwieweit das Stackelberg-Modell bestehende robuste Lernverfahren verallgemeinert. Abschließend untersuchen wir einen Lerner, der auf die Aktion des Datengenerierers, d.h. der Wahl der Testdaten, reagiert. In diesem Fall sind die Testdaten dem Lerner zum Zeitpunkt der Modellbildung bekannt und können in den Lernprozess einfließen. Allerdings unterliegen die Trainings- und Testdaten nicht notwendigerweise der gleichen Verteilung. Wir leiten daher ein neues integriertes sowie ein zweistufiges Lernverfahren her, welche diese Verteilungsverschiebung bei der Modellbildung berücksichtigen. In mehreren Fallstudien zur Klassifikation von Spam-E-Mails untersuchen wir alle hergeleiteten, sowie existierende Verfahren empirisch. Wir zeigen, dass die hergeleiteten spieltheoretisch-motivierten Lernverfahren in Summe signifikant bessere Spam-Filter erzeugen als alle betrachteten Referenzverfahren.
KW  - Prädiktionsspiel
KW  - Adversarial Learning
KW  - Angewandte Spieltheorie
KW  - Maschinelles Lernen
KW  - Spam-Filter
KW  - Prediction Game
KW  - Adversarial Learning
KW  - Applied Game Theory
KW  - Machine Learning
KW  - Spam Filtering
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-60375
SN  - 978-3-86956-203-2
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Krause, Christian
A1  - Giese, Holger
T1  - Quantitative modeling and analysis of service-oriented real-time systems using interval probabilistic timed automata
N2  - One of the key challenges in service-oriented systems engineering is the prediction and assurance of non-functional properties, such as the reliability and the availability of composite interorganizational services. Such systems are often characterized by a variety of inherent uncertainties, which must be addressed in the modeling and the analysis approach. The different relevant types of uncertainties can be categorized into (1) epistemic uncertainties due to incomplete knowledge and (2) randomization as explicitly used in protocols or as a result of physical processes. In this report, we study a probabilistic timed model which allows us to quantitatively reason about nonfunctional properties for a restricted class of service-oriented real-time systems using formal methods. To properly motivate the choice for the used approach, we devise a requirements catalogue for the modeling and the analysis of probabilistic real-time systems with uncertainties and provide evidence that the uncertainties of type (1) and (2) in the targeted systems have a major impact on the used models and require distinguished analysis approaches. The formal model we use in this report are Interval Probabilistic Timed Automata (IPTA). Based on the outlined requirements, we give evidence that this model provides both enough expressiveness for a realistic and modular specifiation of the targeted class of systems, and suitable formal methods for analyzing properties, such as safety and reliability properties in a quantitative manner. As technical means for the quantitative analysis, we build on probabilistic model checking, specifically on probabilistic time-bounded reachability analysis and computation of expected reachability rewards and costs. To carry out the quantitative analysis using probabilistic model checking, we developed an extension of the Prism tool for modeling and analyzing IPTA. Our extension of Prism introduces a means for modeling probabilistic uncertainty in the form of probability intervals, as required for IPTA. For analyzing IPTA, our Prism extension moreover adds support for probabilistic reachability checking and computation of expected rewards and costs. We discuss the performance of our extended version of Prism and compare the interval-based IPTA approach to models with fixed probabilities.
N2  - Eine der wichtigsten Herausforderungen in der Entwicklung von Service-orientierten Systemen ist die Vorhersage und die Zusicherung von nicht-funktionalen Eigenschaften, wie Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit von zusammengesetzten, interorganisationellen Diensten. Diese Systeme sind oft charakterisiert durch eine Vielzahl von inhärenten Unsicherheiten, welche sowohl in der Modellierung als auch in der Analyse eine Rolle spielen. Die verschiedenen relevanten Arten von Unsicherheiten können eingeteilt werden in (1) epistemische Unsicherheiten aufgrund von unvollständigem Wissen und (2) Zufall als Mittel in Protokollen oder als Resultat von physikalischen Prozessen. In diesem Bericht wird ein probabilistisches, Zeit-behaftetes Modell untersucht, welches es ermöglicht quantitative Aussagen über nicht-funktionale Eigenschaften von einer eingeschränkten Klasse von Service-orientierten Echtzeitsystemen mittels formaler Methoden zu treffen. Zur Motivation und Einordnung wird ein Anforderungskatalog für probabilistische Echtzeitsysteme mit Unsicherheiten erstellt und gezeigt, dass die Unsicherheiten vom Typ (1) und (2) in den untersuchten Systemen einen Ein uss auf die Wahl der Modellierungs- und der Analysemethode haben. Als formales Modell werden Interval Probabilistic Timed Automata (IPTA) benutzt. Basierend auf den erarbeiteten Anforderungen wird gezeigt, dass dieses Modell sowohl ausreichende Ausdrucksstärke für eine realistische und modulare Spezifikation als auch geeignete formale Methoden zur Bestimmung von quantitativen Sicherheits- und Zuverlässlichkeitseigenschaften bietet. Als technisches Mittel für die quantitative Analyse wird probabilistisches Model Checking, speziell probabilistische Zeit-beschränkte Erreichbarkeitsanalyse und Bestimmung von Erwartungswerten für Kosten und Vergütungen eingesetzt. Um die quantitative Analyse mittels probabilistischem Model Checking durchzuführen, wird eine Erweiterung des Prism-Werkzeugs zur Modellierung und Analyse von IPTA eingeführt. Die präsentierte Erweiterung von Prism ermöglicht die Modellierung von probabilistischen Unsicherheiten mittelsWahrscheinlichkeitsintervallen, wie sie für IPTA benötigt werden. Zur Verifikation wird probabilistische Erreichbarkeitsanalyse und die Berechnung von Erwartungswerten durch das Werkzeug unterstützt. Es wird die Performanz der Prism-Erweiterung untersucht und der Intervall-basierte IPTA-Ansatz mit Modellen mit festen Wahrscheinlichkeitswerten verglichen.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 56 
KW  - Service-orientierte Systme
KW  - Echtzeitsysteme
KW  - Quantitative Analysen
KW  - Formale Verifikation
KW  - service-oriented systems
KW  - real-time systems
KW  - quantitative analysis
KW  - formal verification methods
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-57845
SN  - 978-3-86956-171-4
PB  - Universitätsverlah Potsdam
CY  - Potsdam
ER  -