Semantische Suche

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.