Semantische Suche

Die Bachelorarbeit setzt sich mit der Kombination von Informationstechnologien, in Form von Datenbanken, mit der Forschungsarbeit der Historiker auseinander. Ziel ist es Einflussfaktoren auf die Semantik von Wörtern zu identifizieren. Dabei liegt der Fokus auf einer vollständigen Abdeckung des Themenbereiches, sowie auf einer Strukturierung der einzelnen Informationsbedürfnisse.

Im Anschluss der Identifikation der Informationsbedürfnisse sollen einzelne Datenbankanfragen/Queries formuliert werden, die es ermöglichen sollen die entsprechenden Semantischen Entwicklungen der Wörter darzustellen, sowie deren Untersuchung zu vereinfachen.

Menschen fällt es leicht, aus solchen Aussagen wieder einen Sinn zu extrahieren, indem sie sich auf ihr gelerntes Wissen beziehen. Für Sprachverarbeitungssysteme ist dieser Schritt jedoch nicht so einfach nachvollziehbar. Um diesen Prozess greifbar zu machen wird ein Ansatz entwickelt, der solchen Systemen menschliches, implizites, Wissen verfügbar macht. Damit wird eine durch Wissen begründete Entscheidung über die Vollständigkeit von Aussagen gemacht. Im Weiteren werden durch den Ansatz Kandidaten generiert, welche für die fehlenden Rollen infrage kommen könnten. Diese werden mithilfe von Wissen über die Welt bezüglich ihrer Eignung für die Rolle bewertet und die Aussage somit wieder vervollständigt. Um die Funktion des implementierten PARSE-Agenten zu prüfen wurde eine Evaluation der Ergebnisse im Vergleich zu einer händisch erstellten Lösung durchgeführt. Fehlende Rollen konnten mit einer Präzision von 51% bestimmt werden und eine Vervollständigung war in 25% (Im Falle des Subjektes sogar 100%) der Fälle korrekt möglich.

In dieser Arbeit wird der bestehende Ansatz zur Modellierung und Simulation von wiederverwendbaren Subsystemen in Palladio bzw. PerOpteryx um einen neuen Inklusionsmechanismus erweitert, der eine flexible, feingranulare Modellierung und anschließende automatisierte Qualitätsoptimierung der Platzierung von wiederverwendbaren Subsystemen ermöglicht. Dazu wird eine domänenspezifische Sprache definiert, die eine deklarativen Beschreibung der Einwebepunkte in einem Architekturmodell durch aspektorientierte Semantiken erlaubt. Mithilfe eines Modellwebers werden die wiederverwendbaren Subsysteme in eine annotierte Zielarchitektur eingewebt. Schließlich wird der Ansatz in die automatisierte Qualitätsoptimierung von PerOpteryx integriert, sodass der Architekt bei seinen Entwurfsentscheidungen bezüglich dieser Freiheitsgrade unterstützt wird. Das vorgestellte Verfahren wurde durch eine simulationsbasierte Fallstudie anhand von realen Applikationsmodellen evaluiert. Es hat sich gezeigt, dass der Ansatz geeignet ist, um eine Vielzahl von Architekturkandidaten automatisiert generieren bzw. evaluieren und somit einen Architekten bei seinen Entwurfsentscheidungen unterstützen zu können.

Im Gegensatz dazu führen aktuelle gesetzliche Änderungen wie die "General Data Protection Regulations" der EU dazu, dass es für Softwareentwickler immer wichtiger wird sicherzustellen, dass die Datenflüsse ihrer Software gesetzliche Beschränkungen einhalten. Um dies trotz der stetig wachsenden Komplexität von Softwaresystemen zu ermöglichen, wurden verschiedenste modellbasierte Ansätze vorgeschlagen. Ein Nachteil der meisten Ansätze ist jedoch, dass sie oftmals keine voll automatisierte Analyse bezüglich der Verletzung Datenflussbeschränkungen ermöglichen. Aus diesem Grund schlagen wir ein neues Metamodell zur Beschreibung von Datenflüssen von Softwaresystemen vor. Diese Metamodell ist so entworfen, dass eine automatisierte Übersetzung von Instanzen in ein Programm der logischen Programmiersprache Prolog ermöglicht wird. Dieses Programm erlaubt dann die einfache Formulierung von Regeln zur automatisierten Prüfung der Einhaltung von Datenflussbeschränkungen. Ein wichtiger Aspekt für den Entwurf und die Implementierung unseres Ansatzes war die Skalierbarkeit: Ziel war es, sicherzustellen dass unser Ansatz effizient einsetzbar ist. Hierbei haben wir insbesondere Techniken zur Optimierung von Prolog Programmen entwickelt, deren Einsatzmöglichkeiten nicht nur auf unseren Ansatz beschränkt sind.

Während unserer Tests ließen sich in mit Aphes kompilierten Programmen mit Reduktionen in Schleifen Beschleunigungen von bis zu Faktor 50 gegenüber mit Clang kompilierten Programmen beobachten. Von Aphes transformierter Code mit rekursiven Funktionen erzielte Beschleunigungswerte von 3,15 gegenüber herkömmlich mit GCC und Clang generierten ausführbaren Dateien des gleichen Programms. In allen Fällen war der Autotuner in der Lage, innerhalb der ersten 50 Ausführungsiterationen des zu optimierenden Kernels zu konvergieren. Allerdings wiesen die konvergierten Ausführungszeiten teils erhebliche Unterschiede zwischen den Testläufen auf.

In diesem Bereich benötigt es zur Zeit viel manuelle Arbeit zur Modellierung von Beispielfragen. Diese Beispielfragen werden benötigt, um natürlichsprachliche Anfragen zu verstehen und in Datenbankanfragen umsetzen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Ansatz vorgestellt, welcher die manuelle Arbeit reduziert. Dazu wird mittels der Daten aus der Datenbank und Formulierungen, inklusive Synonymen, aus Dialogflow (ein intelligenter Assistent von Google) eine Aktive Ontologie erzeugt. Diese Ontologie verarbeitet anschließend die natürlichsprachlichen Anfragen und extrahiert die Parameter, welche für die Anfrage an die Datenbank benötigt werden. Die Ergebnisse der Aktiven Ontologie werden mit den Ergebnissen aus Dialogflow verglichen. Bei der Evaluation fällt auf, dass die Aktiven Ontologien fehleranfällig sind. Es werden zusätzliche, unerwünschte Parameter extrahiert, welche das Ergebnis verschlechtern. Die Übereinstimmungsrate bei einem Eins-zu-Eins-Vergleich mit Dialogflow liegt bei etwa 40%. Zukünftig könnte durch das Hinzufügen einer zusätzlichen selektiven Schicht innerhalb der Aktiven Ontologien die Parameterextraktion verbessert werden.

In dieser Arbeit wird das EDA-Programm Eagle, das zur Erstellung elektronischer Schaltpläne und Leiterplatten genutzt wird, in das Vitruvius-Framework eingebunden. Bestandteile sind hierbei das Ableiten eines Ecore-Metamodells, das die Schaltplandatei von Eagle beschreibt, das Etablieren von Transformationen zwischen Ecore-Modellen und Schaltplandateien sowie das Extrahieren von Änderungen zwischen zwei chronologisch aufeinanderfolgenden Schaltplandateien. Die extrahierten Änderungen werden in das Vitruvius-Framework eingespielt, wo sie durch das Framework zu in Konsistenzbeziehung stehenden Ecore-Modellen propagiert werden. Zudem wird ein Verfahren eingesetzt, um Änderungen in der Schaltplandatei einem eindeutigen elektronischen Bauteil zuordnen zu können. Dies ist erforderlich, um Bauteile im Kontext mit anderen Programmen zu verfolgen, da die Eigenschaften eines Bauteils in verschiedenen Programmen variieren können.

Dabei werden Kontexte zum Darstellen von einzelnen Eigenschaften und als Menge zum Definieren eines Zustands in dem sich eine Entität befinden muss um auf ein Datum zugreifen zu dürfen. Des Weiteren wird eine Analyse beschrieben und evaluiert, welche in der Lage ist verbotene Datenzugriffe in einem modelliertem Systemzustand und Datenfluss zu identifizieren.

Current query selection strategies, use class label information to interpolate between opposite pairs at the decision boundary or select a query from a set of given unlabeled data points. However, these strategies cannot be used when no unlabeled and no negative observations are available. Then, one uses a query strategy function that rates the informativeness for any query candidate to synthesize the optimal query. While it is easy to calculate the most informative point in just a few dimensions, the curse of dimensionality quickly becomes a problem when searching for the most informative point in a high-dimensional space. This thesis takes a look at synthesizing queries in high-dimensional one-class cases via metaheuristics. The goal is to compare different metaheuristics experimentally with multiple data sets.

In der Arbeit werden die Zeitreihen auf statische Features abgebildet, um die Lernverfahren aus der Literatur anwenden zu können. Danach müssen die Features visualisiert werden, damit der Nutzer Feedback geben kann. Es wurde evaluiert inwiefern ein Fachexperte erkennen kann, ob es sich bei Zeitreihen um Ausreißer handelt und wie er bei der Entscheidung unterstützt werden kann.

In this thesis, we explore transitive combination of binary transformations and we study what the resulting problems are. We develop a catalog of six failure potentials that can manifest in failures with regards to consistency between the models. The knowledge about these failure potentials can inform a transformation developer about possible problems arising from the combination of transformations. One failure potential is a consequence of the transformation network topology and the used domain models. It can only be avoided through topology adaptations. Another failure potential emerges, when two transformations try to enforce conflicting consistency constraints. This can only be repaired through adaptation of the original consistency constraints. Both failure potentials are case-specific and cannot be solved without knowing which transformations will be combined. Furthermore, we develop two transformation implementation patterns to mitigate two other failure potentials. These patterns can be applied by the transformation developer to an individual transformation definition, independent of the combination scenario. For the remaining two failure potentials, no general solution was found yet and further research is necessary.

We evaluate the findings with a case study that involves two independently developed transformations between a component-based software architecture model, a UML class diagram and its Java implementation. All failures revealed by the evaluation could be classified with the identified failure potentials, which gives an initial indicator for the completeness of our failure potential catalog. The proposed patterns prevented all failures of their targeted failure potential, which made up 70% of all observed failures, and shows that the developed implementation patterns are applicable and help to mitigate issues occurring from transitively combining binary transformations.

In this thesis the effectiveness of density-based outlier detection algorithms (such as KNN, LOF and related methods) on entirely synthetically generated data are compared, using its underlying density as ground truth.

Die Sprache Modular Simulation Language modelliert die Kopplung zwischen verschiedenen Simulationen. Die Kopplung von Simulationen dient dem besseren Verständnis und der Austauschbarkeit. In dieser Arbeit wird geprüft, ob die Sprache alle nötigen Modelle erhält um universell Kommunikation, Struktur und Kopplung von beliebigen Simulationen darstellen zu können. Dazu wurde die Cloud Simulation Cloud Sim Plus ausgewählt und die Kommunikation von zwei Features dieser Simulation modelliert. Während der Modellierung wurden fehlende Elemente der Sprache identifiziert und Lösungsvorschläge integriert oder diskutiert. Das Ergebnis zeigt, dass sie Modular Simulation Language zum aktuellen Zeitpunkt nicht vollständig ist, das Thema aber weiter untersucht werden muss.

number of attributes, which are referred to as dimensions, hinder the search of objects that normally not occur. For instance, consider a money transaction that has been not legally carried out. Such objects are called outlier. A common method to detect outliers in high dimensional datasets are based on the search in subspaces of the dataset. These subspaces have the characteristics to reveal possible outliers. The most common evaluation of algorithms searching for subspaces is based on benchmark datasets. However, the benchmark datasets are often not suitable for the evaluation of these subspace search algorithms. In this context, we present a method that evaluates subspace search algorithms without relying on benchmark datasets by hiding outliers in the result set of a subspace search algorithm.

Mit Hilfe eines Systematic Literature Reviews soll in dieser Arbeit untersucht werden, welche Ansätze es in der Literatur zur Ausfallmodellierung der Hardware-Komponenten von sicherheitskritischen Systemen gibt. Die Recherche lieferte zwei Ansätze: Einer zeigt, wie die Modellierung von Hardware-Ausfällen um eine Weibull-verteile Ausfallrate erweitert werden kann. Ein anderer zeigt, wie die Zustandsmodellierung um einen weiteren Fehlerzustand ergänzt werden kann. Für diese Erweiterungen wurde eine Konzeption skizziert und anschließend deren Integration in die Modellauswertung von Palladio diskutiert.

Our contribution is two-fold: (1) we introduce a general streaming framework for training arbitrary generative models on data streams. Here, generative models are useful to capture the history of the stream. (2) We instantiate this framework with a Variational Autoencoder, which adapts its network architecture to the dimensionality of incoming data.

Our experiments against several benchmark outlier data sets show that AVA outperforms the state of the art and successfully adapts to streams with concept drift.

Daher wird in dieser Arbeit die Ausdrucksmächtigkeit von DCP mit der Ausdrucksmächtigkeit von UMLsec verglichen. Dazu werden für ausgewählte UMLsec-Analysen äquivalente Analysen in DCP definiert und implementiert. Zudem werden Modelltransformationen zwischen den Eingabemodellen der UMLsec-Analyse und der DCP-Analyse spezifiziert, mit derer Hilfe die Genauigkeit der erstellten DCP-Analyse überprüft wird. Aus den Erkenntnissen, die aus der Definition und Evaluation der erstellten DCP-Analysen gewonnen werden, wird eine Aussage über die Ausdrucksmächtigkeit von DCP im Vergleich zu UMLsec getroffen.

Existing approaches find the shortest route based on the user query. A major problem with the existing approaches is that they only take the order of POIs and output the routes which match the sequence perfectly. However, users who they are interested in applying more constraints, like considering the hierarchy of the POIs and the relationship among sequence points, could not express their wishes in the form of query users. Example below, illustrates the problem:

Example: A user is interested in visiting three department stores (DS) but she needs to have some food after each visit. It is important for the user to visit three different department stores but the restaurants could be the same. How could the user, express her needs to a trip planning system?

The topic of this bachelor thesis is to design such a language for trip planning system which enables the user to express her needs in the form of user queries in a flexible manner.

Mit der wachsenden Komplexität von Software-Systemen steigt auch der Bedarf der Skalierbarkeit, Wartbarkeit und damit auch die Anwendbarkeit von Simulationen. Dies verlangt das kombinieren von Simulationen aus unterschiedlichen Domänen, eine effiziente Wartbarkeit, so wie eine adäquate Wiederverwendbarkeit, die es dem Simulations-Anwender ermöglicht effektiv Simulationen zu Erstellen. Herkömmliche Simulations-Engines, die eine monolithische Vorgehensweise anwenden, können diesen Anforderungen nicht standhalten. Ein Lösungsansatz ist, ein Konzept zur Modularisierung der komplexe Simulationen, das mit einer Domänenspezifischen Sprache (DSL) umgesetzt wurde. Aus diesem Konzept resultiert die Herausforderung, das Simulations-Engines verschiedener Domänen über einen Kopplungsansatz, auf modularer Ebene kommunizieren zu können.

In dieser Arbeit wird der Ansatz hinsichtlich einer Simulations-Engine aus der Domäne der Netzwerk Simulationen analysiert und erweitert. Die Ausdrucksmächtigkeit der DSL hinsichtlich der Kopplung von Netzwerk Simulationen ist nicht bekannt und muss bestimmt werden. Als Grundlage der Untersuchung wird eine Fallstudie mit einem existierenden Kopplungsansatz angewendet, die die Kopplung einer Netzwerk-Simulation mit einer Simulation einer alternativen Simulations-Engine manuell implementiert und analysiert. Die Kopplung, der in der Fallstudie entstandene verteilte Simulation, wird mit der existierenden DSL beschrieben und deren Ausdrucksmächtigkeit bestimmt. Aus den Resultaten wird eine Erweiterung der DSL bestimmt, die nach dem selben Vorgehen auf die Ausdrucksmächtigkeit evaluiert wird. Die Evaluation selbst ist ein Vergleich von Elementen der Fallstudie und den beschriebenen Elementen der DSL. Aus den Ergebnissen der Analyse von Netzwerk Simulationen entsteht ein Kopplungs-Interface was als Annäherung an alle Simulations-Engines aus dem Bereich der Diskreten-Event-Simulationen. Durch Teil-Automatisierung des Kopplungs-Interface wird der Entwicklungsaufwand auf ein annäherndes Niveau von monolithischen Simulationen reduziert.

Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass eine Beschreibung von Netzwerk-Simulationen mit der erweiterten DSL möglich ist. Da aber Elemente aus der Logik beschreibbar sind, diese aber für eine Kopplung irrelevant sind, nur ein Bruchteil der Fähigkeiten der DSL benötigt werden. Ebenfalls ist in Bezug zur manuellen Entwicklung einer verteilten Simulation eine Arbeitserleichterung durch Wiederverwendbarkeit und Abstraktion gegeben. Als Kern-Ergebnis ist, die bei hoch skalierenden verteilten Simulationen gesteigerte Attraktivität gegenüber der Verwendung einer monolithischen Variante.

Bei computerbasierten Systemen hingegen wird diese Wissensvermittlung bisher durch die Definition von Konzepten und Prozeduren in einer spezifischen Programmiersprache realisiert. Für die Programmierung in natürlicher Sprache wird im Rahmen des PARSE-Projektes ein Ansatz zur Synthese von Methodendefinitionen aus natürlichsprachlichen Äußerungen vorgestellt. Dieser Ansatz ermöglicht es, natürlichsprachlich formulierte Funktionserweiterungen in ein Zielsystem zu integrieren. Um die dabei auftretende Vielfalt der Nutzerformulierungen behandeln zu können, werden verschiedene neuronale Netze trainiert. Diese Netze klassifizieren die Nutzereingabe hinsichtlich ihrer Intention und extrahieren verschiedene inhaltliche Bestandteile der beschriebenen, neuen Zielsystem-Funktionalität. Anschließend werden diese Bestandteile auf die Programmschnittstelle des Zielsystems abgebildet. Dazu werden verschiedene Sprachverarbeitungswerkzeuge sowie Kontext-Wissen und Synonyme eingesetzt. Für die Abbildung der Bestandteile auf bestehende Zielsystem-Funktionsaufrufe wird ein F1-Wert von bis zu 90.9% erreicht. Die korrekte Abbildung vollständiger Funktionen inklusive aller benötigten Parameter erzielt ein F1-Wert von bis zu 69.4%. Auch die Synthese eines aussagekräftigen Namens für diese neu definierte Funktionalität wird mit 90.4% Genauigkeit umgesetzt. Zusätzlich dazu ist das entwickelte Werkzeug in der Lage, neben den Definitionen neuen Wissens auch diktierte Anweisungsfolgen des Nutzers auf Skripte bestehend aus Zielsystem-Bibliotheksaufrufen abzubilden. Abschließend wurde festgestellt, dass in den meisten Fällen ein fehlendes Verständnis der Semantik einer Nutzereingabe zu Fehlern führt. Dieses Verständnis könnte zukünftig ausgebaut werden.

The Continuous Integration of Performance Models (CIPM) approach address this problem by updating the PMs and calibrate it incrementally based on the adaptive monitoring of the changed parts of the code.

In this work, we introduced an adaptive monitoring approach for performance model integration, which instruments automatically only the changed parts of the source code using specific pre-defined probes types. Then it monitors the system adaptively. The resulting measurements are used by CIPM to estimate PM parameters incrementally.

The evaluation confirmed that our approach can reduce the monitoring overhead to 50%.

The standard tool of correlation analysis is the computation of a correlation matrix. However, in the case of streams with many dimensions, it is difficult to extract actionable insights from the correlation matrix, as the number of pairs of attributes increases quadratically and the coefficients evolve over time in unforeseen ways. Thus, novel visualization methods are required.

In this thesis, we will investigate how to visualize the evolution of correlation in high-dimensional data streams in an intuitive way. We will, for example, discuss visualization methods based on force-directed graphs. Also, we will develop a web interface to visualize the correlation structure of data streams and evaluate it systematically via user studies.

This thesis investigates, how a Smart Meter’s limited recognition of appliance involving activities can be extended by Vibration Sensors. We provide an experimental setup to aggregate a dedicated dataset with a sampling frequency of 25,600 Hz. We evaluate the impact of combining a Smart Meter and Vibration Sensors on a system’s accuracy, by means of four developed Activity Recognition Systems. This results in the quantification of the impact. We found out that through combining these sensors, the accuracy of an Activity Recognition System rather strives towards the highest accuracy of a single underlying sensor, than jointly surpassing it.

Damit Simulatoren beschrieben werden können ist es notwendig die Elemente zu identifizieren, die in Summ eine vollständige Beschreibung eines Simulators ermöglicht. Basierend auf der Beschreibung werden dann Vergleichsmöglichkeiten entwickelt, sodass beschriebene Simulatoren miteinander Verglichen werden können. Der Vergleich dient der Ermittlung der Ähnlichkeit von Simulatoren. Da die Ähnlichkeit zwischen Simulatoren nicht allgemeingültig definierbar ist, ist auch Teil der Arbeit diese Ähnlichkeitsmaße zu definieren und zu beschreiben. Im Fokus dieser Arbeit sind diskrete ereignisorientierte Simulatoren. Das übergeordnete Ziel ist das wiederfinden von Simulatoren in bereits bestehenden Simulationen um die Wiederverwendung zu ermöglichen. Daher ist das Ziel die Vergleichsmöglichkeiten dahingehend zu entwickeln, dass auch Teile von Simulationen wiedergefunden werden können. Das entwickelte Tool DesComp implementiert sowohl die Möglichkeit der Beschreibung als auch die notwendigen Verfahren für den Vergleich von Simulatoren. Für die Evaluation der Eignung der entwickelten Verfahren wird eine Fallstudie anhand des Simulators EventSim durchgeführt.

Firstly, we examine how the model’s parameters influence the probability distribution (PDF) of the t2vec similarity values. For this purpose, we conduct experiments with various parameter settings and inspect the abstract shape and statistical properties of their PDF. Secondly, we consider that we already have an intuitive understanding of the classical models, such as Dynamic Time Warping (DTW) and Longest Common Subsequence (LCSS). Therefore, we use this intuition to analyze t2vec by systematically comparing it to DTW and LCSS with the help of heat maps.

Um ihr Ziel zu erreichen, folgen sowohl der Systemarchitekt als auch der Sicherheitsexperte einem eigenen Vorgehensmodell. Aufgrund fehlender Interaktionspunkte müssen beide unabhängig voneinander und unkoordiniert durchgeführt werden. Dies kann zu Inkonsistenzen zwischen Architektur- und Sicherheitsartefakten führen und zusätzlichen Aufwand verursachen, was sich wiederum negativ auf die Entwicklungszeit und Qualität auswirkt. In dieser Arbeit kombinieren wir zwei ausgewählte Vorgehensmodelle zu einem neuen, einzelnen Vorgehensmodell. Die Kombination erfolgt auf Basis des identifizierten Informationsflusses innerhalb und zwischen den ursprünglichen zwei Vorgehensmodellen. Durch die Kombination werden die Vorteile beider Ansätze übernommen und die zuvor genannten Probleme angegangen. Bei den zwei ausgewählten Vorgehensmodellen handelt es sich um den Harmony-Ansatz von IBM und die ISO-Norm 26262. Ersterer erlaubt es eine Systemarchitektur systematisch und modellbasiert mit SysML zu entwickeln, während die ISO-Norm dem Sicherheitsexperten bei seiner Arbeit bezüglich der funktionalen Sicherheit in Straßenfahrzeugen unterstützt. Die Evaluation unseres Ansatzes zeigt dessen Anwendbarkeit im Rahmen einer realen Fallstudie. Außerdem werden dessen Vorteile bezüglich Konsistenz zwischen Architektur- und Sicherheitsartefakten und Durchführungszeit diskutiert, basierend auf einem Vergleich mit ähnlichen Ansätzen.

Consistency preservation languages can be used to describe how consistency of representations can be preserved, so that in use with further development tools the process of updating redundant information is automated. However, such languages vary in their abstraction level and expressiveness. Consistency preservation languages with higher abstraction specify what elements of representations are considered consistent in a declarative manner. A language with less abstraction concerns how consistency is preserved after an update using imperative instructions. A common trade-off in the decision for selecting a fitting language is between expressiveness and abstraction. Higher abstraction on the one hand implies less specification effort, on the other hand it is restricted in expressiveness compared to a more specific language.

In this thesis we present a concept for combining two consistency specification languages of different abstraction levels. Imperative constructs of a less abstract language are derived from declarative consistency expressions of a language of higher abstraction and combined with additional imperative constructs integrated into the combined language. The combined language grants the benefits of the more abstract language and enables realizing parts of the specification without being restricted in expressiveness. As a consequence a developer profits from the advantages of both languages, as previously a specification that can not be completely expressed with the more abstract language has to be realized entirely with the less abstract language.

We realize the concepts by combining the Reactions and Mappings language of the VITRUVIUS project. The imperative Reactions language enables developers to specify triggers for certain model changes and repair logic. As a more abstract language, Mappings specify consistency with a declarative description between elements of two representations and what conditions for the specific elements have to apply. We research the limits of expressiveness of the declarative description and depict, how scenarios are supported that require complex consistency specifications. An evaluation with a case study shows the applicability of the approach, because an existing project, prior using the Reactions language, can be realized with the combination concept. Furthermore, the compactness of the preservation specification is increased.

griert werden können,verändert.Bei Software Komponenten handelt es sich um Services, die eine andere Applikation erweitern.Die Applikation wird dabeivonDritten entwickelt. In dieser Bachelorthesis werden die Probleme betrachtet, die bei der Integration von Ser- vices auftreten. Mit einer Umfrage wird das Entwicklungsteam von LogMeIn, welches für die Integration von Services zuständig ist, befragt. Aus deren Erfahrungen werden Probleme ausfndig gemacht und Lösungen dafür entwickelt. Die Probleme und Lösungen werden herausgearbeitet und an hand eines fort laufenden Beispiels, des GoToMeeting Add-ons für den Google Kalender,veranschaulicht.Für die Evaluation wird eine Fallstudie durchgeführt, in der eine GoToMeeting Integration für Slack entwickelt wird. Während dieser Entwicklung treten nicht alle ausgearbeiteten Probleme auf. Jedoch können die Probleme, die auftreten mit den entwickelten Lösungen gelöst werden. Zusätzlich tritt ein neues Problem auf, für das eine neue Lösung entwickelt wird. Das Problem und die zugehörige Lösung werden anschließend zu dem bestehenden Set von Problemen und Lösungen hinzugefügt. Das Hinzufügen des gefundenen Problems ist ein perfektes Beispiel dafür, wie das Set in Zukunft bei neuen Problemen, erweitert werden kann.

Die Beiträge der Arbeit sind das Erstellen und Parametrisieren eines Modells von Cassandra im Palladio-Komponentenmodell und das Evaluieren des Modells anhand von Benchmarkergebnissen. Zudem wird für dieses Ziel eine Vorgehensweise entwickelt, die das Erheben der notwendigen Daten sowie deren Auswertung und Evaluierung strukturiert und soweit möglich automatisiert und vereinfacht. Die Evaluation des Modells erfolgt durch automatisierte Simulationen, deren Ergebnisse mit den Benchmarks verglichen werden. Dadurch konnte die Anwendbarkeit des Modells für einen Thread und eine beliebige Anzahl Anfragen bei gleichzeitiger Verwendung von einer oder mehreren verschiedenen Operationen, abgesehen von der Scan-Operation, gezeigt werden.

Palladio ist ein Werkzeug zur modellbasierten Performance-Analyse. Die modellierten Softwaresysteme sind in vier Modelle aufgeteilt, so kann dieselbe Repository-Spezifikation mit verschiedenen System-Modellen oder Hardware-Konfigurationen simuliert werden. In Palladio ist es aufwendig den Ablauf eines Systemaufrufs in einem System zu finden. Durch die Unübersichtlichkeit werden die gefundenen Abläufe fehlerhaft und inkonsistent, was den Einstieg in die Software, das Warten und das Erweitern der Modelle erschwert. In dieser Bachelorarbeit wird im ersten Teil ein Rahmenwerk zum Erzeugen von Sichten vorgestellt. Diesem Rahmenwerk können neue Sichten hinzugefügt werden, die eine Hilfestellung beim Erstellen und Verstehen von Modellen geben. Mit Hilfe von Modelltransformationen erzeugt dieses Rahmenwerk neue Blickwinkel auf gesonderte Teile des Palladio-Komponentenmodells. Eine erste Sicht ist die Darstellung des Palladio-Komponentenmodells als ein Sequenzdiagramm, die im zweiten Teil der Bachelorarbeit vorgestellt wird. Die Diagramme wurden mit PlantUML erzeugt. Der PlantUML-Quelltext wird mit einer Model-zu-Text-Transformation generiert.

Durch das erstellte Rahmenwerk können neue Einblicke auf ein Palladio-Komponentenmodell gegeben werden. Neue Benutzer von Palladio müssen sich nicht durch Modelle arbeiten. Sie können mit dem Rahmenwerk Abläufe direkt erkennen. Die Entwickler von Palladio können eigene Sichten hinzufügen. Dadurch erweitert sich der Werkzeugkasten von Palladio und ermöglicht einen leichteren Einstieg in das Softwaresimulationsprogramm.

Mit den Konzepten und Verfahrensweisen lassen sich weitere Heuristiken entwerfen mit dem Ziel, die Fehleranfälligkeit von manuellen Übertragungen der Änderungen zu reduzieren und die Weiterentwicklung der Metamodelle und Metamodellinstanzen zu erleichtern.

des Netzes iteriert und die Gewichte anpasst. Dies limitiert RL-Algorithmen in ihrer Skalierbarkeit. Ein Ansatz, der komplett auf Backpropagation verzichtet, sind die evolutionären Strategien (ES). Basierend auf dem biologischen Vorbild der Evolution werden über Generationen hinweg die Gewichtsvektoren optimiert, indem pro Generation mehrere Veränderungen stattfinden und deren Güte ausgewertet wird. Eine solche ES haben Mitarbeiter von OpenAI um Salimans, 2017 in einem Artikel vorgestellt. Diese wurde auf Robotersimulationen getestet, bei denen standardmäßig RL-Algorithmen eingesetzt werden. Es wurde festgestellt, dass ES mit State-of-the-Art RL konkurrieren können. Des Weiteren sind ES hoch parallelisierbar und können daher beispielsweise einen humanoiden Roboter deutlich schneller trainieren als der vergleichbare RL-Algorithmen. Die vorliegende Arbeit untersucht die ES anhand von zwei Umgebungen der Roboschool. Dies ist eine Gruppe von Robotersimulationen, die in dem Artikel nicht verwendet wurden. Dazu wird auf der Implementation, die zusammen mit dem Artikel veröffentlicht wurde, aufgebaut und eine eigene Implementation angefertigt. Um die ES auf der Roboschool zu evaluieren, werden Ergebnisse von RL-Algorithmen aus der Literatur zitiert und diese zum Vergleich herangezogen. Die Evaluation zeigt, dass die Robotersimulationen durch das Training mit ES das Laufen lernen. Außerdem kann durch das Hinzufügen von Rechenleistung die Berechnungszeit verringert werden.

In this thesis, we aim to offer location-based services to users of mOSNs while guaranteeing that an adversary, including the service provider, will not be able to learn the locations of the users (location secrecy) and the relationship existing between them (relationship secrecy). We consider both linking attacks and collusion attacks. We propose two approaches R-mobishare and V-mobishare, which combine existing cryptographic techniques. Both approaches use, among others, private broadcast encryption and homomorphic encryption. Private broadcast encryption is used to protect the relationships existing between users, and homomorphic encryption is used to protect the location of the users. Our system allows users to query their nearby friends. Next, we prove that our proposed approaches fulfill our secrecy guarantees, i.e., location and relationship secrecy. Finally, we evaluate the query performance of our proposed approaches and use real online social networks to compare their performance. The result of our experiments shows that in a region with low population density such as suburbs, our first approach, R-mobishare, performs better than our approach V-mobishare. On the contrary, in a region with high population density such as downtown, our second approach, V-mobishare, perform better than R-mobishare.

Um diese automatisiert finden und beheben oder ihnen bestenfalls sogar vorbeugen zu können, bedarf es der Verknüpfung von Text- und Modellentitäten. Dieses Problem wurde in der vorzustellenden Arbeit angegangen. Dabei wurden Wortvektoren verwendet, um Ähnlichkeiten zwischen Wörtern finden zu können.

However, modern systems typically need to solve multiple problems simultaneously. E.g. in order to find high correlations in a dataset, one needs to examine each pair of variables. This is challenging, in particular if the number of variables is large and the data evolves dynamically.

This thesis focuses on the following question: How should one distribute resources at anytime, in order to maximize the overall quality of multiple targets? First, we define the problem, considering various notions of quality and user requirements. Second, we propose a set of strategies to tackle this problem. Finally, we evaluate our strategies via extensive experiments.

While "high-dimensionality" and the "streaming setting" provide two unique sets of challenges, we observe that the existing mining algorithms only address them separately. Thus, our plan is to propose a novel algorithm, which keeps track of the subspaces of interest in high-dimensional data streams over time. We quantify the relevance of subspaces via a so-called "contrast" measure, which we are able to maintain incrementally in an efficient way. Furthermore, we propose a set of heuristics to adapt the search for the relevant subspaces as the data and the underlying distribution evolves.

We show that our approach is beneficial as a feature selection method and as such can be applied to extend a range of knowledge discovery tasks, e.g., "outlier detection", in high-dimensional data-streams.

When there are multiple interrelated metamodels, consistency relations form a network. In multi-model consistency preservation, we are interested in methods to preserve consistency in a network of consistency relations. However, combinations of binary transformations can lead to specific interoperability issues.

The purpose of this thesis is the decomposition of relations, an optimization technique for consistency relation networks. In this thesis, we design a decomposition procedure to detect independent and redundant subsets of consistency relations. The procedure aims to help developers find incompatibilities in consistency relation networks.

We will try to reduce the number of simulation runs even further, using an active learning approach to train an intermediate ML model. Additionally, we extend the previously proposed methodology to not only cover classification but also regression problems. A preliminary experiment indicated, that the combination of these methods, does indeed help reduce the necessary runs even further. In this thesis, I will analyze different AL sampling strategies together with several intermediate ML models to find out if AL can systematically improve existing scenario discovery methods and if a most beneficial combination of sampling method and intermediate ML model exists for this purpose.

This thesis presents an approach to platform-independent observing of cloud applications, including comprehensive monitoring of relationships between components of the system. The concept of a time series database is used under the hood for storing monitoring data. It gets then transformed into the format needed for the performance model extraction. Furthermore, a complete specific implementation of the approach with exemplary tools is provided.

Ziel dieser Masterthesis ist die Unterstützung eines solchen Migrationsprozess, indem ein Konzept für eine kontinuierliche Verfeinerung von automatisch extrahierten, architekturellen Performanz-Modellen entwickelt und in einem prototypischen Plug-in umgesetzt wird. Die Thesis beinhaltet ein Konzept zur Durchführung und Speicherung von manuellen Verfeinerungsschritten an extrahierten Performanz-Modellen. Außerdem ermöglicht die Thesis eine Zusammenführung von automatisch extrahierten Performanz-Modellen mit einem zu verfeinernden Performanz-Modell. Ein Ansatz zur Integration des erarbeiteten Konzepts in eine Continuous Integration Umgebung wird ebenfalls präsentiert.

Die vorliegende Arbeit untersucht diese Problematik und stellt Techniken vor, wie vollständig trainierte neuronale Netze möglichst unter Erhaltung der Genauigkeit in der Anzahl ihrer Neuronen und Verbindungen reduziert werden können. Mithilfe von Experimenten in TensorFlow und Keras wird gezeigt, welche dieser Verfahren sich im Kontext von verschiedenen Praxisbeispielen eignen. Weiterhin beschreibt die Arbeit einen neuen Ansatz SNARE (Score-based Neural Architecture REduction) mit dem Ziel, eine Reduktion nicht nur auf einzelnen Schichten, sondern auf gesamten Netzwerken automatisiert durchzuführen. Die Tool-Implementierung von SNARE analysiert dazu zunächst die Struktur von trainierten Keras NNs mit TensorFlow Backend. Unter der Berücksichtigung von verschiedenen Kriterien wie dem FLOP-Beitrag werden anschließend iterativ Schichten ausgewählt, Reduktionsoperationen angewendet und durch erneutes Trainieren entstandene Fehler kompensiert.

Ergebnisse zeigen, dass SNARE auf einer LeNet5-Architektur bei einem Genauigkeitsverlust von 0,39% eine Parameterreduktion um den Faktor 35 erreicht. Zusätzlich erzielte SNARE auf einem NN zur Erkennung von menschlichen Bewegungen aus mobilen Sensordaten eine Reduktionsrate von 245 bei gleicher Genauigkeit.

In Zukunft werden Nutzer erwarten, dass Maschinen komplexe Befehlssequenzen verstehen, die zum Beispiel Kontrollstrukturen enthalten. In dieser Arbeit wurde daher das Thema der zielsystemunabhängigen Quelltextsynthese aus natürlicher Sprache untersucht. Dabei wurden Werkzeuge entwickelt, die aus aufbereiteten Sprachinformationen, wie beispielsweise extrahierten Kontrollstrukturen, einen abstrakten Syntaxbaum synthetisieren. Dazu wurden Strukturen des Syntaxbaumes durch Mustererkenner extrahiert und anschließend verbunden. Der Syntaxbaum wurde durch Besucher und Schablonen-Systeme in Quelltext übersetzt. Mit diesem Vorgehen konnte Quelltext für einen Küchenroboter, einen Legoroboter und ein System zum Erstellen von Aktivitätsdiagrammen erzeugt werden. Die entwickelten Werkzeuge sind in der Lage Quelltext in Java, Python, C und PlantUML zu erzeugen. Bei einer Online-Studie akzeptierten Probanden in einem Mehrheitsentscheid 47,68% der Aktivitätsdiagramme als korrekt. Vollständig korrekter Quelltext wurde bei einer manuellen Evaluation in 32,91% der Fälle erzeugt. Die Ergebnisse zeigen, dass Quelltext mit Kontrollstrukturen aus natürlicher Sprache synthetisiert werden kann.

Additionally the few approaches tackling this problem, only do it on a surface level ignoring certain important aspects, such as data states. Because data objects with states can cause different types of errors than data objects without them, ignoring data states can lead to overlooking certain mistakes. This thesis tries to address the problem of detecting data flow errors on the level of data states, while also taking optional data and alternative data into account. We propose a new transformation for BPMN models to Petri Nets and specify suitable anti-patterns. Using a model checker, we are then capable of automatically detecting data flow errors regarding data states. In combination with existing approaches, which detect control flow errors or data flow errors on the level of data values, business process designers will be able to prove with a higher certainty that their models are actually flawless.

Ziel dieser Arbeit ist es, einen Meta-Learning Ansatz zu entwickeln, um die Wichtigkeit verschiedener Features für ein Klassifikationsproblem vorherzusagen, ohne vorher ein Modell auf den Daten trainiert zu haben.

Meta-Learning ist ein Bereich des maschinellen Lernens, das sich mit der Vorhersage der Performance von verschiedenen Machine Learning Modellen beschäftigt. Für Vorhersagen dieser Art wird ein Meta-Datensatz benötigt, dessen Einträge individuelle Datensätze repräsentieren, die von Meta-Features charakterisiert werden. Die Zielvariablen eines Meta-Datensatzes sind häufig die Performance-Werte verschiedener Klassifikationsmodelle auf den jeweiligen Datensätzen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Meta-Features erarbeitet und implementiert werden, die nicht nur ganze Datensätze, sondern individuelle Features eines Datensatzes charakterisieren. Als Zielvariablen werden Feature Importance Werte verschiedener Verfahren eingesetzt. Erste Ergebnisse zeigen, dass eine positive Korrelation zwischen tatsächlichen und vorhergesagten Feature Importance Werten besteht.

Die neuronalen Netze werden auf ihre Fertigkeit zur binären und Mehrklassen-Klassifizierung getestet. Diese Art der Evaluierung konnte in keiner verwandten Arbeit festgestellt werden. Zusätzlich werden die verschiedenen AST und sequenziellen Code-Repräsentationen mit den jeweiligen neuronalen Netzarchitekturen evaluiert. Die unterschiedlichen Schritte zur Modellierung des Vokabulars, werden ebenfalls auf diese beiden Code-Repräsentationen angewendet. Abschließend wird eine geeignete Repräsentation, Netzarchitektur und Modellierung des Vokabulars empfohlen.

Im Rahmen der Bachelorarbeit wurde der Einfluss der gewählten Parallelisierungsstrategie auf die Leistungsfähigkeit von Software untersucht. Dazu wurden unterschiedliche Hardwareanforderungen genutzt. Mit ihnen wurden einzelne Arbeitspakete generiert. Diese wurden durch verschiedene Parallelisierungsstrategien ausgeführt. Die verwendeten Parallelisierungsstrategien sind: Java Threads, Java ParallelStreams, OpenMp und Akka Actor. Bei jeder Ausführung wurden die Laufzeit und das Cacheverhalten gemessen. Zudem wurden die Experimente auf verschiedenen dezidierten Servern und dem BwUniCluster durchgeführt. Die Auswertungen erfolgten mittels Beschleunigungskurven und der Cache Miss Rate. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Parallelisierungsstrategien bei den verwendeten Arbeitspaketen nur in geringem Maße unterscheiden.

Feedback mechanisms have not yet been sufficiently researched in the context of smart systems. From the research and the industrial perspective, this motivates for investigations on how users could be supported to provide appropriate feedback in the context of smart systems. A key challenge for providing such feedback means in the smart system context might be to understand and consider the needs of smart system users for communicating their feedback.

Thesis Goal: The goal of this thesis is the creation of innovative feedback mechanisms, that are tailored to a specific context within the domain of smart systems. Already existing feedback mechanisms for software in general and smart systems in particular will be assessed and the users´ needs regarding those mechanisms will be examined. Based on this, improved feedback mechanisms will be developed, either by improving on existing ones or by inventing and implementing new concepts. The overall aim of these innovative feedback mechanisms is to enable smart system users to effectively and efficiently give feedback in the context of smart systems.

Solche Transformationsnetzwerke kombinieren mehrere Transformationen, wobei jede einzelne für die Konsistenzerhaltung zweier Modelle verantwortlich ist. Da die Entwicklung jeder Transformation individuelles Domänenwissen erfordert, werden sie in der Regel von mehreren Domänenexperten unabhängig voneinander entwickelt. Zusätzlich können einzelne Transformationen in anderen Netzwerken wiederverwendet werden. Dies wird jedoch in bisherigen Arbeiten nicht berücksichtigt, macht aber die Konsistenzerhaltung durch Netzwerke bidirektionaler Transformationen anfällig für Probleme. In einem Netzwerk von Transformationen kann es beispielsweise zwei oder mehr Verkettungen von Transformationen geben, die dieselben Metamodelle mit verschiedenen anderen Metamodellen in Beziehung setzen. Jedoch können sie die Elemente unterschiedlich miteinander in Beziehung setzen. Dies kann zum Beispiel zu einer doppelten Erstellung derselben Elemente über die verschiedenen Transformationsketten führen. Es gibt jedoch kein systematisches Wissen über die Problemarten, die in solchen Netzwerken auftreten können oder ob und wie derartige Probleme systematisch verhindert werden können.

Diese Thesis führt eine Fallstudie durch, die ermitteln soll, welche Arten von Problemen bei der Konsistenzerhaltung durch Netzwerke bidirektionaler Transformationen auftreten können. Für diese Probleme leiten wir eine Klassifizierung hinsichtlich des erforderlichen Wissens für ihre Vermeidung ab. Wir unterscheiden zwischen dem Wissen, dass die Transformation in einem Netzwerk genutzt werden kann und dem Wissen über die Inhalte der anderen Transformationen. Für Probleme, die Transformationsentwickler verhindern können, schlagen wir Strategien zur systematischen Vermeidung während ihrer Konstruktion vor. In unserer Fallstudie sind 90 % der gefundenen Probleme verhinderbar. Die übrigen Probleme lassen sich während der Entwicklung einer einzelnen Transformation nicht ohne das Wissen über weitere Transformationen im Netzwerk vermeiden. Folglich hilft diese Thesis Transformationsentwicklern Fehler bei der Erstellung von Transformationen systematisch zu vermeiden und ermöglicht es Netzwerkentwicklern Fehler zu erkennen, die bei der Konstruktion der Transformation nicht verhindert werden können.

Konzpet. Zum Beispiel erlaubt das Palladio Component Model (PCM) die Modellierung und der Palladio Simulator die Simulation von Softwarearchitekturen durch ereignisorientierte Simulationen, um Mängel in Softwarearchitekturen frühzeitig zu erkennen. Das Tool DesComp ermöglicht es, ereignisorientierte Simulationen zu modellieren und zu vergleichen. Vor der Implementierung einer neuen Simulation können so Ähnlichkeiten zu bestehenden Simulationen identifiziert werden, um diese wiederzuverwenden. Der DesComp-Ansatz modelliert das Simulations-Verhalten mittels Erfüllbarkeit prädikatenlogischer Formeln (Satisfiability Modulo Theories, kurz SMT). Die Spezifikation des Simulations-Verhaltens durch SMT-Code ist allerdings aufwändig und erfordert Hintergrundwissen zum SMT-LIB Standard. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine domänenspezifischen Sprache (DSL) zur Spezifikation der Simulations-Struktur und des Simulations-Verhaltens mit dem Xtext-Framework entwickelt. Auf Grundlage der Struktur-Spezifikation des DesComp-Ansatzes wurde dafür ein Metamodell zur Modellierung von Struktur und Verhalten ereignisorientierter Simulationen erstellt. Dieses Metamodell wurde als Grundlage der abstrakten Syntax der entwickelten Sprache verwendet. Das Metamodell dient dann als Ausgangspunkt für die weitere Verwendung und Analyse der Simulations-Spezifikation. Dazu wurde eine Transformation der Verhaltens-Spezifikation in SMT-Code implementiert, die zusammen mit der Simulations-Struktur in eine Graph-Datenbank exportiert werden kann, um die Simulation in DesComp zu analysieren oder mit anderen Simulationen zu vergleichen. Die entwickelte Sprache wurde anhand der Simulation BusSimulation und des Palladio-Simulators EventSim evaluiert, indem die Modellierungen der Simulationen mit DesComp und der Sprache anhand verschiedener Kriterien verglichen wurde.

Existing works in this field have two major shortcomings - they either do not perform incremental calibration of the performance model (updating only changed parts of the source code since the last commit), or do not consider more complex dependencies than linear. This work is part of the approach for the continuous integration of performance models. Our aim is to identify parametric dependencies for external service calls, as well as, to optimize the existing dependencies for the other types of performance model parameters. We propose using two machine learning algorithms for detecting initial dependencies and then refining the mathematical expressions with a genetic programming algorithm. Our contribution also includes feature selection of the candidates for a dependency and consideration not only of input service arguments but also the data flow i.e., the return values of previous external calls.

In this thesis, I analyze nine different active learning sampling strategies together with several machine learning models, in order to find out if active learning can systematically improve PRIM even further, and if out of those strategies and models, a most beneficial combination of sampling method and intermediate machine learning model exists for this purpose.

decision result is unstructured, thereby not providing any reproducibility of the success. Groups have different power structures and usually individuals have diferent interests. Moreover finding solutions is a rather complex task and group decisions can sufer intransparency. To support groups in their decision making product confguration can be used. It allows to accurately map constraints and dependencies in complex problems and to map the solution space. Using a group recommender a group is supported in their confguration decisions. The goal is to show that these approaches can help a group with the confguration task presented by the usage of a configurator and to better process individual preferences than a human can. The benefts of this approach are, that the need for a group to communicate directly is reduced. Each user gives their own preferences and the group will get a recommendation based on that. This allows to reduce problems arising in groups decisions like lack of communication and bias in groups. Additionally this shows the viability of combining group recommendations and configuration approaches.

Die Ergebnisse sind insgesamt durchwachsen, da die Datenmenge eher klein ist und Anforderungen sehr divers formuliert sein können.

In this work, we research the connection between n- and (n+1)-grams and vice versa. Our objective is to store only a part of the full ngram corpus and estimate the rest of the corpus.