Institut für Informatik und Computational Science
Refine
Year of publication
Document Type
- Article (680)
- Doctoral Thesis (206)
- Monograph/Edited Volume (135)
- Other (28)
- Conference Proceeding (20)
- Master's Thesis (13)
- Part of a Book (12)
- Postprint (10)
- Preprint (5)
- Bachelor Thesis (1)
Keywords
- Informatik (18)
- Didaktik (15)
- Hochschuldidaktik (14)
- Ausbildung (13)
- answer set programming (13)
- Answer Set Programming (10)
- Answer set programming (10)
- E-Learning (8)
- Machine Learning (7)
- Maschinelles Lernen (7)
- Antwortmengenprogrammierung (6)
- education (6)
- Computer Science Education (5)
- Modellierung (5)
- higher education (5)
- Informatikdidaktik (4)
- Internet of Things (4)
- MQTT (4)
- Optimization (4)
- didactics (4)
- machine learning (4)
- security (4)
- Algorithms (3)
- Competence Measurement (3)
- DPLL (3)
- Digitale Medien (3)
- Digitalisierung (3)
- EEG (3)
- Equilibrium logic (3)
- Komplexität (3)
- Machine learning (3)
- Modeling (3)
- Ontologie (3)
- Secondary Education (3)
- Semantic Web (3)
- Softwareentwicklung (3)
- Theory (3)
- complexity (3)
- computer science education (3)
- formal languages (3)
- image processing (3)
- informatics (3)
- monitoring (3)
- relevance (3)
- teacher training (3)
- verification (3)
- 3D visualization (2)
- ASIC (2)
- Adaptivity (2)
- Adaptivität (2)
- Algorithmen (2)
- Analytical models (2)
- Assessment (2)
- Autismus (2)
- Automata systems (2)
- Automatisches Beweisen (2)
- Big Data (2)
- Bildungstechnologien (2)
- Bildverarbeitung (2)
- Code (2)
- Codierungstheorie (2)
- Competence Modelling (2)
- Complexity (2)
- Computational thinking (2)
- Computer Science (2)
- Computergrafik (2)
- Computersicherheit (2)
- Constraint Solving (2)
- Coq (2)
- Data Privacy (2)
- Debugging (2)
- Deduction (2)
- Deep Learning (2)
- E-learning (2)
- Educational Technologies (2)
- Event mapping (2)
- FMC (2)
- FPGA (2)
- Fault tolerance (2)
- Fehlererkennung (2)
- HCI (2)
- Hochschullehre (2)
- ICA (2)
- IT-Infrastruktur (2)
- Informatics (2)
- Informatics Education (2)
- Informatics Modelling (2)
- Informatics System Application (2)
- Informatics System Comprehension (2)
- Informatikstudium (2)
- Internet (2)
- Key Competencies (2)
- Klausellernen (2)
- Knowledge Representation and Reasoning (2)
- Konstruktivismus (2)
- Künstliche Intelligenz (2)
- Lernumgebung (2)
- Lindenmayer systems (2)
- Logic Programming (2)
- Logics (2)
- Mensch-Computer-Interaktion (2)
- Mensch-Technik-Interaktion (2)
- Methodik (2)
- Middleware (2)
- Modell (2)
- Modelling (2)
- Non-monotonic reasoning (2)
- Onlinelehre (2)
- Ontology (2)
- Optimierung (2)
- Parameterized complexity (2)
- Planing (2)
- Preference Handling (2)
- Process (2)
- Process mining (2)
- Prototyping (2)
- Prozess (2)
- Prozessmodellierung (2)
- Relevanz (2)
- ResNet (2)
- SAT (2)
- Scalability (2)
- Software Engineering (2)
- Strategie (2)
- Synthese (2)
- Systemstruktur (2)
- TPACK (2)
- Texturen (2)
- Theorembeweisen (2)
- Tracking (2)
- Treewidth (2)
- Unifikation (2)
- User Experience (2)
- Visualisierung (2)
- Vorhersage (2)
- abstraction (2)
- anti-cancer drugs (2)
- argument mining (2)
- authentication (2)
- automatic feedback (2)
- bioinformatics (2)
- code (2)
- computational thinking (2)
- computer graphics (2)
- concurrent checking (2)
- cooperating systems (2)
- deep neural networks (2)
- drug-sensitivity prediction (2)
- e-learning (2)
- edge computing (2)
- embedded systems (2)
- face tracking (2)
- facial expression (2)
- firmware update (2)
- geovisualization (2)
- human computer interaction (2)
- knowledge representation and nonmonotonic reasoning (2)
- lesson planning (2)
- lesson preparation (2)
- logic programming (2)
- maschinelles Lernen (2)
- model (2)
- non-photorealistic rendering (2)
- online learning (2)
- parsing (2)
- perception (2)
- perception differences (2)
- physical computing (2)
- policy evaluation (2)
- radhard design (2)
- reliability (2)
- scientific workflows (2)
- secondary computer science education (2)
- self-adaptive multiprocessing system (2)
- single event upset (2)
- software development (2)
- solar particle event (2)
- support system (2)
- systems biology (2)
- test (2)
- textures (2)
- theorem (2)
- tools (2)
- virtual 3D city models (2)
- virtual mobility (2)
- virtuelle 3D-Stadtmodelle (2)
- visualization (2)
- 'Peer To Peer' (1)
- (FPGA) (1)
- (SET) count rate (1)
- 13C metabolic flux analysis (1)
- 2-tag system (1)
- 21st century skills, (1)
- 3D Computer Grafik (1)
- 3D Computer Graphics (1)
- 3D Drucken (1)
- 3D Linsen (1)
- 3D Semiotik (1)
- 3D Visualisierung (1)
- 3D computer graphics (1)
- 3D lenses (1)
- 3D modeling (1)
- 3D printing (1)
- 3D semiotics (1)
- 3D-Stadtmodelle (1)
- 3d city models (1)
- 6LoWPAN (1)
- ABRACADABRA (1)
- ADFS (1)
- AODV (1)
- ARCS Modell (1)
- ASIC (Applikationsspezifische Integrierte Schaltkreise) (1)
- ASP (Answer Set Programming) (1)
- Abbrecherquote (1)
- Absorbed dose (1)
- Abstraction (1)
- Abstraktion (1)
- Accepting Grammars (1)
- Access Datenbank (1)
- Access control (1)
- Achievement (1)
- Ackerschmalwand (1)
- Active Directory Federation Services (1)
- Active Evaluation (1)
- Active evaluation (1)
- Activity Theory (1)
- Activity-orientated Learning (1)
- Ad hoc routing (1)
- Advanced Video Codec (AVC) (1)
- Adversarial Learning (1)
- Aggregates (1)
- Aktive Evaluierung (1)
- Akzeptierende Grammatiken (1)
- Algorithm configuration (1)
- Algorithm portfolios (1)
- Algorithmenablaufplanung (1)
- Algorithmenkonfiguration (1)
- Algorithmenselektion (1)
- Alignment (1)
- Android Security (1)
- Android hybrid apps (1)
- Angewandte Spieltheorie (1)
- Animal building (1)
- Anisotroper Kuwahara Filter (1)
- Anleitung (1)
- Answer Set Solving modulo Theories (1)
- Anti-cancer drugs (1)
- Antwortmengen Programmierung (1)
- App (1)
- Application Aggregation (1)
- Applications and Software Development (1)
- Applied Game Theory (1)
- Apps (1)
- Arabidopsis thaliana (1)
- Arduino (1)
- Argumentation (1)
- Argumentation structure (1)
- Artificial Intelligence (1)
- Artificial Neuronal Network (1)
- Aspect-Oriented Programming (1)
- Aspektorientierte Programmierung (1)
- Asynchrone Schaltung (1)
- Attention (1)
- Audience Response Systeme (1)
- Aufmerksamkeit (1)
- Aufzählung (1)
- Augenbewegungen (1)
- Augmentation (1)
- Augmented and virtual reality (1)
- Ausreissererkennung (1)
- Austria (1)
- Authentifizierung (1)
- Authorization (1)
- Autism (1)
- Automated Theorem Proving (1)
- Automated parallelization (1)
- Automatic Item Generation (1)
- Automatic UI Generation (1)
- Automatically controlled windows (1)
- Autorisierung (1)
- BCH (1)
- BCH code (1)
- BCH-Code (1)
- BCI (1)
- BSS (1)
- Bachelorstudierende der Informatik (1)
- Backdoors (1)
- Barcode (1)
- Batch processing (1)
- Baumweite (1)
- Bean (1)
- Behavior (1)
- Benchmark testing; (1)
- Benutzeroberfläche (1)
- Benutzungsschnittstellen Ontologien (1)
- Berliner Modell (1)
- Berührungseingaben (1)
- Betrachtungsebenen (1)
- Beweis (1)
- Beweisassistent (1)
- Beweistheorie (1)
- Beweisumgebung (1)
- Bilddatenanalyse (1)
- Bildung (1)
- Binäres Entscheidungsdiagramm (1)
- Bio-jETI (1)
- Biocomputing (1)
- Bioelektrisches Signal (1)
- Bioinformatik (1)
- Blended Learning (1)
- Blind users (1)
- Bloom’s Taxonomy (1)
- Boolean constraint solver (1)
- Boolean logic models (1)
- Boosting (1)
- Bot Detection (1)
- Brain Computer Interface (1)
- Business Process (1)
- Business Process Models (1)
- Business process intelligence (1)
- CASP (Constraint Answer Set Programming) (1)
- CP-Logic (1)
- CS concepts (1)
- CSC (1)
- Cactus (1)
- Campus (1)
- Capability approach (1)
- CertiCoq (1)
- Challenges (1)
- Chipkarten (1)
- Choreographien (1)
- Circuit faults (1)
- CityGML (1)
- Classification (1)
- Clause Learning (1)
- Clock tree (1)
- Cloud (1)
- Cloud Computing (1)
- Cloud computing (1)
- Cluster Computing (1)
- Cluster computing (1)
- Clusteranalyse (1)
- Code generation (1)
- Codierung (1)
- Coding theory (1)
- Cognitive Apprenticeship (1)
- Cognitive Skills (1)
- Coherent phonons (1)
- Combinatorial multi-objective optimization (1)
- Common Spatial Pattern (1)
- Competences (1)
- Competencies (1)
- Complementary Circuits (1)
- Complex optimization (1)
- Compliance (1)
- Composed UIs (1)
- Composition (1)
- Computational Complexity (1)
- Computational Science (1)
- Computational Thinking (1)
- Computational complexity (1)
- Computational grid (1)
- Computer Science in Context (1)
- Computer security (1)
- Computergestützes Training (1)
- Computing (1)
- Computing with DNA (1)
- Conceptual (1)
- Conformant Planning (1)
- Conrad Hal Waddington (1)
- Constraint (1)
- Constraint satisfaction (1)
- Constraint-Programmierung (1)
- Constructive solid geometry (1)
- Contest (1)
- Context awareness (1)
- Contextualisation (1)
- Contextualized learning (1)
- Continuous Testing (1)
- Continuous Versioning (1)
- Contradictions (1)
- Controlled Derivations (1)
- Convolution (1)
- Course timetabling (1)
- Covariate Shift (1)
- Curriculum (1)
- Curriculum Development (1)
- Curry (1)
- Customer ownership (1)
- D-galactosamine (1)
- DDoS (1)
- DMR (1)
- DNA (1)
- DNA computing (1)
- DNA hairpin formation (1)
- DNS (1)
- DRMAA (1)
- DRMS (1)
- Data Analysis (1)
- Data Management (1)
- Data federation (1)
- Database (1)
- Databases (1)
- Dateiformat (1)
- Datenschutz (1)
- Deal of the Day (1)
- Decidability (1)
- Declarative Problem Solving (1)
- Declare (1)
- Deep learning (1)
- Defining characteristics of physical computing (1)
- Dempster-Shafer-Theorie (1)
- Dempster–Shafer theory (1)
- Denotational semantics (1)
- Description Logics (1)
- Design (1)
- Design for testability (DFT) (1)
- Deskriptive Logik (1)
- Deutschland (1)
- Diagonalisierung (1)
- Dialog-based User Interfaces (1)
- Dialogbasierte Benutzerschnittstellen (1)
- Didaktik der Informatik (1)
- Didaktische Konzepte (1)
- Dienst-Ökosysteme (1)
- Dienstkomposition (1)
- Dienstplattform (1)
- Differenz von Gauss Filtern (1)
- Digital Competence (1)
- Digital Design (1)
- Digital Education (1)
- Digital Game Based Learning (1)
- Digital Media (1)
- Digital Revolution (1)
- Digital image analysis (1)
- Digitale Bibliothek (1)
- Digitalisation (1)
- Digitalization (1)
- Distributed Computing (1)
- Diversität (1)
- Dokument-Management-System (1)
- Domain-Specific Languages (1)
- Domänenspezifische Sprachen (1)
- Dose rate (1)
- Double cell upsets (DCUs) (1)
- Dreidimensionale Computergraphik (1)
- Dublin Core (1)
- Dynamic Programming (1)
- Dynamic assessment (1)
- Dynamical X-ray theory (1)
- Dynamische Programmierung (1)
- Dynamische Rekonfiguration (1)
- E-Assessment (1)
- E-Government (1)
- E-Klausuren (1)
- E-Portfolio (1)
- E-teaching (1)
- EDC (1)
- Early Literacy (1)
- Echtzeitanwendung (1)
- Edge Computing (1)
- Educational Standards (1)
- Educational game (1)
- Educational software (1)
- Educational timetabling (1)
- Eingabegenauigkeit (1)
- Eisenbahnnetz (1)
- Elektroencephalographie (1)
- Elektronisches Prüfen (1)
- Elektronisches Publizieren (1)
- Embedded Systems (1)
- Emotionen (1)
- Emotionsforschung (1)
- Encoding (1)
- Engines (1)
- Enterprise Architecture (1)
- Enterprise Search (1)
- Entity Linking (1)
- Entscheidungsbäume (1)
- Entwurf (1)
- Entwurfsmuster (1)
- Entwurfsmuster für SOA-Sicherheit (1)
- Entwurfsprinzipien (1)
- Entwurfsraumexploration (1)
- Epigenetic landscape (1)
- Epistemic Logic Programs (1)
- Erfüllbarkeit einer Formel der Aussagenlogik (1)
- Erfüllbarkeitsproblem (1)
- Erklärbarkeit (1)
- Error Estimation (1)
- Error-Detection Circuits (1)
- Euclid’s algorithm (1)
- European Bioinformatics Institute (1)
- Evaluation (1)
- Evaluierung semantischer Suchmaschinen (1)
- Evidenztheorie (1)
- Evolution (1)
- Experimentation (1)
- Explainability (1)
- Explicit negation (1)
- Exploration (1)
- Explore-first Programming (1)
- Exponential Time Hypothesis (1)
- Exponentialzeit Hypothese (1)
- Extensibility (1)
- Extreme Model-Driven Development (1)
- FEDC (1)
- FMC-QE (1)
- FOSS (1)
- Facebook (1)
- Fault Localization (1)
- Fault tolerant systems (1)
- Feature Combination (1)
- Feature extraction (1)
- Feedback (1)
- Fehlende Daten (1)
- Fehlerkorrektur (1)
- Fehlerschätzung (1)
- Fehlvorstellung (1)
- Fibonacci numbers (1)
- Field programmable gate arrays (1)
- Finite automata (1)
- Flip-flops (1)
- Flussgesteuerter Bilateraler Filter (1)
- Focus+Context Visualization (1)
- Fokus-&-Kontext Visualisierung (1)
- Forgetting (1)
- Formalismus (1)
- Formalitätsgrad (1)
- Formeln der quantifizierten Aussagenlogik (1)
- Forschendes Lernen (1)
- Forschungsdatenmanagement (1)
- Framework (1)
- Freshmen (1)
- Function (1)
- Fundamental Ideas (1)
- GERBIL (1)
- GIS-Dienstkomposition (1)
- GPU (1)
- Game-Design-Elemente (1)
- Game-based learning (1)
- Gamification (1)
- Gebrauchstauglichkeit (1)
- Gebäudemodelle (1)
- Gehirn-Computer-Schnittstelle (1)
- Geländemodelle (1)
- Generalisierung (1)
- Generative Programmierung (1)
- Generative Programming (1)
- Geodaten (1)
- Geometrieerzeugung (1)
- Geovisualisierung (1)
- Geräte-Treiber (1)
- Geschäftsprozess (1)
- Geschäftsprozessmodelle (1)
- Gesichtsausdruck (1)
- Gesteuerte Ableitungen (1)
- Gesture input (1)
- Gleichheit (1)
- Globus (1)
- Grammar Systems (1)
- Grammatikalische Inferenz (1)
- Grammatiksysteme (1)
- Graph Convolutional Neural Networks (1)
- Graph Embedding (1)
- Graph-basiertes Ranking (1)
- Graphensuche (1)
- Graphfärbung (1)
- Green computing (1)
- Grid (1)
- Grid Computing (1)
- Grounded theory (1)
- Grounding Theory (1)
- H.264 (1)
- HDI (1)
- Hairpin completions (1)
- Hairpin reductions (1)
- Hardware Design (1)
- Hardware accelerator (1)
- Hardware-Software-Co-Design (1)
- Hauptkomponentenanalyse (1)
- Heat diffusion (1)
- Heterogenität (1)
- Hierarchically configurable mask register (1)
- High-Level Synthesis (1)
- Histograms (1)
- Hochschul-Apps (1)
- Hochschul-Cloud (1)
- Hochschulbildung (1)
- Hochschulsystem (1)
- Https traffic (1)
- Human Factors (1)
- Human-Technology Interaction (1)
- Hurricane Sandy (1)
- Hybrid App (1)
- I/O-effiziente Algorithmen (1)
- ICT (1)
- ICT Competence (1)
- ICT competencies (1)
- ICT skills (1)
- IP core (1)
- IT security (1)
- IT-Security (1)
- IT-Sicherheit (1)
- IaaS (1)
- Identifiers (1)
- Image and video stylization (1)
- Image resolution (1)
- Imperative calculi (1)
- Improving classroom (1)
- Incoherent phonons (1)
- Incremental answer set programming (1)
- Industrie 4.0 (1)
- Industry 4.0 (1)
- Inference (1)
- Informatik-Studiengänge (1)
- Informatiksystem (1)
- Informatikunterricht (1)
- Informatikvoraussetzungen (1)
- Information Retrieval (1)
- Information Transfer Rate (1)
- Information federation (1)
- Information integration (1)
- Information retrieval (1)
- Information security (1)
- Informationsextraktion (1)
- Infrastruktur (1)
- Inkonsistenz (1)
- Innovation (1)
- Inquiry-based Learning (1)
- Inquiry-based learning (1)
- Insurance industry (1)
- Integrated circuit modeling (1)
- Integration (1)
- Interactive Rendering (1)
- Interactive system (1)
- Interaktionsmodel (1)
- Interaktionsmodellierung (1)
- Interaktionstechniken (1)
- Interaktives Rendering (1)
- Interaktives System (1)
- Interaktivität (1)
- Interface design (1)
- Internet Security (1)
- Internet applications (1)
- Internet-Sicherheit (1)
- Internetanwendungen (1)
- Interoperability (1)
- Interoperabilität (1)
- Interpretability (1)
- Interpretierbarkeit (1)
- Intuition (1)
- IoT (1)
- Java Security Framework (1)
- Job monitoring (1)
- Job submission (1)
- Kartografisches Design (1)
- Kern-PCA (1)
- Kernel (1)
- Kernelization (1)
- Kernmethoden (1)
- Key input (1)
- Klassifikation (1)
- Klassifikation mit großem Margin (1)
- Klassifikator-Kalibrierung (1)
- Klimafolgenanalyse (1)
- Klimawandel (1)
- Knowledge (1)
- Knowledge Management (1)
- Knowledge representation (1)
- Kommunikation (1)
- Kommunismus (1)
- Kompetenz (1)
- Kompetenzerwerb (1)
- Kompilation (1)
- Komplexitätsbewältigung (1)
- Komplexitätstheorie (1)
- Komposition (1)
- Konnektionskalkül (1)
- Konzeptionell (1)
- Kryptographie (1)
- Kybernetik (1)
- Künstliche Neuronale Netzwerke (1)
- L systems (1)
- LBA problem (1)
- LDPC code (1)
- LDPC-Code (1)
- LMS (1)
- Landmark visibility (1)
- Landmarken (1)
- Langzeitarchivierung (1)
- Large Margin Classification (1)
- Laser Cutten (1)
- Learners (1)
- Learning (1)
- Learning Analytics (1)
- Learning Fields (1)
- Learning ecology (1)
- Learning environment (1)
- Learning interfaces development (1)
- Learning with ICT (1)
- Lebenslanges Lernen (1)
- Leftmost Derivations (1)
- Lehre (1)
- Lehrer (1)
- Lehrer*innenbildung (1)
- Lehrkräfteausbildung (1)
- Leistungsfähigkeit (1)
- Leistungsvorhersage (1)
- Lern-App (1)
- Lernaufgaben (1)
- Lernen (1)
- Lernmotivation (1)
- Lernsoftware (1)
- Life-Long Learning (1)
- Liguistisch (1)
- Linked Data Anwendungen (1)
- Linked Data Application Modelling (1)
- Linksableitungen (1)
- Linux (1)
- Linux device drivers (1)
- Literature mining (1)
- Liver neoplasms (1)
- Load Balancing (1)
- Localization (1)
- Location awareness (1)
- Logarithm (1)
- Logic programming (1)
- Logik (1)
- Logikkalkül (1)
- Logiksynthese (1)
- Loss (1)
- Low Latency (1)
- Lower Bounds (1)
- Lower Secondary Level (1)
- Loyalty (1)
- M2M (1)
- MEG (1)
- MFA (1)
- MOOCs (1)
- Magnetoencephalographie (1)
- Malware (1)
- Markov processes (1)
- Masking of X-values (1)
- Massenklausuren (1)
- Massive Open Online Courses (1)
- Mathematical Optimization (1)
- Mathematikdidaktik (1)
- Mathematikphilosophie (1)
- Mathematische Optimierung (1)
- Matrizen-Eigenwertaufgabe (1)
- Measurement (1)
- Media in education (1)
- Megamodel (1)
- Megamodell (1)
- Mehrklassen-Klassifikation (1)
- Message Passing Interface (1)
- Meta-Programming (1)
- Metamodell (1)
- Methoden der semantischen Suche (1)
- Methodology (1)
- Metric learning (1)
- Migration (1)
- Minimal perturbation problems (1)
- Mischmodelle (1)
- Mischung <Signalverarbeitung> (1)
- Mobile App (1)
- Mobile Campus Application (1)
- Mobile Learning (1)
- Mobile application (1)
- Mobile devices (1)
- Mobile learning (1)
- Mobiles Lernen (1)
- Mobilgeräte (1)
- Model Based Engineering (1)
- Model Checking (1)
- Model Driven Architecture (1)
- Model Driven UI Development (1)
- Model Management (1)
- Model checking (1)
- Model-Driven Engineering (1)
- Model-Driven Software Development (1)
- Modell Management (1)
- Modell-driven Security (1)
- Modell-getriebene Sicherheit (1)
- Modellbasiert (1)
- Modellgetriebene Architektur (1)
- Modellgetriebene Entwicklung (1)
- Modellgetriebene Softwareentwicklung (1)
- Modellgetriebene UI Entwicklung (1)
- Molekulare Bioinformatik (1)
- Motivation (1)
- Multi Task Learning (1)
- Multi-Class (1)
- Multi-Task-Lernen (1)
- Multi-objective optimization (1)
- Multi-sided platforms (1)
- Multimedia (1)
- Multimodal User Interfaces (1)
- Multimodale Benutzerschnittstellen (1)
- Multiple interpretation scheme (1)
- Multiprocessor (1)
- Multiprozessor (1)
- Music Technology (1)
- N-temperature model (1)
- NETCONF (1)
- NFC (1)
- NUI (1)
- Nash equilibrium (1)
- Natural Science Education (1)
- Natural language processing (1)
- Natural ventilation (1)
- Navigation (1)
- Network (1)
- Network Management (1)
- Network security (1)
- Netzwerk (1)
- Netzwerk Management (1)
- Netzwerke (1)
- Neural networks (1)
- Neuronales Netz (1)
- New On-Line Error-Detection Methode (1)
- Next Generation Network (1)
- Nicht-photorealistisches Rendering (1)
- Nichtfotorealistische Bildsynthese (1)
- NoSQL (1)
- Non-Monotonic (1)
- Nonmonotonic reasoning (1)
- Norway (1)
- Novice programmers (1)
- Nutzungserlebnis (1)
- Nutzungsinteresse (1)
- OAI-PMH (1)
- OBI (1)
- OCCI (1)
- OSSE (1)
- Objektive Schwierigkeit (1)
- Omega (1)
- Ontologien (1)
- Ontologies (1)
- Open Badge Infrastructure (1)
- Open Badges (1)
- Open Source (1)
- OpenOLAT (1)
- Operation problem (1)
- Optimierungsproblem (1)
- Owner-Retained Access Control (ORAC) (1)
- Parallel Programming (1)
- Parallel SAT solving (1)
- Parallel job execution time estimation (1)
- Parallele Datenverarbeitung (1)
- Paralleles Rechnen (1)
- Parallelrechner (1)
- Parameterized Complexity (1)
- Parametrisierte Komplexität (1)
- Parsing (1)
- Particle detector (1)
- Partizipation (1)
- Patterns (1)
- Pedagogical content knowledge (1)
- Pedagogical issues (1)
- Pedestrian navigation (1)
- Peer-Review (1)
- Peer-to-Peer-Netz ; GRID computing ; Zuverlässigkeit ; Web Services ; Betriebsmittelverwaltung ; Migration (1)
- Performance (1)
- Performance Evaluation (1)
- Performance Prediction (1)
- Perl Formularskript (1)
- Personal Learning Environment (1)
- Personalization (1)
- Persönliche Lernumgebung (1)
- Pervasive computing (1)
- Pervasive game (1)
- Pervasive learning (1)
- Phantoms (1)
- Physical Science (1)
- Planar tactile display (1)
- Plant identification (1)
- Platzierung (1)
- Polarization (1)
- Policy Enforcement (1)
- Policy Languages (1)
- Policy Sprachen (1)
- Power Monitoring (1)
- Pre-RS Traceability (1)
- Prediction Game (1)
- Predictive Models (1)
- Preprocessing (1)
- Privacy Protection (1)
- Problem Solving (1)
- Probleme in der Studie (1)
- Problemlösen (1)
- Process Management (1)
- Process model analysis (1)
- Process modeling (1)
- Product lifecycle management (1)
- Professionalisierung (1)
- Professoren (1)
- Programmierung (1)
- Programming (1)
- Programming by optimization (1)
- Proof Theory (1)
- Prototyp (1)
- Prozess Verbesserung (1)
- Prozesse (1)
- Prozessmanagement (1)
- Prozessmodell (1)
- Prozesssynchronisierung (1)
- Prädiktionsspiel (1)
- Präferenzen (1)
- Prüfungsoptimierung (1)
- Publikationsserver (1)
- Quantenkryptographie (1)
- Quantified Boolean Formula (QBF) (1)
- Quantitative Modeling (1)
- Quantitative Modellierung (1)
- Queuing Theory (1)
- RADFET (1)
- RADFETs (1)
- REST (1)
- RSA triangle (1)
- Radiation hardness (1)
- Random access memory (1)
- Ranking (1)
- Reasoning (1)
- Recommendations for CS-Curricula in Higher Education (1)
- Reconfigurable (1)
- Reflexion (1)
- Region of Interest (1)
- Regression (1)
- Regularisierung (1)
- Regularization (1)
- Rekonfiguration (1)
- Rendering (1)
- Reparatur (1)
- Reproducibility of results (1)
- Reuseable UIs (1)
- Reversibility (1)
- SAMR (1)
- SET pulsewidth distribution (1)
- SMT (SAT Modulo Theories) (1)
- SOA (1)
- SOA Security Pattern (1)
- SSO (1)
- STG decomposition (1)
- STG-Dekomposition (1)
- SWOT (1)
- SaaSAbstract (1)
- Sample Selection Bias (1)
- Satisfiability (1)
- Scale-invariant feature transform (SIFT) (1)
- Scene graph systems (1)
- Schlüsselkompetenzen (1)
- Schulmaterial (1)
- Scientific images (1)
- Screen reader (1)
- Seamless learning (1)
- Search problems (1)
- Security (1)
- Security Modelling (1)
- Segmentierung (1)
- Selektion (1)
- Selektionsbias (1)
- Self-Checking Circuits (1)
- Self-adaptive MPSoC (1)
- Semantic Interoperability (1)
- Semantic Search (1)
- Semantic data (1)
- Semantic web (1)
- Semantik Web (1)
- Semantische Suche (1)
- Semilinearity property (1)
- Sensornetzwerke (1)
- Sensors (1)
- Sequence embeddings (1)
- Service Creation (1)
- Service Delivery Platform (1)
- Service Ecosystems (1)
- Service Oriented Architectures (1)
- Service convergence (1)
- Service orientation (1)
- Service-Orientierte Architekturen (1)
- Service-oriented Architecture (1)
- Service-oriented Architectures (1)
- Service-oriented architecture (1)
- Serviceorientierte Architektur (1)
- Shader (1)
- Sharing (1)
- Sicherheitsmodellierung (1)
- Signal Processing (1)
- Signal processing (1)
- Signaling transduction networks (1)
- Signalquellentrennung (1)
- Signaltrennung (1)
- Simulation (1)
- Simulations (1)
- Simultane Diagonalisierung (1)
- Single Event Transient (1)
- Single Sign On (1)
- Single Trial Analysis (1)
- Single event effect (1)
- Single event upsets (1)
- Single-event transient (SET) (1)
- Skalierbarkeit (1)
- Skelettberechnung (1)
- Small Private Online Courses (1)
- Social (1)
- Social Media Analysis (1)
- Software (1)
- Software architecture (1)
- Software-basierte Cache-Kohärenz (1)
- Softwarearchitektur (1)
- Sonnenteilchen-Ereignis (1)
- Spam (1)
- Spam Filtering (1)
- Spam-Erkennung (1)
- Spam-Filter (1)
- Spam-Filtering (1)
- Spatio-Spectral Filter (1)
- Spawning (1)
- Speicher (1)
- Spielbasiertes Lernen (1)
- Splicing (1)
- Splicing processor (1)
- Sprachdesign (1)
- Static Analysis (1)
- Statistical Tests (1)
- Statistical relational learning (1)
- Statistikprogramm R (1)
- Statistische Tests (1)
- Stilisierung (1)
- Stochastic relational process (1)
- Strahlungshartes Design (1)
- Strahlungshärte Entwurf (1)
- Stromverbrauchüberwachung (1)
- Strong equivalence (1)
- Structural equation modeling (1)
- Structuring (1)
- Strukturierung (1)
- Studentenerwartungen (1)
- Studentenhaltungen (1)
- Studentenjobs (1)
- Studienabbrecher (1)
- Studiendauer (1)
- Studieneinstieg (1)
- Studienorganisation (1)
- Suche (1)
- Support Vectors (1)
- Support-Vector Lernen (1)
- System Biologie (1)
- System structure (1)
- Systembiologie (1)
- Systementwurf (1)
- Systems biology (1)
- Systems of parallel communicating (1)
- Szenengraph (1)
- TMR (1)
- TPTP (1)
- Tailored UI Variants (1)
- Taktik (1)
- Tasks (1)
- Teacher perceptions (1)
- Teachers (1)
- Teaching information security (1)
- Technology proficiency (1)
- Teilnehmerzertifikate (1)
- Telekommunikation (1)
- Temporal Answer Set Solving (1)
- Temporal Logic (1)
- Temporallogik (1)
- Temporäre Anbindung (1)
- Terminologische Logik (1)
- Terminology (1)
- Test (1)
- Tests (1)
- Theoretische Informatik (1)
- Theoretischen Vorlesungen (1)
- Theory formation (1)
- Thermoelasticity (1)
- Time Augmented Petri Nets (1)
- Time Series Analysis (1)
- Time series (1)
- Tomography (1)
- Tool (1)
- Tools (1)
- Traceability (1)
- Traffic data (1)
- Transformation (1)
- Tree decomposition (1)
- Treewidth-aware reductions (1)
- Triple modular redundancy (TMR) (1)
- Tumor types (1)
- Turing machine (1)
- Type and effect systems (1)
- UAV imagery (1)
- UI Components (1)
- UI Metamodels (1)
- UI-Komponenten (1)
- UX (1)
- Ubiquitous learning (1)
- Ultrafast dynamics (1)
- Unabhängige Komponentenanalyse (1)
- Unary languages (1)
- Uniform Access Principle (1)
- University Service Bus (1)
- Universität Bagdad (1)
- Universität Potsdam (1)
- Universitätseinstellungen (1)
- Untere Schranken (1)
- Unterrichtswerkzeuge (1)
- Unvollständigkeit (1)
- Usability (1)
- Usability testing (1)
- Usage Interest (1)
- User Interface Ontologies (1)
- User Interfaces (1)
- User submission pattern (1)
- User-centred design (1)
- VGG16 (1)
- VM (1)
- Value network (1)
- Verhalten (1)
- Verification (1)
- Verifikation (1)
- Verletzung Auflösung (1)
- Verletzung Erklärung (1)
- Verteiltes Rechnen (1)
- Verteilungsunterschied (1)
- Violation Explanation (1)
- Violation Resolution (1)
- Virtual Reality (1)
- Virtual reality (1)
- Virtuelles 3D Stadtmodell (1)
- Visual metaphor (1)
- Vocational Education (1)
- Vorhersagemodelle (1)
- Wahrnehmung (1)
- Wahrnehmung von Arousal (1)
- Wahrnehmungsunterschiede (1)
- Warteschlangentheorie (1)
- Web Services (1)
- Web Sites (1)
- Web of Data (1)
- Webanwendung (1)
- Webseite (1)
- Weiterbildung (1)
- Well-structuredness (1)
- Wetterextreme (1)
- Wireless Sensor Networks (1)
- Wirtschaftsinformatik (1)
- Wissen (1)
- Wissenschaftlichesworkflows (1)
- Wissensmanagement (1)
- Wissensrepräsentation und -verarbeitung (1)
- Wissensrepräsentation und Schlussfolgerung (1)
- Wohlstrukturiertheit (1)
- Word embeddings (1)
- Workflow (1)
- X-masking (1)
- X-ray computed (1)
- X-values (1)
- Young People (1)
- ZQSA (1)
- ZQSAT (1)
- Zeitbehaftete Petri Netze (1)
- Zero-Suppressed Binary Decision Diagram (ZDD) (1)
- Zuverlässigkeitsanalyse (1)
- accepting grammars (1)
- action and change (1)
- activities (1)
- activity (1)
- acute liver failure (1)
- acyclicity properties (1)
- adaptiv (1)
- adaptive (1)
- adversarial classification (1)
- algorithm configuration (1)
- algorithm schedules (1)
- algorithm scheduling (1)
- algorithm selection (1)
- algorithms (1)
- analogical thinking (1)
- analysis (1)
- animated PCA (1)
- animierte PCA (1)
- anisotropic Kuwahara filter (1)
- annealing (1)
- anxiety (1)
- approximate joint diagonalization (1)
- approximate model counting (1)
- architecture (1)
- argumentation (1)
- argumentation structure (1)
- arithmethische Prozeduren (1)
- arithmetic procedures (1)
- arousal (1)
- arousal perception (1)
- artificial intelligence (1)
- artistic rendering (1)
- assistive Technologien (1)
- assistive technologies (1)
- asynchronous circuit (1)
- asynchrounous design (1)
- autism (1)
- automata (1)
- automated driving (1)
- automated guided vehicle routing (1)
- automated planning (1)
- automated theorem proving (1)
- automatic theorem prover (1)
- automatisierter Theorembeweiser (1)
- behavioral (1)
- behavioral abstraction (1)
- belief merging (1)
- belief revision (1)
- benchmark (1)
- bibliometric analysis (1)
- bild (1)
- binary representation (1)
- binary search (1)
- bio-computing (1)
- biometrics (1)
- biometrische Identifikation (1)
- blind source separation (1)
- block representation (1)
- bootstrapping (1)
- brain-computer interface (1)
- building models (1)
- bundled data (1)
- business informatics (1)
- camera sensor (1)
- car assembly operations (1)
- cartographic design (1)
- cellular automata (1)
- changing the study field (1)
- changing the university (1)
- choreographies (1)
- circuit Faults (1)
- citation analysis (1)
- classifier calibration (1)
- classroom language (1)
- classroom material (1)
- clause learning (1)
- click controller (1)
- climate change (1)
- climate impact analysis (1)
- clocks (1)
- clustering (1)
- co-citation analysis (1)
- co-occurrence analysis (1)
- code generation (1)
- cognitive apprenticeship (1)
- cognitive modifiability (1)
- coherence relation (1)
- coherence-enhancing filtering (1)
- collaborative learning (1)
- combinatorial optimization problems (1)
- combined task and motion planning (1)
- common spatial patterns (1)
- communication (1)
- competence (1)
- competencies (1)
- competency (1)
- competition (1)
- compilation (1)
- complex networks (1)
- compliance (1)
- comprehension (1)
- computational biology (1)
- computational methods (1)
- computer science teachers (1)
- computer security (1)
- computer vision (1)
- computergestützte Methoden (1)
- concession (1)
- conductive argument (1)
- connection calculus (1)
- connective (1)
- connectivity (1)
- consistency (1)
- consistency checking (1)
- consistency measures (1)
- constraint (1)
- constraint programming (1)
- constraints (1)
- constructivism (1)
- construktivism (1)
- context-free grammar (1)
- context-sensitive (1)
- continuous (1)
- contrast (1)
- controlled vocabularies (1)
- corpus analysis (1)
- correlated errors (1)
- course timetabling (1)
- craters (1)
- crop (1)
- cryptography (1)
- cs4fn (1)
- curriculum theory (1)
- debugging (1)
- decidability questions (1)
- decision trees (1)
- declarative problem solving (1)
- deep learning (1)
- deep residual networks (1)
- degree of formality (1)
- degree of non-context-freeness (1)
- degree of non-regularity (1)
- degree of non-regulation (1)
- depression (1)
- design (1)
- design flow (1)
- design principles (1)
- design space exploration (1)
- determinism (1)
- detrending (1)
- developmental systems (1)
- diagnosis (1)
- didaktische Rekonstruktion (1)
- didaktisches Konzept (1)
- difference of Gaussians (1)
- digital circuit (1)
- digital design (1)
- digitale Bildung (1)
- digitale Hochschullehre (1)
- digitale Medien (1)
- digitally-enabled pedagogies (1)
- divide and conquer (1)
- domain-specific APIs (1)
- dropout (1)
- drug discovery (1)
- dynamic (1)
- dynamic classification (1)
- dynamic reconfiguration (1)
- dynamic service binding (1)
- dynamisch (1)
- dynamische Klassifikation (1)
- e-Learning (1)
- e-mentoring (1)
- eGovernment (1)
- eLectures (1)
- economic ripples (1)
- education and public policy (1)
- educational programming (1)
- educational reconstruction (1)
- educational systems (1)
- educational timetabling (1)
- edutainment (1)
- eingebettete Systeme (1)
- einseitige Kommunikation (1)
- email spam detection (1)
- emission factor (1)
- emotion (1)
- emotion representation (1)
- emotion research (1)
- endothelin (1)
- endothelin-converting enzyme (1)
- ensemble kalman filter (1)
- ensemble methods (1)
- enterprise search (1)
- entity alignment (1)
- enumeration (1)
- environments (1)
- epistemic logic programs (1)
- epistemic specifications (1)
- equality (1)
- error correction (1)
- error detection (1)
- error propagation (1)
- evaluation (1)
- event-related desynchronization (1)
- evidence theory (1)
- evolution (1)
- explicit negation (1)
- exponentiation (1)
- external ambiguity (1)
- external memory algorithms (1)
- extreme weather (1)
- eye movements (1)
- fading (1)
- fault tolerance (1)
- field-programmable gate array (1)
- finite model computation (1)
- finite state sequential transducers (1)
- flow-based bilateral filter (1)
- formal (1)
- formal argumentation systems (1)
- formalism (1)
- freie Daten (1)
- freie Software (1)
- fun (1)
- functions (1)
- gait (1)
- game based learning (1)
- game design elements (1)
- game-based learning (1)
- gap-filling (1)
- generalization (1)
- geometry generation (1)
- geospatial data (1)
- geospatial services (1)
- global constraints (1)
- globale Constraints (1)
- governance (1)
- gradient boosting (1)
- grammar (1)
- grammar inference (1)
- graph analysis (1)
- graph clustering (1)
- graph-based ranking (1)
- graph-search (1)
- greenhouse gas (1)
- hardware accelerator (1)
- hardware architecture (1)
- hardware design (1)
- hardware-software-codesign (1)
- high school (1)
- high-throughput analysis (1)
- higher (1)
- human-technology interaction (1)
- hybrid (1)
- hybrid semantic search (1)
- hybrid solving (1)
- hybride semantische Suche (1)
- hybrides Problemlösen (1)
- ice harboring (1)
- image (1)
- image classification (1)
- image data analysis (1)
- image recognition (1)
- imaging (1)
- impacts (1)
- incompleteness (1)
- inconsistency (1)
- incremental SVM (1)
- independent component analysis (1)
- indirect economic impacts (1)
- indirekte ökonomische Effekte (1)
- informal and formal learning (1)
- informal logic (1)
- informatics education (1)
- information and communication technologies (1)
- information extraction (1)
- information flow control (1)
- information retrieval (1)
- informatische Bildung im Sekundarbereich (1)
- infrastructure (1)
- innovation (1)
- input accuracy (1)
- interaction modeling (1)
- interaction techniques (1)
- interactive course (1)
- interactive workshop (1)
- internal ambiguity (1)
- intrusion detection (1)
- intuition (1)
- irradiation (1)
- joint lab (1)
- kernel PCA (1)
- kernel methods (1)
- key competences in physical computing (1)
- key competencies (1)
- kidney cancer (1)
- kinaesthetic teaching (1)
- klinisch-praktischer Unterricht (1)
- knowledge representation and reasoning (1)
- konvergente Dienste (1)
- landmarks (1)
- language design (1)
- latches (1)
- lautes Denken (1)
- leanCoP (1)
- learning (1)
- learning environment (1)
- lebenslanges Lernen (1)
- leftmost derivations (1)
- linear code (1)
- linear programming (1)
- linearer Code (1)
- linguistic (1)
- locomotion (1)
- logic (1)
- logic programming methodology and applications (1)
- logic synthesis (1)
- logic-based modeling (1)
- logical calculus (1)
- logical errors (1)
- logical signaling networks (1)
- logische Ergänzung (1)
- logische Fehler (1)
- logische Programmierung (1)
- logische Signalnetzwerke (1)
- loop formulas (1)
- loose programming (1)
- loss propagation (1)
- lunar exploration (1)
- machine learning algorithms (1)
- macro-economic modelling (1)
- makroökonomische Modellierung (1)
- malware detection (1)
- manipulation planning (1)
- map/reduce (1)
- maschninelles Lernen (1)
- mathematics education (1)
- measure development (1)
- media (1)
- mediated learning experience (1)
- medical (1)
- medizinisch (1)
- meta model (1)
- metabolic network (1)
- metabolism (1)
- metabolomics (1)
- metadata (1)
- metastasis (1)
- methodology (1)
- middleware (1)
- misconception (1)
- mixture models (1)
- mobile Applikationen (1)
- mobile devices (1)
- mobile learning (1)
- mobile technologies and apps (1)
- mobiles Lernen (1)
- mobiles lernen (1)
- model-based (1)
- model-driven architecture (1)
- modeling (1)
- molecular networks (1)
- molekulare Netzwerke (1)
- multi core data processing (1)
- multi-class classification (1)
- multiuser (1)
- natural disasters (1)
- natural language generation (1)
- navigation (1)
- neighborhood (1)
- network (1)
- networks (1)
- networks-on-chip (1)
- neue Online-Fehlererkennungsmethode (1)
- neural networks (1)
- neutral endopeptidase (1)
- nichtlineare ICA (1)
- nichtlineare PCA (NLPCA) (1)
- nichtlineare Projektionen (1)
- non-monotonic reasoning (1)
- nonlinear ICA (1)
- nonlinear PCA (NLPCA) (1)
- nonlinear projections (1)
- nonphotorealistic rendering (NPR) (1)
- o-ambiguity (1)
- objective difficulty (1)
- omega (1)
- on-chip (1)
- on-farm evaluation (1)
- one-sided communication (1)
- oneM2M (1)
- oneM2M Ontology (1)
- online assistance (1)
- ontologies (1)
- open learning (1)
- open source (1)
- operating system (1)
- optimization (1)
- organisational evolution (1)
- outlier detection (1)
- output space compaction (1)
- overcomplete ICA (1)
- pMOS radiation dosimeter (1)
- paper prototyping (1)
- parallel processing (1)
- parallel programming (1)
- parallel rewriting (1)
- parallel solving (1)
- parallele Programmierung (1)
- paralleles Lösen (1)
- parameter (1)
- parity aggregate operator (1)
- pattern recognition (1)
- pdf forms (1)
- pedagogy (1)
- personal (1)
- personal response systems (1)
- philosophical foundation of informatics pedagogy (1)
- philosophy of mathematics (1)
- physical Computing (1)
- physical computing tools (1)
- placement (1)
- planning (1)
- platform (1)
- plug-ins (1)
- policy making (1)
- portfolio-based solving (1)
- pre-primary level (1)
- prediction (1)
- predictive models (1)
- preferences (1)
- premise acceptability (1)
- preprocessing (1)
- primary education (1)
- primary level (1)
- priorities (1)
- probabilistic deep learning (1)
- probabilistic deep metric learning (1)
- probabilistische tiefe neuronale Netze (1)
- probabilistisches tiefes metrisches Lernen (1)
- problem-solving (1)
- process (1)
- process improvement (1)
- process model (1)
- process model alignment (1)
- process modeling (1)
- process modelling (1)
- process synchronization (1)
- professional development (1)
- professors (1)
- program encodings (1)
- programmed grammars (1)
- programming (1)
- programming in context (1)
- projection (1)
- proof (1)
- proof assistant (1)
- proof complexity (1)
- proof environment (1)
- propagation probability (1)
- prototype (1)
- proving (1)
- pruritus (1)
- pulse stretching inverters (1)
- quality of life (1)
- quantum (1)
- quantum cryptography (1)
- radiation hardness (1)
- radiation hardness design (1)
- railway network (1)
- random forest (1)
- real arguments (1)
- real-time (1)
- real-time application (1)
- real-time mapping (1)
- real-walking (1)
- reconfiguration (1)
- reference (1)
- referential effectiveness (1)
- regression (1)
- regular language (1)
- regulation (1)
- rekonfigurierbar (1)
- reliability analysis (1)
- reliability assessment (1)
- repair (1)
- resources (1)
- restricted parallelism (1)
- risk analysis (1)
- robust ICA (1)
- robuste ICA (1)
- safety (1)
- satisfiability (1)
- scheduling (1)
- search (1)
- secondary education (1)
- segmentation (1)
- selbstanpassendes Multiprozessorsystem (1)
- selbstprüfende Schaltungen (1)
- selection (1)
- selective fault tolerance (1)
- self-checking (1)
- self-efficacy (1)
- semantic domain modeling (1)
- semantic ranking (1)
- semantic search (1)
- semantic search evaluation (1)
- semantic search methods (1)
- semantic web (1)
- semantische Domänenmodellierung (1)
- semantische Suche (1)
- semantisches Netz (1)
- semantisches Ranking (1)
- sensitivity (1)
- service composition (1)
- shader (1)
- sign language (1)
- simplicity (1)
- single event upsets (1)
- single-event transient (1)
- single-trial-analysis (1)
- site-specific weed management (1)
- skeletonization (1)
- sleep quality (1)
- smart farming (1)
- smartphone (1)
- social media (1)
- socio-technical system (1)
- soft errors (1)
- software (1)
- software engineering (1)
- software-based cache coherence (1)
- sozio-technisches System (1)
- space missions (1)
- speed independence (1)
- stable model semantics (1)
- state complexity (1)
- static analysis (1)
- static prediction games (1)
- statistics program R (1)
- strahleninduzierte Einzelereignis-Effekte (1)
- strong equivalence (1)
- structured output prediction (1)
- strukturierte Vorhersage (1)
- student activation (1)
- student experience (1)
- student perceptions (1)
- students’ conceptions (1)
- students’ knowledge (1)
- study problems (1)
- stylization (1)
- sufficiency (1)
- suicidal ideations (1)
- supply chains (1)
- support vector machines (1)
- synthesis (1)
- systematic (1)
- systematisch (1)
- tableau calculi (1)
- tactic (1)
- teacher competencies (1)
- teachers (1)
- teaching (1)
- teaching informatics in general education (1)
- technical notes and rapid communications (1)
- technische Rahmenbedingungen (1)
- tele-teaching (1)
- temporary binding (1)
- terrain models (1)
- test response compaction (1)
- theory (1)
- theory of computation (1)
- think aloud (1)
- timing (1)
- tools for teaching (1)
- topics (1)
- touch input (1)
- tptp (1)
- tracing (1)
- transformation (1)
- transient Faults (1)
- transient analysis (1)
- triangulated irregular networks (1)
- triple modular redundancy (1)
- tutorial section (1)
- unfounded sets (1)
- unidirektionale Fehler (1)
- unification (1)
- university education (1)
- user experience (1)
- user interfaces (1)
- user-centred (1)
- video annotation (1)
- virtual 3D city model (1)
- virtual machine (1)
- virtual reality (1)
- weather extremes (1)
- wheat crops (1)
- work productivity (1)
- workflow management (1)
- xAPI (1)
- yellow rust (1)
- zero-aliasing (1)
- überbestimmte ICA (1)
- ‘unplugged’ computing (1)
Institute
- Institut für Informatik und Computational Science (1112)
- Hasso-Plattner-Institut für Digital Engineering gGmbH (19)
- Extern (7)
- Institut für Physik und Astronomie (2)
- Universitätsbibliothek (2)
- Zentrum für Qualitätsentwicklung in Lehre und Studium (ZfQ) (2)
- eLiS - E-Learning in Studienbereichen (2)
- Department Erziehungswissenschaft (1)
- Department Linguistik (1)
- Fachgruppe Betriebswirtschaftslehre (1)
Die Arbeitswelt im Fokus
(2015)
Für Bachelor-Studierende der Wirtschaftsinformatik im zweiten Semester an der Fachhochschule Kiel werden im Modul Informationsmanagement neben klassischen didaktischen Ansätzen in einer seminaristischen Unterrichtsform so genannte „Aktivbausteine“ eingesetzt: Studierende erhalten zum einen die Gelegenheit, sich im Kontakt mit Fach- und Führungskräften aus der Industrie ein konkretes Bild vom Beruf der Wirtschaftsinformatikerin bzw. des Wirtschaftsinformatikers zu machen; zum anderen erarbeiten sie innovative Ansätze der Prozessverbesserung aus Sicht der IT oder mit Nutzenpotenzial für die IT und präsentieren ihre Ergebnisse öffentlich im Rahmen des Kieler Prozessmanagementforums. Diese Aktivbausteine dienen insbesondere der Berufsfeldorientierung: Durch die Informationen, die die Studierenden über die Anforderungen und Tätigkeiten von im Beruf stehenden Menschen erhalten, werden sie in die Lage versetzt, fundierte Entscheidungen bzgl. ihrer Studiengestaltung und Berufswahl zu treffen. Im Beitrag wird die Konzeption der Bausteine vorgestellt und deren Grad der Zielerreichung durch aktuelle Evaluationsergebnisse erläutert. Zudem wird die motivationale Wirkung der Aktivbausteine anhand der Theorie der Selbstbestimmung von Deci und Ryan [DR1985, DR1993, DR2004] erläutert.
Es wird ein umfassendes Mentoring Konzept im Studiengang Informatik an der RWTH Aachen vorgestellt, das den Übergang von der Schule zur Universität unterstützt und gleichzeitig beim Auftreten von Schwierigkeiten im Verlauf des Studiums effiziente und kompetente Beratung bietet. Das Programm erreicht durchgängig hohe Akzeptanzwerte bei den Studierenden trotz verpflichtender Teilnahme im ersten Semester. Die Wirksamkeit des Programms ist durch die zahlreichen einflussgebenden Variablen zwar rein quantitativ kaum messbar, die Möglichkeit auf organisatorische und fachliche Probleme eines Jahrgangs reagieren zu können sowie einen Einblick auf die Gründe für einen Studienabbruch zu bekommen, bestätigt aber die Notwendigkeit der Maßnahme.
Peer Assessment ist eine Methode, bei der die Teilnehmer eine gestellte Aufgabe nicht nur bearbeiten und einreichen, sondern – in einer zweiten Phase – diese auch gegenseitig überprüfen, kommentieren und bewerten. Durch diese Methode wird, auch in sehr großen Veranstaltungen, das Üben mit individuellen Bewertungen und individuellem Feedback möglich.
Im Wintersemester 2013/14 wurde dieser Ansatz in der Erstsemesterveranstaltung Programmieren an der Technischen Hochschule Nürnberg mit 340 Studierenden als semesterbegleitendes Online-Pflichtpraktikum erprobt. Bei gleichen Leistungsanforderungen wurde bei Studierenden, die erfolgreich am Praktikum teilnahmen, eine Reduzierung der Durchfallquote um durchschnittlich 60 % und eine Verbesserung der Durchschnittsnote um 0,6 – 0,9 Notenstufen erzielt. Zudem lernten die teilnehmenden Studierenden kontinuierlicher, bereiteten Lerninhalte besser nach und gelangten zu einer überwiegend positiven Einschätzung des Praktikums und der Methode. Im E-Learning System Moodle kann Peer Assessment, mit moderatem Umsetzungs- und Betreuungsaufwand, mit der Workshop-Aktivität realisiert werden. Im Beitrag wird auf die Schlüsselelemente des erfolgreichen Einsatzes von Peer Assessment eingegangen.
IT EnGAGES!
(2015)
Durch den Einsatz von Spielen und Spielelementen in Lernkontexten wird versucht, Lernende zur Beschäftigung mit den Lerninhalten zu motivieren. Spielerische Elemente haben allerdings nicht nur positive motivationale Effekte: Sie können sich beispielsweise negativ auf die intrinsische Motivation auswirken, und auch nicht jeder Lernende spielt gerne. Um negativen Einflüssen von Gamification entgegenzuwirken, wurde ein Toolkit für adaptierbare Lernumgebungen entwickelt. Damit erzeugte Lernumgebungen erlauben es Studierenden, den Grad der Gamification selbst zu bestimmen, indem Spielelemente an- und abgeschaltet werden. Im Rahmen einer Anfängerprogrammiervorlesung wurden Lernspielaufgaben aus den existierenden, optionalen interaktiven eTests entwickelt und Studierenden als zusätzliche Lerngelegenheit angeboten. Eine erste explorative Studie bestätigt die Vermutung, dass die Akzeptanz des adaptierbaren Lernspiels sehr hoch ist, es aber dennoch Studierende gibt, welche die Lernumgebung ohne Spielelemente durcharbeiten. Somit bietet adaptierbare Gamification verschiedenen Studierenden die Möglichkeit, sich zusätzliche motivationale Anreize durch Zuschalten von Spielelementen zu verschaffen, ohne dabei zum Spielen „genötigt“ zu werden.
Die Studieneingangsphase stellt für Studierende eine Schlüsselphase des tertiären Ausbildungsabschnitts dar. Fachwissenschaftliches Wissen wird praxisfern vermittelt und die Studierenden können die Zusammenhänge zwischen den Themenfeldern der verschiedenen Vorlesungen nicht erkennen. Zur Verbesserung der Situation wurde ein Workshop entwickelt, der die Verbindung der Programmierung und der Datenstrukturen vertieft. Dabei wird das Spiel Go-Moku1 als Android-App von den Studierenden selbständig entwickelt. Die Kombination aus Software (Java, Android-SDK) und Hardware (Tablet-Computer) für ein kleines realistisches Softwareprojekt stellt für die Studierenden eine neue Erfahrung dar.
Die Tagung HDI 2014 in Freiburg zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI wurde erneut vom Fachbereich Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD) in der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI) organisiert. Sie dient den Lehrenden der Informatik in Studiengängen an Hochschulen als Forum der Information und des Austauschs über neue didaktische Ansätze und bildungspolitische Themen im Bereich der Hochschulausbildung aus der fachlichen Perspektive der Informatik.
Die HDI 2014 ist nun bereits die sechste Ausgabe der HDI. Für sie wurde das spezielle Motto „Gestalten und Meistern von Übergängen“ gewählt. Damit soll ein besonderes Augenmerk auf die Übergänge von Schule zum Studium, vom Bachelor zum Master, vom Studium zur Promotion oder vom Studium zur Arbeitswelt gelegt werden.
Through the use of next generation sequencing (NGS) technology, a lot of newly sequenced organisms are now available. Annotating those genes is one of the most challenging tasks in sequence biology. Here, we present an automated workflow to find homologue proteins, annotate sequences according to function and create a three-dimensional model.
With the jABC it is possible to realize workflows for numerous questions in different fields. The goal of this project was to create a workflow for the identification of differentially expressed genes. This is of special interest in biology, for it gives the opportunity to get a better insight in cellular changes due to exogenous stress, diseases and so on. With the knowledge that can be derived from the differentially expressed genes in diseased tissues, it becomes possible to find new targets for treatment.
A workflow for visualizing server connections using the Google Maps API was built in the jABC. It makes use of three basic services: An XML-based IP address geolocation web service, a command line tool and the Static Maps API. The result of the workflow is an URL leading to an image file of a map, showing server connections between a client and a target host.
Geocoder accuracy ranking
(2014)
Finding an address on a map is sometimes tricky: the chosen map application may be unfamiliar with the enclosed region. There are several geocoders on the market, they have different databases and algorithms to compute the query. Consequently, the geocoding results differ in their quality. Fortunately the geocoders provide a rich set of metadata. The workflow described in this paper compares this metadata with the aim to find out which geocoder is offering the best-fitting coordinate for a given address.
Analyses of metagenomes in life sciences present new opportunities as well as challenges to the scientific community and call for advanced computational methods and workflows. The large amount of data collected from samples via next-generation sequencing (NGS) technologies render manual approaches to sequence comparison and annotation unsuitable. Rather, fast and efficient computational pipelines are needed to provide comprehensive statistics and summaries and enable the researcher to choose appropriate tools for more specific analyses. The workflow presented here builds upon previous pipelines designed for automated clustering and annotation of raw sequence reads obtained from next-generation sequencing technologies such as 454 and Illumina. Employing specialized algorithms, the sequence reads are processed at three different levels. First, raw reads are clustered at high similarity cutoff to yield clusters which can be exported as multifasta files for further analyses. Independently, open reading frames (ORFs) are predicted from raw reads and clustered at two strictness levels to yield sets of non-redundant sequences and ORF families. Furthermore, single ORFs are annotated by performing searches against the Pfam database
This book presents an agile and model-driven approach to manage scientific workflows. The approach is based on the Extreme Model Driven Design (XMDD) paradigm and aims at simplifying and automating the complex data analysis processes carried out by scientists in their day-to-day work. Besides documenting the impact the workflow modeling might have on the work of natural scientists, this book serves three major purposes: 1. It acts as a primer for practitioners who are interested to learn how to think in terms of services and workflows when facing domain-specific scientific processes. 2. It provides interesting material for readers already familiar with this kind of tools, because it introduces systematically both the technologies used in each case study and the basic concepts behind them. 3. As the addressed thematic field becomes increasingly relevant for lectures in both computer science and experimental sciences, it also provides helpful material for teachers that plan similar courses.
Die regelmäßige Navigation durch den Raum gehört für Studenten der Universität Potsdam zum Alltag. Man möchte, unabhängig vom Fortbewegungsmittel, schnell und sicher von zu Hause zum Hörsaal oder Seminargebäude. Eine umfassende Navigationshilfe, die alle Transportmodi verbindet, wird dafür verlangt.
Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein Konzept für einen multimodalen Routenplaner zu entwickeln, der es Studenten und Gästen der Universität Potsdam ermöglicht, sich zwischen den dezentral gelegenen Campusstandorten zu bewegen – egal ob mit Bus und Bahn, dem Auto, Fahrrad oder zu Fuß. Die Implementierung erfolgt ausschließlich auf Grundlage freier Daten und freier, quelloffener Software (FOSS), die für diesen Zweck aufbereitet werden. Ergebnis ist eine webbasierte Applikation, die über eine Entwicklerschnittstelle (API) in andere Projekte eingebunden werden kann.
Geometric generalization is a fundamental concept in the digital mapping process. An increasing amount of spatial data is provided on the web as well as a range of tools to process it. This jABC workflow is used for the automatic testing of web-based generalization services like mapshaper.org by executing its functionality, overlaying both datasets before and after the transformation and displaying them visually in a .tif file. Mostly Web Services and command line tools are used to build an environment where ESRI shapefiles can be uploaded, processed through a chosen generalization service and finally visualized in Irfanview.
In the geoinformatics field, remote sensing data is often used for analyzing the characteristics of the current investigation area. This includes DEMs, which are simple raster grids containing grey scales representing the respective elevation values. The project CREADED that is presented in this paper aims at making these monochrome raster images more significant and more intuitively interpretable. For this purpose, an executable interactive model for creating a colored and relief-shaded Digital Elevation Model (DEM) has been designed using the jABC framework. The process is based on standard jABC-SIBs and SIBs that provide specific GIS functions, which are available as Web services, command line tools and scripts.
This paper describes the implementation of a workflow model for service-oriented computing of potential areas for wind turbines in jABC. By implementing a re-executable model the manual effort of a multi-criteria site analysis can be reduced. The aim is to determine the shift of typical geoprocessing tools of geographic information systems (GIS) from the desktop to the web. The analysis is based on a vector data set and mainly uses web services of the “Center for Spatial Information Science and Systems” (CSISS). This paper discusses effort, benefits and problems associated with the use of the web services.
Location analyses are among the most common tasks while working with spatial data and geographic information systems. Automating the most frequently used procedures is therefore an important aspect of improving their usability. In this context, this project aims to design and implement a workflow, providing some basic tools for a location analysis. For the implementation with jABC, the workflow was applied to the problem of finding a suitable location for placing an artificial reef. For this analysis three parameters (bathymetry, slope and grain size of the ground material) were taken into account, processed, and visualized with the The Generic Mapping Tools (GMT), which were integrated into the workflow as jETI-SIBs. The implemented workflow thereby showed that the approach to combine jABC with GMT resulted in an user-centric yet user-friendly tool with high-quality cartographic outputs.
GraffDok is an application helping to maintain an overview over sprayed images somewhere in a city. At the time of writing it aims at vandalism rather than at beautiful photographic graffiti in an underpass. Looking at hundreds of tags and scribbles on monuments, house walls, etc. it would be interesting to not only record them in writing but even make them accessible electronically, including images.
GraffDok’s workflow is simple and only requires an EXIF-GPS-tagged photograph of a graffito. It automatically determines its location by using reverse geocoding with the given GPS-coordinates and the Gisgraphy WebService. While asking the user for some more meta data, GraffDok analyses the image in parallel with this and tries to detect fore- and background – before extracting the drawing lines and make them stand alone. The command line based tool ImageMagick is used here as well as for accessing EXIF data.
Any meta data is written to csv-files, which will stay easily accessible and can be integrated in TeX-files as well. The latter ones are converted to PDF at the end of the workflow, containing a table about all graffiti and a summary for each – including the generated characteristic graffiti pattern image.
The in-memory revolution
(2015)
This book describes the next generation of business applications enabled by SAP's in-memory database, SAP HANA. In particular, the authors show the substantial changes introduced in S4/HANA by switching to SAP HANA. Using numerous examples and use cases from the authors' wealth of real-world experience, it illustrates the quantum leap in performance made possible by the new technology. The book is written by two of the most prominent actors in the area of business application systems: Hasso Plattner, co-founder of SAP and inaugurator of the Hasso Plattner Institute at the University of Potsdam, and Bernd Leukert, member of the Executive Board and the Global Managing Board of SAP. This clearly structured, highly illustrated book takes an exciting new technology and presents the practicality and success of first mover applications.
Cloud-RAID
(2014)
Boolean constraint solving technology has made tremendous progress over the last decade, leading to industrial-strength solvers, for example, in the areas of answer set programming (ASP), the constraint satisfaction problem (CSP), propositional satisfiability (SAT) and satisfiability of quantified Boolean formulas (QBF). However, in all these areas, there exist multiple solving strategies that work well on different applications; no strategy dominates all other strategies. Therefore, no individual solver shows robust state-of-the-art performance in all kinds of applications. Additionally, the question arises how to choose a well-performing solving strategy for a given application; this is a challenging question even for solver and domain experts. One way to address this issue is the use of portfolio solvers, that is, a set of different solvers or solver configurations. We present three new automatic portfolio methods: (i) automatic construction of parallel portfolio solvers (ACPP) via algorithm configuration,(ii) solving the $NP$-hard problem of finding effective algorithm schedules with Answer Set Programming (aspeed), and (iii) a flexible algorithm selection framework (claspfolio2) allowing for fair comparison of different selection approaches. All three methods show improved performance and robustness in comparison to individual solvers on heterogeneous instance sets from many different applications. Since parallel solvers are important to effectively solve hard problems on parallel computation systems (e.g., multi-core processors), we extend all three approaches to be effectively applicable in parallel settings. We conducted extensive experimental studies different instance sets from ASP, CSP, MAXSAT, Operation Research (OR), SAT and QBF that indicate an improvement in the state-of-the-art solving heterogeneous instance sets. Last but not least, from our experimental studies, we deduce practical advice regarding the question when to apply which of our methods.
E-Learning Symposium 2014
(2014)
Der Tagungsband zum E-Learning Symposium 2014 an der Universität Potsdam beleuchtet die diversen Zielgruppen und Anwendungsbereiche, die aktuell in der E-Learning-Forschung angesprochen werden. Während im letzten Symposium 2012 der Dozierende mit den unterschiedlichen Möglichkeiten der Studierendenaktivierung und Lehrgestaltung im Fokus der Diskussionen stand, werden in diesem Jahr in einem großen Teil der Beiträge die Studierenden ins Zentrum der Aufmerksamkeit gerückt. Dass nicht nur der Inhalt des Lernmediums für den Lernerfolg eine Rolle spielt, sondern auch dessen Unterhaltungswert und die Freude, die die Lernenden während des Prozesses der Wissensakquise empfinden, zeigt sehr anschaulich die Keynote von Linda Breitlauch zum Thema „Faites vos Jeux“ (Spielen Sie jetzt). Der Beitrag von Zoerner et al. verbindet den Gedanken des spiele-basierten Lernens mit dem nach wie vor aktuellen Thema des mobilen Lernens. Auch in diesem Forschungsbereich spielt die Fokussierung auf den Lernenden eine immer herausragendere Rolle. Einen Schritt weiter in Richtung Individualisierung geht in diesem Zusammenhang der eingeladene Vortrag von Christoph Rensing, der sich mit der Adaptivität von mobilen Lernanwendungen beschäftigt. Mit Hilfe zur Verfügung stehender Kontextinformationen sollen gezielt individuelle Lernprozesse unterstützt werden. Alle Beiträge, die sich auf mobile Applikationen und auf Spiele beziehen, sprechen auch die zwischenmenschliche Komponente am Lernen an. So wird neben der Mobilität insbesondere auch der Austausch von Lernobjekten zwischen Lernenden (vergleiche den Beitrag von Zoerner et al.) sowie die Kooperation zwischen Lernenden (siehe Beitrag von Kallookaran und Robra-Bissantz) diskutiert. Der interpersonelle Kontakt spielt allerdings ebenfalls in den Beiträgen ohne Spiel- oder App-Fokussierung eine Rolle. Tutoren werden beispielsweise zur Moderation von Lernprozessen eingesetzt und Lerngruppen gegründet um das problem-orientierte Lernen stärker in den Mittelpunkt zu rücken (siehe Beitrag von Mach und Dirwelis) bzw. näher am Bedarf der Studierenden zu arbeiten (wie in eingeladenen Vortrag von Tatiana N. Noskova sowie in dem Beitrag von Mach und Dirwelis beschrieben). In der Evaluation wird ebenfalls der Schritt weg von anonymen, akkumulierten statistischen Auswertungen hin zu individualisierten Nutzerprofilen im Bereich des Learning Analytics untersucht (vergleiche dazu den Beitrag von Ifenthaler). Neben der Schwerpunktsetzung auf die Lernenden und deren Mobilität rückt das Thema Transmedialität stärker ins Zentrum der Forschung. Während schon die Keynote mit ihrem Spielefokus darauf anspricht, geht es in weiteren Beiträgen darum Abläufe aus der analogen Welt bestmöglich in der digitalen Welt abzubilden. Lerninhalte, die bisher mittels Bildern und Texten für Lehrende und Lernende zugänglich gemacht wurden, werden nunmehr mit weiteren Medien, insbesondere Videos, angereichert um deren Verständnis zu erhöhen. Dies ist beispielsweise geeignet, um Bewegungsabläufe im Sport (vergleiche dazu den Beitrag von Owassapian und Hensinger) oder musikpraktische Übungen wie Bodyperkussion (beschrieben im Beitrag von Buschmann und Glasemann) zu erlernen Lernendenfokussierung, persönlicher Austausch, Mobilität und Transmedialität sind somit einige der Kernthemen, die Sie in diesem Sammelband erwarten. Auch zeigt die häufige Verknüpfung verschedener dieser Kernthemen, dass keines davon ein Randthema ist, sondern sich die Summe aus allen im E-Learning bündelt und damit eine neue Qualität für Lehre, Studium und Forschung erreicht werden kann.
This document presents a formula selection system for classical first order theorem proving based on the relevance of formulae for the proof of a conjecture. It is based on unifiability of predicates and is also able to use a linguistic approach for the selection. The scope of the technique is the reduction of the set of formulae and the increase of the amount of provable conjectures in a given time. Since the technique generates a subset of the formula set, it can be used as a preprocessor for automated theorem proving. The document contains the conception, implementation and evaluation of both selection concepts. While the one concept generates a search graph over the negation normal forms or Skolem normal forms of the given formulae, the linguistic concept analyses the formulae and determines frequencies of lexemes and uses a tf-idf weighting algorithm to determine the relevance of the formulae. Though the concept is built for first order logic, it is not limited to it. The concept can be used for higher order and modal logik, too, with minimal adoptions. The system was also evaluated at the world championship of automated theorem provers (CADE ATP Systems Competition, CASC-24) in combination with the leanCoP theorem prover and the evaluation of the results of the CASC and the benchmarks with the problems of the CASC of the year 2012 (CASC-J6) show that the concept of the system has positive impact to the performance of automated theorem provers. Also, the benchmarks with two different theorem provers which use different calculi have shown that the selection is independent from the calculus. Moreover, the concept of TEMPLAR has shown to be competitive to some extent with the concept of SinE and even helped one of the theorem provers to solve problems that were not (or slower) solved with SinE selection in the CASC. Finally, the evaluation implies that the combination of the unification based and linguistic selection yields more improved results though no optimisation was done for the problems.
This document presents an axiom selection technique for classic first order theorem proving based on the relevance of axioms for the proof of a conjecture. It is based on unifiability of predicates and does not need statistical information like symbol frequency. The scope of the technique is the reduction of the set of axioms and the increase of the amount of provable conjectures in a given time. Since the technique generates a subset of the axiom set, it can be used as a preprocessor for automated theorem proving. This technical report describes the conception, implementation and evaluation of ARDE. The selection method, which is based on a breadth-first graph search by unifiability of predicates, is a weakened form of the connection calculus and uses specialised variants or unifiability to speed up the selection. The implementation of the concept is evaluated with comparison to the results of the world championship of theorem provers of the year 2012 (CASC J6). It is shown that both the theorem prover leanCoP which uses the connection calculus and E which uses equality reasoning, can benefit from the selection approach. Also, the evaluation shows that the concept is applyable for theorem proving problems with thousands of formulae and that the selection is independent from the calculus used by the theorem prover.
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.
The objective and motivation behind this research is to provide applications with easy-to-use interfaces to communities of deaf and functionally illiterate users, which enables them to work without any human assistance. Although recent years have witnessed technological advancements, the availability of technology does not ensure accessibility to information and communication technologies (ICT). Extensive use of text from menus to document contents means that deaf or functionally illiterate can not access services implemented on most computer software. Consequently, most existing computer applications pose an accessibility barrier to those who are unable to read fluently. Online technologies intended for such groups should be developed in continuous partnership with primary users and include a thorough investigation into their limitations, requirements and usability barriers. In this research, I investigated existing tools in voice, web and other multimedia technologies to identify learning gaps and explored ways to enhance the information literacy for deaf and functionally illiterate users. I worked on the development of user-centered interfaces to increase the capabilities of deaf and low literacy users by enhancing lexical resources and by evaluating several multimedia interfaces for them. The interface of the platform-independent Italian Sign Language (LIS) Dictionary has been developed to enhance the lexical resources for deaf users. The Sign Language Dictionary accepts Italian lemmas as input and provides their representation in the Italian Sign Language as output. The Sign Language dictionary has 3082 signs as set of Avatar animations in which each sign is linked to a corresponding Italian lemma. I integrated the LIS lexical resources with MultiWordNet (MWN) database to form the first LIS MultiWordNet(LMWN). LMWN contains information about lexical relations between words, semantic relations between lexical concepts (synsets), correspondences between Italian and sign language lexical concepts and semantic fields (domains). The approach enhances the deaf users’ understanding of written Italian language and shows that a relatively small set of lexicon can cover a significant portion of MWN. Integration of LIS signs with MWN made it useful tool for computational linguistics and natural language processing. The rule-based translation process from written Italian text to LIS has been transformed into service-oriented system. The translation process is composed of various modules including parser, semantic interpreter, generator, and spatial allocation planner. This translation procedure has been implemented in the Java Application Building Center (jABC), which is a framework for extreme model driven design (XMDD). The XMDD approach focuses on bringing software development closer to conceptual design, so that the functionality of a software solution could be understood by someone who is unfamiliar with programming concepts. The transformation addresses the heterogeneity challenge and enhances the re-usability of the system. For enhancing the e-participation of functionally illiterate users, two detailed studies were conducted in the Republic of Rwanda. In the first study, the traditional (textual) interface was compared with the virtual character-based interactive interface. The study helped to identify usability barriers and users evaluated these interfaces according to three fundamental areas of usability, i.e. effectiveness, efficiency and satisfaction. In another study, we developed four different interfaces to analyze the usability and effects of online assistance (consistent help) for functionally illiterate users and compared different help modes including textual, vocal and virtual character on the performance of semi-literate users. In our newly designed interfaces the instructions were automatically translated in Swahili language. All the interfaces were evaluated on the basis of task accomplishment, time consumption, System Usability Scale (SUS) rating and number of times the help was acquired. The results show that the performance of semi-literate users improved significantly when using the online assistance. The dissertation thus introduces a new development approach in which virtual characters are used as additional support for barely literate or naturally challenged users. Such components enhanced the application utility by offering a variety of services like translating contents in local language, providing additional vocal information, and performing automatic translation from text to sign language. Obviously, there is no such thing as one design solution that fits for all in the underlying domain. Context sensitivity, literacy and mental abilities are key factors on which I concentrated and the results emphasize that computer interfaces must be based on a thoughtful definition of target groups, purposes and objectives.
Learning a model for the relationship between the attributes and the annotated labels of data examples serves two purposes. Firstly, it enables the prediction of the label for examples without annotation. Secondly, the parameters of the model can provide useful insights into the structure of the data. If the data has an inherent partitioned structure, it is natural to mirror this structure in the model. Such mixture models predict by combining the individual predictions generated by the mixture components which correspond to the partitions in the data. Often the partitioned structure is latent, and has to be inferred when learning the mixture model. Directly evaluating the accuracy of the inferred partition structure is, in many cases, impossible because the ground truth cannot be obtained for comparison. However it can be assessed indirectly by measuring the prediction accuracy of the mixture model that arises from it. This thesis addresses the interplay between the improvement of predictive accuracy by uncovering latent cluster structure in data, and further addresses the validation of the estimated structure by measuring the accuracy of the resulting predictive model. In the application of filtering unsolicited emails, the emails in the training set are latently clustered into advertisement campaigns. Uncovering this latent structure allows filtering of future emails with very low false positive rates. In order to model the cluster structure, a Bayesian clustering model for dependent binary features is developed in this thesis. Knowing the clustering of emails into campaigns can also aid in uncovering which emails have been sent on behalf of the same network of captured hosts, so-called botnets. This association of emails to networks is another layer of latent clustering. Uncovering this latent structure allows service providers to further increase the accuracy of email filtering and to effectively defend against distributed denial-of-service attacks. To this end, a discriminative clustering model is derived in this thesis that is based on the graph of observed emails. The partitionings inferred using this model are evaluated through their capacity to predict the campaigns of new emails. Furthermore, when classifying the content of emails, statistical information about the sending server can be valuable. Learning a model that is able to make use of it requires training data that includes server statistics. In order to also use training data where the server statistics are missing, a model that is a mixture over potentially all substitutions thereof is developed. Another application is to predict the navigation behavior of the users of a website. Here, there is no a priori partitioning of the users into clusters, but to understand different usage scenarios and design different layouts for them, imposing a partitioning is necessary. The presented approach simultaneously optimizes the discriminative as well as the predictive power of the clusters. Each model is evaluated on real-world data and compared to baseline methods. The results show that explicitly modeling the assumptions about the latent cluster structure leads to improved predictions compared to the baselines. It is beneficial to incorporate a small number of hyperparameters that can be tuned to yield the best predictions in cases where the prediction accuracy can not be optimized directly.
This thesis presents novel ideas and research findings for the Web of Data – a global data space spanning many so-called Linked Open Data sources. Linked Open Data adheres to a set of simple principles to allow easy access and reuse for data published on the Web. Linked Open Data is by now an established concept and many (mostly academic) publishers adopted the principles building a powerful web of structured knowledge available to everybody. However, so far, Linked Open Data does not yet play a significant role among common web technologies that currently facilitate a high-standard Web experience. In this work, we thoroughly discuss the state-of-the-art for Linked Open Data and highlight several shortcomings – some of them we tackle in the main part of this work. First, we propose a novel type of data source meta-information, namely the topics of a dataset. This information could be published with dataset descriptions and support a variety of use cases, such as data source exploration and selection. For the topic retrieval, we present an approach coined Annotated Pattern Percolation (APP), which we evaluate with respect to topics extracted from Wikipedia portals. Second, we contribute to entity linking research by presenting an optimization model for joint entity linking, showing its hardness, and proposing three heuristics implemented in the LINked Data Alignment (LINDA) system. Our first solution can exploit multi-core machines, whereas the second and third approach are designed to run in a distributed shared-nothing environment. We discuss and evaluate the properties of our approaches leading to recommendations which algorithm to use in a specific scenario. The distributed algorithms are among the first of their kind, i.e., approaches for joint entity linking in a distributed fashion. Also, we illustrate that we can tackle the entity linking problem on the very large scale with data comprising more than 100 millions of entity representations from very many sources. Finally, we approach a sub-problem of entity linking, namely the alignment of concepts. We again target a method that looks at the data in its entirety and does not neglect existing relations. Also, this concept alignment method shall execute very fast to serve as a preprocessing for further computations. Our approach, called Holistic Concept Matching (HCM), achieves the required speed through grouping the input by comparing so-called knowledge representations. Within the groups, we perform complex similarity computations, relation conclusions, and detect semantic contradictions. The quality of our result is again evaluated on a large and heterogeneous dataset from the real Web. In summary, this work contributes a set of techniques for enhancing the current state of the Web of Data. All approaches have been tested on large and heterogeneous real-world input.
Cloud computing is a model for enabling on-demand access to a shared pool of computing resources. With virtually limitless on-demand resources, a cloud environment enables the hosted Internet application to quickly cope when there is an increase in the workload. However, the overhead of provisioning resources exposes the Internet application to periods of under-provisioning and performance degradation. Moreover, the performance interference, due to the consolidation in the cloud environment, complicates the performance management of the Internet applications. In this dissertation, we propose two approaches to mitigate the impact of the resources provisioning overhead. The first approach employs control theory to scale resources vertically and cope fast with workload. This approach assumes that the provider has knowledge and control over the platform running in the virtual machines (VMs), which limits it to Platform as a Service (PaaS) and Software as a Service (SaaS) providers. The second approach is a customer-side one that deals with the horizontal scalability in an Infrastructure as a Service (IaaS) model. It addresses the trade-off problem between cost and performance with a multi-goal optimization solution. This approach finds the scale thresholds that achieve the highest performance with the lowest increase in the cost. Moreover, the second approach employs a proposed time series forecasting algorithm to scale the application proactively and avoid under-utilization periods. Furthermore, to mitigate the interference impact on the Internet application performance, we developed a system which finds and eliminates the VMs suffering from performance interference. The developed system is a light-weight solution which does not imply provider involvement. To evaluate our approaches and the designed algorithms at large-scale level, we developed a simulator called (ScaleSim). In the simulator, we implemented scalability components acting as the scalability components of Amazon EC2. The current scalability implementation in Amazon EC2 is used as a reference point for evaluating the improvement in the scalable application performance. ScaleSim is fed with realistic models of the RUBiS benchmark extracted from the real environment. The workload is generated from the access logs of the 1998 world cup website. The results show that optimizing the scalability thresholds and adopting proactive scalability can mitigate 88% of the resources provisioning overhead impact with only a 9% increase in the cost.
This thesis proposes a privacy protection framework for the controlled distribution and use of personal private data. The framework is based on the idea that privacy policies can be set directly by the data owner and can be automatically enforced against the data user. Data privacy continues to be a very important topic, as our dependency on electronic communication maintains its current growth, and private data is shared between multiple devices, users and locations. The growing amount and the ubiquitous availability of personal private data increases the likelihood of data misuse. Early privacy protection techniques, such as anonymous email and payment systems have focused on data avoidance and anonymous use of services. They did not take into account that data sharing cannot be avoided when people participate in electronic communication scenarios that involve social interactions. This leads to a situation where data is shared widely and uncontrollably and in most cases the data owner has no control over further distribution and use of personal private data. Previous efforts to integrate privacy awareness into data processing workflows have focused on the extension of existing access control frameworks with privacy aware functions or have analysed specific individual problems such as the expressiveness of policy languages. So far, very few implementations of integrated privacy protection mechanisms exist and can be studied to prove their effectiveness for privacy protection. Second level issues that stem from practical application of the implemented mechanisms, such as usability, life-time data management and changes in trustworthiness have received very little attention so far, mainly because they require actual implementations to be studied. Most existing privacy protection schemes silently assume that it is the privilege of the data user to define the contract under which personal private data is released. Such an approach simplifies policy management and policy enforcement for the data user, but leaves the data owner with a binary decision to submit or withhold his or her personal data based on the provided policy. We wanted to empower the data owner to express his or her privacy preferences through privacy policies that follow the so-called Owner-Retained Access Control (ORAC) model. ORAC has been proposed by McCollum, et al. as an alternate access control mechanism that leaves the authority over access decisions by the originator of the data. The data owner is given control over the release policy for his or her personal data, and he or she can set permissions or restrictions according to individually perceived trust values. Such a policy needs to be expressed in a coherent way and must allow the deterministic policy evaluation by different entities. The privacy policy also needs to be communicated from the data owner to the data user, so that it can be enforced. Data and policy are stored together as a Protected Data Object that follows the Sticky Policy paradigm as defined by Mont, et al. and others. We developed a unique policy combination approach that takes usability aspects for the creation and maintenance of policies into consideration. Our privacy policy consists of three parts: A Default Policy provides basic privacy protection if no specific rules have been entered by the data owner. An Owner Policy part allows the customisation of the default policy by the data owner. And a so-called Safety Policy guarantees that the data owner cannot specify disadvantageous policies, which, for example, exclude him or her from further access to the private data. The combined evaluation of these three policy-parts yields the necessary access decision. The automatic enforcement of privacy policies in our protection framework is supported by a reference monitor implementation. We started our work with the development of a client-side protection mechanism that allows the enforcement of data-use restrictions after private data has been released to the data user. The client-side enforcement component for data-use policies is based on a modified Java Security Framework. Privacy policies are translated into corresponding Java permissions that can be automatically enforced by the Java Security Manager. When we later extended our work to implement server-side protection mechanisms, we found several drawbacks for the privacy enforcement through the Java Security Framework. We solved this problem by extending our reference monitor design to use Aspect-Oriented Programming (AOP) and the Java Reflection API to intercept data accesses in existing applications and provide a way to enforce data owner-defined privacy policies for business applications.
3D from 2D touch
(2013)
While interaction with computers used to be dominated by mice and keyboards, new types of sensors now allow users to interact through touch, speech, or using their whole body in 3D space. These new interaction modalities are often referred to as "natural user interfaces" or "NUIs." While 2D NUIs have experienced major success on billions of mobile touch devices sold, 3D NUI systems have so far been unable to deliver a mobile form factor, mainly due to their use of cameras. The fact that cameras require a certain distance from the capture volume has prevented 3D NUI systems from reaching the flat form factor mobile users expect. In this dissertation, we address this issue by sensing 3D input using flat 2D sensors. The systems we present observe the input from 3D objects as 2D imprints upon physical contact. By sampling these imprints at very high resolutions, we obtain the objects' textures. In some cases, a texture uniquely identifies a biometric feature, such as the user's fingerprint. In other cases, an imprint stems from the user's clothing, such as when walking on multitouch floors. By analyzing from which part of the 3D object the 2D imprint results, we reconstruct the object's pose in 3D space. While our main contribution is a general approach to sensing 3D input on 2D sensors upon physical contact, we also demonstrate three applications of our approach. (1) We present high-accuracy touch devices that allow users to reliably touch targets that are a third of the size of those on current touch devices. We show that different users and 3D finger poses systematically affect touch sensing, which current devices perceive as random input noise. We introduce a model for touch that compensates for this systematic effect by deriving the 3D finger pose and the user's identity from each touch imprint. We then investigate this systematic effect in detail and explore how users conceptually touch targets. Our findings indicate that users aim by aligning visual features of their fingers with the target. We present a visual model for touch input that eliminates virtually all systematic effects on touch accuracy. (2) From each touch, we identify users biometrically by analyzing their fingerprints. Our prototype Fiberio integrates fingerprint scanning and a display into the same flat surface, solving a long-standing problem in human-computer interaction: secure authentication on touchscreens. Sensing 3D input and authenticating users upon touch allows Fiberio to implement a variety of applications that traditionally require the bulky setups of current 3D NUI systems. (3) To demonstrate the versatility of 3D reconstruction on larger touch surfaces, we present a high-resolution pressure-sensitive floor that resolves the texture of objects upon touch. Using the same principles as before, our system GravitySpace analyzes all imprints and identifies users based on their shoe soles, detects furniture, and enables accurate touch input using feet. By classifying all imprints, GravitySpace detects the users' body parts that are in contact with the floor and then reconstructs their 3D body poses using inverse kinematics. GravitySpace thus enables a range of applications for future 3D NUI systems based on a flat sensor, such as smart rooms in future homes. We conclude this dissertation by projecting into the future of mobile devices. Focusing on the mobility aspect of our work, we explore how NUI devices may one day augment users directly in the form of implanted devices.
Interactive rendering techniques for focus+context visualization of 3D geovirtual environments
(2013)
This thesis introduces a collection of new real-time rendering techniques and applications for focus+context visualization of interactive 3D geovirtual environments such as virtual 3D city and landscape models. These environments are generally characterized by a large number of objects and are of high complexity with respect to geometry and textures. For these reasons, their interactive 3D rendering represents a major challenge. Their 3D depiction implies a number of weaknesses such as occlusions, cluttered image contents, and partial screen-space usage. To overcome these limitations and, thus, to facilitate the effective communication of geo-information, principles of focus+context visualization can be used for the design of real-time 3D rendering techniques for 3D geovirtual environments (see Figure). In general, detailed views of a 3D geovirtual environment are combined seamlessly with abstracted views of the context within a single image. To perform the real-time image synthesis required for interactive visualization, dedicated parallel processors (GPUs) for rasterization of computer graphics primitives are used. For this purpose, the design and implementation of appropriate data structures and rendering pipelines are necessary. The contribution of this work comprises the following five real-time rendering methods: • The rendering technique for 3D generalization lenses enables the combination of different 3D city geometries (e.g., generalized versions of a 3D city model) in a single image in real time. The method is based on a generalized and fragment-precise clipping approach, which uses a compressible, raster-based data structure. It enables the combination of detailed views in the focus area with the representation of abstracted variants in the context area. • The rendering technique for the interactive visualization of dynamic raster data in 3D geovirtual environments facilitates the rendering of 2D surface lenses. It enables a flexible combination of different raster layers (e.g., aerial images or videos) using projective texturing for decoupling image and geometry data. Thus, various overlapping and nested 2D surface lenses of different contents can be visualized interactively. • The interactive rendering technique for image-based deformation of 3D geovirtual environments enables the real-time image synthesis of non-planar projections, such as cylindrical and spherical projections, as well as multi-focal 3D fisheye-lenses and the combination of planar and non-planar projections. • The rendering technique for view-dependent multi-perspective views of 3D geovirtual environments, based on the application of global deformations to the 3D scene geometry, can be used for synthesizing interactive panorama maps to combine detailed views close to the camera (focus) with abstract views in the background (context). This approach reduces occlusions, increases the usage the available screen space, and reduces the overload of image contents. • The object-based and image-based rendering techniques for highlighting objects and focus areas inside and outside the view frustum facilitate preattentive perception. The concepts and implementations of interactive image synthesis for focus+context visualization and their selected applications enable a more effective communication of spatial information, and provide building blocks for design and development of new applications and systems in the field of 3D geovirtual environments.
The field of machine learning studies algorithms that infer predictive models from data. Predictive models are applicable for many practical tasks such as spam filtering, face and handwritten digit recognition, and personalized product recommendation. In general, they are used to predict a target label for a given data instance. In order to make an informed decision about the deployment of a predictive model, it is crucial to know the model’s approximate performance. To evaluate performance, a set of labeled test instances is required that is drawn from the distribution the model will be exposed to at application time. In many practical scenarios, unlabeled test instances are readily available, but the process of labeling them can be a time- and cost-intensive task and may involve a human expert. This thesis addresses the problem of evaluating a given predictive model accurately with minimal labeling effort. We study an active model evaluation process that selects certain instances of the data according to an instrumental sampling distribution and queries their labels. We derive sampling distributions that minimize estimation error with respect to different performance measures such as error rate, mean squared error, and F-measures. An analysis of the distribution that governs the estimator leads to confidence intervals, which indicate how precise the error estimation is. Labeling costs may vary across different instances depending on certain characteristics of the data. For instance, documents differ in their length, comprehensibility, and technical requirements; these attributes affect the time a human labeler needs to judge relevance or to assign topics. To address this, the sampling distribution is extended to incorporate instance-specific costs. We empirically study conditions under which the active evaluation processes are more accurate than a standard estimate that draws equally many instances from the test distribution. We also address the problem of comparing the risks of two predictive models. The standard approach would be to draw instances according to the test distribution, label the selected instances, and apply statistical tests to identify significant differences. Drawing instances according to an instrumental distribution affects the power of a statistical test. We derive a sampling procedure that maximizes test power when used to select instances, and thereby minimizes the likelihood of choosing the inferior model. Furthermore, we investigate the task of comparing several alternative models; the objective of an evaluation could be to rank the models according to the risk that they incur or to identify the model with lowest risk. An experimental study shows that the active procedure leads to higher test power than the standard test in many application domains. Finally, we study the problem of evaluating the performance of ranking functions, which are used for example for web search. In practice, ranking performance is estimated by applying a given ranking model to a representative set of test queries and manually assessing the relevance of all retrieved items for each query. We apply the concepts of active evaluation and active comparison to ranking functions and derive optimal sampling distributions for the commonly used performance measures Discounted Cumulative Gain and Expected Reciprocal Rank. Experiments on web search engine data illustrate significant reductions in labeling costs.
This talk will describe My Digital Life (TU100), a distance learning module that introduces computer science through immediate engagement with ubiquitous computing (ubicomp). This talk will describe some of the principles and concepts we have adopted for this modern computing introduction: the idea of the ‘informed digital citizen’; engagement through narrative; playful pedagogy; making the power of ubicomp available to novices; setting technical skills in real contexts. It will also trace how the pedagogy is informed by experiences and research in Computer Science education.
A survey has been carried out in the Computer Science (CS) department at the University of Baghdad to investigate the attitudes of CS students in a female dominant environment, showing the differences between male and female students in different academic years. We also compare the attitudes of the freshman students of two different cultures (University of Baghdad, Iraq, and the University of Potsdam).
Durch den bundesweiten Rückgang der Schülerzahlen und einer steigenden Zahl von Bildungsangeboten geraten Universitäten und Hochschulen in den nächsten Jahren weiter in eine Wettbewerbssituation, weshalb sie effektive Marketingmaßnahmen entwickeln müssen, um Schülerinnen und Schüler möglichst frühzeitig für das jeweilige Angebot (z. B. Informatik- und informatiknahe Studiengänge) zu interessieren. Ein Medium, über das sich potenziell sehr viele Jugendliche erreichen lassen, sind dabei soziale Netzwerke. Diese Arbeit präsentiert Ergebnisse einer Studie unter Informatikstudienanfängerinnen und -anfängern zum Nutzungsverhalten sozialer Netzwerke und zieht Schlussfolgerungen zu deren Eignung als Werbe- und Informationskanal für die Zielgruppe der Informatikinteressierten.
Viele Hochschulen nutzen SAP ERP in der Lehre, um den Studierenden einen Einblick in die Funktionsweise und den Aufbau von integrierter Standardsoftware zu ermöglichen. Im Rahmen solcher Schulungen bilden die Studierenden eine Meinung und Bewertung der Software. In diesem Artikel wird untersucht, wie sich klassische Modelle der Nutzungswahrnehmung auf die spezielle Situation von SAP ERP in der Lehre übertragen lassen und welchen Einfluss bestimmte Faktoren haben. Dazu wurden vier Vorher-Nachher-Studien durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Funktionalität im Laufe der Schulung positiver und die Benutzungsfreundlichkeit als negativer bewertet wird.
In einigen Bereichen der Informatiklehre ist es möglich, die persönlichen Erfahrungen der Studierenden im Umgang mit Informationstechnik aufzugreifen und vor dem Hintergrund theoretischer Konzepte aus der Literatur gemeinsam mit ihnen zu reflektieren. Das hier vorgestellte Lehrkonzept des Reflexionsdialogs erstreckt sich über drei Seminartermine und vorbereitende Selbstlernphasen. Unterstützt wird das Konzept durch DialogueMaps, eine Software zur Visualisierung komplexer Sachverhalte und zur Unterstützung interaktiver Dialoge. Dieser Beitrag beschreibt die Hintergründe des Lehrkonzeptes, das Lehrkonzept selbst sowie die inhaltliche Ausgestaltung im Rahmen eines Mastermoduls „Computergestützte Kooperation“.
In diesem Beitrag berichten wir über die Erfahrungen einer umgestalteten Lehre im Bereich Informatik und Gesellschft (IuG). Die Gründe für die Umge staltung und die Konzeption werden skizziert. Die Erfahrungen haben wir zu Thesen verdichtet: 1. Informatik und Gesellschaft sollte eine Pflichtveranstaltung im Bachelor-Studium sein, in der Studierende einen Überblick erhalten, welche gesellschaftlichen Rahmenbedingungen für sie relevant sind und wie man diese in die Praxis mit einbeziehen kann. 2. Historische Inhalte der Informatik sollen hier aufgearbeitet werden, indem man aktuelle Entwicklungen im Kontext ihrer Genese betrachtet.
Wir stellen die Konzeption und erste Ergebnisse einer neuartigen Informatik- Lehrveranstaltung für Studierende der Geodäsie vor. Das Konzept verbindet drei didaktische Ideen: Kontextorientierung, Peer-Tutoring und Praxisbezug (Course). Die Studierenden sollen dabei in zwei Semestern wichtige Grundlagen der Informatik verstehen und anzuwenden lernen. Durch enge Verzahnung der Aufgaben mit einem für Nichtinformatiker relevanten Kontext, sowie einem sehr hohen Anteil von Selbsttätigkeit der Studierenden soll die Motivation für fachfremde Themen gesteigert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Veranstaltung sehr erfolgreich war.
Informatik im Alltag
(2013)
Die Fachwissenschaft Informatik stellt Mittel bereit, deren Nutzung für Studierende heutzutage selbstverständlich ist. Diese Tatsache darf uns allerdings nicht dar- über hinwegtäuschen, dass Studierende in der Regel keine Grundlage im Sinne einer informatischen Allgemeinbildung gemäÿ der Bildungsstandards der Gesellschaft für Informatik besitzen. Das Schulfach Informatik hat immer noch keinen durchgängigen Platz in den Stundentafeln der allgemein bildenden Schule gefunden. Zukünftigen Lehrkräften ist im Rahmen der bildungswissenschaftlichen Anteile im Studium eine hinreichende Medienkompetenz zu vermitteln. Mit der überragenden Bedeutung der digitalen Medien kann dies nur auf der Grundlage einer ausreichenden informatischen Grundbildung erfolgen. Damit ist es angezeigt, ein Studienangebot bereitzustellen, das allen Studierenden ein Eintauchen in Elemente (Fachgebiete) der Fachwissenschaft Informatik aus der Sicht des Alltags bietet. An diesen Elementen werden exemplarisch verschiedene Aspekte der Fachwissenschaft beleuchtet, um einen Einblick in die Vielgestaltigkeit der Fragen und Lösungsstrategien der Informatik zu erlauben und so die informatische Grundbildung zu befördern.
Zurzeit haben wir es mit der folgenden Situation an Universitäten zu tun: Studierende kommen mit unterschiedlichem Wissen und Kompetenzen zur Universität, um informatikbezogene Studiengänge zu belegen. Diesem Umstand muss in den universitären Kursen entgegengewirkt werden, um ein einheitliches Bildungsziel zu erreichen. Für einige Studierende bedeutet dies oft eine Lehrbelastung in einem ohnehin sehr zeitintensiven Studium, was nicht selten zum Studienabbruch führt. Ein anderes Problem ist die fehlende Transparenz bezüglich der Gegenstände des Informatikstudiums: einige angehende Studierende kommen mit einem von der Realität abweichenden Bild der Informatik zur Universität, andere entscheiden sich u. U. deshalb gegen ein Informatikstudium, da ihnen nicht bewusst ist, dass das Studium für sie interessant sein könnte. In diesem Artikel soll ein Lösungsvorschlag anhand eines Kompetenzrahmenmodells vorgestellt werden, mit dessen Hilfe eine Verbesserung der Hochschulsituation erreicht werden kann.
Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der Frage, wie der eLearning-Support in großen Institutionen effizient gestaltet werden kann. Vorgestellt wird ein experimentelles Beratungsprojekt, das Lehrende bei der Gestaltung von eLearning-Maßnahmen mithilfe der Lernplattform ILIAS1 unterstützt. Neben der Zielsetzung des Projekts werden dessen Aufbau und erste Praxiserfahrungen erörtert. Außerdem werden Potenziale des Beratungsformats, die insbesondere mit der individuellen Vor-Ort-Beratung der Lehrenden durch hochschuldidaktisch geschulte Studierende einhergehen, erläutert. Abschließend werden Grenzen und Weiterentwicklungsperspektiven des Projekts dargestellt. Am Beispiel der ILIAS-Beratung soll gezeigt werden, dass es sich einer nachhaltigen Organisationsentwicklung als zuträglich erweist, Kooperationen erschiedenartiger Organisationseinheiten zu fördern und die entstehenden Synergieeffekte zu nutzen.
Der traditionelle Weg in der Informatik besteht darin, Kompetenzen entweder normativ durch eine Expertengruppe festzulegen oder als Ableitungsergebnis eines Bildungsstandards aus einem externen Feld. Dieser Artikel stellt einen neuartigen und alternativen Ansatz vor, der sich der Methodik der Qualitativen Inhaltsanalyse (QI) bedient. Das Ziel war die Ableitung von informatischen Schlüsselkompetenzen anhand bereits etablierter und erprobter didaktischer Ansätze der Informatikdidaktik. Dazu wurde zunächst aus einer Reihe von Informatikdidaktikbüchern eine Liste mit möglichen Kandidaten für Kompetenzen generiert. Diese Liste wurde als QI-Kategoriensystem verwendet, mit der sechs verschiedene didaktische Ansätze analysiert wurden. Ein abschließender Verfeinerungsschritt erfolgte durch die Überprüfung, welche der gefundenen Kompetenzen in allen vier Kernbereichen der Informatik (theoretische, technische, praktische und angewandte Informatik) Anwendung finden. Diese Methode wurde für die informatische Schulausbildung exemplarisch entwickelt und umgesetzt, ist aber ebenfalls ein geeignetes Vorgehen für die Identifizierung von Schlüsselkompetenzen in anderen Gebieten, wie z. B. in der informatischen Hochschulausbildung, und soll deshalb hier kurz vorgestellt werden.
Dieser Beitrag stellt das Lehr-Lern-Konzept zur Kompetenzförderung im Software Engineering im Studiengang Mechatronik der Hochschule Aschaffenburg dar. Dieses Konzept ist mehrstufig mit Vorlesungs-, Seminar- und Projektsequenzen. Dabei werden Herausforderungen und Verbesserungspotentiale identifiziert und dargestellt. Abschließend wird ein Überblick gegeben, wie im Rahmen eines gerade gestarteten Forschungsprojektes Lehr-Lernkonzepte weiterentwickelt werden können.
Im Bachelor-Studiengang (B. Sc.) IT Security an der Fachhochschule St. Pölten wurde im Wintersemester 2011/12 versuchsweise die Lehrorganisation im ersten Fachsemester verändert: Die Module bzw. Teilmodule wurden nicht mehr alle parallel zueinander unterrichtet, sondern jedes Modul wurde exklusiv über einige Wochen abgehalten. Im Beitrag werden die Auswirkungen und bisherigen Erfahrungen mit dieser Reorganisation der Lehre geschildert: So haben sich die Noten im Mittel um etwa eine Note verbessert, die Zahl derjenigen Studierenden, die durch Prüfungen durchfallen, ist drastisch gesunken. Die Zufriedenheit der Studierenden und Lehrenden ist so groß, dass diese Form der Lehrorganisation im gesamten Bachelor- und auch im Masterstudiengang übernommen wird.
Zur Unterstützung von Studierenden in der Studieneingangsphase wurde an der RWTH Aachen ein neuartiger und motivierender Einstieg in den Vorkurs Informatik entwickelt und zum Wintersemester 2011/12 erprobt. Dabei wurde die grafische Programmierung mittels App Inventor eingeführt, die zur Umsetzung anwendungsbezogener Projekte genutzt wurde. In diesem Beitrag werden die Motivation für die Neugestaltung, das Konzept und die Evaluation des Testlaufs beschrieben. Diese dienen als Grundlage für eine vollständige Neukonzeption des Vorkurses für das Wintersemester 2012/2013.
Die vorliegende Arbeit erörtert die Frage, wie Nachwuchs für das Informatikstudium nachhaltig gesichert werden kann. Dazu werden Befragungen unter Schülerinnen und Schülern (13-16 Jahre), sowie aktuelle Informatik-Schnupperangebote für Schülerinnen und Schüler an deutschsprachigen Hochschulen vorgestellt und untersucht. Diese Gegenüberstellung zeigt deutlich, dass die Angebote nur bedingt eine breite Zielgruppe ansprechen und dass weitere Formate und Inhalte notwendig sind, um Schülerinnen und Schüler frühzeitig und in voller Breite zu erreichen und für das Informatikstudium zu begeistern. Daraus wird abgeleitet, dass Missverständnisse und Probleme mit der Informatik im Schulkontext aufgegriffen werden müssen. Das vorgestellte Programm Schulbotschafter Informatik stellt einen möglichen Weg dar, um dies zu erreichen und übliche Schnupperangebote zu ergänzen.
Scientific writing is an important skill for computer science and computer engineering professionals. In this paper we present a writing concept across the curriculum program directed towards scientific writing. The program is built around a hierarchy of learning outcomes. The hierarchy is constructed through analyzing the learning outcomes in relation to competencies that are needed to fulfill them.
Ein konstruktivistischer Lehransatz für die Einführungsveranstaltung der Theoretischen Informatik
(2013)
Ausgehend von einem sozial-konstruktivistischen Verständnis von Lernprozessen und unter der besonderen Berücksichtigung der durch die Bologna-Studienreform angeregten Kompetenzorientierung, haben wir in den letzten Jahren einen hochschuldidaktischen Ansatz für die Einführungsveranstaltung im Bereich der Theoretischen Informatik an der Universität Potsdam entwickelt und praktisch erprobt. Nach zahlreichen Experimenten und mit einer Durchfallquote von zuletzt 6% im Wintersemester 2011/2012 haben wir den Eindruck, dass der Ansatz den Studierenden jene Lernumgebung und -anregung bietet, die ihnen hilft, die entsprechenden Fachkompetenzen in der Veranstaltung zu entwickeln. In diesem Artikel stellen wir unseren Ansatz vor und skizzieren abschlieÿend, wie wir diesen im nächsten Wintersemester empirisch evaluieren werden.
Die Orientierung am Outcome eines Lernprozesses stellt einen wichtigen Pfeiler einer kompetenzorientierten Informatiklehre dar. Im Beitrag werden Konzeption und Erfahrungen eines Projekts zur outcome-orientierten Neuausrichtung der Informatiklehre unter Berücksichtigung der Theorie des Constructive Alignment beschrieben. Nach der theoretischen Fundierung der Kompetenzproblematik wird anhand eines Formulierungsmodells ein Prozess zur Erarbeitung beobachtbarer Lernergebnisse dargestellt. Die Diskussion der Projektziele und Erfahrungen in der Umsetzung und Evaluierung unterstreichen die Chancen und Herausforderungen für eine Steigerung der Studienqualität.
Die Tagungsreihe zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI wird vom Fachbereich Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD) in der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI) organisiert. Sie dient den Lehrenden der Informatik in Studiengängen an Hochschulen als Forum der Information und des Austauschs über neue didaktische Ansätze und bildungspolitische Themen im Bereich der Hochschulausbildung aus der fachlichen Perspektive der Informatik. Diese fünfte HDI 2012 wurde an der Universität Hamburg organisiert. Für sie wurde das spezielle Motto „Informatik für eine nachhaltige Zukunft“ gewählt, um insbesondere Fragen der Bildungsrelevanz informatischer Inhalte, der Kompetenzen für Studierende informatisch geprägter Studiengänge und der Rolle der Informatik in der Hochschulentwicklung zu diskutieren.
Nowadays, model-driven engineering (MDE) promises to ease software development by decreasing the inherent complexity of classical software development. In order to deliver on this promise, MDE increases the level of abstraction and automation, through a consideration of domain-specific models (DSMs) and model operations (e.g. model transformations or code generations). DSMs conform to domain-specific modeling languages (DSMLs), which increase the level of abstraction, and model operations are first-class entities of software development because they increase the level of automation. Nevertheless, MDE has to deal with at least two new dimensions of complexity, which are basically caused by the increased linguistic and technological heterogeneity. The first dimension of complexity is setting up an MDE environment, an activity comprised of the implementation or selection of DSMLs and model operations. Setting up an MDE environment is both time-consuming and error-prone because of the implementation or adaptation of model operations. The second dimension of complexity is concerned with applying MDE for actual software development. Applying MDE is challenging because a collection of DSMs, which conform to potentially heterogeneous DSMLs, are required to completely specify a complex software system. A single DSML can only be used to describe a specific aspect of a software system at a certain level of abstraction and from a certain perspective. Additionally, DSMs are usually not independent but instead have inherent interdependencies, reflecting (partial) similar aspects of a software system at different levels of abstraction or from different perspectives. A subset of these dependencies are applications of various model operations, which are necessary to keep the degree of automation high. This becomes even worse when addressing the first dimension of complexity. Due to continuous changes, all kinds of dependencies, including the applications of model operations, must also be managed continuously. This comprises maintaining the existence of these dependencies and the appropriate (re-)application of model operations. The contribution of this thesis is an approach that combines traceability and model management to address the aforementioned challenges of configuring and applying MDE for software development. The approach is considered as a traceability approach because it supports capturing and automatically maintaining dependencies between DSMs. The approach is considered as a model management approach because it supports managing the automated (re-)application of heterogeneous model operations. In addition, the approach is considered as a comprehensive model management. Since the decomposition of model operations is encouraged to alleviate the first dimension of complexity, the subsequent composition of model operations is required to counteract their fragmentation. A significant portion of this thesis concerns itself with providing a method for the specification of decoupled yet still highly cohesive complex compositions of heterogeneous model operations. The approach supports two different kinds of compositions - data-flow compositions and context compositions. Data-flow composition is used to define a network of heterogeneous model operations coupled by sharing input and output DSMs alone. Context composition is related to a concept used in declarative model transformation approaches to compose individual model transformation rules (units) at any level of detail. In this thesis, context composition provides the ability to use a collection of dependencies as context for the composition of other dependencies, including model operations. In addition, the actual implementation of model operations, which are going to be composed, do not need to implement any composition concerns. The approach is realized by means of a formalism called an executable and dynamic hierarchical megamodel, based on the original idea of megamodels. This formalism supports specifying compositions of dependencies (traceability and model operations). On top of this formalism, traceability is realized by means of a localization concept, and model management by means of an execution concept.
Virtual 3D city and landscape models are the main subject investigated in this thesis. They digitally represent urban space and have many applications in different domains, e.g., simulation, cadastral management, and city planning. Visualization is an elementary component of these applications. Photo-realistic visualization with an increasingly high degree of detail leads to fundamental problems for comprehensible visualization. A large number of highly detailed and textured objects within a virtual 3D city model may create visual noise and overload the users with information. Objects are subject to perspective foreshortening and may be occluded or not displayed in a meaningful way, as they are too small. In this thesis we present abstraction techniques that automatically process virtual 3D city and landscape models to derive abstracted representations. These have a reduced degree of detail, while essential characteristics are preserved. After introducing definitions for model, scale, and multi-scale representations, we discuss the fundamentals of map generalization as well as techniques for 3D generalization. The first presented technique is a cell-based generalization of virtual 3D city models. It creates abstract representations that have a highly reduced level of detail while maintaining essential structures, e.g., the infrastructure network, landmark buildings, and free spaces. The technique automatically partitions the input virtual 3D city model into cells based on the infrastructure network. The single building models contained in each cell are aggregated to abstracted cell blocks. Using weighted infrastructure elements, cell blocks can be computed on different hierarchical levels, storing the hierarchy relation between the cell blocks. Furthermore, we identify initial landmark buildings within a cell by comparing the properties of individual buildings with the aggregated properties of the cell. For each block, the identified landmark building models are subtracted using Boolean operations and integrated in a photo-realistic way. Finally, for the interactive 3D visualization we discuss the creation of the virtual 3D geometry and their appearance styling through colors, labeling, and transparency. We demonstrate the technique with example data sets. Additionally, we discuss applications of generalization lenses and transitions between abstract representations. The second technique is a real-time-rendering technique for geometric enhancement of landmark objects within a virtual 3D city model. Depending on the virtual camera distance, landmark objects are scaled to ensure their visibility within a specific distance interval while deforming their environment. First, in a preprocessing step a landmark hierarchy is computed, this is then used to derive distance intervals for the interactive rendering. At runtime, using the virtual camera distance, a scaling factor is computed and applied to each landmark. The scaling factor is interpolated smoothly at the interval boundaries using cubic Bézier splines. Non-landmark geometry that is near landmark objects is deformed with respect to a limited number of landmarks. We demonstrate the technique by applying it to a highly detailed virtual 3D city model and a generalized 3D city model. In addition we discuss an adaptation of the technique for non-linear projections and mobile devices. The third technique is a real-time rendering technique to create abstract 3D isocontour visualization of virtual 3D terrain models. The virtual 3D terrain model is visualized as a layered or stepped relief. The technique works without preprocessing and, as it is implemented using programmable graphics hardware, can be integrated with minimal changes into common terrain rendering techniques. Consequently, the computation is done in the rendering pipeline for each vertex, primitive, i.e., triangle, and fragment. For each vertex, the height is quantized to the nearest isovalue. For each triangle, the vertex configuration with respect to their isovalues is determined first. Using the configuration, the triangle is then subdivided. The subdivision forms a partial step geometry aligned with the triangle. For each fragment, the surface appearance is determined, e.g., depending on the surface texture, shading, and height-color-mapping. Flexible usage of the technique is demonstrated with applications from focus+context visualization, out-of-core terrain rendering, and information visualization. This thesis presents components for the creation of abstract representations of virtual 3D city and landscape models. Re-using visual language from cartography, the techniques enable users to build on their experience with maps when interpreting these representations. Simultaneously, characteristics of 3D geovirtual environments are taken into account by addressing and discussing, e.g., continuous scale, interaction, and perspective.
KoProV
(2010)
In der universitären Lehre ändert sich der Leitgedanke von einer qualifikationsorientierten hin zu einer kompetenzorientierten Ausbildung. Der Begriff Kompetenz lässt sich dabei grob in die fachlichen und die überfachlichen Kompetenzen unterteilen. Insbesondere die Vermittlung von Schlüsselqualifikationen hat in der Lehre von naturwissenschaftlichen Fachrichtungen nur unzureichend Einzug erhalten. Während der klassische Vorlesungsbetrieb auf den Erwerb von Fachkompetenz zielt, stoßen ausschließlich projektorientierte Veranstaltungen schnell an ihre Grenzen hinsichtlich der Teilnehmergröße oder Umfang der Lerninhalte. Um auf geeignete Art und Weise den Erwerb von überfachlichen Kompetenzen zu ermöglichen, bedarf es neuer didaktischer Konzepte, die eine engere Verknüpfung von klassischen Vorlesungen und dem projektorientierten Lernen vorsehen. In diesem Sinne versucht der skizzierte Ansatz der koordinierten Projektvorlesung(KoProV) Wissensvermittlung im Rahmen von Vorlesungseinheiten mit koordinierten Praxisphasen in Teilgruppen zu verbinden. Für eine erfolgreiche Durchführung und Erarbeitung des begleitenden Praxisprojektes durch mehrere Teilgruppen sind organisatorische und technische Randbedingungen zu beachten.
Ziel dieses Beitrages ist es, das didaktische Konzept Fallstudien und seine lerntheoretisch-didaktische Begründung vorzustellen. Es wird die These begründet, dass mediale Räume für die Bearbeitung von Fallstudien lernunterstützend wirken und sich in besonderer Weise für Prozesse der Lernberatung und Lernbegleitung in der Hochschule eignen. Diese These wird entlang dem lerntheoretischen Konzept der Bedeutungsräume von Studierenden in Verbindung mit den Spezifika medialer Räume entfaltet. Für den daraus entstandenen E-Learning-Ansatz Online-Fallstudien kann hier lediglich ein Ausblick gegeben werden.
Was ist eine kreative Leistung von Studierenden? Dies ist die Ausgangsfrage, wenn Lehre kreativitätsförderlicher als bislang gestaltet werden soll. In diesem Beitrag wird ein Modell zur Förderung von Kreativität in der Hochschullehre vorgestellt und mit einem Beispiel verdeutlicht. Es wird die veränderte Konzeption der Vorlesung Informatik & Gesellschaft illustriert: Studierende hatten die Aufgabe, eine „e-Infrastruktur für die Universität NeuDoBoDu“ zu entwickeln. Hierzu werden die Ergebnisse der Evaluation und Erfahrungen erläutert.
Für die Integration und den Bedarf der hochqualifizierten Migranten auf dem Arbeitsmarkt in Deutschland gibt es viele Überlegungen, aber noch keine ausreichenden Lösungen. Dieser Artikel beschreibt eine praktische Lösung über die Umsetzung des Konzepts für die Qualifizierung der akademischen Migranten am Beispiel eines Studienprogramms in Informatik an der Universität Oldenburg.
In der letzten Jahren ist die Zahl der erfolgreichen Prüfungen von Studierenden im Informatikkurs des ersten Studienjahres für verschiedene Studiengänge an der Universität Óbuda stark gesunken. Dies betrifft Prüfungen in den Teilgebieten Rechnerarchitektur, Betrieb von Peripheriegeräten, Binäre Codierung und logische Operationen, Computerviren, Computernetze und das Internet, Steganographie und Kryptographie, Betriebsysteme. Mehr als der Hälfte der Studenten konnte die Prüfungen der ersten Semester nicht erfolgreich absolvieren. Die hier vorgelegte Analyse der Studienleistungen zielt darauf ab, Gründe für diese Entwicklung zu identifizieren, die Zahl der Abbrecher zu reduzieren und die Leistungen der Studenten zu verbessern. Die Analyse zeigt, dass die Studenten die erforderlichen Lehrmaterialen erst ein bis zwei Tage vor oder sogar erst am Tag der Klausuren vom Server downloaden, so dass sie nicht mehr hinreichend Zeit zum Lernen haben. Diese Tendenz zeigt sich bei allen Teilgebieten des Studiengangs. Ein Mangel an kontinuierlicher Mitarbeit scheint einer der Gründe für ein frühes Scheitern zu sein. Ferner zeigt sich die Notwendigkeit, dass bei den Lehrangeboten in Informatik auf eine kontinuierliche Kommunikation mit den Studierenden und Rückmeldung zu aktuellen Unterrichtsinhalten zu achten ist. Dies kann durch motivierende Maßnahmen zur Teilnahme an den Übungen oder durch kleine wöchentliche schriftliche Tests geschehen.
Bei der Suche nach Möglichkeiten, die Weiterbildung für Informatiklehrkräfte auszubauen, bietet sich der Einsatz virtueller Lernräume an. Dieses Papier berichtet über ein Projekt, in dem ein exemplarischer virtueller Lernraum für kollaboratives Lernen in der Lehrerweiterbildung in Informatik theoriegeleitet erstellt, erprobt und bewertet wurde. Die erzielten Ergebnisse über das Nutzungsverhalten können für weitere E-Learningprojekte in der Lehrerbildung hilfreich sein. Der Schwerpunkt dieses Papiers liegt auf der Gestaltung des Lernraums unter Beachtung der speziellen Situation der Informatiklehrkräfte, nicht auf der didaktischen Aufbereitung der betreffenden Lerneinheit.
Projektmanagement-Kompetenzen werden von Unternehmen unterschiedlichster Branchen mit wachsender Priorität betrachtet und eingefordert. Als Beitrag zu einer kompetenzorientierten Ausbildung werden in diesem Paper interdisziplinäre Studienmodule als Bestandteil des Wirtschaftsinformatik-Studiums vorgestellt. Zielsetzung der Studienmodule ist die Befähigung der Studierenden, konkrete Projekte unter Nutzung von standardisierten Werkzeugen und Methoden nach dem IPMA-Standard planen und durchführen zu können.
Die Evaluierung von Lehrveranstaltungen hat in vielen Lehreinrichtungen eine lange Tradition. In diesen klassischen Evaluierungsszenarien werden einmalig pro Semester Umfragebögen an die Studierenden verteilt und anschließend manuell ausgewertet. Die Ergebnisse sind dann zumeist am Ende der Vorlesungszeit vorhanden und geben einen punktuellen Einblick in die Qualität der Lehrveranstaltung bis zum Zeitpunkt der durchgeführten Evaluation. In diesem Artikel stellen wir das Konzept des Rapid Feedback, seine Einsatzmöglichkeiten in universitären Lehrveranstaltungen und eine prototypische Integration in eine koaktive Lern- und Arbeitsumgebung vor.
Pseudo
(2010)
Pseudo ist eine auf Pseudocode basierende Programmiersprache, welche in der akademischen Lehre zum Einsatz kommen und hier die Vermittlung und Untersuchung von Algorithmen und Datenstrukturen unterstützen soll. Dieser Beitrag geht auf die Besonderheiten der Sprache sowie mögliche didaktische Szenarien ein.
Output statt Input
(2010)
Die in der Fachdidaktik Informatik im Zusammenhang mit den Bildungsstandards seit Jahren diskutierte Outputorientierung wird mittelfristig auch für die Hochschullehre verbindlich. Diese Änderung kann als Chance aufgefasst werden, aktuellen Problemen der Informatiklehre gezielt entgegenzuwirken. Basierend auf der Theorie des Constructive Alignment wird vorgeschlagen, im Zusammenhang mit der Outputorientierung eine Abstimmung von intendierter Kompetenz, Lernaktivität und Prüfung vorzunehmen. Zusätzlich profitieren Lehramtsstudenten von den im eigenen Lernprozess erworbenen Erfahrungen im Umgang mit Kompetenzen: wie diese formuliert, erarbeitet und geprüft werden. Anforderungen an die Formulierung von Kompetenzen werden untersucht, mit Beispielen belegt und Möglichkeiten zur Klassifizierung angeregt. Ein Austausch in den Fachbereichen und Fachdidaktiken über die individuell festgelegten Kompetenzen wird vorgeschlagen, um die hochschuldidaktische Diskussion zu bereichern.
Zusammenfassung: Game-based Learning und Edutainment sind aktuelle Schlagworte im Bereich der Hochschulausbildung. Zunächst verbindet man damit die Integration einer Spiel- und Spaßkultur in die herkömmlichen Lehrveranstaltungen wie Vorlesungen, Übungen, Praktika und Seminare. Die nachfolgenden Ausführungen gehen einer genaueren Begriffsanalyse nach und untersuchen, ob Game-based Learning und Edutainment tatsächlich neuartige Unterrichtsformen erfordern oder neue didaktische Überlegungen in bestehendes Unterrichtsgeschehen bringen – oder ob es nicht doch an einigen Stellen „alter Wein in neuen Schläuchen“ ist.
Die Studienanfänger der Informatik haben in Deutschland sehr unterschiedliche Grundkenntnisse in der Programmierung. Dies führt immer wieder zu Schwierigkeiten in der Ausrichtung der Einführungsveranstaltungen. An der TU München wird seit dem Wintersemester 2008/2009 nun eine neue Art von Vorkursen angeboten. In nur 2,5 Tagen erstellen die Teilnehmer ein kleines objektorientiertes Programm. Dabei arbeiten sie weitestgehend alleine, unterstützt von einem studentischen Tutor. In dieser Arbeit sollen nun das Konzept der sogenannten „Vorprojekte“ sowie erste Forschungsansätze vorgestellt werden
Die Möglichkeiten sich zu informieren, am Leben der vielen Anderen teilzunehmen ist durch das Internet mit seinen Tweets, Google-Angeboten und sozialen Netzwerken wie Facebook ins Unermessliche gewachsen. Zugleich fühlen sich viele Nutzer überfordert und meinen, im Meer der Informationen zu ertrinken. So bekennt Frank Schirrmacher in seinem Buch Payback, dass er den geistigen Anforderungen unserer Zeit nicht mehr gewachsen ist. Sein Kopf komme nicht mehr mit. Er sei unkonzentriert, vergesslich und ständig abgelenkt. Das, was vielen zum Problem geworden ist, sehen viele Studierende eher pragmatisch. Der Wissenserwerb in Zeiten von Internet und E-Learning läuft an Hochschulen häufig nach der Helene-Hegemann-Methode ab: Zunächst machen sich die Studierenden, z.B. im Rahmen einer Studien- oder Hausarbeit, bei Wikipedia „schlau“, ein Einstieg ist geschafft. Anschließend wird dieses Wissen mit Google angereichert. Damit ist Überblickswissen vorhanden. Mit geschickter copy-and-paste-Komposition lässt sich daraus schon ein „Werk“ erstellen. Der ein oder andere Studierende gibt sich mit diesem Wissenserwerb zufrieden und bricht seinen Lernprozess hier bereits ab. Nun ist zwar am Ende jeder Studierende für seinen Wissenserwerb selbst verantwortlich. Die erkennbar unbefriedigende Situation sollte die Hochschulen aber herausfordern, das Internet in Vorlesungen und Seminaren auszuprobieren und sinnvolle Anwendungen zu entwickeln. Beispiele gibt es durchaus. Unter der Metapher E-Learning hat sich ein umfangreicher Forschungsschwerpunkt an den Universitäten entwickelt. Einige Beispiele von vielen: So hat der Osnabrücker Informatik-Professor Oliver Vornberger seine Vorlesungen als Video ins Netz gestellt. Per RSS ist es möglich, Sequenzen aufs iPod zu laden. Die übliche Dozentenangst, dann würden sie ja vor leeren Bänken sitzen, scheint unbegründet. Sie werden von den Studierenden vor allem zur Prüfungsvorbereitung genutzt. Wie ist das Internet, das für die junge Generation zu einem alles andere verdrängenden Universalmedium geworden ist, didaktisch in die Hochschullehre einzubinden? Wie also ist konkret mit diesen Herausforderungen umzugehen? Dies soll uns im Folgenden beschäftigen.
In the early days of computer graphics, research was mainly driven by the goal to create realistic synthetic imagery. By contrast, non-photorealistic computer graphics, established as its own branch of computer graphics in the early 1990s, is mainly motivated by concepts and principles found in traditional art forms, such as painting, illustration, and graphic design, and it investigates concepts and techniques that abstract from reality using expressive, stylized, or illustrative rendering techniques. This thesis focuses on the artistic stylization of two-dimensional content and presents several novel automatic techniques for the creation of simplified stylistic illustrations from color images, video, and 3D renderings. Primary innovation of these novel techniques is that they utilize the smooth structure tensor as a simple and efficient way to obtain information about the local structure of an image. More specifically, this thesis contributes to knowledge in this field in the following ways. First, a comprehensive review of the structure tensor is provided. In particular, different methods for integrating the minor eigenvector field of the smoothed structure tensor are developed, and the superiority of the smoothed structure tensor over the popular edge tangent flow is demonstrated. Second, separable implementations of the popular bilateral and difference of Gaussians filters that adapt to the local structure are presented. These filters avoid artifacts while being computationally highly efficient. Taken together, both provide an effective way to create a cartoon-style effect. Third, a generalization of the Kuwahara filter is presented that avoids artifacts by adapting the shape, scale, and orientation of the filter to the local structure. This causes directional image features to be better preserved and emphasized, resulting in overall sharper edges and a more feature-abiding painterly effect. In addition to the single-scale variant, a multi-scale variant is presented, which is capable of performing a highly aggressive abstraction. Fourth, a technique that builds upon the idea of combining flow-guided smoothing with shock filtering is presented, allowing for an aggressive exaggeration and an emphasis of directional image features. All presented techniques are suitable for temporally coherent per-frame filtering of video or dynamic 3D renderings, without requiring expensive extra processing, such as optical flow. Moreover, they can be efficiently implemented to process content in real-time on a GPU.
E-Learning Symposium 2012
(2013)
Dieser Tagungsband beinhaltet die auf dem E-Learning Symposium 2012 an der Universität Potsdam vorgestellten Beiträge zu aktuellen Anwendungen, innovativen Prozesse und neuesten Ergebnissen im Themenbereich E-Learning. Lehrende, E-Learning-Praktiker und -Entscheider tauschten ihr Wissen über etablierte und geplante Konzepte im Zusammenhang mit dem Student-Life-Cycle aus. Der Schwerpunkt lag hierbei auf der unmittelbaren Unterstützung von Lehr- und Lernprozessen, auf Präsentation, Aktivierung und Kooperation durch Verwendung von neuen und etablierten Technologien.
In many applications one is faced with the problem of inferring some functional relation between input and output variables from given data. Consider, for instance, the task of email spam filtering where one seeks to find a model which automatically assigns new, previously unseen emails to class spam or non-spam. Building such a predictive model based on observed training inputs (e.g., emails) with corresponding outputs (e.g., spam labels) is a major goal of machine learning. Many learning methods assume that these training data are governed by the same distribution as the test data which the predictive model will be exposed to at application time. That assumption is violated when the test data are generated in response to the presence of a predictive model. This becomes apparent, for instance, in the above example of email spam filtering. Here, email service providers employ spam filters and spam senders engineer campaign templates such as to achieve a high rate of successful deliveries despite any filters. Most of the existing work casts such situations as learning robust models which are unsusceptible against small changes of the data generation process. The models are constructed under the worst-case assumption that these changes are performed such to produce the highest possible adverse effect on the performance of the predictive model. However, this approach is not capable to realistically model the true dependency between the model-building process and the process of generating future data. We therefore establish the concept of prediction games: We model the interaction between a learner, who builds the predictive model, and a data generator, who controls the process of data generation, as an one-shot game. The game-theoretic framework enables us to explicitly model the players' interests, their possible actions, their level of knowledge about each other, and the order at which they decide for an action. We model the players' interests as minimizing their own cost function which both depend on both players' actions. The learner's action is to choose the model parameters and the data generator's action is to perturbate the training data which reflects the modification of the data generation process with respect to the past data. We extensively study three instances of prediction games which differ regarding the order in which the players decide for their action. We first assume that both player choose their actions simultaneously, that is, without the knowledge of their opponent's decision. We identify conditions under which this Nash prediction game has a meaningful solution, that is, a unique Nash equilibrium, and derive algorithms that find the equilibrial prediction model. As a second case, we consider a data generator who is potentially fully informed about the move of the learner. This setting establishes a Stackelberg competition. We derive a relaxed optimization criterion to determine the solution of this game and show that this Stackelberg prediction game generalizes existing prediction models. Finally, we study the setting where the learner observes the data generator's action, that is, the (unlabeled) test data, before building the predictive model. As the test data and the training data may be governed by differing probability distributions, this scenario reduces to learning under covariate shift. We derive a new integrated as well as a two-stage method to account for this data set shift. In case studies on email spam filtering we empirically explore properties of all derived models as well as several existing baseline methods. We show that spam filters resulting from the Nash prediction game as well as the Stackelberg prediction game in the majority of cases outperform other existing baseline methods.
Business process models are used within a range of organizational initiatives, where every stakeholder has a unique perspective on a process and demands the respective model. As a consequence, multiple process models capturing the very same business process coexist. Keeping such models in sync is a challenge within an ever changing business environment: once a process is changed, all its models have to be updated. Due to a large number of models and their complex relations, model maintenance becomes error-prone and expensive. Against this background, business process model abstraction emerged as an operation reducing the number of stored process models and facilitating model management. Business process model abstraction is an operation preserving essential process properties and leaving out insignificant details in order to retain information relevant for a particular purpose. Process model abstraction has been addressed by several researchers. The focus of their studies has been on particular use cases and model transformations supporting these use cases. This thesis systematically approaches the problem of business process model abstraction shaping the outcome into a framework. We investigate the current industry demand in abstraction summarizing it in a catalog of business process model abstraction use cases. The thesis focuses on one prominent use case where the user demands a model with coarse-grained activities and overall process ordering constraints. We develop model transformations that support this use case starting with the transformations based on process model structure analysis. Further, abstraction methods considering the semantics of process model elements are investigated. First, we suggest how semantically related activities can be discovered in process models-a barely researched challenge. The thesis validates the designed abstraction methods against sets of industrial process models and discusses the method implementation aspects. Second, we develop a novel model transformation, which combined with the related activity discovery allows flexible non-hierarchical abstraction. In this way this thesis advocates novel model transformations that facilitate business process model management and provides the foundations for innovative tool support.
The constantly growing capacity of reconfigurable devices allows simultaneous execution of complex applications on those devices. The mere diversity of applications deems it impossible to design an interconnection network matching the requirements of every possible application perfectly, leading to suboptimal performance in many cases. However, the architecture of the interconnection network is not the only aspect affecting performance of communication. The resource manager places applications on the device and therefore influences latency between communicating partners and overall network load. Communication protocols affect performance by introducing data and processing overhead putting higher load on the network and increasing resource demand. Approaching communication holistically not only considers the architecture of the interconnect, but communication-aware resource management, communication protocols and resource usage just as well. Incorporation of different parts of a reconfigurable system during design- and runtime and optimizing them with respect to communication demand results in more resource efficient communication. Extensive evaluation shows enhanced performance and flexibility, if communication on reconfigurable devices is regarded in a holistic fashion.
Bildverarbeitungsanwendungen stellen besondere Ansprüche an das ausführende Rechensystem. Einerseits ist eine hohe Rechenleistung erforderlich. Andererseits ist eine hohe Flexibilität von Vorteil, da die Entwicklung tendentiell ein experimenteller und interaktiver Prozess ist. Für neue Anwendungen tendieren Entwickler dazu, eine Rechenarchitektur zu wählen, die sie gut kennen, anstatt eine Architektur einzusetzen, die am besten zur Anwendung passt. Bildverarbeitungsalgorithmen sind inhärent parallel, doch herkömmliche bildverarbeitende eingebettete Systeme basieren meist auf sequentiell arbeitenden Prozessoren. Im Gegensatz zu dieser "Unstimmigkeit" können hocheffiziente Systeme aus einer gezielten Synergie aus Software- und Hardwarekomponenten aufgebaut werden. Die Konstruktion solcher System ist jedoch komplex und viele Lösungen, wie zum Beispiel grobgranulare Architekturen oder anwendungsspezifische Programmiersprachen, sind oft zu akademisch für einen Einsatz in der Wirtschaft. Die vorliegende Arbeit soll ein Beitrag dazu leisten, die Komplexität von Hardware-Software-Systemen zu reduzieren und damit die Entwicklung hochperformanter on-Chip-Systeme im Bereich Bildverarbeitung zu vereinfachen und wirtschaftlicher zu machen. Dabei wurde Wert darauf gelegt, den Aufwand für Einarbeitung, Entwicklung als auch Erweiterungen gering zu halten. Es wurde ein Entwurfsfluss konzipiert und umgesetzt, welcher es dem Softwareentwickler ermöglicht, Berechnungen durch Hardwarekomponenten zu beschleunigen und das zu Grunde liegende eingebettete System komplett zu prototypisieren. Hierbei werden komplexe Bildverarbeitungsanwendungen betrachtet, welche ein Betriebssystem erfordern, wie zum Beispiel verteilte Kamerasensornetzwerke. Die eingesetzte Software basiert auf Linux und der Bildverarbeitungsbibliothek OpenCV. Die Verteilung der Berechnungen auf Software- und Hardwarekomponenten und die daraus resultierende Ablaufplanung und Generierung der Rechenarchitektur erfolgt automatisch. Mittels einer auf der Antwortmengenprogrammierung basierten Entwurfsraumexploration ergeben sich Vorteile bei der Modellierung und Erweiterung. Die Systemsoftware wird mit OpenEmbedded/Bitbake synthetisiert und die erzeugten on-Chip-Architekturen auf FPGAs realisiert.
Parsability approaches of several grammar formalisms generating also non-context-free languages are explored. Chomsky grammars, Lindenmayer systems, grammars with controlled derivations, and grammar systems are treated. Formal properties of these mechanisms are investigated, when they are used as language acceptors. Furthermore, cooperating distributed grammar systems are restricted so that efficient deterministic parsing without backtracking becomes possible. For this class of grammar systems, the parsing algorithm is presented and the feature of leftmost derivations is investigated in detail.
Biology has made great progress in identifying and measuring the building blocks of life. The availability of high-throughput methods in molecular biology has dramatically accelerated the growth of biological knowledge for various organisms. The advancements in genomic, proteomic and metabolomic technologies allow for constructing complex models of biological systems. An increasing number of biological repositories is available on the web, incorporating thousands of biochemical reactions and genetic regulations. Systems Biology is a recent research trend in life science, which fosters a systemic view on biology. In Systems Biology one is interested in integrating the knowledge from all these different sources into models that capture the interaction of these entities. By studying these models one wants to understand the emerging properties of the whole system, such as robustness. However, both measurements as well as biological networks are prone to considerable incompleteness, heterogeneity and mutual inconsistency, which makes it highly non-trivial to draw biologically meaningful conclusions in an automated way. Therefore, we want to promote Answer Set Programming (ASP) as a tool for discrete modeling in Systems Biology. ASP is a declarative problem solving paradigm, in which a problem is encoded as a logic program such that its answer sets represent solutions to the problem. ASP has intrinsic features to cope with incompleteness, offers a rich modeling language and highly efficient solving technology. We present ASP solutions, for the analysis of genetic regulatory networks, determining consistency with observed measurements and identifying minimal causes for inconsistency. We extend this approach for computing minimal repairs on model and data that restore consistency. This method allows for predicting unobserved data even in case of inconsistency. Further, we present an ASP approach to metabolic network expansion. This approach exploits the easy characterization of reachability in ASP and its various reasoning methods, to explore the biosynthetic capabilities of metabolic reaction networks and generate hypotheses for extending the network. Finally, we present the BioASP library, a Python library which encapsulates our ASP solutions into the imperative programming paradigm. The library allows for an easy integration of ASP solution into system rich environments, as they exist in Systems Biology.
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.
Service-oriented Architectures (SOA) facilitate the provision and orchestration of business services to enable a faster adoption to changing business demands. Web Services provide a technical foundation to implement this paradigm on the basis of XML-messaging. However, the enhanced flexibility of message-based systems comes along with new threats and risks. To face these issues, a variety of security mechanisms and approaches is supported by the Web Service specifications. The usage of these security mechanisms and protocols is configured by stating security requirements in security policies. However, security policy languages for SOA are complex and difficult to create due to the expressiveness of these languages. To facilitate and simplify the creation of security policies, this thesis presents a model-driven approach that enables the generation of complex security policies on the basis of simple security intentions. SOA architects can specify these intentions in system design models and are not required to deal with complex technical security concepts. The approach introduced in this thesis enables the enhancement of any system design modelling languages – for example FMC or BPMN – with security modelling elements. The syntax, semantics, and notion of these elements is defined by our security modelling language SecureSOA. The metamodel of this language provides extension points to enable the integration into system design modelling languages. In particular, this thesis demonstrates the enhancement of FMC block diagrams with SecureSOA. To enable the model-driven generation of security policies, a domain-independent policy model is introduced in this thesis. This model provides an abstraction layer for security policies. Mappings are used to perform the transformation from our model to security policy languages. However, expert knowledge is required to generate instances of this model on the basis of simple security intentions. Appropriate security mechanisms, protocols and options must be chosen and combined to fulfil these security intentions. In this thesis, a formalised system of security patterns is used to represent this knowledge and to enable an automated transformation process. Moreover, a domain-specific language is introduced to state security patterns in an accessible way. On the basis of this language, a system of security configuration patterns is provided to transform security intentions related to data protection and identity management. The formal semantics of the security pattern language enable the verification of the transformation process introduced in this thesis and prove the correctness of the pattern application. Finally, our SOA Security LAB is presented that demonstrates the application of our model-driven approach to facilitate a dynamic creation, configuration, and execution of secure Web Service-based composed applications.
Structuring process models
(2012)
One can fairly adopt the ideas of Donald E. Knuth to conclude that process modeling is both a science and an art. Process modeling does have an aesthetic sense. Similar to composing an opera or writing a novel, process modeling is carried out by humans who undergo creative practices when engineering a process model. Therefore, the very same process can be modeled in a myriad number of ways. Once modeled, processes can be analyzed by employing scientific methods. Usually, process models are formalized as directed graphs, with nodes representing tasks and decisions, and directed arcs describing temporal constraints between the nodes. Common process definition languages, such as Business Process Model and Notation (BPMN) and Event-driven Process Chain (EPC) allow process analysts to define models with arbitrary complex topologies. The absence of structural constraints supports creativity and productivity, as there is no need to force ideas into a limited amount of available structural patterns. Nevertheless, it is often preferable that models follow certain structural rules. A well-known structural property of process models is (well-)structuredness. A process model is (well-)structured if and only if every node with multiple outgoing arcs (a split) has a corresponding node with multiple incoming arcs (a join), and vice versa, such that the set of nodes between the split and the join induces a single-entry-single-exit (SESE) region; otherwise the process model is unstructured. The motivations for well-structured process models are manifold: (i) Well-structured process models are easier to layout for visual representation as their formalizations are planar graphs. (ii) Well-structured process models are easier to comprehend by humans. (iii) Well-structured process models tend to have fewer errors than unstructured ones and it is less probable to introduce new errors when modifying a well-structured process model. (iv) Well-structured process models are better suited for analysis with many existing formal techniques applicable only for well-structured process models. (v) Well-structured process models are better suited for efficient execution and optimization, e.g., when discovering independent regions of a process model that can be executed concurrently. Consequently, there are process modeling languages that encourage well-structured modeling, e.g., Business Process Execution Language (BPEL) and ADEPT. However, the well-structured process modeling implies some limitations: (i) There exist processes that cannot be formalized as well-structured process models. (ii) There exist processes that when formalized as well-structured process models require a considerable duplication of modeling constructs. Rather than expecting well-structured modeling from start, we advocate for the absence of structural constraints when modeling. Afterwards, automated methods can suggest, upon request and whenever possible, alternative formalizations that are "better" structured, preferably well-structured. In this thesis, we study the problem of automatically transforming process models into equivalent well-structured models. The developed transformations are performed under a strong notion of behavioral equivalence which preserves concurrency. The findings are implemented in a tool, which is publicly available.
Die öffentliche Verwaltung setzt seit mehreren Jahren E-Government-Anwendungssysteme ein, um ihre Verwaltungsprozesse intensiver mit moderner Informationstechnik zu unterstützen. Da die öffentliche Verwaltung in ihrem Handeln in besonderem Maße an Recht und Gesetz gebunden ist verstärkt und verbreitet sich der Zusammenhang zwischen den Gesetzen und Rechtsvorschriften einerseits und der zur Aufgabenunterstützung eingesetzten Informationstechnik andererseits. Aus Sicht der Softwaretechnik handelt es sich bei diesem Zusammenhang um eine spezielle Form der Verfolgbarkeit von Anforderungen (engl. Traceability), die so genannte Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (Pre-Requirements Specification Traceability, kurz Pre-RS Traceability), da sie Aspekte betrifft, die relevant sind, bevor die Anforderungen in eine Spezifikation eingeflossen sind (Ursprünge von Anforderungen). Der Ansatz dieser Arbeit leistet einen Beitrag zur Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation von E-Government-Anwendungssystemen. Er kombiniert dazu aktuelle Entwicklungen und Standards (insbesondere des World Wide Web Consortium und der Object Management Group) aus den Bereichen Verfolgbarkeit von Anforderungen, Semantic Web, Ontologiesprachen und modellgetriebener Softwareentwicklung. Der Lösungsansatz umfasst eine spezielle Ontologie des Verwaltungshandeln, die mit den Techniken, Methoden und Werkzeugen des Semantic Web eingesetzt wird, um in Texten von Rechtsvorschriften relevante Ursprünge von Anforderungen durch Annotationen mit einer definierten Semantik zu versehen. Darauf aufbauend wird das Ontology Definition Metamodel (ODM) verwendet, um die Annotationen als spezielle Individuen einer Ontologie auf Elemente der Unified Modeling Language (UML) abzubilden. Dadurch entsteht ein neuer Modelltyp Pre-Requirements Model (PRM), der das Vorfeld der Anforderungsspezifikation formalisiert. Modelle diesen Typs können auch verwendet werden, um Aspekte zu formalisieren die sich nicht oder nicht vollständig aus dem Text der Rechtsvorschrift ergeben. Weiterhin bietet das Modell die Möglichkeit zum Anschluss an die modellgetriebene Softwareentwicklung. In der Arbeit wird deshalb eine Erweiterung der Model Driven Architecture (MDA) vorgeschlagen. Zusätzlich zu den etablierten Modelltypen Computation Independent Model (CIM), Platform Independent Model (PIM) und Platform Specific Model (PSM) könnte der Einsatz des PRM Vorteile für die Verfolgbarkeit bringen. Wird die MDA mit dem PRM auf das Vorfeld der Anforderungsspezifikation ausgeweitet, kann eine Transformation des PRM in ein CIM als initiale Anforderungsspezifikation erfolgen, indem der MOF Query View Transformation Standard (QVT) eingesetzt wird. Als Teil des QVT-Standards ist die Aufzeichnung von Verfolgbarkeitsinformationen bei Modelltransformationen verbindlich. Um die semantische Lücke zwischen PRM und CIM zu überbrücken, erfolgt analog zum Einsatz des Plattformmodells (PM) in der PIM nach PSM Transformation der Einsatz spezieller Hilfsmodelle. Es kommen dafür die im Projekt "E-LoGo" an der Universität Potsdam entwickelten Referenzmodelle zum Einsatz. Durch die Aufzeichnung der Abbildung annotierter Textelemente auf Elemente im PRM und der Transformation der Elemente des PRM in Elemente des CIM kann durchgängige Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation erreicht werden. Der Ansatz basiert auf einer so genannten Verfolgbarkeitsdokumentation in Form verlinkter Hypertextdokumente, die mittels XSL-Stylesheet erzeugt wurden und eine Verbindung zur graphischen Darstellung des Diagramms (z. B. Anwendungsfall-, Klassendiagramm der UML) haben. Der Ansatz unterstützt die horizontale Verfolgbarkeit zwischen Elementen unterschiedlicher Modelle vorwärts- und rückwärtsgerichtet umfassend. Er bietet außerdem vertikale Verfolgbarkeit, die Elemente des gleichen Modells und verschiedener Modellversionen in Beziehung setzt. Über den offensichtlichen Nutzen einer durchgängigen Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (z. B. Analyse der Auswirkungen einer Gesetzesänderung, Berücksichtigung des vollständigen Kontextes einer Anforderung bei ihrer Priorisierung) hinausgehend, bietet diese Arbeit eine erste Ansatzmöglichkeit für eine Feedback-Schleife im Prozess der Gesetzgebung. Stehen beispielsweise mehrere gleichwertige Gestaltungsoptionen eines Gesetzes zur Auswahl, können die Auswirkungen jeder Option analysiert und der Aufwand ihrer Umsetzung in E-Government-Anwendungen als Auswahlkriterium berücksichtigt werden. Die am 16. März 2011 in Kraft getretene Änderung des NKRG schreibt eine solche Analyse des so genannten „Erfüllungsaufwands“ für Teilbereiche des Verwaltungshandelns bereits heute verbindlich vor. Für diese Analyse kann die vorliegende Arbeit einen Ansatz bieten, um zu fundierten Aussagen über den Änderungsaufwand eingesetzter E-Government-Anwendungssysteme zu kommen.
Answer Set Programming (ASP) is an emerging paradigm for declarative programming, in which a computational problem is specified by a logic program such that particular models, called answer sets, match solutions. ASP faces a growing range of applications, demanding for high-performance tools able to solve complex problems. ASP integrates ideas from a variety of neighboring fields. In particular, automated techniques to search for answer sets are inspired by Boolean Satisfiability (SAT) solving approaches. While the latter have firm proof-theoretic foundations, ASP lacks formal frameworks for characterizing and comparing solving methods. Furthermore, sophisticated search patterns of modern SAT solvers, successfully applied in areas like, e.g., model checking and verification, are not yet established in ASP solving. We address these deficiencies by, for one, providing proof-theoretic frameworks that allow for characterizing, comparing, and analyzing approaches to answer set computation. For another, we devise modern ASP solving algorithms that integrate and extend state-of-the-art techniques for Boolean constraint solving. We thus contribute to the understanding of existing ASP solving approaches and their interconnections as well as to their enhancement by incorporating sophisticated search patterns. The central idea of our approach is to identify atomic as well as composite constituents of a propositional logic program with Boolean variables. This enables us to describe fundamental inference steps, and to selectively combine them in proof-theoretic characterizations of various ASP solving methods. In particular, we show that different concepts of case analyses applied by existing ASP solvers implicate mutual exponential separations regarding their best-case complexities. We also develop a generic proof-theoretic framework amenable to language extensions, and we point out that exponential separations can likewise be obtained due to case analyses on them. We further exploit fundamental inference steps to derive Boolean constraints characterizing answer sets. They enable the conception of ASP solving algorithms including search patterns of modern SAT solvers, while also allowing for direct technology transfers between the areas of ASP and SAT solving. Beyond the search for one answer set of a logic program, we address the enumeration of answer sets and their projections to a subvocabulary, respectively. The algorithms we develop enable repetition-free enumeration in polynomial space without being intrusive, i.e., they do not necessitate any modifications of computations before an answer set is found. Our approach to ASP solving is implemented in clasp, a state-of-the-art Boolean constraint solver that has successfully participated in recent solver competitions. Although we do here not address the implementation techniques of clasp or all of its features, we present the principles of its success in the context of ASP solving.
Im Mittelpunkt dieser Arbeit stehen virtuelle 3D-Stadtmodelle, die Objekte, Phänomene und Prozesse in urbanen Räumen in digitaler Form repräsentieren. Sie haben sich zu einem Kernthema von Geoinformationssystemen entwickelt und bilden einen zentralen Bestandteil geovirtueller 3D-Welten. Virtuelle 3D-Stadtmodelle finden nicht nur Verwendung als Mittel für Experten in Bereichen wie Stadtplanung, Funknetzplanung, oder Lärmanalyse, sondern auch für allgemeine Nutzer, die realitätsnah dargestellte virtuelle Städte in Bereichen wie Bürgerbeteiligung, Tourismus oder Unterhaltung nutzen und z. B. in Anwendungen wie GoogleEarth eine räumliche Umgebung intuitiv erkunden und durch eigene 3D-Modelle oder zusätzliche Informationen erweitern. Die Erzeugung und Darstellung virtueller 3D-Stadtmodelle besteht aus einer Vielzahl von Prozessschritten, von denen in der vorliegenden Arbeit zwei näher betrachtet werden: Texturierung und Visualisierung. Im Bereich der Texturierung werden Konzepte und Verfahren zur automatischen Ableitung von Fototexturen aus georeferenzierten Schrägluftbildern sowie zur Speicherung oberflächengebundener Daten in virtuellen 3D-Stadtmodellen entwickelt. Im Bereich der Visualisierung werden Konzepte und Verfahren für die multiperspektivische Darstellung sowie für die hochqualitative Darstellung nichtlinearer Projektionen virtueller 3D-Stadtmodelle in interaktiven Systemen vorgestellt. Die automatische Ableitung von Fototexturen aus georeferenzierten Schrägluftbildern ermöglicht die Veredelung vorliegender virtueller 3D-Stadtmodelle. Schrägluftbilder bieten sich zur Texturierung an, da sie einen Großteil der Oberflächen einer Stadt, insbesondere Gebäudefassaden, mit hoher Redundanz erfassen. Das Verfahren extrahiert aus dem verfügbaren Bildmaterial alle Ansichten einer Oberfläche und fügt diese pixelpräzise zu einer Textur zusammen. Durch Anwendung auf alle Oberflächen wird das virtuelle 3D-Stadtmodell flächendeckend texturiert. Der beschriebene Ansatz wurde am Beispiel des offiziellen Berliner 3D-Stadtmodells sowie der in GoogleEarth integrierten Innenstadt von München erprobt. Die Speicherung oberflächengebundener Daten, zu denen auch Texturen zählen, wurde im Kontext von CityGML, einem international standardisierten Datenmodell und Austauschformat für virtuelle 3D-Stadtmodelle, untersucht. Es wird ein Datenmodell auf Basis computergrafischer Konzepte entworfen und in den CityGML-Standard integriert. Dieses Datenmodell richtet sich dabei an praktischen Anwendungsfällen aus und lässt sich domänenübergreifend verwenden. Die interaktive multiperspektivische Darstellung virtueller 3D-Stadtmodelle ergänzt die gewohnte perspektivische Darstellung nahtlos um eine zweite Perspektive mit dem Ziel, den Informationsgehalt der Darstellung zu erhöhen. Diese Art der Darstellung ist durch die Panoramakarten von H. C. Berann inspiriert; Hauptproblem ist die Übertragung des multiperspektivischen Prinzips auf ein interaktives System. Die Arbeit stellt eine technische Umsetzung dieser Darstellung für 3D-Grafikhardware vor und demonstriert die Erweiterung von Vogel- und Fußgängerperspektive. Die hochqualitative Darstellung nichtlinearer Projektionen beschreibt deren Umsetzung auf 3D-Grafikhardware, wobei neben der Bildwiederholrate die Bildqualität das wesentliche Entwicklungskriterium ist. Insbesondere erlauben die beiden vorgestellten Verfahren, dynamische Geometrieverfeinerung und stückweise perspektivische Projektionen, die uneingeschränkte Nutzung aller hardwareseitig verfügbaren, qualitätssteigernden Funktionen wie z.~B. Bildraumgradienten oder anisotroper Texturfilterung. Beide Verfahren sind generisch und unterstützen verschiedene Projektionstypen. Sie ermöglichen die anpassungsfreie Verwendung gängiger computergrafischer Effekte wie Stilisierungsverfahren oder prozeduraler Texturen für nichtlineare Projektionen bei optimaler Bildqualität. Die vorliegende Arbeit beschreibt wesentliche Technologien für die Verarbeitung virtueller 3D-Stadtmodelle: Zum einen lassen sich mit den Ergebnissen der Arbeit Texturen für virtuelle 3D-Stadtmodelle automatisiert herstellen und als eigenständige Attribute in das virtuelle 3D-Stadtmodell einfügen. Somit trägt diese Arbeit dazu bei, die Herstellung und Fortführung texturierter virtueller 3D-Stadtmodelle zu verbessern. Zum anderen zeigt die Arbeit Varianten und technische Lösungen für neuartige Projektionstypen für virtueller 3D-Stadtmodelle in interaktiven Visualisierungen. Solche nichtlinearen Projektionen stellen Schlüsselbausteine dar, um neuartige Benutzungsschnittstellen für und Interaktionsformen mit virtuellen 3D-Stadtmodellen zu ermöglichen, insbesondere für mobile Geräte und immersive Umgebungen.
The modeling and evaluation calculus FMC-QE, the Fundamental Modeling Concepts for Quanti-tative Evaluation [1], extends the Fundamental Modeling Concepts (FMC) for performance modeling and prediction. In this new methodology, the hierarchical service requests are in the main focus, because they are the origin of every service provisioning process. Similar to physics, these service requests are a tuple of value and unit, which enables hierarchical service request transformations at the hierarchical borders and therefore the hierarchical modeling. Through reducing the model complexity of the models by decomposing the system in different hierarchical views, the distinction between operational and control states and the calculation of the performance values on the assumption of the steady state, FMC-QE has a scalable applica-bility on complex systems. According to FMC, the system is modeled in a 3-dimensional hierarchical representation space, where system performance parameters are described in three arbitrarily fine-grained hierarchi-cal bipartite diagrams. The hierarchical service request structures are modeled in Entity Relationship Diagrams. The static server structures, divided into logical and real servers, are de-scribed as Block Diagrams. The dynamic behavior and the control structures are specified as Petri Nets, more precisely Colored Time Augmented Petri Nets. From the structures and pa-rameters of the performance model, a hierarchical set of equations is derived. The calculation of the performance values is done on the assumption of stationary processes and is based on fundamental laws of the performance analysis: Little's Law and the Forced Traffic Flow Law. Little's Law is used within the different hierarchical levels (horizontal) and the Forced Traffic Flow Law is the key to the dependencies among the hierarchical levels (vertical). This calculation is suitable for complex models and allows a fast (re-)calculation of different performance scenarios in order to support development and configuration decisions. Within the Research Group Zorn at the Hasso Plattner Institute, the work is embedded in a broader research in the development of FMC-QE. While this work is concentrated on the theoretical background, description and definition of the methodology as well as the extension and validation of the applicability, other topics are in the development of an FMC-QE modeling and evaluation tool and the usage of FMC-QE in the design of an adaptive transport layer in order to fulfill Quality of Service and Service Level Agreements in volatile service based environments. This thesis contains a state-of-the-art, the description of FMC-QE as well as extensions of FMC-QE in representative general models and case studies. In the state-of-the-art part of the thesis in chapter 2, an overview on existing Queueing Theory and Time Augmented Petri Net models and other quantitative modeling and evaluation languages and methodologies is given. Also other hierarchical quantitative modeling frameworks will be considered. The description of FMC-QE in chapter 3 consists of a summary of the foundations of FMC-QE, basic definitions, the graphical notations, the FMC-QE Calculus and the modeling of open queueing networks as an introductory example. The extensions of FMC-QE in chapter 4 consist of the integration of the summation method in order to support the handling of closed networks and the modeling of multiclass and semaphore scenarios. Furthermore, FMC-QE is compared to other performance modeling and evaluation approaches. In the case study part in chapter 5, proof-of-concept examples, like the modeling of a service based search portal, a service based SAP NetWeaver application and the Axis2 Web service framework will be provided. Finally, conclusions are given by a summary of contributions and an outlook on future work in chapter 6. [1] Werner Zorn. FMC-QE - A New Approach in Quantitative Modeling. In Hamid R. Arabnia, editor, Procee-dings of the International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods (MSV 2007) within WorldComp ’07, pages 280 – 287, Las Vegas, NV, USA, June 2007. CSREA Press. ISBN 1-60132-029-9.
Die automatische Informationsextraktion (IE) aus unstrukturierten Texten ermöglicht völlig neue Wege, auf relevante Informationen zuzugreifen und deren Inhalte zu analysieren, die weit über bisherige Verfahren zur Stichwort-basierten Dokumentsuche hinausgehen. Die Entwicklung von Programmen zur Extraktion von maschinenlesbaren Daten aus Texten erfordert jedoch nach wie vor die Entwicklung von domänenspezifischen Extraktionsprogrammen. Insbesondere im Bereich der Enterprise Search (der Informationssuche im Unternehmensumfeld), in dem eine große Menge von heterogenen Dokumenttypen existiert, ist es oft notwendig ad-hoc Programm-module zur Extraktion von geschäftsrelevanten Entitäten zu entwickeln, die mit generischen Modulen in monolithischen IE-Systemen kombiniert werden. Dieser Umstand ist insbesondere kritisch, da potentiell für jeden einzelnen Anwendungsfall ein von Grund auf neues IE-System entwickelt werden muss. Die vorliegende Dissertation untersucht die effiziente Entwicklung und Ausführung von IE-Systemen im Kontext der Enterprise Search und effektive Methoden zur Ausnutzung bekannter strukturierter Daten im Unternehmenskontext für die Extraktion und Identifikation von geschäftsrelevanten Entitäten in Doku-menten. Grundlage der Arbeit ist eine neuartige Plattform zur Komposition von IE-Systemen auf Basis der Beschreibung des Datenflusses zwischen generischen und anwendungsspezifischen IE-Modulen. Die Plattform unterstützt insbesondere die Entwicklung und Wiederverwendung von generischen IE-Modulen und zeichnet sich durch eine höhere Flexibilität und Ausdrucksmächtigkeit im Vergleich zu vorherigen Methoden aus. Ein in der Dissertation entwickeltes Verfahren zur Dokumentverarbeitung interpretiert den Daten-austausch zwischen IE-Modulen als Datenströme und ermöglicht damit eine weitgehende Parallelisierung von einzelnen Modulen. Die autonome Ausführung der Module führt zu einer wesentlichen Beschleu-nigung der Verarbeitung von Einzeldokumenten und verbesserten Antwortzeiten, z. B. für Extraktions-dienste. Bisherige Ansätze untersuchen lediglich die Steigerung des durchschnittlichen Dokumenten-durchsatzes durch verteilte Ausführung von Instanzen eines IE-Systems. Die Informationsextraktion im Kontext der Enterprise Search unterscheidet sich z. B. von der Extraktion aus dem World Wide Web dadurch, dass in der Regel strukturierte Referenzdaten z. B. in Form von Unternehmensdatenbanken oder Terminologien zur Verfügung stehen, die oft auch die Beziehungen von Entitäten beschreiben. Entitäten im Unternehmensumfeld haben weiterhin bestimmte Charakteristiken: Eine Klasse von relevanten Entitäten folgt bestimmten Bildungsvorschriften, die nicht immer bekannt sind, auf die aber mit Hilfe von bekannten Beispielentitäten geschlossen werden kann, so dass unbekannte Entitäten extrahiert werden können. Die Bezeichner der anderen Klasse von Entitäten haben eher umschreibenden Charakter. Die korrespondierenden Umschreibungen in Texten können variieren, wodurch eine Identifikation derartiger Entitäten oft erschwert wird. Zur effizienteren Entwicklung von IE-Systemen wird in der Dissertation ein Verfahren untersucht, das alleine anhand von Beispielentitäten effektive Reguläre Ausdrücke zur Extraktion von unbekannten Entitäten erlernt und damit den manuellen Aufwand in derartigen Anwendungsfällen minimiert. Verschiedene Generalisierungs- und Spezialisierungsheuristiken erkennen Muster auf verschiedenen Abstraktionsebenen und schaffen dadurch einen Ausgleich zwischen Genauigkeit und Vollständigkeit bei der Extraktion. Bekannte Regellernverfahren im Bereich der Informationsextraktion unterstützen die beschriebenen Problemstellungen nicht, sondern benötigen einen (annotierten) Dokumentenkorpus. Eine Methode zur Identifikation von Entitäten, die durch Graph-strukturierte Referenzdaten vordefiniert sind, wird als dritter Schwerpunkt untersucht. Es werden Verfahren konzipiert, welche über einen exakten Zeichenkettenvergleich zwischen Text und Referenzdatensatz hinausgehen und Teilübereinstimmungen und Beziehungen zwischen Entitäten zur Identifikation und Disambiguierung heranziehen. Das in der Arbeit vorgestellte Verfahren ist bisherigen Ansätzen hinsichtlich der Genauigkeit und Vollständigkeit bei der Identifikation überlegen.
The programmable network envisioned in the 1990s within standardization and research for the Intelligent Network is currently coming into reality using IPbased Next Generation Networks (NGN) and applying Service-Oriented Architecture (SOA) principles for service creation, execution, and hosting. SOA is the foundation for both next-generation telecommunications and middleware architectures, which are rapidly converging on top of commodity transport services. Services such as triple/quadruple play, multimedia messaging, and presence are enabled by the emerging service-oriented IPMultimedia Subsystem (IMS), and allow telecommunications service providers to maintain, if not improve, their position in the marketplace. SOA becomes the de facto standard in next-generation middleware systems as the system model of choice to interconnect service consumers and providers within and between enterprises. We leverage previous research activities in overlay networking technologies along with recent advances in network abstraction, service exposure, and service creation to develop a paradigm for a service environment providing converged Internet and Telecommunications services that we call Service Broker. Such a Service Broker provides mechanisms to combine and mediate between different service paradigms from the two domains Internet/WWW and telecommunications. Furthermore, it enables the composition of services across these domains and is capable of defining and applying temporal constraints during creation and execution time. By adding network-awareness into the service fabric, such a Service Broker may also act as a next generation network-to-service element allowing the composition of crossdomain and cross-layer network and service resources. The contribution of this research is threefold: first, we analyze and classify principles and technologies from Information Technologies (IT) and telecommunications to identify and discuss issues allowing cross-domain composition in a converging service layer. Second, we discuss service composition methods allowing the creation of converged services on an abstract level; in particular, we present a formalized method for model-checking of such compositions. Finally, we propose a Service Broker architecture converging Internet and Telecom services. This environment enables cross-domain feature interaction in services through formalized obligation policies acting as constraints during service discovery, creation, and execution time.
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.
Companies develop process models to explicitly describe their business operations. In the same time, business operations, business processes, must adhere to various types of compliance requirements. Regulations, e.g., Sarbanes Oxley Act of 2002, internal policies, best practices are just a few sources of compliance requirements. In some cases, non-adherence to compliance requirements makes the organization subject to legal punishment. In other cases, non-adherence to compliance leads to loss of competitive advantage and thus loss of market share. Unlike the classical domain-independent behavioral correctness of business processes, compliance requirements are domain-specific. Moreover, compliance requirements change over time. New requirements might appear due to change in laws and adoption of new policies. Compliance requirements are offered or enforced by different entities that have different objectives behind these requirements. Finally, compliance requirements might affect different aspects of business processes, e.g., control flow and data flow. As a result, it is infeasible to hard-code compliance checks in tools. Rather, a repeatable process of modeling compliance rules and checking them against business processes automatically is needed. This thesis provides a formal approach to support process design-time compliance checking. Using visual patterns, it is possible to model compliance requirements concerning control flow, data flow and conditional flow rules. Each pattern is mapped into a temporal logic formula. The thesis addresses the problem of consistency checking among various compliance requirements, as they might stem from divergent sources. Also, the thesis contributes to automatically check compliance requirements against process models using model checking. We show that extra domain knowledge, other than expressed in compliance rules, is needed to reach correct decisions. In case of violations, we are able to provide a useful feedback to the user. The feedback is in the form of parts of the process model whose execution causes the violation. In some cases, our approach is capable of providing automated remedy of the violation.
Mit der 4. Tagung zur Hochschuldidaktik Informatik wird eine Reihe fortgesetzt, die ihren Anfang 1998 in Stuttgart unter der Überschrift „Informatik und Ausbildung“ genommen hat. Seither dienen diese Tagungen den Lehrenden im Bereich der Hochschulinformatik als Forum der Information und des Diskurses über aktuelle didaktische und bildungspolitische Entwicklungen im Bereich der Informatikausbildung. Aktuell zählen dazu insbesondere Fragen der Bildungsrelevanz informatischer Inhalte und der Herausforderung durch eine stärkere Kompetenzorientierung in der Informatik. Die eingereichten Beiträge zur HDI 2010 in Paderborn veranschaulichen unterschiedliche Bemühungen, sich mit relevanten Problemen der Informatikdidaktik an Hochschulen in Deutschland (und z. T. auch im Ausland) auseinanderzusetzen. Aus der Breite des Spektrums der Einreichungen ergaben sich zugleich Probleme bei der Begutachtung. Letztlich konnten von den zahlreichen Einreichungen nur drei die Gutachter so überzeugen, dass sie uneingeschränkt in ihrer Langfassung akzeptiert wurden. Neun weitere Einreichungen waren trotz Kritik überwiegend positiv begutachtet worden, so dass wir diese als Kurzfassung bzw. Diskussionspapier in die Tagung aufgenommen haben.
Background: The development of bioinformatics databases, algorithms, and tools throughout the last years has lead to a highly distributedworld of bioinformatics services. Without adequatemanagement and development support, in silico researchers are hardly able to exploit the potential of building complex, specialized analysis processes from these services. The Semantic Web aims at thoroughly equipping individual data and services with machine-processable meta-information, while workflow systems support the construction of service compositions. However, even in this combination, in silico researchers currently would have to deal manually with the service interfaces, the adequacy of the semantic annotations, type incompatibilities, and the consistency of service compositions. Results: In this paper, we demonstrate by means of two examples how Semantic Web technology together with an adequate domain modelling frees in silico researchers from dealing with interfaces, types, and inconsistencies. In Bio-jETI, bioinformatics services can be graphically combined to complex services without worrying about details of their interfaces or about type mismatches of the composition. These issues are taken care of at the semantic level by Bio-jETI’s model checking and synthesis features. Whenever possible, they automatically resolve type mismatches in the considered service setting. Otherwise, they graphically indicate impossible/incorrect service combinations. In the latter case, the workflow developermay either modify his service composition using semantically similar services, or ask for help in developing the missing mediator that correctly bridges the detected type gap. Newly developed mediators should then be adequately annotated semantically, and added to the service library for later reuse in similar situations. Conclusion: We show the power of semantic annotations in an adequately modelled and semantically enabled domain setting. Using model checking and synthesis methods, users may orchestrate complex processes from a wealth of heterogeneous services without worrying about interfaces and (type) consistency. The success of this method strongly depends on a careful semantic annotation of the provided services and on its consequent exploitation for analysis, validation, and synthesis. We are convinced that these annotations will become standard, as they will become preconditions for the success and widespread use of (preferred) services in the Semantic Web
Internetbasierte Informatiksysteme beeinflussen in steigendem Maße Situationen in unterschiedlichen Lebensbereichen. Kompetenzen zur Verwendung von Internetanwendungen und -diensten müssen explizit erworben werden, weil damit ein notwendiger Einblick in nicht beobachtbare Abläufe und nicht offen sichtbare Strukturen verbunden ist. Bisher gibt es Vorschläge für die Gestaltung schulischer Lehr-Lernprozesse zu ausgewählten Teilaspekten des Internets. Es fehlt eine systematische Analyse des Bildungsbedarfs und ein daraus resultierendes Unterrichtsmodell. In dieser Arbeit wird ein Gesamtkonzept für den Informatikunterricht in der Sekundarstufe II vorgestellt, das zu zielgerichteter und verantwortungsvoller Anwendung des Internets beiträgt. Die vorliegende Arbeit umfasst den Prozess von der Analyse erforderlicher Kompetenzen bis zur Realisierung von Lehr-Lernprozessen im Informatikunterricht in der Sekundarstufe II. Es werden der Beitrag der Informatik zu identifizierten Kompetenzen untersucht und Bildungsanforderungen bestimmt. Bildungsempfehlungen und Forschungsergebnisse zu erfolgreichen Unterrichtseinheiten werden im Hinblick auf die Bildungsziele analysiert. Der Informatikunterricht unterstützt die Kompetenzentwicklung zu internetbasierten digitalen Medien. Es wird die Entwicklung eines Unterrichtsmodells zu Internetworking beschrieben. Dazu wird der Ansatz der Didaktischen Systeme untersucht, weiter entwickelt und auf den Bereich Internetworking übertragen. Der theoretische Ansatz wird dazu in vier Unterrichtsprojekten zu Internetworking in der Praxis realisiert. Beziehungen zwischen Fachkonzepten zu Internetworking werden untersucht und durch Wissensstrukturen zur Planung von Unterrichtsprojekten eingesetzt und in der Praxis erprobt. Die Beschreibung von Lernaktivitäten erfolgt auf der Basis von Aufgabenklassen, die das notwendige Wissen zur Bearbeitung einer Aufgabenstellung repräsentieren. Auf der Grundlage des Ablaufs der Aufgabenbearbeitung werden Eigenschaften von Aufgaben beschrieben und zu deren Gestaltung nutzbar gemacht. Bisher nicht durchführbare Tätigkeiten im Unterricht werden durch die Entwicklung der Lernsoftware Filius ermöglicht. Die Reduktion der komplexen Wirklichkeit durch Simulation realer internetbasierter Informatiksysteme und die Auswahl geeigneter Sichten auf den Untersuchungsgegenstand werden mit Ergebnissen der Informatikdidaktik begründet. Unterrichtsprojekte zu den Zielen werden durchgeführt, um Lehr-Lernprozesse zu erkunden und das entwickelte Didaktische System zu erproben. Ausgehend von der theoretischen Fundierung erfolgt die praktische Realisierung von Lehr-Lernprozessen. Zur Erprobung im Informatikunterricht der Sekundarstufe II in Nordrhein-Westfalen werden Minimalziele aufgrund der Lehrvorgaben bestimmt. Die methodische Gestaltung in der Erprobung erfolgt unter Berücksichtigung der Vorgaben für den Informatikunterricht und allgemeinen Anforderungen der Fachdidaktik. Handlungsorientierte Unterrichtsmittel werden ausgewählt und in der Praxis zur Untersuchung der Lehr-Lernprozesse verwendet. Im Unterricht identifizierte Lernschwierigkeiten führen zur Modifikation der Wissensstrukturen und werden im Entwicklungsprozess von Filius berücksichtigt. Die Erkenntnisse aus Unterrichtsprojekten werden genutzt, um zu bestimmen, zu welchen Aufgabenklassen weitere Aufgaben erforderlich sind und inwieweit das aus den identifizierten Merkmalen abgeleitete Vorgehen zur Entwicklung niveaubestimmender Aufgaben genutzt werden kann. Die Erprobungen bestätigen die Tragfähigkeit des Didaktischen Systems Internetworking und leisten mit der Implementierung in der Praxis einen Beitrag zur Untersuchung von Kompetenzentwicklung im Informatikunterricht. Mit dem Didaktischen System Internetworking wird ein theoretisch fundiertes und empirisch erprobtes Unterrichtsmodell zur Entwicklung von Kompetenzen zur Einrichtung und Anwendung internetbasierter Informatiksysteme beschrieben.
This thesis presents methods for automated synthesis of flexible chip multiprocessor systems from parallel programs targeted at FPGAs to exploit both task-level parallelism and architecture customization. Automated synthesis is necessitated by the complexity of the design space. A detailed description of the design space is provided in order to determine which parameters should be modeled to facilitate automated synthesis by optimizing a cost function, the emphasis being placed on inclusive modeling of parameters from application, architectural and physical subspaces, as well as their joint coverage in order to avoid pre-constraining the design space. Given a parallel program and a set of an IP library, the automated synthesis problem is to simultaneously (i) select processors (ii) map and schedule tasks to them, and (iii) select one or several networks for inter-task communications such that design constraints and optimization objectives are met. The research objective in this thesis is to find a suitable model for automated synthesis, and to evaluate methods of using the model for architectural optimizations. Our contributions are a holistic approach for the design of such systems, corresponding models to facilitate automated synthesis, evaluation of optimization methods using state of the art integer linear and answer set programming, as well as the development of synthesis heuristics to solve runtime challenges.