TY  - JOUR
A1  - Şahin, Muhittin
A1  - Egloffstein, Marc
A1  - Bothe, Max
A1  - Rohloff, Tobias
A1  - Schenk, Nathanael
A1  - Schwerer, Florian
A1  - Ifenthaler, Dirk
T1  - Behavioral Patterns in Enterprise MOOCs at openSAP
JF  - EMOOCs 2021
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-517350
SN  - 978-3-86956-512-5
VL  - 2021
SP  - 281
EP  - 288
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Özdemir, Paker Doğu
A1  - Kurban, Caroline Fell
A1  - Pekkan, Zelha Tunç
T1  - MOOC-Based Online Instruction
BT  - A Case Study in Teacher Education
JF  - EMOOCs 2021
N2  - If taking a flipped learning approach, MOOC content can be used for online pre-class instruction. After which students can put the knowledge they gained from the MOOC into practice either synchronously or asynchronously. This study examined one such, asynchronous, course in teacher education. The course ran with 40 students over 13 weeks from February to May 2020. A case study approach was followed using mixed methods to assess the efficacy of the course. Quantitative data was gathered on achievement of learning outcomes, online engagement, and satisfaction. Qualitative data was gathered via student interviews from which a thematic analysis was undertaken. From a combined analysis of the data, three themes emerged as pertinent to course efficacy: quality and quantity of communication and collaboration; suitability of the MOOC; and significance for career development.
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-516900
SN  - 978-3-86956-512-5
VL  - 2021
SP  - 17
EP  - 33
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zuo, Zhe
T1  - From unstructured to structured: Context-based named entity mining from text
T1  - Von unstrukturiert zu strukturiert: Kontextbasierte Gewinnung benannter Entitäten von Text
N2  - With recent advances in the area of information extraction, automatically extracting structured information from a vast amount of unstructured textual data becomes an important task, which is infeasible for humans to capture all information manually. Named entities (e.g., persons, organizations, and locations), which are crucial components in texts, are usually the subjects of structured information from textual documents. Therefore, the task of named entity mining receives much attention. It consists of three major subtasks, which are named entity recognition, named entity linking, and relation extraction.

These three tasks build up an entire pipeline of a named entity mining system, where each of them has its challenges and can be employed for further applications. As a fundamental task in the natural language processing domain, studies on named entity recognition have a long history, and many existing approaches produce reliable results. The task is aiming to extract mentions of named entities in text and identify their types. Named entity linking recently received much attention with the development of knowledge bases that contain rich information about entities. The goal is to disambiguate mentions of named entities and to link them to the corresponding entries in a knowledge base. Relation extraction, as the final step of named entity mining, is a highly challenging task, which is to extract semantic relations between named entities, e.g., the ownership relation between two companies.

In this thesis, we review the state-of-the-art of named entity mining domain in detail, including valuable features, techniques, evaluation methodologies, and so on. Furthermore, we present two of our approaches that focus on the named entity linking and relation extraction tasks separately. 

To solve the named entity linking task, we propose the entity linking technique, BEL, which operates on a textual range of relevant terms and aggregates decisions from an ensemble of simple classifiers. Each of the classifiers operates on a randomly sampled subset of the above range. In extensive experiments on hand-labeled and benchmark datasets, our approach outperformed state-of-the-art entity linking techniques, both in terms of quality and efficiency. 

For the task of relation extraction, we focus on extracting a specific group of difficult relation types, business relations between companies. These relations can be used to gain valuable insight into the interactions between companies and perform complex analytics, such as predicting risk or valuating companies. Our semi-supervised strategy can extract business relations between companies based on only a few user-provided seed company pairs. By doing so, we also provide a solution for the problem of determining the direction of asymmetric relations, such as the ownership_of relation. We improve the reliability of the extraction process by using a holistic pattern identification method, which classifies the generated extraction patterns. Our experiments show that we can accurately and reliably extract new entity pairs occurring in the target relation by using as few as five labeled seed pairs.
N2  - Mit den jüngsten Fortschritten in den Gebieten der Informationsextraktion wird die automatisierte Extrahierung strukturierter Informationen aus einer unüberschaubaren Menge unstrukturierter Textdaten eine wichtige Aufgabe, deren manuelle Ausführung  unzumutbar ist. Benannte Entitäten, (z.B. Personen, Organisationen oder Orte), essentielle Bestandteile in Texten, sind normalerweise der Gegenstand strukturierter Informationen aus Textdokumenten. Daher erhält die Aufgabe der Gewinnung benannter Entitäten viel Aufmerksamkeit. Sie besteht aus drei groen Unteraufgaben, nämlich Erkennung benannter Entitäten, Verbindung benannter Entitäten und Extraktion von Beziehungen.

Diese drei Aufgaben zusammen sind der Grundprozess eines Systems zur Gewinnung benannter Entitäten, wobei jede ihre eigene Herausforderung hat und für weitere Anwendungen eingesetzt werden kann. Als ein fundamentaler Aspekt in der Verarbeitung natürlicher Sprache haben Studien zur Erkennung benannter Entitäten eine lange Geschichte, und viele bestehenden Ansätze erbringen verlässliche Ergebnisse. Die Aufgabe zielt darauf ab, Nennungen benannter Entitäten zu extrahieren und ihre Typen zu bestimmen. Verbindung benannter Entitäten hat in letzter Zeit durch die Entwicklung von Wissensdatenbanken, welche reiche Informationen über Entitäten enthalten, viel Aufmerksamkeit erhalten. Das Ziel ist es, Nennungen benannter Entitäten zu unterscheiden und diese mit dazugehörigen Einträgen in einer Wissensdatenbank zu verknüpfen. Der letzte Schritt der Gewinnung benannter Entitäten, die Extraktion von Beziehungen, ist eine stark anspruchsvolle Aufgabe, nämlich die Extraktion semantischer Beziehungen zwischen Entitäten, z.B. die Eigentümerschaft zwischen zwei Firmen.

In dieser Doktorarbeit arbeiten wir den aktuellen Stand der Wissenschaft in den Domäne der Gewinnung benannter Entitäten auf, unter anderem wertvolle Eigenschaften und Evaluationsmethoden. Darüberhinaus präsentieren wir zwei Ansätze von uns, die jeweils ihren Fokus auf die Verbindung benannter Entitäten sowie der Aufgaben der Extraktion von Beziehungen legen.

Um die Aufgabe der Verbindung benannter Entitäten zu lösen schlagen wir hier die Verbindungstechnik BEL vor, welche auf einer textuellen Bandbreite relevanter Begriffe agiert und Entscheidungen einer Kombination von einfacher Klassifizierer aggregiert. Jeder dieser Klassifizierer arbeitet auf einer zufällig ausgewählten Teilmenge der obigen Bandbreite. In umfangreichen Experimenten mit handannotierten sowie Vergleichsdatensätzen hat unser Ansatz andere Lösungen zur Verbindung benannter Entitäten, die auf dem Stand der aktuellen Technik beruhen, sowie in Bezug auf Qualität als auch Effizienz geschlagen.

Für die Aufgabe der Extraktion von Beziehungen fokussieren wir uns auf eine bestimmte Gruppe schwieriger Beziehungstypen, nämlich die Geschäftsbeziehungen zwischen Firmen. Diese Beziehungen können benutzt werden, um wertvolle Erkenntnisse in das Zusammenspiel von Firmen zu gelangen und komplexe Analysen ausführen, beispielsweise die Risikovorhersage oder Bewertung von Firmen. Unsere teilbeaufsichtigte Strategie kann Geschäftsbeziehungen zwischen Firmen anhand nur weniger nutzergegebener Startwerte von Firmenpaaren extrahieren. Dadurch bieten wir auch eine Lösung für das Problem der Richtungserkennung asymmetrischer Beziehungen, beispielsweise der Eigentumsbeziehung. Wir verbessern die Verlässlichkeit des Extraktionsprozesses, indem wir holistische Musteridentifikationsmethoden verwenden, welche die erstellten Extraktionsmuster klassifizieren. Unsere Experimente zeigen, dass wir neue Entitätenpaare akkurat und verlässlich in der Zielbeziehung mit bereits fünf bezeichneten Startpaaren extrahieren können.
KW  - named entity mining
KW  - information extraction
KW  - natural language processing
KW  - Gewinnung benannter Entitäten
KW  - Informationsextraktion
KW  - maschinelle Verarbeitung natürlicher Sprache
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-412576
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Zieris, Holger
A1  - Gerstberger, Herbert
A1  - Müller, Wolfgang
T1  - Using Arduino-Based Experiments to Integrate Computer Science Education and Natural Science
JF  - KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT
N2  - Current curricular trends require teachers in Baden-
Wuerttemberg (Germany) to integrate Computer Science (CS) into
traditional subjects, such as Physical Science. However, concrete guidelines
are missing. To fill this gap, we outline an approach where a
microcontroller is used to perform and evaluate measurements in the
Physical Science classroom.
Using the open-source Arduino platform, we expect students to acquire
and develop both CS and Physical Science competencies by using a
self-programmed microcontroller. In addition to this combined development
of competencies in Physical Science and CS, the subject matter
will be embedded in suitable contexts and learning environments,
such as weather and climate.
KW  - Computer Science Education
KW  - Natural Science Education
KW  - Inquiry-based Learning
KW  - Physical Science
KW  - Measurement
KW  - Arduino
KW  - Sensors
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82938
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 7
SP  - 381
EP  - 389
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ziehe, Andreas
T1  - Blind source separation based on joint diagonalization of matrices with applications in biomedical signal processing
T1  - Blinde Signalquellentrennung beruhend auf simultaner Diagonalisierung von Matrizen mit Anwendungen in der biomedizinischen Signalverarbeitung
T1  - Blinde Signalquellentrennung beruhend auf simultaner Diagonalisierung von Matrizen mit Anwendungen in der biomedizinischen Signalverarbeitung
N2  - This thesis is concerned with the solution of the blind source separation problem (BSS). The BSS problem occurs frequently in various scientific and technical applications. In essence, it consists in separating meaningful underlying components out of a mixture of a multitude of superimposed signals.  In the recent research literature there are two related approaches to the BSS problem: The first is known as Independent Component Analysis (ICA), where the goal is to transform the data such that the components become as independent as possible. The second is based on the notion of diagonality of certain characteristic matrices derived from the data. Here the goal is to transform the matrices such that they become as diagonal as possible. In this thesis we study the latter method of approximate joint diagonalization (AJD) to achieve a solution of the BSS problem. After an introduction to the general setting, the thesis provides an overview on particular choices for the set of target matrices that can be used for BSS by joint diagonalization.  As the main contribution of the thesis, new algorithms for approximate joint diagonalization of several matrices with non-orthogonal transformations are developed.  These newly developed algorithms will be tested on synthetic benchmark datasets and compared to other previous diagonalization algorithms.  Applications of the BSS methods to biomedical signal processing are discussed and exemplified with real-life data sets of multi-channel biomagnetic recordings.
N2  - Diese Arbeit befasst sich mit der Lösung des Problems der blinden Signalquellentrennung (BSS). Das BSS Problem tritt häufig in vielen wissenschaftlichen und technischen Anwendungen auf. Im Kern besteht das Problem darin, aus einem Gemisch von überlagerten Signalen die zugrundeliegenden Quellsignale zu extrahieren.  In wissenschaftlichen Publikationen zu diesem Thema werden hauptsächlich zwei Lösungsansätze verfolgt:  Ein Ansatz ist die sogenannte "Analyse der unabhängigen Komponenten", die zum Ziel hat, eine lineare Transformation <B>V</B> der Daten <B>X</B> zu finden, sodass die Komponenten Un der transformierten Daten <B>U</B> = <B> V X</B> (die sogenannten "independent components") so unabhängig wie möglich sind. Ein anderer Ansatz beruht auf einer simultanen Diagonalisierung mehrerer spezieller Matrizen, die aus den Daten gebildet werden. Diese Möglichkeit der Lösung des Problems der blinden Signalquellentrennung bildet den Schwerpunkt dieser Arbeit.  Als Hauptbeitrag der vorliegenden Arbeit präsentieren wir neue Algorithmen zur simultanen Diagonalisierung mehrerer Matrizen mit Hilfe einer nicht-orthogonalen Transformation.  Die neu entwickelten Algorithmen werden anhand von numerischen Simulationen getestet und mit bereits bestehenden Diagonalisierungsalgorithmen verglichen. Es zeigt sich, dass unser neues Verfahren sehr effizient und leistungsfähig ist. Schließlich werden Anwendungen der BSS Methoden auf Probleme der biomedizinischen Signalverarbeitung erläutert und anhand von realistischen biomagnetischen Messdaten wird die Nützlichkeit in der explorativen Datenanalyse unter Beweis gestellt.
KW  - Signaltrennung
KW  - Mischung <Signalverarbeitung>
KW  - Diagonalisierung
KW  - Bioelektrisches Signal
KW  - Magnetoencephalographie
KW  - Elektroencephalographie
KW  - Signalquellentrennung
KW  - Matrizen-Eigenwertaufgabe
KW  - Simultane Diagonalisierung
KW  - Optimierungsproblem
KW  - blind source separation
KW  - BSS
KW  - ICA
KW  - independent component analysis
KW  - approximate joint diagonalization
KW  - EEG
KW  - MEG
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-5694
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Zhou, Neng-Fa
T1  - What I have learned from all these solver competitions
N2  - In this talk, I would like to share my experiences gained from participating in four CSP solver competitions and the second ASP solver competition. In particular, I’ll talk about how various programming techniques can make huge differences in solving some of the benchmark problems used in the competitions. These techniques include global constraints, table constraints, and problem-specific propagators and labeling strategies for selecting variables and values. I’ll present these techniques with experimental results from B-Prolog and other CLP(FD) systems.
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-41431
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Zhang, Shuhao
A1  - Plauth, Max
A1  - Eberhardt, Felix
A1  - Polze, Andreas
A1  - Lehmann, Jens
A1  - Sejdiu, Gezim
A1  - Jabeen, Hajira
A1  - Servadei, Lorenzo
A1  - Möstl, Christian
A1  - Bär, Florian
A1  - Netzeband, André
A1  - Schmidt, Rainer
A1  - Knigge, Marlene
A1  - Hecht, Sonja
A1  - Prifti, Loina
A1  - Krcmar, Helmut
A1  - Sapegin, Andrey
A1  - Jaeger, David
A1  - Cheng, Feng
A1  - Meinel, Christoph
A1  - Friedrich, Tobias
A1  - Rothenberger, Ralf
A1  - Sutton, Andrew M.
A1  - Sidorova, Julia A.
A1  - Lundberg, Lars
A1  - Rosander, Oliver
A1  - Sköld, Lars
A1  - Di Varano, Igor
A1  - van der Walt, Estée
A1  - Eloff, Jan H. P.
A1  - Fabian, Benjamin
A1  - Baumann, Annika
A1  - Ermakova, Tatiana
A1  - Kelkel, Stefan
A1  - Choudhary, Yash
A1  - Cooray, Thilini
A1  - Rodríguez, Jorge
A1  - Medina-Pérez, Miguel Angel
A1  - Trejo, Luis A.
A1  - Barrera-Animas, Ari Yair
A1  - Monroy-Borja, Raúl
A1  - López-Cuevas, Armando
A1  - Ramírez-Márquez, José Emmanuel
A1  - Grohmann, Maria
A1  - Niederleithinger, Ernst
A1  - Podapati, Sasidhar
A1  - Schmidt, Christopher
A1  - Huegle, Johannes
A1  - de Oliveira, Roberto C. L.
A1  - Soares, Fábio Mendes
A1  - van Hoorn, André
A1  - Neumer, Tamas
A1  - Willnecker, Felix
A1  - Wilhelm, Mathias
A1  - Kuster, Bernhard
ED  - Meinel, Christoph
ED  - Polze, Andreas
ED  - Beins, Karsten
ED  - Strotmann, Rolf
ED  - Seibold, Ulrich
ED  - Rödszus, Kurt
ED  - Müller, Jürgen
T1  - HPI Future SOC Lab – Proceedings 2017
T1  - HPI Future SOC Lab – Proceedings 2017
N2  - The “HPI Future SOC Lab” is a cooperation of the Hasso Plattner Institute (HPI) and industry partners. Its mission is to enable and promote exchange and interaction between the research community and the industry partners.
  The HPI Future SOC Lab provides researchers with free of charge access to a complete infrastructure of state of the art hard and software. This infrastructure includes components, which might be too expensive for an ordinary research environment, such as servers with up to 64 cores and 2 TB main memory. The offerings address researchers particularly from but not limited to the areas of computer science and business information systems. Main areas of research include cloud computing, parallelization, and In-Memory technologies.
  This technical report presents results of research projects executed in 2017. Selected projects have presented their results on April 25th and November 15th 2017 at the Future SOC Lab Day events.
N2  - Das Future SOC Lab am HPI ist eine Kooperation des Hasso-Plattner-Instituts mit verschiedenen Industriepartnern. Seine Aufgabe ist die Ermöglichung und Förderung des Austausches zwischen Forschungsgemeinschaft und Industrie.
  Am Lab wird interessierten Wissenschaftlern eine Infrastruktur von neuester Hard- und Software kostenfrei für Forschungszwecke zur Verfügung gestellt. Dazu zählen teilweise noch nicht am Markt verfügbare Technologien, die im normalen Hochschulbereich in der Regel nicht zu finanzieren wären, bspw. Server mit bis zu 64 Cores und 2 TB Hauptspeicher. Diese Angebote richten sich insbesondere an Wissenschaftler in den Gebieten Informatik und Wirtschaftsinformatik. Einige der Schwerpunkte sind Cloud Computing, Parallelisierung und In-Memory Technologien. 
  In diesem Technischen Bericht werden die Ergebnisse der Forschungsprojekte des Jahres 2017 vorgestellt.  Ausgewählte Projekte stellten ihre Ergebnisse am 25. April und 15. November 2017 im Rahmen der Future SOC Lab Tag Veranstaltungen vor.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 130 
KW  - Future SOC Lab
KW  - research projects
KW  - multicore architectures
KW  - In-Memory technology
KW  - cloud computing
KW  - machine learning
KW  - artifical intelligence
KW  - Future SOC Lab
KW  - Forschungsprojekte
KW  - Multicore Architekturen
KW  - In-Memory Technologie
KW  - Cloud Computing
KW  - maschinelles Lernen
KW  - Künstliche Intelligenz
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-433100
SN  - 978-3-86956-475-3
SN  - 1613-5652
SN  - 2191-1665
IS  - 130
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Xu, Rudan
A1  - Razaghi-Moghadam, Zahra
A1  - Nikoloski, Zoran
T1  - Maximization of non-idle enzymes improves the coverage of the estimated maximal in vivo enzyme catalytic rates in Escherichia coli
JF  - Bioinformatics
N2  - Motivation: 
Constraint-based modeling approaches allow the estimation of maximal in vivo enzyme catalytic rates that can serve as proxies for enzyme turnover numbers. Yet, genome-scale flux profiling remains a challenge in deploying these approaches to catalogue proxies for enzyme catalytic rates across organisms.

Results:
Here, we formulate a constraint-based approach, termed NIDLE-flux, to estimate fluxes at a genome-scale level by using the principle of efficient usage of expressed enzymes. Using proteomics data from Escherichia coli, we show that the fluxes estimated by NIDLE-flux and the existing approaches are in excellent qualitative agreement (Pearson correlation > 0.9). We also find that the maximal in vivo catalytic rates estimated by NIDLE-flux exhibits a Pearson correlation of 0.74 with in vitro enzyme turnover numbers. However, NIDLE-flux results in a 1.4-fold increase in the size of the estimated maximal in vivo catalytic rates in comparison to the contenders. Integration of the maximum in vivo catalytic rates with publically available proteomics and metabolomics data provide a better match to fluxes estimated by NIDLE-flux. Therefore, NIDLE-flux facilitates more effective usage of proteomics data to estimate proxies for kcatomes.
Y1  - 2021
U6  - https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btab575
SN  - 1367-4803
SN  - 1460-2059
VL  - 37
IS  - 21
SP  - 3848
EP  - 3855
PB  - Oxford Univ. Press
CY  - Oxford
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Wätzoldt, Sebastian
A1  - Giese, Holger
T1  - Modeling collaborations in self-adaptive systems of systems
BT  - terms, characteristics, requirements, and scenarios
N2  - An increasing demand on functionality and flexibility leads to an integration of beforehand isolated system solutions building a so-called System of Systems (SoS). Furthermore, the overall SoS should be adaptive to react on changing requirements and environmental conditions. Due SoS are composed of different independent systems that may join or leave the overall SoS at arbitrary point in times, the SoS structure varies during the systems lifetime and the overall SoS behavior emerges from the capabilities of the contained subsystems. In such complex system ensembles new demands of understanding the interaction among subsystems, the coupling of shared system knowledge and the influence of local adaptation strategies to the overall resulting system behavior arise. In this report, we formulate research questions with the focus of modeling interactions between system parts inside a SoS. Furthermore, we define our notion of important system types and terms by retrieving the current state of the art from literature. Having a common understanding of SoS, we discuss a set of typical SoS characteristics and derive general requirements for a collaboration modeling language. Additionally, we retrieve a broad spectrum of real scenarios and frameworks from literature and discuss how these scenarios cope with different characteristics of SoS. Finally, we discuss the state of the art for existing modeling languages that cope with collaborations for different system types such as SoS.
N2  - Steigende Anforderungen zum Funktionsumfang und der Flexibilität von Systemen führt zur Integration von zuvor isolierten Systemlösungen zu sogenannten System of Systems (SoS). Weiterhin sollten solche SoS adaptive Eigenschaften aufweisen, die es ihm ermöglichen auf sich ändernde Anforderungen und Umwelteinflüsse zu reagieren. Weil SoS aus unterschiedlichen, unabhängigen Subsystemen zusammengesetzt sind, die wiederum das übergeordnete SoS zu beliebigen Zeitpunkten erweitern oder verlassen können, ist das SoS durch eine variable Systemstruktur gekennzeichnet. Weiterhin definieren sich der Funktionsumfang des SoS und dessen Potenzial aus den enthaltenen Subsystemen. Solche komplexen Systemzusammenstellungen erfordern neue Untersuchungstechniken, um die Interaktion der einzelnen Subsysteme, die Kopplung von geteilten Daten und den Einfluss von lokalen Adaptionsstrategien auf das Gesamtsystem besser verstehen zu können. In diesem Bericht formulieren wir aktuelle Forschungsfragen mit dem Fokus auf der Modellierung von Interaktionen zwischen verschiedenen Systemteilen innerhalt eines SoS. Weiterhin definieren wir wichtige Systemtypen und Begriffe aus diesem Bereich durch das Zusammentragen aktueller Literatur. Nachdem wir ein gemeinsames Verständnis über SoS geschaffen haben, leiten wir typische SoS Eigenschaften und allgemeine Anforderungen für eine Modellierungssprache für Kollaborationen ab. Zusätzlich führen wir eine Literaturstudie durch, in der wir ein breites Spektrum von realen Szenarios und existierenden Frameworks zusammentragen, an denen wir die aufgezeigten SoS Eigenschaften diskutieren. Abschließend beschreiben wir den Stand der Wissenschaft bezüglich existierender Modellierungssprachen, die sich mit Kollaborationen in verschiedenen Arten von Systemen, wie SoS, beschäftigen.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 96 
KW  - modeling
KW  - collaboration
KW  - system of systems
KW  - cyber-physical systems
KW  - feedback loops
KW  - adaptive systems
KW  - Modellierung
KW  - Kollaborationen
KW  - System of Systems
KW  - Cyber-Physical Systems
KW  - Feedback Loops
KW  - adaptive Systeme
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-73036
SN  - 978-3-86956-324-4
SN  - 1613-5652
SN  - 2191-1665
IS  - 96
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
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  - 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  - Wright, Michelle F.
A1  - Wachs, Sebastian
A1  - Harper, Bridgette D.
T1  - The moderation of empathy in the longitudinal association between witnessing cyberbullying, depression, and anxiety
JF  - Journal of Psychosocial Research on Cyberspace
N2  - While the role of and consequences of being a bystander to face-to-face bullying has received some attention in the literature, to date, little is known about the effects of being a bystander to cyberbullying. It is also unknown how empathy might impact the negative consequences associated with being a bystander of cyberbullying. The present study focused on examining the longitudinal association between bystander of cyberbullying depression, and anxiety, and the moderating role of empathy in the relationship between bystander of cyberbullying and subsequent depression and anxiety. There were 1,090 adolescents (M-age = 12.19; 50% female) from the United States included at Time 1, and they completed questionnaires on empathy, cyberbullying roles (bystander, perpetrator, victim), depression, and anxiety. One year later, at Time 2, 1,067 adolescents (M-age = 13.76; 51% female) completed questionnaires on depression and anxiety. Results revealed a positive association between bystander of cyberbullying and depression and anxiety. Further, empathy moderated the positive relationship between bystander of cyberbullying and depression, but not for anxiety. Implications for intervention and prevention programs are discussed.
KW  - Bystander
KW  - cyberbullying
KW  - empathy
KW  - depression
KW  - anxiety
KW  - longitudinal
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.5817/CP2018-4-6
SN  - 1802-7962
VL  - 12
IS  - 4
PB  - Masrykova Univ.
CY  - Brno
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Wright, Michelle F.
A1  - Wachs, Sebastian
A1  - Harper, Bridgette D.
T1  - The moderation of empathy in the longitudinal association between witnessing cyberbullying, depression, and anxiety
T2  - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe
N2  - While the role of and consequences of being a bystander to face-to-face bullying has received some attention in the literature, to date, little is known about the effects of being a bystander to cyberbullying. It is also unknown how empathy might impact the negative consequences associated with being a bystander of cyberbullying. The present study focused on examining the longitudinal association between bystander of cyberbullying depression, and anxiety, and the moderating role of empathy in the relationship between bystander of cyberbullying and subsequent depression and anxiety. There were 1,090 adolescents (M-age = 12.19; 50% female) from the United States included at Time 1, and they completed questionnaires on empathy, cyberbullying roles (bystander, perpetrator, victim), depression, and anxiety. One year later, at Time 2, 1,067 adolescents (M-age = 13.76; 51% female) completed questionnaires on depression and anxiety. Results revealed a positive association between bystander of cyberbullying and depression and anxiety. Further, empathy moderated the positive relationship between bystander of cyberbullying and depression, but not for anxiety. Implications for intervention and prevention programs are discussed.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 689 
KW  - bystander
KW  - cyberbullying
KW  - empathy
KW  - depression
KW  - anxiety
KW  - longitudinal
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-470505
SN  - 1866-8364
IS  - 689
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wolff, Markus
T1  - Geovisual methods and techniques for the development of three-dimensional tactical intelligence assessments
T1  - Methoden und Techniken zur Entwicklung dreidimensionaler Lagebilder für Belange der zivilen Sicherheit
N2  - This thesis presents methods, techniques and tools for developing three-dimensional representations of tactical intelligence assessments. Techniques from GIScience are combined with crime mapping methods. The range of methods applied in this study provides spatio-temporal GIS analysis as well as 3D geovisualisation and GIS programming. The work presents methods to enhance digital three-dimensional city models with application specific thematic information. This information facilitates further geovisual analysis, for instance, estimations of urban risks exposure. Specific methods and workflows are developed to facilitate the integration of spatio-temporal crime scene analysis results into 3D tactical intelligence assessments. Analysis comprises hotspot identification with kernel-density-estimation techniques (KDE), LISA-based verification of KDE hotspots as well as geospatial hotspot area characterisation and repeat victimisation analysis. To visualise the findings of such extensive geospatial analysis, three-dimensional geovirtual environments are created. Workflows are developed to integrate analysis results into these environments and to combine them with additional geospatial data. The resulting 3D visualisations allow for an efficient communication of complex findings of geospatial crime scene analysis.
N2  - Diese Arbeit präsentiert Methoden, Techniken und Werkzeuge für die Entwicklung dreidi-mensionaler Lagebilder. Zu diesem Zweck werden Verfahren der Geoinformatik mit solchen der raumbezogenen Straftatenanalyse kombiniert. Das Spektrum der angewandten Methoden und Techniken umfasst raumzeitliche GIS-Analysen ebenso wie 3D Geovisualisierungen und GIS-Anwendungsprogrammierung. Um komplexe geovisuelle Analysen auf Basis virtueller 3D-Stadtmodelle zu ermöglichen, werden Datenbanken digitaler Stadtmodelle um anwendungsspezifische Fachinformationen ergänzt. Dies ermöglicht weiterführende Analysen, zum Beispiel zur räumlichen Verteilung urbaner Risiken. Weiterhin präsentiert die Arbeit Methoden und Verfahren zur Integration der Ergebnisse komplexer raumzeitlicher Straftatenanalysen in dreidimensionale Lagebilder. Die durchgeführten Analysen umfassen die Identifikation von Brennpunkten spezifischer Delikte mittels Techniken der Kerndichteschätzung, die Verifikation dieser Hotspots durch LISA-Statistiken, GIS-basierte räumliche Charakterisierungen von Brennpunkten sowie Analysen zur wiederholten Viktimisierung. Zur Visualisierung der Ergebnisse komplexer raumzeitlicher Analysen werden dreidimensionale geovirtuelle Umgebungen erzeugt. Um weitere raumbezogene Daten ergänzt, werden sämtliche Analyseergebnisse in diese Umgebungen integriert. Die resultierenden 3D-Visualisierungen erlauben eine effiziente Kommunikation der Ergebnisse komplexer raumbezogener Straftatenanalysen.
KW  - raumbezogene Straftatenanalyse
KW  - GIS
KW  - geovirtuelle Umgebungen
KW  - 3D-Geovisualisierung
KW  - 3D-Stadtmodelle
KW  - Crime mapping
KW  - GIS
KW  - geovirtual environments
KW  - 3D geovisualisation
KW  - 3D city models
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-50446
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wolf, Johannes
T1  - Analysis and visualization of transport infrastructure based on large-scale geospatial mobile mapping data
T1  - Analyse und Visualisierung von Verkehrsinfrastruktur basierend auf großen Mobile-Mapping-Datensätzen
N2  - 3D point clouds are a universal and discrete digital representation of three-dimensional objects and environments. For geospatial applications, 3D point clouds have become a fundamental type of raw data acquired and generated using various methods and techniques. In particular, 3D point clouds serve as raw data for creating digital twins of the built environment.

This thesis concentrates on the research and development of concepts, methods, and techniques for preprocessing, semantically enriching, analyzing, and visualizing 3D point clouds for applications around transport infrastructure. It introduces a collection of preprocessing techniques that aim to harmonize raw 3D point cloud data, such as point density reduction and scan profile detection. Metrics such as, e.g., local density, verticality, and planarity are calculated for later use. One of the key contributions tackles the problem of analyzing and deriving semantic information in 3D point clouds. Three different approaches are investigated: a geometric analysis, a machine learning approach operating on synthetically generated 2D images, and a machine learning approach operating on 3D point clouds without intermediate representation.

In the first application case, 2D image classification is applied and evaluated for mobile mapping data focusing on road networks to derive road marking vector data. The second application case investigates how 3D point clouds can be merged with ground-penetrating radar data for a combined visualization and to automatically identify atypical areas in the data. For example, the approach detects pavement regions with developing potholes. The third application case explores the combination of a 3D environment based on 3D point clouds with panoramic imagery to improve visual representation and the detection of 3D objects such as traffic signs.

The presented methods were implemented and tested based on software frameworks for 3D point clouds and 3D visualization. In particular, modules for metric computation, classification procedures, and visualization techniques were integrated into a modular pipeline-based C++ research framework for geospatial data processing, extended by Python machine learning scripts. All visualization and analysis techniques scale to large real-world datasets such as road networks of entire cities or railroad networks.

The thesis shows that some use cases allow taking advantage of established image vision methods to analyze images rendered from mobile mapping data efficiently. The two presented semantic classification methods working directly on 3D point clouds are use case independent and show similar overall accuracy when compared to each other. While the geometry-based method requires less computation time, the machine learning-based method supports arbitrary semantic classes but requires training the network with ground truth data. Both methods can be used in combination to gradually build this ground truth with manual corrections via a respective annotation tool.

This thesis contributes results for IT system engineering of applications, systems, and services that require spatial digital twins of transport infrastructure such as road networks and railroad networks based on 3D point clouds as raw data. It demonstrates the feasibility of fully automated data flows that map captured 3D point clouds to semantically classified models. This provides a key component for seamlessly integrated spatial digital twins in IT solutions that require up-to-date, object-based, and semantically enriched information about the built environment.
N2  - 3D-Punktwolken sind eine universelle und diskrete digitale Darstellung von dreidimensionalen Objekten und Umgebungen. Für raumbezogene Anwendungen sind 3D-Punktwolken zu einer grundlegenden Form von Rohdaten geworden, die mit verschiedenen Methoden und Techniken erfasst und erzeugt werden. Insbesondere dienen 3D-Punktwolken als Rohdaten für die Erstellung digitaler Zwillinge der bebauten Umwelt.

Diese Arbeit konzentriert sich auf die Erforschung und Entwicklung von Konzepten, Methoden und Techniken zur Vorverarbeitung, semantischen Anreicherung, Analyse und Visualisierung von 3D-Punktwolken für Anwendungen im Bereich der Verkehrsinfrastruktur. Es wird eine Sammlung von Vorverarbeitungstechniken vorgestellt, die auf die Harmonisierung von 3D-Punktwolken-Rohdaten abzielen, so z.B. die Reduzierung der Punktdichte und die Erkennung von Scanprofilen. Metriken wie bspw. die lokale Dichte, Vertikalität und Planarität werden zur späteren Verwendung berechnet. Einer der Hauptbeiträge befasst sich mit dem Problem der Analyse und Ableitung semantischer Informationen in 3D-Punktwolken. Es werden drei verschiedene Ansätze untersucht: Eine geometrische Analyse sowie zwei maschinelle Lernansätze, die auf synthetisch erzeugten 2D-Bildern, bzw. auf 3D-Punktwolken ohne Zwischenrepräsentation arbeiten.

Im ersten Anwendungsfall wird die 2D-Bildklassifikation für Mobile-Mapping-Daten mit Fokus auf Straßennetze angewendet und evaluiert, um Vektordaten für Straßenmarkierungen abzuleiten. Im zweiten Anwendungsfall wird untersucht, wie 3D-Punktwolken mit Bodenradardaten für eine kombinierte Visualisierung und automatische Identifikation atypischer Bereiche in den Daten zusammengeführt werden können. Der Ansatz erkennt zum Beispiel Fahrbahnbereiche mit entstehenden Schlaglöchern. Der dritte Anwendungsfall untersucht die Kombination einer 3D-Umgebung auf Basis von 3D-Punktwolken mit Panoramabildern, um die visuelle Darstellung und die Erkennung von 3D-Objekten wie Verkehrszeichen zu verbessern.

Die vorgestellten Methoden wurden auf Basis von Software-Frameworks für 3D-Punktwolken und 3D-Visualisierung implementiert und getestet. Insbesondere wurden Module für Metrikberechnungen, Klassifikationsverfahren und Visualisierungstechniken in ein modulares, pipelinebasiertes C++-Forschungsframework für die Geodatenverarbeitung integriert, das durch Python-Skripte für maschinelles Lernen erweitert wurde. Alle Visualisierungs- und Analysetechniken skalieren auf große reale Datensätze wie Straßennetze ganzer Städte oder Eisenbahnnetze.

Die Arbeit zeigt, dass es in einigen Anwendungsfällen möglich ist, die Vorteile etablierter Bildverarbeitungsmethoden zu nutzen, um aus Mobile-Mapping-Daten gerenderte Bilder effizient zu analysieren. Die beiden vorgestellten semantischen Klassifikationsverfahren, die direkt auf 3D-Punktwolken arbeiten, sind anwendungsfallunabhängig und zeigen im Vergleich zueinander eine ähnliche Gesamtgenauigkeit. Während die geometriebasierte Methode weniger Rechenzeit benötigt, unterstützt die auf maschinellem Lernen basierende Methode beliebige semantische Klassen, erfordert aber das Trainieren des Netzwerks mit Ground-Truth-Daten. Beide Methoden können in Kombination verwendet werden, um diese Ground Truth mit manuellen Korrekturen über ein entsprechendes Annotationstool schrittweise aufzubauen.

Diese Arbeit liefert Ergebnisse für das IT-System-Engineering von Anwendungen, Systemen und Diensten, die räumliche digitale Zwillinge von Verkehrsinfrastruktur wie Straßen- und Schienennetzen auf der Basis von 3D-Punktwolken als Rohdaten benötigen. Sie demonstriert die Machbarkeit von vollautomatisierten Datenflüssen, die erfasste 3D-Punktwolken auf semantisch klassifizierte Modelle abbilden. Dies stellt eine Schlüsselkomponente für nahtlos integrierte räumliche digitale Zwillinge in IT-Lösungen dar, die aktuelle, objektbasierte und semantisch angereicherte Informationen über die bebaute Umwelt benötigen.
KW  - 3D point cloud
KW  - geospatial data
KW  - mobile mapping
KW  - semantic classification
KW  - 3D visualization
KW  - 3D-Punktwolke
KW  - räumliche Geodaten
KW  - Mobile Mapping
KW  - semantische Klassifizierung
KW  - 3D-Visualisierung
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-536129
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wittig, Alice
A1  - Miranda, Fabio Malcher
A1  - Hölzer, Martin
A1  - Altenburg, Tom
A1  - Bartoszewicz, Jakub Maciej
A1  - Beyvers, Sebastian
A1  - Dieckmann, Marius Alfred
A1  - Genske, Ulrich
A1  - Giese, Sven Hans-Joachim
A1  - Nowicka, Melania
A1  - Richard, Hugues
A1  - Schiebenhoefer, Henning
A1  - Schmachtenberg, Anna-Juliane
A1  - Sieben, Paul
A1  - Tang, Ming
A1  - Tembrockhaus, Julius
A1  - Renard, Bernhard Y.
A1  - Fuchs, Stephan
T1  - CovRadar
BT  - continuously tracking and filtering SARS-CoV-2 mutations for genomic surveillance
JF  - Bioinformatics
N2  - The ongoing pandemic caused by SARS-CoV-2 emphasizes the importance of genomic surveillance to understand the evolution of the virus, to monitor the viral population, and plan epidemiological responses. Detailed analysis, easy visualization and intuitive filtering of the latest viral sequences are powerful for this purpose. We present CovRadar, a tool for genomic surveillance of the SARS-CoV-2 Spike protein. CovRadar consists of an analytical pipeline and a web application that enable the analysis and visualization of hundreds of thousand sequences. First, CovRadar extracts the regions of interest using local alignment, then builds a multiple sequence alignment, infers variants and consensus and finally presents the results in an interactive app, making accessing and reporting simple, flexible and fast.
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btac411
SN  - 1367-4803
SN  - 1367-4811
VL  - 38
IS  - 17
SP  - 4223
EP  - 4225
PB  - Oxford Univ. Press
CY  - Oxford
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Wist, Dominic
A1  - Wollowski, Ralf
T1  - STG decomposition : avoiding irreducible CSC conflicts by internal communication
N2  - Inhalt: 1 Introduction 2 Basic Definitions 3 Achieving SI Implementability by Internal Communication 4 Towards a Structural Method 5 Examples 6 Conclusions and Future Work
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 20 
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-32968
SN  - 978-3-940793-02-7
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Wist, Dominic
A1  - Schaefer, Mark
A1  - Vogler, Walter
A1  - Wollowski, Ralf
T1  - STG decomposition : internal communication for SI implementability
N2  - STG decomposition is a promising approach to tackle the complexity problems arising in logic synthesis of speed independent circuits, a robust asynchronous (i.e. clockless) circuit type. Unfortunately, STG decomposition can result in components that in isolation have irreducible CSC conflicts. Generalising earlier work, it is shown how to resolve such conflicts by introducing internal communication between the components via structural techniques only.
N2  - STG-Dekomposition ist ein bewährter Ansatz zur Bewältigung der Komplexitätsprobleme bei der Logiksynthese von SI (speed independent) Schaltungen – ein robuster asynchroner (d.h. ohne Taktsignal arbeitender digitaler) Schaltungstyp. Allerdings können dabei Komponenten mit irreduziblen CSC-Konflikten entstehen. Durch Verallgemeinerung früherer Arbeiten wird gezeigt, wie solche Konflikte durch Einführung interner Kommunikation zwischen den Komponenten gelöst werden können, und zwar ausschließlich durch Verwendung an der Graphenstruktur ansetzender Verfahren.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 32 
KW  - Asynchrone Schaltung
KW  - Petrinetz
KW  - Signalflankengraph (SFG oder STG)
KW  - STG-Dekomposition
KW  - speed independent
KW  - CSC
KW  - Controller-Resynthese
KW  - Asynchronous circuit
KW  - petri net
KW  - signal transition graph
KW  - STG decomposition
KW  - speed independent
KW  - CSC
KW  - control resynthesis
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-40786
SN  - 978-3-86956-037-3
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wist, Dominic
T1  - Attacking complexity in logic synthesis of asynchronous circuits
T1  - Komplexitätsbewältigung in der Logiksynthese asynchroner Schaltungen
N2  - Most of the microelectronic circuits fabricated today are synchronous, i.e. they are driven by one or several clock signals. Synchronous circuit design faces several fundamental challenges such as high-speed clock distribution, integration of multiple cores operating at different clock rates, reduction of power consumption and dealing with voltage, temperature, manufacturing and runtime variations. Asynchronous or clockless design plays a key role in alleviating these challenges, however the design and test of asynchronous circuits is much more difficult in comparison to their synchronous counterparts. A driving force for a widespread use of asynchronous technology is the availability of mature EDA (Electronic Design Automation) tools which provide an entire automated design flow starting from an HDL (Hardware Description Language) specification yielding the final circuit layout. Even though there was much progress in developing such EDA tools for asynchronous circuit design during the last two decades, the maturity level as well as the acceptance of them is still not comparable with tools for synchronous circuit design. In particular, logic synthesis (which implies the application of Boolean minimisation techniques) for the entire system's control path can significantly improve the efficiency of the resulting asynchronous implementation, e.g. in terms of chip area and performance. However, logic synthesis, in particular for asynchronous circuits, suffers from complexity problems. Signal Transitions Graphs (STGs) are labelled Petri nets which are a widely used to specify the interface behaviour of speed independent (SI) circuits - a robust subclass of asynchronous circuits. STG decomposition is a promising approach to tackle complexity problems like state space explosion in logic synthesis of SI circuits. The (structural) decomposition of STGs is guided by a partition of the output signals and generates a usually much smaller component STG for each partition member, i.e. a component STG with a much smaller state space than the initial specification. However, decomposition can result in component STGs that in isolation have so-called irreducible CSC conflicts (i.e. these components are not SI synthesisable anymore) even if the specification has none of them. A new approach is presented to avoid such conflicts by introducing internal communication between the components. So far, STG decompositions are guided by the finest output partitions, i.e. one output per component. However, this might not yield optimal circuit implementations. Efficient heuristics are presented to determine coarser partitions leading to improved circuits in terms of chip area. For the new algorithms correctness proofs are given and their implementations are incorporated into the decomposition tool DESIJ. The presented techniques are successfully applied to some benchmarks - including 'real-life' specifications arising in the context of control resynthesis - which delivered promising results.
N2  - Moderner Schaltungsentwurf fokussiert hauptsächlich synchrone Schaltungstechnik mit allen inhärenten Problemen. Asynchone (d.h. ungetaktete) Schaltungen zeichnen sich jedoch nicht nur durch das Fehlen der Taktversatzproblematik gegenüber ihren synchronen Pendents aus, sondern auch insbesondere durch geringeren Energieverbrauch, günstigere EMV-Eigenschaften, hohe Performance, Modularität und Robustheit gegenüber Schwankungen in der Spannungsversorgung, im Herstellungsprozess sowie Temperaturunterschieden. Diese Vorteile werden mit höherer Integration sowie höheren Taktraten signifikanter. Jedoch ist der Entwurf und auch der Test asynchroner Schaltungen erheblich schwieriger verglichen mit synchronen Schaltungen. Entwurfswerkzeuge zur Synthese asynchroner Schaltungen aus Hochsprachen-Spezifikationen sind zwar inzwischen verfügbar, sie sind jedoch noch nicht so ausgereift und bei weitem noch nicht so akzeptiert in der Industrie, wie ihre Äquivalente für den synchronen Schaltungsentwurf. Insbesondere fehlt es an Werkzeugunterstützung im Bereich der Logiksynthese komplexer Steuerungen („Controller“), welche kritisch für die Effizienz – z.B. in Bezug auf Chipfläche und Geschwindigkeit – der resultierenden Schaltungen oder Systeme ist. Zur Spezifikation von Steuerungen haben sich Signalflankengraphen („signal transition graphs“, STGs) bewährt, die auch als Entwurfseinstieg für eine Logiksynthese von SI-Schaltungen („speed independent“) verwendet werden. (SI-Schaltungen gelten als sehr robuste asynchrone Schaltungen.) Aus den STGs werden zwecks Logiksynthese Automaten abgeleitet werden, deren Zustandszahl aber oft prohibitiv groß werden kann. Durch sogenannte STG-Dekomposition wird die Logiksynthese einer komplexen Schaltung ermöglicht, was bislang aufgrund von Zustandsexplosion oft nicht möglich war. Dabei wird der Spezifikations-STG laut einer gegebenen Partition von Ausgangssignalen in viele kleinere Teilnetze dekomponiert, wobei zu jedem Partitionsblock ein Teilnetz – mit normalerweise signifikant kleinerem Zustandsraum im Vergleich zur Spezifikation – erzeugt wird. Zu jedem Teilnetz wird dann eine Teilschaltung (Komponente) mittels Logiksynthese generiert. Durch die Anwendung von STG-Dekomposition können jedoch Teilnetze erzeugt werden, die sogenannte irreduzible CSC-Konflikte aufweisen (d.h. zu diesen Teilnetzen kann keine SI-Schaltung erzeugt werden), obwohl die Spezifikation keine solchen Konflikte hatte. Diese Arbeit präsentiert einen neuen Ansatz, welcher die Entstehung solcher irreduziblen Konflikte vermeidet, und zwar durch die Einführung interner Kommunikation zwischen den (zu den Teilnetzen gehörenden) Schaltungskomponenten. Bisher werden STG-Dekompositionen total durchgeführt, d.h. pro resultierender Komponente wird ein Ausgangssignal erzeugt. Das führt gewöhnlich nicht zu optimalen Schaltungsimplementierungen. In dieser Arbeit werden Heuristiken zur Bestimmung gröberer Ausgabepartitionen (d.h. Partitionsblöcke mit mehreren Ausgangssignalen) vorgestellt, die zu kleineren Schaltungen führen. Die vorgestellten Algorithmen werden formal abgesichert und wurden in das bereits vorhandene Dekompositionswerkzeug DESIJ integriert. An praxisrelevanten Beispielen konnten die vorgestellten Verfahren erfolgreich erprobt werden.
KW  - Asynchrone Schaltung
KW  - Logiksynthese
KW  - Komplexitätsbewältigung
KW  - STG-Dekomposition
KW  - CSC
KW  - asynchronous circuit
KW  - logic synthesis
KW  - speed independence
KW  - STG decomposition
KW  - CSC
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-59706
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wiemker, Veronika
A1  - Bunova, Anna
A1  - Neufeld, Maria
A1  - Gornyi, Boris
A1  - Yurasova, Elena
A1  - Konigorski, Stefan
A1  - Kalinina, Anna
A1  - Kontsevaya, Anna
A1  - Ferreira-Borges, Carina
A1  - Probst, Charlotte
T1  - Pilot study to evaluate usability and acceptability of the 'Animated Alcohol Assessment Tool' in Russian primary healthcare
JF  - Digital health
N2  - Background and aims: Accurate and user-friendly assessment tools quantifying alcohol consumption are a prerequisite to effective prevention and treatment programmes, including Screening and Brief Intervention. Digital tools offer new potential in this field. We developed the ‘Animated Alcohol Assessment Tool’ (AAA-Tool), a mobile app providing an interactive version of the World Health Organization's Alcohol Use Disorders Identification Test (AUDIT) that facilitates the description of individual alcohol consumption via culturally informed animation features. This pilot study evaluated the Russia-specific version of the Animated Alcohol Assessment Tool with regard to (1) its usability and acceptability in a primary healthcare setting, (2) the plausibility of its alcohol consumption assessment results and (3) the adequacy of its Russia-specific vessel and beverage selection. Methods: Convenience samples of 55 patients (47% female) and 15 healthcare practitioners (80% female) in 2 Russian primary healthcare facilities self-administered the Animated Alcohol Assessment Tool and rated their experience on the Mobile Application Rating Scale – User Version. Usage data was automatically collected during app usage, and additional feedback on regional content was elicited in semi-structured interviews. Results: On average, patients completed the Animated Alcohol Assessment Tool in 6:38 min (SD = 2.49, range = 3.00–17.16). User satisfaction was good, with all subscale Mobile Application Rating Scale – User Version scores averaging >3 out of 5 points. A majority of patients (53%) and practitioners (93%) would recommend the tool to ‘many people’ or ‘everyone’. Assessed alcohol consumption was plausible, with a low number (14%) of logically impossible entries. Most patients reported the Animated Alcohol Assessment Tool to reflect all vessels (78%) and all beverages (71%) they typically used. Conclusion: High acceptability ratings by patients and healthcare practitioners, acceptable completion time, plausible alcohol usage assessment results and perceived adequacy of region-specific content underline the Animated Alcohol Assessment Tool's potential to provide a novel approach to alcohol assessment in primary healthcare. After its validation, the Animated Alcohol Assessment Tool might contribute to reducing alcohol-related harm by facilitating Screening and Brief Intervention implementation in Russia and beyond.
KW  - Alcohol use assessment
KW  - Alcohol Use Disorders Identification Test
KW  - screening tools
KW  - digital health
KW  - mobile applications
KW  - Russia
KW  - primary healthcare
KW  - usability
KW  - acceptability
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.1177/20552076211074491
SN  - 2055-2076
VL  - 8
PB  - Sage Publications
CY  - London
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Weyand, Christopher
A1  - Chromik, Jonas
A1  - Wolf, Lennard
A1  - Kötte, Steffen
A1  - Haase, Konstantin
A1  - Felgentreff, Tim
A1  - Lincke, Jens
A1  - Hirschfeld, Robert
T1  - Improving hosted continuous integration services
T1  - Verbesserung gehosteter Dienste für kontinuierliche Integration
N2  - Developing large software projects is a complicated task and can be demanding for developers. Continuous integration is common practice for reducing complexity. By integrating and testing changes often, changesets are kept small and therefore easily comprehensible. Travis CI is a service that offers continuous integration and continuous deployment in the cloud. Software projects are build, tested, and deployed using the Travis CI infrastructure without interrupting the development process. This report describes how Travis CI works, presents how time-driven, periodic building is implemented as well as how CI data visualization can be done, and proposes a way of dealing with dependency problems.
N2  - Große Softwareprojekte zu entwickeln, ist eine komplizierte Aufgabe und fordernd für Entwickler. Kontinuierliche Integration ist eine geläufige Praxis zur Komplexitätsreduktion. Durch häufiges Integrieren und Testen werden Änderungen klein gehalten und sind daher übersichtlich. Travis CI ist ein Dienst, der kontinuierliche Integration und kontinuierliche Bereitstellung in der Cloud anbietet. Softwareprojekte werden auf der Travis CI Infrastruktur gebaut, getestet und bereitgestellt, ohne dass der Entwicklungsprozess unterbrochen wird. Dieser Bericht beschreibt, die Travis CI funktioniert, zeigt wie zeitgesteuertes, periodisches Bauen implentiert wurde, wie CI-Daten visualisiert werden können und schlägt ein Verfahren vor mit dem Abhängigkeitsprobleme gelöst werden können.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 108 
KW  - Travis CI
KW  - continuous integration
KW  - continuous testing
KW  - software tests
KW  - software architecture
KW  - periodic tasks
KW  - dependencies
KW  - visualization
KW  - Travis CI
KW  - kontinuierliche Integration
KW  - kontinuierliches Testen
KW  - Softwaretests
KW  - Softwarearchitektur
KW  - periodische Aufgaben
KW  - Abhängigkeiten
KW  - Visualisierung
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94251
SN  - 978-3-86956-377-0
SN  - 1613-5652
SN  - 2191-1665
IS  - 108
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wendering, Philipp
A1  - Nikoloski, Zoran
T1  - COMMIT
BT  - Consideration of metabolite leakage and community composition improves microbial community reconstructions
JF  - PLoS Computational Biology : a new community journal / publ. by the Public Library of Science (PLoS) in association with the International Society for Computational Biology (ISCB)
N2  - Composition and functions of microbial communities affect important traits in diverse hosts, from crops to humans. Yet, mechanistic understanding of how metabolism of individual microbes is affected by the community composition and metabolite leakage is lacking. Here, we first show that the consensus of automatically generated metabolic reconstructions improves the quality of the draft reconstructions, measured by comparison to reference models. We then devise an approach for gap filling, termed COMMIT, that considers metabolites for secretion based on their permeability and the composition of the community. By applying COMMIT with two soil communities from the Arabidopsis thaliana culture collection, we could significantly reduce the gap-filling solution in comparison to filling gaps in individual reconstructions without affecting the genomic support. Inspection of the metabolic interactions in the soil communities allows us to identify microbes with community roles of helpers and beneficiaries. Therefore, COMMIT offers a versatile fully automated solution for large-scale modelling of microbial communities for diverse biotechnological applications. <br /> Author summaryMicrobial communities are important in ecology, human health, and crop productivity. However, detailed information on the interactions within natural microbial communities is hampered by the community size, lack of detailed information on the biochemistry of single organisms, and the complexity of interactions between community members. Metabolic models are comprised of biochemical reaction networks based on the genome annotation, and can provide mechanistic insights into community functions. Previous analyses of microbial community models have been performed with high-quality reference models or models generated using a single reconstruction pipeline. However, these models do not contain information on the composition of the community that determines the metabolites exchanged between the community members. In addition, the quality of metabolic models is affected by the reconstruction approach used, with direct consequences on the inferred interactions between community members. Here, we use fully automated consensus reconstructions from four approaches to arrive at functional models with improved genomic support while considering the community composition. We applied our pipeline to two soil communities from the Arabidopsis thaliana culture collection, providing only genome sequences. Finally, we show that the obtained models have 90% genomic support and demonstrate that the derived interactions are corroborated by independent computational predictions.
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1009906
SN  - 1553-734X
SN  - 1553-7358
VL  - 18
IS  - 3
PB  - Public Library of Science
CY  - San Fransisco
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  - Weigend, Michael
T1  - How Things Work
BT  - Recognizing and Describing Functionality
JF  - KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT
N2  - Recognizing and defining functionality is a key competence
adopted in all kinds of programming projects. This study investigates
how far students without specific informatics training are able to identify
and verbalize functions and parameters. It presents observations
from classroom activities on functional modeling in high school chemistry
lessons with altogether 154 students. Finally it discusses the potential
of functional modelling to improve the comprehension of scientific
content.
KW  - Function
KW  - programming
KW  - parameter
KW  - competence
KW  - abstraction
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82814
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 7
SP  - 285
EP  - 298
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weidlich, Matthias
T1  - Behavioural profiles : a relational approach to behaviour consistency
T1  - Verhaltensprofile : ein relationaler Ansatz zur Verhaltenskonsistenz
N2  - Business Process Management (BPM) emerged as a means to control, analyse, and optimise business operations. Conceptual models are of central importance for BPM. Most prominently, process models define the behaviour that is performed to achieve a business value. In essence, a process model is a mapping of properties of the original business process to the model, created for a purpose. Different modelling purposes, therefore, result in different models of a business process. Against this background, the misalignment of process models often observed in the field of BPM is no surprise. Even if the same business scenario is considered, models created for strategic decision making differ in content significantly from models created for process automation. Despite their differences, process models that refer to the same business process should be consistent, i.e., free of contradictions. Apparently, there is a trade-off between strictness of a notion of consistency and appropriateness of process models serving different purposes. Existing work on consistency analysis builds upon behaviour equivalences and hierarchical refinements between process models. Hence, these approaches are computationally hard and do not offer the flexibility to gradually relax consistency requirements towards a certain setting. This thesis presents a framework for the analysis of behaviour consistency that takes a fundamentally different approach. As a first step, an alignment between corresponding elements of related process models is constructed. Then, this thesis conducts behavioural analysis grounded on a relational abstraction of the behaviour of a process model, its behavioural profile. Different variants of these profiles are proposed, along with efficient computation techniques for a broad class of process models. Using behavioural profiles, consistency of an alignment between process models is judged by different notions and measures. The consistency measures are also adjusted to assess conformance of process logs that capture the observed execution of a process. Further, this thesis proposes various complementary techniques to support consistency management. It elaborates on how to implement consistent change propagation between process models, addresses the exploration of behavioural commonalities and differences, and proposes a model synthesis for behavioural profiles.
N2  - Das Geschäftsprozessmanagement umfasst Methoden zur Steuerung, Analyse sowie Optimierung von Geschäftsprozessen. Es stützt sich auf konzeptionelle Modelle, Prozessmodelle, welche den Ablauf zur Erreichung eines Geschäftszieles beschreiben. Demnach ist ein Prozessmodell eine Abbildung eines Geschäftsprozesses, erstellt hinsichtlich eines Modellierungsziels. Unterschiedliche Modellierungsziele resultieren somit in unterschiedlichen Modellen desselben Prozesses. Beispielsweise unterscheiden sich zwei Modelle erheblich, sofern eines für die strategische Entscheidungsfindung und eines für die Automatisierung erstellt wurde. Trotz der in unterschiedlichen Modellierungszielen begründeten Unterschiede sollten die entsprechenden Modelle konsistent, d.h. frei von Widersprüchen sein. Die Striktheit des Konsistenzbegriffs steht hierbei in Konflikt mit der Eignung der Prozessmodelle für einen bestimmten Zweck. Existierende Ansätze zur Analyse von Verhaltenskonsistenz basieren auf Verhaltensäquivalenzen und nehmen an, dass Prozessmodelle in einer hierarchischen Verfeinerungsrelation stehen. Folglich weisen sie eine hohe Berechnungskomplexität auf und erlauben es nicht, den Konsistenzbegriff graduell für einen bestimmten Anwendungsfalls anzupassen. Die vorliegende Arbeit stellt einen Ansatz für die Analyse von Verhaltenskonsistenz vor, welcher sich fundamental von existierenden Arbeiten unterscheidet. Zunächst werden korrespondierende Elemente von Prozessmodellen, welche den gleichen Geschäftsprozess darstellen, identifiziert. Auf Basis dieser Korrespondenzen wird ein Ansatz zur Konsistenzanalyse vorgestellt. Jener basiert auf einer relationalen Verhaltensabstraktion, dem Verhaltensprofil eines Prozessmodells. Die Arbeit führt verschiedene Varianten dieses Profils ein und zeigt wie sie für bestimmte Modellklassen effizient berechnet werden. Mithilfe von Verhaltensprofilen werden Konsistenzbegriffe und Konsistenzmaße für die Beurteilung von Korrespondenzen zwischen Prozessmodellen definiert. Weiterhin werden die Konsistenzmaße auch für den Anwendungsfall der Konformität angepasst, welcher sich auf beobachtete Abläufe in Form von Ausführungsdaten bezieht. Darüber hinaus stellt die Arbeit eine Reihe von Methoden vor, welche die Analyse von Verhaltenskonsistenz ergänzen. So werden Lösungen für das konsistente Übertragen von Änderungen eines Modells auf ein anderes, die explorative Analyse von Verhaltensgemeinsamkeiten, sowie eine Modellsynthese für Verhaltensprofile vorgestellt.
KW  - Verhaltensanalyse
KW  - Prozessmodellierung
KW  - Modellkonsistenz
KW  - Behaviour Analysis
KW  - Process Modelling
KW  - Model Consistency
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-55590
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wegner, Christian
A1  - Zender, Raphael
A1  - Lucke, Ulrike
T1  - ProtoSense
BT  - Interactive Paper Prototyping with Multi-Touch Tables
JF  - KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT
KW  - Interface design
KW  - paper prototyping
KW  - NUI
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82970
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 7
SP  - 405
EP  - 407
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Weber, Edzard
A1  - Tiefenbacher, Anselm
A1  - Gronau, Norbert
T1  - Need for standardization and systematization of test data for job-shop scheduling
T2  - Postprints der Universität Potsdam Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe
N2  - The development of new and better optimization and approximation methods for Job Shop Scheduling Problems (JSP) uses simulations to compare their performance. The test data required for this has an uncertain influence on the simulation results, because the feasable search space can be changed drastically by small variations of the initial problem model. Methods could benefit from this to varying degrees. This speaks in favor of defining standardized and reusable test data for JSP problem classes, which in turn requires a systematic describability of the test data in order to be able to compile problem adequate data sets. This article looks at the test data used for comparing methods by literature review. It also shows how and why the differences in test data have to be taken into account. From this, corresponding challenges are derived which the management of test data must face in the context of JSP research.
Keywords
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe - 134 
KW  - job shop scheduling
KW  - JSP
KW  - social network analysis
KW  - method comparision
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472229
SN  - 1867-5808
IS  - 134
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weber, Edzard
A1  - Tiefenbacher, Anselm
A1  - Gronau, Norbert
T1  - Need for Standardization and Systematization of Test Data for Job-Shop Scheduling
JF  - Data
N2  - The development of new and better optimization and approximation methods for Job Shop Scheduling Problems (JSP) uses simulations to compare their performance. The test data required for this has an uncertain influence on the simulation results, because the feasable search space can be changed drastically by small variations of the initial problem model. Methods could benefit from this to varying degrees. This speaks in favor of defining standardized and reusable test data for JSP problem classes, which in turn requires a systematic describability of the test data in order to be able to compile problem adequate data sets. This article looks at the test data used for comparing methods by literature review. It also shows how and why the differences in test data have to be taken into account. From this, corresponding challenges are derived which the management of test data must face in the context of JSP research.
KW  - job shop scheduling
KW  - JSP
KW  - social network analysis
KW  - method comparision
Y1  - 2019
U6  - https://doi.org/10.3390/data4010032
SN  - 2306-5729
VL  - 4
IS  - 1
PB  - MDPI
CY  - Basel
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Weber, Benedikt
T1  - Human pose estimation for decubitus prophylaxis
T1  - Verwendung von Posenabschätzung zur Dekubitusprophylaxe
N2  - Decubitus is one of the most relevant diseases in nursing and the most expensive to treat. It is caused by sustained pressure on tissue, so it particularly affects bed-bound patients. This work lays a foundation for pressure mattress-based decubitus prophylaxis by implementing a solution to the single-frame 2D Human Pose Estimation problem.
For this, methods of Deep Learning are employed. Two approaches are examined, a coarse-to-fine Convolutional Neural Network for direct regression of joint coordinates and a U-Net for the derivation of probability distribution heatmaps.

We conclude that training our models on a combined dataset of the publicly available Bodies at Rest and SLP data yields the best results. Furthermore, various preprocessing techniques are investigated, and a hyperparameter optimization is performed to discover an improved model architecture.
Another finding indicates that the heatmap-based approach outperforms direct regression.
This model achieves a mean per-joint position error of 9.11 cm for the Bodies at Rest data and 7.43 cm for the SLP data.
We find that it generalizes well on data from mattresses other than those seen during training but has difficulties detecting the arms correctly.

Additionally, we give a brief overview of the medical data annotation tool annoto we developed in the bachelor project and furthermore conclude that the Scrum framework and agile practices enhanced our development workflow.
N2  - Dekubitus ist eine der relevantesten Krankheiten in der Krankenpflege und die kostspieligste in der Behandlung. Sie wird durch anhaltenden Druck auf Gewebe verursacht, betrifft also insbesondere bettlägerige Patienten. Diese Arbeit legt eine Grundlage für druckmatratzenbasierte Dekubitusprophylaxe, indem eine Lösung für das Einzelbild-2D-Posenabschätzungsproblem implementiert wird.
Dafür werden Methoden des tiefen Lernens verwendet. Zwei Ansätze, basierend auf einem Gefalteten Neuronalen grob-zu-fein Netzwerk zur direkten Regression der Gelenkkoordinaten und auf einem U-Netzwerk zur Ableitung von Wahrscheinlichkeitsverteilungsbildern, werden untersucht.

Wir schlussfolgern, dass das Training unserer Modelle auf einem kombinierten Datensatz, bestehend aus den frei verfügbaren Bodies at Rest und SLP Daten, die besten Ergebnisse liefert. Weiterhin werden diverse Vorverarbeitungsverfahren untersucht und eine Hyperparameteroptimierung zum Finden einer verbesserten Modellarchitektur durchgeführt.
Der wahrscheinlichkeitsverteilungsbasierte Ansatz übertrifft die direkte Regression.
Dieses Modell erreicht einen durchschnittlichen Pro-Gelenk-Positionsfehler von 9,11 cm auf den Bodies at Rest und von 7,43 cm auf den SLP Daten. Wir sehen, dass es gut auf Daten anderer als der im Training verwendeten Matratzen funktioniert, aber Schwierigkeiten mit der korrekten Erkennung der Arme hat. 

Weiterhin geben wir eine kurze Übersicht des medizinischen Datenannotationstools annoto, welches wir im Zusammenhang mit dem Bachelorprojekt entwickelt haben, und schlussfolgern außerdem, dass Scrum und agile Praktiken unseren Entwicklungsprozess verbessert haben.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 153 
KW  - machine learning
KW  - deep learning
KW  - convolutional neural networks
KW  - pose estimation
KW  - decubitus
KW  - telemedicine
KW  - maschinelles Lernen
KW  - tiefes Lernen
KW  - gefaltete neuronale Netze
KW  - Posenabschätzung
KW  - Dekubitus
KW  - Telemedizin
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-567196
SN  - 978-3-86956-551-4
SN  - 1613-5652
SN  - 2191-1665
IS  - 153
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Webb, Mary
T1  - Considerations for the Design of Computing Curricula
JF  - KEYCIT 2014 - Key Competencies in Informatics and ICT
N2  - This paper originated from discussions about the need for
important changes in the curriculum for Computing including two focus
group meetings at IFIP conferences over the last two years. The
paper examines how recent developments in curriculum, together with
insights from curriculum thinking in other subject areas, especially mathematics
and science, can inform curriculum design for Computing.
The analysis presented in the paper provides insights into the complexity
of curriculum design as well as identifying important constraints and
considerations for the ongoing development of a vision and framework
for a Computing curriculum.
KW  - Curriculum
KW  - Computer Science
KW  - Informatics
KW  - curriculum theory
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82723
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 7
SP  - 267
EP  - 283
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Wassermann, Lars
A1  - Felgentreff, Tim
A1  - Pape, Tobias
A1  - Bolz, Carl Friedrich
A1  - Hirschfeld, Robert
T1  - Tracing Algorithmic Primitives in RSqueak/VM
N2  - When realizing a programming language as VM, implementing behavior as part of the VM, as primitive, usually results in reduced execution times. But supporting and developing primitive functions requires more effort than maintaining and using code in the hosted language since debugging is harder, and the turn-around times for VM parts are higher. Furthermore, source artifacts of primitive functions are seldom reused in new implementations of the same language. And if they are reused, the existing API usually is emulated, reducing the performance gains. Because of recent results in tracing dynamic compilation, the trade-off between performance and ease of implementation, reuse, and changeability might now be decided adversely.

In this work, we investigate the trade-offs when creating primitives, and in particular how large a difference remains between primitive and hosted function run times in VMs with tracing just-in-time compiler. To that end, we implemented the algorithmic primitive BitBlt three times for RSqueak/VM. RSqueak/VM is a Smalltalk VM utilizing the PyPy RPython toolchain. We compare primitive implementations in C, RPython, and Smalltalk, showing that due to the tracing just-in-time compiler, the performance gap has lessened by one magnitude to one magnitude.
N2  - Wenn man eine Programmiersprache als Virtuelle Maschine (VM) realisiert, dann wird Verhalten, das man als Teil der VM, also primitiv, implementiert normalerweise schneller ausgeführt, als vergleichbare Funktionen die in der implementierten Sprache verfasst wurden. Aber die Entwicklung und Wartung von primitiven Funktionen erfordert mehr Anstrengung als die Wartung und Benutzung von Funktionen der implementierten Sprache, da Fehlerbehebung schwerer ist, und die Entwicklungszyklen für VM-Teile länger sind. Im Gegensatz zu Programmen, die in der implementierten Programmiersprache geschrieben sind, wird Quelltext von Primitiven selten wiederverwendet. Und falls sie wiederverwendet werden, dann wird die Schnittstelle zur VM meist emuliert, was den Geschwindigkeitsvorteil reduziert. Aber aufgrund von neueren Resultaten der ablaufverfolgenden dynamischen Kompilierung, könnte die Abwägung zwischen Geschwindigkeit einerseits und Implementierungsaufwand, Wiederverwendbarkeit und Änderbarkeit andererseits nun zugunsten von letzteren ausfallen.

In dieser Arbeit untersuchen wir, welche Abstriche bei der Implementierung von Verhalten als Primitive gemacht werden müssen, insbesondere wie hoch die Laufzeitunterschiede zwischen Primitiven und gehosteten Funktionen noch sind. Um das zu erreichen haben wir die algorithmische Primitive BitBlt drei mal für RSqueak/VM implementiert. RSqueak/VM ist eine Smalltalk VM, die die PyPy RPython-Toolkette verwendet. Wir vergleichen die Primitivenimplementierungen in C, RPython und Smalltalk, und zeigen, dass aufgrund eines ablaufverfolgenden just-in-time-Übersetzers der Geschwindigkeitsunterschied um eine Größenordnung auf eine Größenordnung gefallen ist.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 104 
KW  - virtual machines
KW  - collection types
KW  - memory optimization
KW  - dynamic  typing
KW  - virtuelle Maschinen
KW  - Sammlungsdatentypen
KW  - Speicheroptimierungen
KW  - dynamische Sprachen
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-91277
SN  - 978-3-86956-355-8
SN  - 1613-5652
SN  - 2191-1665
IS  - 104
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wang, Long
T1  - X-tracking the usage interest on web sites
T1  - X-tracking des Nutzungsinteresses für Webseiten
N2  - The exponential expanding of the numbers of web sites and Internet users makes WWW the most important global information resource. From information publishing and electronic commerce to entertainment and social networking, the Web allows an inexpensive and efficient access to the services provided by individuals and institutions. The basic units for distributing these services are the web sites scattered throughout the world. However, the extreme fragility of web services and content, the high competence between similar services supplied by different sites, and the wide geographic distributions of the web users drive the urgent requirement from the web managers to track and understand the usage interest of their web customers. This thesis, "X-tracking the Usage Interest on Web Sites", aims to fulfill this requirement. "X" stands two meanings: one is that the usage interest differs from various web sites, and the other is that usage interest is depicted from multi aspects: internal and external, structural and conceptual, objective and subjective. "Tracking" shows that our concentration is on locating and measuring the differences and changes among usage patterns. This thesis presents the methodologies on discovering usage interest on three kinds of web sites: the public information portal site, e-learning site that provides kinds of streaming lectures and social site that supplies the public discussions on IT issues. On different sites, we concentrate on different issues related with mining usage interest. The educational information portal sites were the first implementation scenarios on discovering usage patterns and optimizing the organization of web services. In such cases, the usage patterns are modeled as frequent page sets, navigation paths, navigation structures or graphs. However, a necessary requirement is to rebuild the individual behaviors from usage history. We give a systematic study on how to rebuild individual behaviors. Besides, this thesis shows a new strategy on building content clusters based on pair browsing retrieved from usage logs. The difference between such clusters and the original web structure displays the distance between the destinations from usage side and the expectations from design side. Moreover, we study the problem on tracking the changes of usage patterns in their life cycles. The changes are described from internal side integrating conceptual and structure features, and from external side for the physical features; and described from local side measuring the difference between two time spans, and global side showing the change tendency along the life cycle. A platform, Web-Cares, is developed to discover the usage interest, to measure the difference between usage interest and site expectation and to track the changes of usage patterns. E-learning site provides the teaching materials such as slides, recorded lecture videos and exercise sheets. We focus on discovering the learning interest on streaming lectures, such as real medias, mp4 and flash clips. Compared to the information portal site, the usage on streaming lectures encapsulates the variables such as viewing time and actions during learning processes. The learning interest is discovered in the form of answering 6 questions, which covers finding the relations between pieces of lectures and the preference among different forms of lectures. We prefer on detecting the changes of learning interest on the same course from different semesters. The differences on the content and structure between two courses leverage the changes on the learning interest. We give an algorithm on measuring the difference on learning interest integrated with similarity comparison between courses. A search engine, TASK-Moniminer, is created to help the teacher query the learning interest on their streaming lectures on tele-TASK site. Social site acts as an online community attracting web users to discuss the common topics and share their interesting information. Compared to the public information portal site and e-learning web site, the rich interactions among users and web content bring the wider range of content quality, on the other hand, provide more possibilities to express and model usage interest. We propose a framework on finding and recommending high reputation articles in a social site. We observed that the reputation is classified into global and local categories; the quality of the articles having high reputation is related with the content features. Based on these observations, our framework is implemented firstly by finding the articles having global or local reputation, and secondly clustering articles based on their content relations, and then the articles are selected and recommended from each cluster based on their reputation ranks.
N2  - Wegen des exponentiellen Ansteigens der Anzahl an Internet-Nutzern und Websites ist das WWW (World Wide Web) die wichtigste globale Informationsressource geworden. Das Web bietet verschiedene Dienste (z. B. Informationsveröffentlichung, Electronic Commerce, Entertainment oder Social Networking) zum kostengünstigen und effizienten erlaubten Zugriff an, die von Einzelpersonen und Institutionen zur Verfügung gestellt werden. Um solche Dienste anzubieten, werden weltweite, vereinzelte Websites als Basiseinheiten definiert. Aber die extreme Fragilität der Web-Services und -inhalte, die hohe Kompetenz zwischen ähnlichen Diensten für verschiedene Sites bzw. die breite geographische Verteilung der Web-Nutzer treiben einen dringenden Bedarf für Web-Manager und das Verfolgen und Verstehen der Nutzungsinteresse ihrer Web-Kunden. Die Arbeit zielt darauf ab, dass die Anforderung "X-tracking the Usage Interest on Web Sites" erfüllt wird. "X" hat zwei Bedeutungen. Die erste Bedeutung ist, dass das Nutzungsinteresse von verschiedenen Websites sich unterscheidet. Außerdem stellt die zweite Bedeutung dar, dass das Nutzungsinteresse durch verschiedene Aspekte (interne und externe, strukturelle und konzeptionelle) beschrieben wird. Tracking zeigt, dass die Änderungen zwischen Nutzungsmustern festgelegt und gemessen werden. Die Arbeit eine Methodologie dar, um das Nutzungsinteresse gekoppelt an drei Arten von Websites (Public Informationsportal-Website, E-Learning-Website und Social-Website) zu finden. Wir konzentrieren uns auf unterschiedliche Themen im Bezug auf verschieden Sites, die mit Usage-Interest-Mining eng verbunden werden. Education Informationsportal-Website ist das erste Implementierungsscenario für Web-Usage-Mining. Durch das Scenario können Nutzungsmuster gefunden und die Organisation von Web-Services optimiert werden. In solchen Fällen wird das Nutzungsmuster als häufige Pagemenge, Navigation-Wege, -Strukturen oder -Graphen modelliert. Eine notwendige Voraussetzung ist jedoch, dass man individuelle Verhaltensmuster aus dem Verlauf der Nutzung (Usage History) wieder aufbauen muss. Deshalb geben wir in dieser Arbeit eine systematische Studie zum Nachempfinden der individuellen Verhaltensweisen. Außerdem zeigt die Arbeit eine neue Strategie, dass auf Page-Paaren basierten Content-Clustering aus Nutzungssite aufgebaut werden. Der Unterschied zwischen solchen Clustern und der originalen Webstruktur ist der Abstand zwischen Zielen der Nutzungssite und Erwartungen der Designsite. Darüber hinaus erforschen wir Probleme beim Tracking der Änderungen von Nutzungsmustern in ihrem Lebenszyklus. Die Änderungen werden durch mehrere Aspekte beschrieben. Für internen Aspekt werden konzeptionelle Strukturen und Funktionen integriert. Der externe Aspekt beschreibt physische Eigenschaften. Für lokalen Aspekt wird die Differenz zwischen zwei Zeitspannen gemessen. Der globale Aspekt zeigt Tendenzen der Änderung entlang des Lebenszyklus. Eine Plattform "Web-Cares" wird entwickelt, die die Nutzungsinteressen findet, Unterschiede zwischen Nutzungsinteresse und Website messen bzw. die Änderungen von Nutzungsmustern verfolgen kann. E-Learning-Websites bieten Lernmaterialien wie z.B. Folien, erfaßte Video-Vorlesungen und Übungsblätter an. Wir konzentrieren uns auf die Erfoschung des Lerninteresses auf Streaming-Vorlesungen z.B. Real-Media, mp4 und Flash-Clips. Im Vergleich zum Informationsportal Website kapselt die Nutzung auf Streaming-Vorlesungen die Variablen wie Schauzeit und Schautätigkeiten während der Lernprozesse. Das Lerninteresse wird erfasst, wenn wir Antworten zu sechs Fragen gehandelt haben. Diese Fragen umfassen verschiedene Themen, wie Erforschung der Relation zwischen Teilen von Lehrveranstaltungen oder die Präferenz zwischen den verschiedenen Formen der Lehrveranstaltungen. Wir bevorzugen die Aufdeckung der Veränderungen des Lerninteresses anhand der gleichen Kurse aus verschiedenen Semestern. Der Differenz auf den Inhalt und die Struktur zwischen zwei Kurse beeinflusst die Änderungen auf das Lerninteresse. Ein Algorithmus misst die Differenz des Lerninteresses im Bezug auf einen Ähnlichkeitsvergleich zwischen den Kursen. Die Suchmaschine „Task-Moniminer“ wird entwickelt, dass die Lehrkräfte das Lerninteresse für ihre Streaming-Vorlesungen über das Videoportal tele-TASK abrufen können. Social Websites dienen als eine Online-Community, in den teilnehmenden Web-Benutzern die gemeinsamen Themen diskutieren und ihre interessanten Informationen miteinander teilen. Im Vergleich zur Public Informationsportal-Website und E-Learning Website bietet diese Art von Website reichhaltige Interaktionen zwischen Benutzern und Inhalten an, die die breitere Auswahl der inhaltlichen Qualität bringen. Allerdings bietet eine Social-Website mehr Möglichkeiten zur Modellierung des Nutzungsinteresses an. Wir schlagen ein Rahmensystem vor, die hohe Reputation für Artikel in eine Social-Website empfiehlt. Unsere Beobachtungen sind, dass die Reputation in globalen und lokalen Kategorien klassifiziert wird. Außerdem wird die Qualität von Artikeln mit hoher Reputation mit den Content-Funktionen in Zusammenhang stehen. Durch die folgenden Schritte wird das Rahmensystem im Bezug auf die Überwachungen implementiert. Der erste Schritt ist, dass man die Artikel mit globalen oder lokalen Reputation findet. Danach werden Artikel im Bezug auf ihre Content-Relationen in jeder Kategorie gesammelt. Zum Schluß werden die ausgewählten Artikel aus jedem basierend auf ihren Reputation-Ranking Cluster empfohlen.
KW  - Tracking
KW  - Nutzungsinteresse
KW  - Webseite
KW  - Tracking
KW  - Usage Interest
KW  - Web Sites
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-51077
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wang, Cheng
A1  - Yang, Haojin
A1  - Meinel, Christoph
T1  - Image Captioning with Deep Bidirectional LSTMs and Multi-Task Learning
JF  - ACM transactions on multimedia computing, communications, and applications
N2  - Generating a novel and descriptive caption of an image is drawing increasing interests in computer vision, natural language processing, and multimedia communities. In this work, we propose an end-to-end trainable deep bidirectional LSTM (Bi-LSTM (Long Short-Term Memory)) model to address the problem. By combining a deep convolutional neural network (CNN) and two separate LSTM networks, our model is capable of learning long-term visual-language interactions by making use of history and future context information at high-level semantic space. We also explore deep multimodal bidirectional models, in which we increase the depth of nonlinearity transition in different ways to learn hierarchical visual-language embeddings. Data augmentation techniques such as multi-crop, multi-scale, and vertical mirror are proposed to prevent over-fitting in training deep models. To understand how our models "translate" image to sentence, we visualize and qualitatively analyze the evolution of Bi-LSTM internal states over time. The effectiveness and generality of proposed models are evaluated on four benchmark datasets: Flickr8K, Flickr30K, MSCOCO, and Pascal1K datasets. We demonstrate that Bi-LSTM models achieve highly competitive performance on both caption generation and image-sentence retrieval even without integrating an additional mechanism (e.g., object detection, attention model). Our experiments also prove that multi-task learning is beneficial to increase model generality and gain performance. We also demonstrate the performance of transfer learning of the Bi-LSTM model significantly outperforms previous methods on the Pascal1K dataset.
KW  - Deep learning
KW  - LSTM
KW  - multimodal representations
KW  - image captioning
KW  - mutli-task learning
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.1145/3115432
SN  - 1551-6857
SN  - 1551-6865
VL  - 14
IS  - 2
PB  - Association for Computing Machinery
CY  - New York
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wang, Cheng
T1  - Deep Learning of Multimodal Representations
Y1  - 2016
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Wallenta, Daniel
T1  - A Lefschetz fixed point formula for elliptic quasicomplexes
T2  - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch Naturwissenschaftliche Reihe
N2  - In a recent paper, the Lefschetz number for endomorphisms (modulo trace class operators) of sequences of trace class curvature was introduced. We show that this is a well defined, canonical extension of the classical Lefschetz number and establish the homotopy invariance of this number. Moreover, we apply the results to show that the Lefschetz fixed point formula holds for geometric quasiendomorphisms of elliptic quasicomplexes.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 885 
KW  - elliptic complexes
KW  - Fredholm complexes
KW  - Lefschetz number
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-435471
SN  - 1866-8372
IS  - 885
SP  - 577
EP  - 587
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Vogel, Thomas
A1  - Giese, Holger
T1  - Model-driven engineering of adaptation engines for self-adaptive software : executable runtime megamodels
N2  - The development of self-adaptive software requires the engineering of an adaptation engine that controls and adapts the underlying adaptable software by means of feedback loops. The adaptation engine often describes the adaptation by using runtime models representing relevant aspects of the adaptable software and particular activities such as analysis and planning that operate on these runtime models. To systematically address the interplay between runtime models and adaptation activities in adaptation engines, runtime megamodels have been proposed for self-adaptive software. A runtime megamodel is a specific runtime model whose elements are runtime models and adaptation activities. Thus, a megamodel captures the interplay between multiple models and between models and activities as well as the activation of the activities. In this article, we go one step further and present a modeling language for ExecUtable RuntimE MegAmodels (EUREMA) that considerably eases the development of adaptation engines by following a model-driven engineering approach. We provide a domain-specific modeling language and a runtime interpreter for adaptation engines, in particular for feedback loops. Megamodels are kept explicit and alive at runtime and by interpreting them, they are directly executed to run feedback loops. Additionally, they can be dynamically adjusted to adapt feedback loops. Thus, EUREMA supports development by making feedback loops, their runtime models, and adaptation activities explicit at a higher level of abstraction. Moreover, it enables complex solutions where multiple feedback loops interact or even operate on top of each other. Finally, it leverages the co-existence of self-adaptation and off-line adaptation for evolution.
N2  - Die Entwicklung selbst-adaptiver Software erfordert die Konstruktion einer sogenannten "Adaptation Engine", die mittels Feedbackschleifen die unterliegende Software steuert und anpasst. Die Anpassung selbst wird häufig mittels Laufzeitmodellen, die die laufende Software repräsentieren, und Aktivitäten wie beispielsweise Analyse und Planung, die diese Laufzeitmodelle nutzen, beschrieben. Um das Zusammenspiel zwischen Laufzeitmodellen und Aktivitäten systematisch zu erfassen, wurden Megamodelle zur Laufzeit für selbst-adaptive Software vorgeschlagen. Ein Megamodell zur Laufzeit ist ein spezielles Laufzeitmodell, dessen Elemente Aktivitäten und andere Laufzeitmodelle sind. Folglich erfasst ein Megamodell das Zusammenspiel zwischen verschiedenen Laufzeitmodellen und zwischen Aktivitäten und Laufzeitmodellen als auch die Aktivierung und Ausführung der Aktivitäten. Darauf aufbauend präsentieren wir in diesem Artikel eine Modellierungssprache für ausführbare Megamodelle zur Laufzeit, EUREMA genannt, die aufgrund eines modellgetriebenen Ansatzes die Entwicklung selbst-adaptiver Software erleichtert. Der Ansatz umfasst eine domänen-spezifische Modellierungssprache und einen Laufzeit-Interpreter für Adaptation Engines, insbesondere für Feedbackschleifen. EUREMA Megamodelle werden über die Spezifikationsphase hinaus explizit zur Laufzeit genutzt, um mittels Interpreter Feedbackschleifen direkt auszuführen. Zusätzlich können Megamodelle zur Laufzeit dynamisch geändert werden, um Feedbackschleifen anzupassen. Daher unterstützt EUREMA die Entwicklung selbst-adaptiver Software durch die explizite Spezifikation von Feedbackschleifen, der verwendeten Laufzeitmodelle, und Adaptionsaktivitäten auf einer höheren Abstraktionsebene. Darüber hinaus ermöglicht EUREMA komplexe Lösungskonzepte, die mehrere Feedbackschleifen und deren Interaktion wie auch die hierarchische Komposition von Feedbackschleifen umfassen. Dies unterstützt schließlich das integrierte Zusammenspiel von Selbst-Adaption und Wartung für die Evolution der Software.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 66 
KW  - Modellgetriebene Softwareentwicklung
KW  - Modellierungssprachen
KW  - Modellierung
KW  - Laufzeitmodelle
KW  - Megamodell
KW  - Ausführung von Modellen
KW  - Model-Driven Engineering
KW  - Modeling Languages
KW  - Modeling
KW  - Models at Runtime
KW  - Megamodels
KW  - Model Execution
KW  - Self-Adaptive Software
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-63825
SN  - 978-3-86956-227-8
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vogel, Thomas
T1  - Model-driven engineering of self-adaptive software
T1  - Modellgetriebene Entwicklung von Selbst-Adaptiver Software
N2  - The development of self-adaptive software requires the engineering of an adaptation engine that controls the underlying adaptable software by a feedback loop. State-of-the-art approaches prescribe the feedback loop in terms of numbers, how the activities (e.g., monitor, analyze, plan, and execute (MAPE)) and the knowledge are structured to a feedback loop, and the type of knowledge. Moreover, the feedback loop is usually hidden in the implementation or framework and therefore not visible in the architectural design. Additionally, an adaptation engine often employs runtime models that either represent the adaptable software or capture strategic knowledge such as reconfiguration strategies. State-of-the-art approaches do not systematically address the interplay of such runtime models, which would otherwise allow developers to freely design the entire feedback loop.

This thesis presents ExecUtable RuntimE MegAmodels (EUREMA), an integrated model-driven engineering (MDE) solution that rigorously uses models for engineering feedback loops. EUREMA provides a domain-specific modeling language to specify and an interpreter to execute feedback loops. The language allows developers to freely design a feedback loop concerning the activities and runtime models (knowledge) as well as the number of feedback loops. It further supports structuring the feedback loops in the adaptation engine that follows a layered architectural style. Thus, EUREMA makes the feedback loops explicit in the design and enables developers to reason about design decisions. 

To address the interplay of runtime models, we propose the concept of a runtime megamodel, which is a runtime model that contains other runtime models as well as activities (e.g., MAPE) working on the contained models. This concept is the underlying principle of EUREMA. The resulting EUREMA (mega)models are kept alive at runtime and they are directly executed by the EUREMA interpreter to run the feedback loops. Interpretation provides the flexibility to dynamically adapt a feedback loop. In this context, EUREMA supports engineering self-adaptive software in which feedback loops run independently or in a coordinated fashion within the same layer as well as on top of each other in different layers of the adaptation engine. Moreover, we consider preliminary means to evolve self-adaptive software by providing a maintenance interface to the adaptation engine.

This thesis discusses in detail EUREMA by applying it to different scenarios such as single, multiple, and stacked feedback loops for self-repairing and self-optimizing the mRUBiS application. Moreover, it investigates the design and expressiveness of EUREMA, reports on experiments with a running system (mRUBiS) and with alternative solutions, and assesses EUREMA with respect to quality attributes such as performance and scalability.

The conducted evaluation provides evidence that EUREMA as an integrated and open MDE approach for engineering self-adaptive software seamlessly integrates the development and runtime environments using the same formalism to specify and execute feedback loops, supports the dynamic adaptation of feedback loops in layered architectures, and achieves an efficient execution of feedback loops by leveraging incrementality.
N2  - Die Entwicklung von selbst-adaptiven Softwaresystemen erfordert die Konstruktion einer geschlossenen Feedback Loop, die das System zur Laufzeit beobachtet und falls nötig anpasst. Aktuelle Konstruktionsverfahren schreiben eine bestimmte Feedback Loop im Hinblick auf Anzahl und Struktur vor. Die Struktur umfasst die vorhandenen Aktivitäten der Feedback Loop (z. B. Beobachtung, Analyse, Planung und Ausführung einer Adaption) und die Art des hierzu verwendeten Systemwissens. Dieses System- und zusätzlich das strategische Wissen (z. B. Adaptionsregeln) werden in der Regel in Laufzeitmodellen erfasst und in die Feedback Loop integriert. Aktuelle Verfahren berücksichtigen jedoch nicht systematisch die Laufzeitmodelle und deren Zusammenspiel, so dass Entwickler die Feedback Loop nicht frei entwerfen und gestalten können. Folglich wird die Feedback Loop während des Entwurfs der Softwarearchitektur häufig nicht explizit berücksichtigt. 

Diese Dissertation stellt mit EUREMA ein neues Konstruktionsverfahren für Feedback Loops vor. Basierend auf Prinzipien der modellgetriebenen Entwicklung (MDE) setzt EUREMA auf die konsequente Nutzung von Modellen für die Konstruktion, Ausführung und Adaption von selbst-adaptiven Softwaresystemen. Hierzu wird eine domänenspezifische Modellierungssprache (DSL) vorgestellt, mit der Entwickler die Feedback Loop frei entwerfen und gestalten können, d. h. ohne Einschränkung bezüglich der Aktivitäten, Laufzeitmodelle und Anzahl der Feedback Loops. Zusätzlich bietet die DSL eine Architektursicht auf das System, die die Feedback Loops berücksichtigt. Daher stellt die DSL Konstrukte zur Verfügung, mit denen Entwickler während des Entwurfs der Architektur die Feedback Loops explizit definieren und berücksichtigen können.

Um das Zusammenspiel der Laufzeitmodelle zu erfassen, wird das Konzept eines sogenannten Laufzeitmegamodells vorgeschlagen, das alle Aktivitäten und Laufzeitmodelle einer Feedback Loop erfasst. Dieses Konzept dient als Grundlage der vorgestellten DSL. Die bei der Konstruktion und mit der DSL erzeugten (Mega-)Modelle werden zur Laufzeit bewahrt und von einem Interpreter ausgeführt, um das spezifizierte Adaptionsverhalten zu realisieren. Der Interpreteransatz bietet die notwendige Flexibilität, um das Adaptionsverhalten zur Laufzeit anzupassen. Dies ermöglicht über die Entwicklung von Systemen mit mehreren Feedback Loops auf einer Ebene hinaus das Schichten von Feedback Loops im Sinne einer adaptiven Regelung. Zusätzlich bietet EUREMA eine Schnittstelle für Wartungsprozesse an, um das Adaptionsverhalten im laufendem System anzupassen.

Die Dissertation diskutiert den EUREMA-Ansatz und wendet diesen auf verschiedene Problemstellungen an, u. a. auf einzelne, mehrere und koordinierte als auch geschichtete Feedback Loops. Als Anwendungsbeispiel dient die Selbstheilung und Selbstoptimierung des Online-Marktplatzes mRUBiS. Für die Evaluierung von EUREMA werden Experimente mit dem laufenden mRUBiS und mit alternativen Lösungen durchgeführt, das Design und die Ausdrucksmächtigkeit der DSL untersucht und Qualitätsmerkmale wie Performanz und Skalierbarkeit betrachtet. Die Ergebnisse der Evaluierung legen nahe, dass EUREMA als integrierter und offener Ansatz für die Entwicklung selbst-adaptiver Softwaresysteme folgende Beiträge zum Stand der Technik leistet: eine nahtlose Integration der Entwicklungs- und Laufzeitumgebung durch die konsequente Verwendung von Modellen, die dynamische Anpassung des Adaptionsverhaltens in einer Schichtenarchitektur und eine effiziente Ausführung von Feedback Loops durch inkrementelle Verarbeitungsschritte.
KW  - model-driven engineering
KW  - self-adaptive software
KW  - domain-specific modeling
KW  - runtime models
KW  - software evolution
KW  - modellgetriebene Entwicklung
KW  - Selbst-Adaptive Software
KW  - Domänenspezifische Modellierung
KW  - Laufzeitmodelle
KW  - Software-Evolution
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-409755
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Vladova, Gergana
A1  - Ullrich, André
A1  - Sultanow, Eldar
A1  - Tobolla, Marinho
A1  - Sebrak, Sebastian
A1  - Czarnecki, Christian
A1  - Brockmann, Carsten
ED  - Klein, Maike
ED  - Krupka, Daniel
ED  - Winter, Cornelia
ED  - Wohlgemuth, Volker
T1  - Visual analytics for knowledge management
BT  - advantages for organizations and interorganizational teams
T2  - Informatik 2023
N2  - The management of knowledge in organizations considers both established long-term
processes and cooperation in agile project teams. Since knowledge can be both tacit and explicit, its transfer from the individual to the organizational knowledge base poses a challenge in organizations. This challenge increases when the fluctuation of knowledge carriers is exceptionally high. Especially in large projects in which external consultants are involved, there is a risk that critical, company-relevant knowledge generated in the project will leave the company with the external knowledge carrier and thus be lost. In this paper, we show the advantages of an early warning system for knowledge management to avoid this loss. In particular, the potential of visual analytics in the context of knowledge management systems is presented and discussed. We present a project for the development of a business-critical software system and discuss the first implementations and results.
KW  - knowledge management
KW  - visual analytics
KW  - knowledge transfer
KW  - teamwork
KW  - knowledge management system
KW  - tacit knowledge
KW  - explicit knowledge
Y1  - 2023
SN  - 978-3-88579-731-9
U6  - https://doi.org/10.18420/inf2023_187
SN  - 1617-5468
SP  - 1851
EP  - 1870
PB  - Gesellschaft für Informatik e.V. (GI)
CY  - Bonn
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vitagliano, Gerardo
A1  - Jiang, Lan
A1  - Naumann, Felix
T1  - Detecting layout templates in complex multiregion files
JF  - Proceedings of the VLDB Endowment
N2  - Spreadsheets are among the most commonly used file formats for data management, distribution, and analysis. Their widespread employment makes it easy to gather large collections of data, but their flexible canvas-based structure makes automated analysis difficult without heavy preparation. One of the common problems that practitioners face is the presence of multiple, independent regions in a single spreadsheet, possibly separated by repeated empty cells. We define such files as "multiregion" files. In collections of various spreadsheets, we can observe that some share the same layout. We present the Mondrian approach to automatically identify layout templates across multiple files and systematically extract the corresponding regions. Our approach is composed of three phases: first, each file is rendered as an image and inspected for elements that could form regions; then, using a clustering algorithm, the identified elements are grouped to form regions; finally, every file layout is represented as a graph and compared with others to find layout templates. We compare our method to state-of-the-art table recognition algorithms on two corpora of real-world enterprise spreadsheets. Our approach shows the best performances in detecting reliable region boundaries within each file and can correctly identify recurring layouts across files.
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.14778/3494124.3494145
SN  - 2150-8097
VL  - 15
IS  - 3
SP  - 646
EP  - 658
PB  - Association for Computing Machinery
CY  - New York
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vitagliano, Gerardo
A1  - Hameed, Mazhar
A1  - Jiang, Lan
A1  - Reisener, Lucas
A1  - Wu, Eugene
A1  - Naumann, Felix
T1  - Pollock: A Data Loading Benchmark
JF  - Proceedings of the VLDB Endowment
N2  - Any system at play in a data-driven project has a fundamental requirement: the ability to load data. The de-facto standard format to distribute and consume raw data is CSV. Yet, the plain text and flexible nature of this format make such files often difficult to parse and correctly load their content, requiring cumbersome data preparation steps. We propose a benchmark to assess the robustness of systems in loading data from non-standard CSV formats and with structural inconsistencies. First, we formalize a model to describe the issues that affect real-world files and use it to derive a systematic lpollutionz process to generate dialects for any given grammar. Our benchmark leverages the pollution framework for the csv format. To guide pollution, we have surveyed thousands of real-world, publicly available csv files, recording the problems we encountered. We demonstrate the applicability of our benchmark by testing and scoring 16 different systems: popular csv parsing frameworks, relational database tools, spreadsheet systems, and a data visualization tool.
Y1  - 2023
U6  - https://doi.org/10.14778/3594512.3594518
SN  - 2150-8097
VL  - 16
IS  - 8
SP  - 1870
EP  - 1882
PB  - Association for Computing Machinery
CY  - New York
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vitagliano, Gerardo
T1  - Modeling the structure of tabular files for data preparation
T1  - Modellierung der Struktur von Tabellarische Dateien für die Datenaufbereitung
N2  - To manage tabular data files and leverage their content in a given downstream task, practitioners often design and execute complex transformation pipelines to prepare them. The complexity of such pipelines stems from different factors, including the nature of the preparation tasks, often exploratory or ad-hoc to specific datasets; the large repertory of tools, algorithms, and frameworks that practitioners need to master; and the volume, variety, and velocity of the files to be prepared. Metadata plays a fundamental role in reducing this complexity: characterizing a file assists end users in the design of data preprocessing pipelines, and furthermore paves the way for suggestion, automation, and optimization of data preparation tasks.
Previous research in the areas of data profiling, data integration, and data cleaning, has focused on extracting and characterizing metadata regarding the content of tabular data files, i.e., about the records and attributes of tables. Content metadata are useful for the latter stages of a preprocessing pipeline, e.g., error correction, duplicate detection, or value normalization, but they require a properly formed tabular input. Therefore, these metadata are not relevant for the early stages of a preparation pipeline, i.e., to correctly parse tables out of files. In this dissertation, we turn our focus to what we call the structure of a tabular data file, i.e., the set of characters within a file that do not represent data values but are required to parse and understand the content of the file. We provide three different approaches to represent file structure, an explicit representation based on context-free grammars; an implicit representation based on file-wise similarity; and a learned representation based on machine learning.
In our first contribution, we use the grammar-based representation to characterize a set of over 3000 real-world csv files and identify multiple structural issues that let files deviate from the csv standard, e.g., by having inconsistent delimiters or containing multiple tables. We leverage our learnings about real-world files and propose Pollock, a benchmark to test how well systems parse csv files that have a non-standard structure, without any previous preparation. We report on our experiments on using Pollock to evaluate the performance of 16 real-world data management systems.
Following, we characterize the structure of files implicitly, by defining a measure of structural similarity for file pairs. We design a novel algorithm to compute this measure, which is based on a graph representation of the files' content. We leverage this algorithm and propose Mondrian, a graphical system to assist users in identifying layout templates in a dataset, classes of files that have the same structure, and therefore can be prepared by applying the same preparation pipeline.
Finally, we introduce MaGRiTTE, a novel architecture that uses self-supervised learning to automatically learn structural representations of files in the form of vectorial embeddings at three different levels: cell level, row level, and file level. We experiment with the application of structural embeddings for several tasks, namely dialect detection, row classification, and data preparation efforts estimation.
Our experimental results show that structural metadata, either identified explicitly on parsing grammars, derived implicitly as file-wise similarity, or learned with the help of machine learning architectures, is fundamental to automate several tasks, to scale up preparation to large quantities of files, and to provide repeatable preparation pipelines.
N2  - Anwender müssen häufig komplexe Pipelines zur Aufbereitung von tabellarischen Dateien entwerfen, um diese verwalten und ihre Inhalte für nachgelagerte Aufgaben nutzen zu können. Die Komplexität solcher Pipelines ergibt sich aus verschiedenen Faktoren, u.a. (i) aus der Art der Aufbereitungsaufgaben, die oft explorativ oder ad hoc für bestimmte Datensätze durchgeführt werden, (ii) aus dem großen Repertoire an Werkzeugen, Algorithmen und Frameworks, die von den Anwendern beherrscht werden müssen, sowie (iii) aus der Menge, der Größe und der Verschiedenartigkeit der aufzubereitenden Dateien. Metadaten spielen eine grundlegende Rolle bei der Verringerung dieser Komplexität: Die Charakterisierung einer Datei hilft den Nutzern bei der Gestaltung von Datenaufbereitungs-Pipelines und ebnet darüber hinaus den Weg für Vorschläge, Automatisierung und Optimierung von Datenaufbereitungsaufgaben. Bisherige Forschungsarbeiten in den Bereichen Data Profiling, Datenintegration und Datenbereinigung konzentrierten sich auf die Extraktion und Charakterisierung von Metadaten über die Inhalte der tabellarischen Dateien, d.h. über die Datensätze und Attribute von Tabellen. Inhalts-basierte Metadaten sind für die letzten Phasen einer Aufbereitungspipeline nützlich, z.B. für die Fehlerkorrektur, die Erkennung von Duplikaten oder die Normalisierung von Werten, aber sie erfordern eine korrekt geformte tabellarische Eingabe. Daher sind diese Metadaten für die frühen Phasen einer Aufbereitungspipeline, d.h. für das korrekte Parsen von Tabellen aus Dateien, nicht relevant. In dieser Dissertation konzentrieren wir uns die Struktur einer tabellarischen Datei nennen, d.h. die Menge der Zeichen in einer Datei, die keine Datenwerte darstellen, aber erforderlich sind, um den Inhalt der Datei zu analysieren und zu verstehen. Wir stellen drei verschiedene Ansätze zur Darstellung der Dateistruktur vor: eine explizite Darstellung auf der Grundlage kontextfreier Grammatiken, eine implizite Darstellung auf der Grundlage von Dateiähnlichkeiten und eine erlernte Darstellung auf der Grundlage von maschinellem Lernen. In unserem ersten Ansatz verwenden wir die grammatikbasierte Darstellung, um eine Menge von über 3000 realen CSV-Dateien zu charakterisieren und mehrere strukturelle Probleme zu identifizieren, die dazu führen, dass Dateien vom CSV-Standard abweichen, z.B. durch inkonsistente Begrenzungszeichen oder dem Enthalten mehrere Tabellen in einer einzelnen Datei. Wir nutzen unsere Erkenntnisse aus realen Dateien und schlagen Pollock vor, einen Benchmark, der testet, wie gut Systeme unaufbereitete CSV-Dateien parsen. Wir berichten über unsere Experimente zur Verwendung von Pollock, in denen wir die Leistung von 16 realen Datenverwaltungssystemen bewerten. Anschließend charakterisieren wir die Struktur von Dateien implizit, indem wir ein Maß für die strukturelle Ähnlichkeit von Dateipaaren definieren. Wir entwickeln einen neuartigen Algorithmus zur Berechnung dieses Maßes, der auf einer Graphen-basierten Darstellung des Dateiinhalts basiert. Wir nutzen diesen Algorithmus und schlagen Mondrian vor, ein grafisches System zur Unterstützung der Benutzer bei der Identifizierung von Layout Vorlagen in einem Datensatz, d.h. von Dateiklassen, die die gleiche Struktur aufweisen und daher mit der gleichen Pipeline aufbereitet werden können. Schließlich stellen wir MaGRiTTE vor, eine neuartige Architektur, die selbst- überwachtes Lernen verwendet, um automatisch strukturelle Darstellungen von Dateien in Form von vektoriellen Einbettungen auf drei verschiedenen Ebenen zu lernen: auf Zellebene, auf Zeilenebene und auf Dateiebene. Wir experimentieren mit der Anwendung von strukturellen Einbettungen für verschiedene Aufgaben, nämlich Dialekterkennung, Zeilenklassifizierung und der Schätzung des Aufwands für die Datenaufbereitung. Unsere experimentellen Ergebnisse zeigen, dass strukturelle Metadaten, die entweder explizit mit Hilfe von Parsing-Grammatiken identifiziert, implizit als Dateiähnlichkeit abgeleitet oder mit Machine-Learning Architekturen erlernt werden, von grundlegender Bedeutung für die Automatisierung verschiedener Aufgaben, die Skalierung der Aufbereitung auf große Mengen von Dateien und die Bereitstellung wiederholbarer Aufbereitungspipelines sind.
KW  - data preparation
KW  - file structure
KW  - Datenaufbereitung
KW  - tabellarische Dateien
KW  - Dateistruktur
KW  - tabular data
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-624351
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  - THES
A1  - Videla, Santiago
T1  - Reasoning on the response of logical signaling networks with answer set programming
T1  - Modellierung Logischer Signalnetzwerke mittels Antwortmengenprogrammierung
N2  - Deciphering the functioning of biological networks is one of the central tasks in systems biology. In particular, signal transduction networks are crucial for the understanding of the cellular response to external and internal perturbations. Importantly, in order to cope with the complexity of these networks, mathematical and computational modeling is required. We propose a computational modeling framework in order to achieve more robust discoveries in the context of logical signaling networks. More precisely, we focus on modeling the response of logical signaling networks by means of automated reasoning using Answer Set Programming (ASP). ASP provides a declarative language for modeling various knowledge representation and reasoning problems. Moreover, available ASP solvers provide several reasoning modes for assessing the multitude of answer sets. Therefore, leveraging its rich modeling language and its highly efficient solving capacities, we use ASP to address three challenging problems in the context of logical signaling networks: learning of (Boolean) logical networks, experimental design, and identification of intervention strategies. Overall, the contribution of this thesis is three-fold. Firstly, we introduce a mathematical framework for characterizing and reasoning on the response of logical signaling networks. Secondly, we contribute to a growing list of successful applications of ASP in systems biology. Thirdly, we present a software providing a complete pipeline for automated reasoning on the response of logical signaling networks.
N2  - Deciphering the functioning of biological networks is one of the central tasks in systems biology. In particular, signal transduction networks are crucial for the understanding of the cellular response to external and internal perturbations. Importantly, in order to cope with the complexity of these networks, mathematical and computational modeling is required. We propose a computational modeling framework in order to achieve more robust discoveries in the context of logical signaling networks. More precisely, we focus on modeling the response of logical signaling networks by means of automated reasoning using Answer Set Programming (ASP). ASP provides a declarative language for modeling various knowledge representation and reasoning problems. Moreover, available ASP solvers provide several reasoning modes for assessing the multitude of answer sets. Therefore, leveraging its rich modeling language and its highly efficient solving capacities, we use ASP to address three challenging problems in the context of logical signaling networks: learning of (Boolean) logical networks, experimental design, and identification of intervention strategies. Overall, the contribution of this thesis is three-fold. Firstly, we introduce a mathematical framework for characterizing and reasoning on the response of logical signaling networks. Secondly, we contribute to a growing list of successful applications of ASP in systems biology. Thirdly, we present a software providing a complete pipeline for automated reasoning on the response of logical signaling networks.
KW  - Systembiologie
KW  - logische Signalnetzwerke
KW  - Antwortmengenprogrammierung
KW  - systems biology
KW  - logical signaling networks
KW  - answer set programming
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-71890
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Vaníček, Jiří
T1  - Introducing topics from informatics into primary school curricula
BT  - how do teachers take it?
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - The process of introducing compulsory ICT education at primary school level in the Czech Republic should be completed next year. Programming and Information, two topics from the basics of computer science have been included in a new textbook. The question is whether the new chapters of the textbook are comprehensible for primary school teachers, who have undergone no training in computer science. The paper reports on a pilot verification project in which pre-service primary school teachers were trained to teach these informatics topics.
KW  - primary school
KW  - informatics curricula
KW  - teacher education
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64482
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 41
EP  - 51
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - van der Walt, Estee
A1  - Odun-Ayo, Isaac
A1  - Bastian, Matthias
A1  - Eldin Elsaid, Mohamed Esam
T1  - Proceedings of the Fifth HPI Cloud Symposium "Operating the Cloud“ 2017
N2  - Every year, the Hasso Plattner Institute (HPI) invites guests from industry and academia to a collaborative scientific workshop on the topic Operating the Cloud. Our goal is to provide a forum for the exchange of knowledge and experience between industry and academia. Co-located with the event is the HPI’s Future SOC Lab day, which offers an additional attractive and conducive environment for scientific and industry related discussions. Operating the Cloud aims to be a platform for productive interactions of innovative ideas, visions, and upcoming technologies in the field of cloud operation and administration.

In these proceedings, the results of the fifth HPI cloud symposium Operating the Cloud 2017 are published. We thank the authors for exciting presentations and insights into their current work and research. Moreover, we look forward to more interesting submissions for the upcoming symposium in 2018.
N2  - Jedes Jahr lädt das Hasso-Plattner-Institut (HPI) Gäste aus der Industrie und der Wissenschaft zu einem kooperativen und wissenschaftlichen Symposium zum Thema Cloud Computing ein. Unser Ziel ist es, ein Forum für den Austausch von Wissen und Erfahrungen zwischen der Industrie und der Wissenschaft zu bieten. Parallel zur Veranstaltung findet der HPI Future SOC Lab Tag statt, der eine zusätzliche attraktive Umgebung für wissenschaftliche und branchenbezogene Diskussionen bietet. Das Symposium zielt darauf ab, eine Plattform für produktive Interaktionen von innovativen Ideen, Visionen und aufkommenden Technologien im Bereich von Cloud Computing zu bitten. 

Anlässlich dieses Symposiums fordern wir die Einreichung von Forschungsarbeiten und Erfahrungsberichte. Dieser technische Bericht umfasst eine Zusammenstellung der im Rahmen des fünften HPI Cloud Symposiums "Operating the Cloud" 2017 angenommenen Forschungspapiere. Wir danken den Autoren für spannende Vorträge und Einblicke in ihre aktuelle Arbeit und Forschung. Darüber hinaus freuen wir uns auf weitere interessante Einreichungen für das kommende Symposium im Laufe des Jahres.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 122 
KW  - Sicherheit
KW  - verteilte Leistungsüberwachung
KW  - Identitätsmanagement
KW  - Leistungsmodelle von virtuellen Maschinen
KW  - Privatsphäre
KW  - security
KW  - distributed performance monitoring
KW  - identity management
KW  - performance models of virtual machines
KW  - privacy
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-411330
SN  - 978-3-86956-432-6
SN  - 1613-5652
SN  - 2191-1665
IS  - 122
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ulrich, Jens-Uwe
A1  - Lutfi, Ahmad
A1  - Rutzen, Kilian
A1  - Renard, Bernhard Y.
T1  - ReadBouncer
BT  - precise and scalable adaptive sampling for nanopore sequencing
JF  - Bioinformatics
N2  - Motivation: 
Nanopore sequencers allow targeted sequencing of interesting nucleotide sequences by rejecting other sequences from individual pores. This feature facilitates the enrichment of low-abundant sequences by depleting overrepresented ones in-silico. Existing tools for adaptive sampling either apply signal alignment, which cannot handle human-sized reference sequences, or apply read mapping in sequence space relying on fast graphical processing units (GPU) base callers for real-time read rejection. Using nanopore long-read mapping tools is also not optimal when mapping shorter reads as usually analyzed in adaptive sampling applications. 

Results: 
Here, we present a new approach for nanopore adaptive sampling that combines fast CPU and GPU base calling with read classification based on Interleaved Bloom Filters. ReadBouncer improves the potential enrichment of low abundance sequences by its high read classification sensitivity and specificity, outperforming existing tools in the field. It robustly removes even reads belonging to large reference sequences while running on commodity hardware without GPUs, making adaptive sampling accessible for in-field researchers. Readbouncer also provides a user-friendly interface and installer files for end-users without a bioinformatics background.
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btac223
SN  - 1367-4803
SN  - 1367-4811
VL  - 38
IS  - SUPPL 1
SP  - 153
EP  - 160
PB  - Oxford Univ. Press
CY  - Oxford
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Ullrich, André
A1  - Vladova, Gergana
A1  - Eigelshoven, Felix
A1  - Renz, André
T1  - Data mining of scientific research on artificial intelligence in teaching and administration in higher education institutions
BT  - a bibliometrics analysis and recommendation for future research
T2  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe
N2  - Teaching and learning as well as administrative processes are still experiencing intensive changes with the rise of artificial intelligence (AI) technologies and its diverse application opportunities in the context of higher education. Therewith, the scientific interest in the topic in general, but also specific focal points rose as well. However, there is no structured overview on AI in teaching and administration processes in higher education institutions that allows to identify major research topics and trends, and concretizing peculiarities and develops recommendations for further action. To overcome this gap, this study seeks to systematize the current scientific discourse on AI in teaching and administration in higher education institutions. This study identified an (1) imbalance in research on AI in educational and administrative contexts, (2) an imbalance in disciplines and lack of interdisciplinary research, (3) inequalities in cross-national research activities, as well as (4) neglected research topics and paths. In this way, a comparative analysis between AI usage in administration and teaching and learning processes, a systematization of the state of research, an identification of research gaps as well as further research path on AI in higher education institutions are contributed to research.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Reihe - 160 
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-589077
SN  - 1867-5808
IS  - 160
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ullrich, André
A1  - Vladova, Gergana
A1  - Eigelshoven, Felix
A1  - Renz, André
T1  - Data mining of scientific research on artificial intelligence in teaching and administration in higher education institutions
BT  - a bibliometrics analysis and recommendation for future research
JF  - Discover artificial intelligence
N2  - Teaching and learning as well as administrative processes are still experiencing intensive changes with the rise of artificial intelligence (AI) technologies and its diverse application opportunities in the context of higher education. Therewith, the scientific interest in the topic in general, but also specific focal points rose as well. However, there is no structured overview on AI in teaching and administration processes in higher education institutions that allows to identify major research topics and trends, and concretizing peculiarities and develops recommendations for further action. To overcome this gap, this study seeks to systematize the current scientific discourse on AI in teaching and administration in higher education institutions. This study identified an (1) imbalance in research on AI in educational and administrative contexts, (2) an imbalance in disciplines and lack of interdisciplinary research, (3) inequalities in cross-national research activities, as well as (4) neglected research topics and paths. In this way, a comparative analysis between AI usage in administration and teaching and learning processes, a systematization of the state of research, an identification of research gaps as well as further research path on AI in higher education institutions are contributed to research.
Y1  - 2022
U6  - https://doi.org/10.1007/s44163-022-00031-7
SN  - 2731-0809
VL  - 2
PB  - Springer
CY  - Cham
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ullrich, André
A1  - Teichmann, Malte
A1  - Gronau, Norbert
T1  - Fast trainable capabilities in software engineering-skill development in learning factories
JF  - Ji suan ji jiao yu = Computer Education / Qing hua da xue
N2  - The increasing demand for software engineers cannot completely be fulfilled by university education and conventional training approaches due to limited capacities. Accordingly, an alternative approach is necessary where potential software engineers are being educated in software engineering skills using new methods. We suggest micro tasks combined with theoretical lessons to overcome existing skill deficits and acquire fast trainable capabilities. This paper addresses the gap between demand and supply of software engineers by introducing an actionoriented and scenario-based didactical approach, which enables non-computer scientists to code. Therein, the learning content is provided in small tasks and embedded in learning factory scenarios. Therefore, different requirements for software engineers from the market side and from an academic viewpoint are analyzed and synthesized into an integrated, yet condensed skills catalogue. This enables the development of training and education units that focus on the most important skills demanded on the market. To achieve this objective, individual learning scenarios are developed. Of course, proper basic skills in coding cannot be learned over night but software programming is also no sorcery.
KW  - learning factory
KW  - programming skills
KW  - software engineering
KW  - training
Y1  - 2021
U6  - https://doi.org/10.16512/j.cnki.jsjjy.2020.12.002
SN  - 1672-5913
IS  - 12
SP  - 2
EP  - 10
PB  - [Verlag nicht ermittelbar]
CY  - Bei jing shi
ER  - 
TY  - THES
A1  - Trümper, Jonas
T1  - Visualization techniques for the analysis of software behavior and related structures
T1  - Visualisierungstechniken für die Analyse von Softwareverhalten und verwandter Strukturen
N2  - Software maintenance encompasses any changes made to a software system after its initial deployment and is thereby one of the key phases in the typical software-engineering lifecycle. In software maintenance, we primarily need to understand structural and behavioral aspects, which are difficult to obtain, e.g., by code reading. Software analysis is therefore a vital tool for maintaining these systems: It provides - the preferably automated - means to extract and evaluate information from their artifacts such as software structure, runtime behavior, and related processes. However, such analysis typically results in massive raw data, so that even experienced engineers face difficulties directly examining, assessing, and understanding these data. Among other things, they require tools with which to explore the data if no clear question can be formulated beforehand. For this, software analysis and visualization provide its users with powerful interactive means. These enable the automation of tasks and, particularly, the acquisition of valuable and actionable insights into the raw data. For instance, one means for exploring runtime behavior is trace visualization. This thesis aims at extending and improving the tool set for visual software analysis by concentrating on several open challenges in the fields of dynamic and static analysis of software systems. This work develops a series of concepts and tools for the exploratory visualization of the respective data to support users in finding and retrieving information on the system artifacts concerned. This is a difficult task, due to the lack of appropriate visualization metaphors; in particular, the visualization of complex runtime behavior poses various questions and challenges of both a technical and conceptual nature. This work focuses on a set of visualization techniques for visually representing control-flow related aspects of software traces from shared-memory software systems: A trace-visualization concept based on icicle plots aids in understanding both single-threaded as well as multi-threaded runtime behavior on the function level. The concept’s extensibility further allows the visualization and analysis of specific aspects of multi-threading such as synchronization, the correlation of such traces with data from static software analysis, and a comparison between traces. Moreover, complementary techniques for simultaneously analyzing system structures and the evolution of related attributes are proposed. These aim at facilitating long-term planning of software architecture and supporting management decisions in software projects by extensions to the circular-bundle-view technique: An extension to 3-dimensional space allows for the use of additional variables simultaneously; interaction techniques allow for the modification of structures in a visual manner. The concepts and techniques presented here are generic and, as such, can be applied beyond software analysis for the visualization of similarly structured data. The techniques' practicability is demonstrated by several qualitative studies using subject data from industry-scale software systems. The studies provide initial evidence that the techniques' application yields useful insights into the subject data and its interrelationships in several scenarios.
N2  - Die Softwarewartung umfasst alle Änderungen an einem Softwaresystem nach dessen initialer Bereitstellung und stellt damit eine der wesentlichen Phasen im typischen Softwarelebenszyklus dar. In der Softwarewartung müssen wir insbesondere strukturelle und verhaltensbezogene Aspekte verstehen, welche z.B. alleine durch Lesen von Quelltext schwer herzuleiten sind. Die Softwareanalyse ist daher ein unverzichtbares Werkzeug zur Wartung solcher Systeme: Sie bietet - vorzugsweise automatisierte - Mittel, um Informationen über deren Artefakte, wie Softwarestruktur, Laufzeitverhalten und verwandte Prozesse, zu extrahieren und zu evaluieren. Eine solche Analyse resultiert jedoch typischerweise in großen und größten Rohdaten, die selbst erfahrene Softwareingenieure direkt nur schwer untersuchen, bewerten und verstehen können. Unter Anderem dann, wenn vorab keine klare Frage formulierbar ist, benötigen sie Werkzeuge, um diese Daten zu erforschen. Hierfür bietet die Softwareanalyse und Visualisierung ihren Nutzern leistungsstarke, interaktive Mittel. Diese ermöglichen es Aufgaben zu automatisieren und insbesondere wertvolle und belastbare Einsichten aus den Rohdaten zu erlangen. Beispielsweise ist die Visualisierung von Software-Traces ein Mittel, um das Laufzeitverhalten eines Systems zu ergründen. Diese Arbeit zielt darauf ab, den "Werkzeugkasten" der visuellen Softwareanalyse zu erweitern und zu verbessern, indem sie sich auf bestimmte, offene Herausforderungen in den Bereichen der dynamischen und statischen Analyse von Softwaresystemen konzentriert. Die Arbeit entwickelt eine Reihe von Konzepten und Werkzeugen für die explorative Visualisierung der entsprechenden Daten, um Nutzer darin zu unterstützen, Informationen über betroffene Systemartefakte zu lokalisieren und zu verstehen. Da es insbesondere an geeigneten Visualisierungsmetaphern mangelt, ist dies eine schwierige Aufgabe. Es bestehen, insbesondere bei komplexen Softwaresystemen, verschiedenste offene technische sowie konzeptionelle Fragestellungen und Herausforderungen. Diese Arbeit konzentriert sich auf Techniken zur visuellen Darstellung kontrollflussbezogener Aspekte aus Software-Traces von Shared-Memory Softwaresystemen: Ein Trace-Visualisierungskonzept, basierend auf Icicle Plots, unterstützt das Verstehen von single- und multi-threaded Laufzeitverhalten auf Funktionsebene. Die Erweiterbarkeit des Konzepts ermöglicht es zudem spezifische Aspekte des Multi-Threading, wie Synchronisation, zu visualisieren und zu analysieren, derartige Traces mit Daten aus der statischen Softwareanalyse zu korrelieren sowie Traces mit einander zu vergleichen. Darüber hinaus werden komplementäre Techniken für die kombinierte Analyse von Systemstrukturen und der Evolution zugehöriger Eigenschaften vorgestellt. Diese zielen darauf ab, die Langzeitplanung von Softwarearchitekturen und Management-Entscheidungen in Softwareprojekten mittels Erweiterungen an der Circular-Bundle-View-Technik zu unterstützen: Eine Erweiterung auf den 3-dimensionalen Raum ermöglicht es zusätzliche visuelle Variablen zu nutzen; Strukturen können mithilfe von Interaktionstechniken visuell bearbeitet werden. Die gezeigten Techniken und Konzepte sind allgemein verwendbar und lassen sich daher auch jenseits der Softwareanalyse einsetzen, um ähnlich strukturierte Daten zu visualisieren. Mehrere qualitative Studien an Softwaresystemen in industriellem Maßstab stellen die Praktikabilität der Techniken dar. Die Ergebnisse sind erste Belege dafür, dass die Anwendung der Techniken in verschiedenen Szenarien nützliche Einsichten in die untersuchten Daten und deren Zusammenhänge liefert.
KW  - Visualisierung
KW  - Softwarewartung
KW  - Softwareanalyse
KW  - Softwarevisualisierung
KW  - Laufzeitverhalten
KW  - visualization
KW  - software maintenance
KW  - software analysis
KW  - software visualization
KW  - runtime behavior
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-72145
ER  -