Semantische Suche

Freitag, 19. Februar 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Mohamed Amine Chalghoum
Titel A comparative study of subgroup discovery methods
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Vadim Arzamasov
Vortragsmodus
Kurzfassung Subgroup discovery is a data mining technique that is used to extract interesting relationships in a dataset related to to a target variable. These relationships are described in the form of rules. Multiple SD techniques have been developed over the years. This thesis establishes a comparative study between a number of these techniques in order to identify the state-of-the-art methods. It also analyses the effects discretization has on them as a preprocessing step . Furthermore, it investigates the effect of hyperparameter optimization on these methods.

Our analysis showed that PRIM, DSSD, Best Interval and FSSD outperformed the other subgroup discovery methods evaluated in this study and are to be considered state-of-the-art . It also shows that discretization offers an efficiency improvement on methods that do not employ internal discretization. It has a negative impact on the quality of subgroups generated by methods that perform it internally. The results finally demonstrates that Apriori-SD and SD-Algorithm were the most positively affected by the hyperparameter optimization.

Freitag, 19. Februar 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Nico Peter
Titel Model-Based Rule Engine for the Reconstruction of Component-Based Software Architectures for Quality Prediction
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Yves Kirschner
Vortragsmodus
Kurzfassung With architecture models, software developers and architects are able to enhance their documentation and communication, perform architecture analysis, design decisions and finally with PCM, can start quality predictions. However, the manual creation of component architecture models for complex systems is difficult and time consuming. Instead, the automatic generation of architecture models out of existing projects saves time and effort. For this purpose, a new approach is proposed which uses technology specific rule artifacts and a rule engine that transforms the source code of software projects into a model representation, applies the given rules and then automatically generates a static software architecture model. The resulting architecture model is then usable for quality prediction purposes inside the PCM context. The concepts for this approach are presented and a software system is developed, which can be easily extended with new rule artifacts to be useful for a broader range of technologies used in different projects. With the implementation of a prototype, the collection of technology specific rule sets and an evaluation including different reference systems the proposed functionality is proven and a solid foundation for future improvements is given.

Freitag, 26. Februar 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Aleksandr Eismont
Titel Predicting System Dependencies from Tracing Data Instead of Computing Them
Vortragstyp Proposal
Betreuer(in) Pawel Bielski
Vortragsmodus
Kurzfassung The concept of Artificial Intelligence for IT Operations combines big data and machine learning methods to replace a broad range of IT operations including availability and performance monitoring of services. In large-scale distributed cloud infrastructures a service is deployed on different separate nodes. As the size of the infrastructure increases in production, the analysis of metrics parameters becomes computationally expensive. We address the problem by proposing a method to predict dependencies between metrics parameters of system components instead of computing them. To predict the dependencies we use time windowing with different aggregation methods and distributed tracing data that contain detailed information for the system execution workflow. In this bachelor thesis, we inspect the different representations of distributed traces from simple counting of events to more complex graph representations. We compare them with each other and evaluate the performance of such methods.

Freitag, 26. Februar 2021, 14:00 Uhr

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Freitag, 12. März 2021, 14:00 Uhr

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Freitag, 12. März 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Youheng Lü
Titel Auswahl von SAT Instanzen zur Evaluation von Solvern
Vortragstyp Proposal
Betreuer(in) Jakob Bach
Vortragsmodus
Kurzfassung Das schnelle und effiziente Lösen von SAT-Instanzen ist für viele Bereiche relevant, zum Beispiel Kryptografie, Scheduling-Algorithmen oder formale Verifikation von Algorithmen. Um die Geschwindigkeit von SAT-Solvern zu evaluieren, gibt es die SAT Competition, in der verschiedene Solver gegeneinander antreten, um Hunderte von SAT-Instanzen zu lösen. Da dies viel Zeit beansprucht, möchten wir eine Methode vorschlagen, die die Anzahl der Instanzen verringert. Indem wir die Instanzen nach Eigenschaften und Laufzeiten clustern, möchten wir eine Benchmark erstellen, die deutlich weniger Instanzen beinhaltet, aber wenig Informationsverlust bietet. Diese evaluieren wir am Ende mithilfe einer „Benchmark“ Competition, wo wir vergleichen, ob die Sieger der SAT Competition auch die „Benchmark“ Competition gewinnen. Zusätzlich möchten wir in dieser Bachelorarbeit auch herausfinden, welche Instanzeigenschaften eine besondere Rolle beim Clustering spielen und ob ein Clustering von Solvern relevant ist.

Freitag, 19. März 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Peter Christos Digas
Titel Untersuchung des Datenaustauschs zwischen Java und Javascript-basierten Modell-getriebenen Modellierungswerkzeugen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Thomas Kühn
Vortragsmodus
Kurzfassung Derzeit ist es nicht möglich, Modellinstanzen in eine geeignete Form zu (de)serialisieren, dass diese zwischen Java und JavaScript korrekt ausgetauscht werden können. Außerdem wurde noch nicht untersucht, welche Anforderungen es an die Werkzeuge der Modell-getriebenen Softwareentwicklung gibt und welche Werkzeuge sich nach diesen Anforderungen eignen und welche Lücken es gibt. Auch wurde noch nicht untersucht, welches Datenaustauschformat sich für den Austausch von Modellinstanzen bei der Problemstellung eignet, oder wie Modellinstanzen zwischen Java und JavaScript auf Korrektheit validiert und die Äquivalenz bei ausgetauschten Modellinstanzen zwischen den Modellierungswerkzeugen auf Seite von Java und JavaScript geprüft werden kann. Das Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, die Werkzeuge und Datenaustauschformate zu untersuchen, geeignete Modell-getriebene Werkzeuge auf Seite von Java und JavaScript auszuwählen und dabei ein ein geeignetes Datenaustauschformat für den Austausch von Modellinstanzen zu verwenden, um eine Modell-getriebene Brücke zwischen den beiden Plattformen Java und Javascript herzustellen. Dazu werden Modellierungswerkzeuge auf Seite von Java und JavaScript sowie Datenaustauschformate nach objektiven Kriterien hin bewertet und auf Grund dieser Erkenntnisse für die Modell-getriebene Brücke zwischen Java und JavaScript ausgewählt. Auch wird die Modell-getriebene Brücke konzeptioniert und konkret auf den Plattformen Java und JavaScript implementiert. Diese Brücke wird dabei durch geeignete Tests und Experimente validiert. Insbesondere wird dabei die Korrektheit und Darstellung der Konzepte validiert. Außerdem wird dabei gezeigt, dass Modellinstanzen nahezu fehlerfrei und ohne Unterschiede (de)serialisiert und ausgetauscht werden können. Zusätzlich wird die Zeit gemessen, welche die Modellierungswerkzeuge zum Serialisieren und Deserialisieren von Modellinstanzen einer bestimmten Größe und Komplexität benötigen.

Freitag, 26. März 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Fabian Müller
Titel Rekonstruktion von Komponentenmodellen für Qualitätsvorhersagen auf der Grundlage heterogener Artefakte in der Softwareentwicklung
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Yves Kirschner
Vortragsmodus
Kurzfassung Moderne Softwaresysteme werden oftmals nicht mehr als monolithische Anwendungen konstruiert. Verteilte Architekturen liegen im Trend. Der Einsatz von Technologien wie Docker und Spring bringt, neben dem Quelltext, zusätzliche Konfigurationsdateien mit ein. Eine Rekonstruktion der Softwarearchitektur nur anhand des Quelltextes wird dadurch erschwert. Zu Beginn dieser Arbeit wurden einige wissenschaftliche Arbeiten untersucht, die sich mit dem Thema Rekonstruktion von Softwarearchitekturen beschäftigen. Jedoch konnte keine Arbeit gefunden werden, welche sowohl heterogene Softwareartefakte unterstützt als auch ein für die Qualitätsvorhersage geeignetes Modell generiert.

Aufgrund dessen stellt diese Arbeit einen neuen Ansatz vor, der mehrere heterogene Softwareartefakte zur Rekonstruktion eines Architekturmodells miteinbezieht. Genauer wird in dieser Arbeit der Ansatz als Prototyp für die Artefakte Java-Quelltext, Dockerfiles, Docker-Compose-Dateien sowie Spring-Konfigurationsdateien umgesetzt. Als Zielmodell kommt das Palladio-Komponentenmodell zum Einsatz, welches sich für Analysen und Simulationen hinsichtlich Performanz und Verlässlichkeit eignet. Es wird näher untersucht, inwiefern die Informationen der Artefakte zusammengeführt werden können. Der Ansatz sieht es vor, die Artefakte zuerst in Modelle zu transformieren. Für diese Transformationen werden zwei unterschiedliche Vorgehensweisen betrachtet. Zuerst soll Java-Quelltext mithilfe von JDT in ein bestehendes Metamodell übertragen werden. Für die übrigen Artefakte wird eine Xtext-Grammatik vorgeschlagen, welche ein passendes Metamodell erzeugen kann. Die Architektur des Ansatzes wurde außerdem so gestaltet, dass eine Anpassung oder Erweiterung bezüglich der unterstützten Artefakte einfach möglich ist.

Zum Abschluss wird die prototypische Implementierung beschrieben und evaluiert. Dafür wurden zwei Fallstudien ausgewählt und mithilfe des Prototyps das Architekturmodell der Projekte extrahiert. Die Ergebnisse wurden anhand von vorher definierten Metriken anschließend untersucht. Dadurch konnte gezeigt werden, dass der Ansatz funktioniert und durch die heterogenen Artefakte ein Mehrwert zur Rekonstruktion des Architekturmodells beigetragen werden kann.

Freitag, 9. April 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Nico Denner
Titel Theory-Guided Data Science for Battery Voltage Prediction: A Systematic Guideline
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Pawel Bielski
Vortragsmodus
Kurzfassung Purely data-driven Data Science approaches tend to underperform when applied to scientific problems, especially when there is little data available. Theory-guided Data Science (TGDS) incorporates existing problem specific domain knowledge in order to increase the performance of Data Science models. It has already proved to be successful in scientific disciplines like climate science or material research.

Although there exist many TGDS methods, they are often not comparable with each other, because they were originally applied to different types of problems. Also, it is not clear how much domain knowledge they require. There currently exist no clear guidelines on how to choose the most suitable TGDS method when confronted with a concrete problem.

Our work is the first one to compare multiple TGDS methods on a time series prediction task. We establish a clear guideline by evaluating the performance and required domain knowledge of each method in the context of lithium-ion battery voltage prediction. As a result, our work could serve as a starting point on how to select the right TGDS method when confronted with a concrete problem.

Freitag, 9. April 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Daniel Milbaier
Titel Measuring the Privacy Loss with Smart Meters
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Vadim Arzamasov
Vortragsmodus
Kurzfassung The rapid growth of renewable energy sources and the increased sales in

electric vehicels contribute to a more volatile power grid. Energy suppliers rely on data to predict the demand and to manage the grid accordingly. The rollout of smart meters could provide the necessary data. But on the other hand, smart meters can leak sensitive information about the customer. Several solution were proposed to mitigate this problem. Some depend on privacy measures to calculate the degree of privacy one could expect from a solution. This bachelor thesis constructs a set of experiments which help to analyse some privacy measures and thereby determine, whether the value of a privacy measure increases or decreases with an increase in privacy.

Freitag, 16. April 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Patrick Ehrler
Titel Feature Selection using Bayesian Optimization
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jakob Bach
Vortragsmodus
Kurzfassung Datasets, like gene profiles from cancer patients, can have a large number of features. In order to apply prediction techniques, a lot of computing time and memory is needed. A solution to this problem is to reduce the number of features, whereby the main challenge is to still receive a satisfactory prediction performance afterwards. There are many state-of-the-art feature selection techniques, but they all have their limitations. We use Bayesian optimization, a technique to optimize expensive black-box-functions, and apply it to the problem of feature selection. Thereby, we face the challenge to adjust the standard optimization procedure to work with a discrete-valued search space, but also to find a way to optimize the acquisition function efficiently.

Overall, we propose 10 different Bayesian optimization feature selection approaches and evaluate their performance experimentally on 28 OpenML classification datasets. We do not only compare the approaches among themselves, but also to 9 state-of-the-art feature selection approaches. Our results state that especially four of our approaches perform well and can compete to most state-of-the-art approaches in terms of prediction performance. In terms of runtime, all our approaches do not perform outstandingly good, but similar to some filter and wrapper approaches.

Freitag, 23. April 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Michael Tobias
Titel Evaluierung architektureller Datenflussanalyse mittels Fallstudie anhand Corona-Warn-App
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Stephan Seifermann
Vortragsmodus
Kurzfassung Die Wahrung von Vertraulichkeit ist essentiell für moderne Softwaresysteme. Eine Überprüfung auf Probleme bereits während der Entwurfsphase ermöglicht eine effiziente Fehlerbehebung. Mit dem datenzentrierten Palladio-Komponenten-Modell (DPCM) ist eine solche Prüfung möglich. Im Rahmen der Arbeit soll der Ansatz über eine realistische Fallstudie anhand der Corona-Warn-App evaluiert werden. Dazu müssen zunächst aus den Entwurfsdokumenten Vertraulichkeitsanforderungen extrahiert werden, um anschließend deren Einhaltung prüfen zu können. Um den Ansprüchen an ein systematisches und nachvollziehbares Vorgehen bei der Evaluierung zu genügen, wird zunächst ein Prozess zur Anforderungsextraktion konzipiert. Die Evaluation des DPCM findet anschließend für die Qualitätseigenschaften der Ausdrucksmächtigkeit und Genauigkeit statt. Das Ergebnis der Arbeit besteht aus einem Katalog von Vertraulichkeitsanforderungen für die Corona-Warn-App, dem entwickelten Extraktionsprozess, sowie initialen Ergebnissen für die Evaluation des DPCM.
Vortragende(r) Steffen Schmitt
Titel Implementierung eines Authority-Mechanismus für UI-Elemente auf Basis von Eclipse E4
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Timur Sağlam
Vortragsmodus
Kurzfassung Durch die Verwendung von Software-Anwendungen in verschiedenen Kontexten entsteht eine überladene Benutzeroberfläche. Zur Unterteilung der Benutzeroberfläche wird ein Authority-Mechanismus verwendet. Die bisherigen Konzepte für einen Authority-Mechanismus sind entweder nicht in Eclipse 4 RCP umsetzbar oder erfüllen nicht die Anforderungen, die von der Industrie an einen Authority-Mechanismus gestellt werden. Diese Lücke wird mit einem Konzept für einen dynamischen Authority-Mechanismus geschlossen. Durch eine Implementierung des Authority-Mechanismus in einer bestehenden Software-Anwendungen aus der Industrie wird die Kompatibilität des Konzeptes mit den Anforderungen bestätigt.

Donnerstag, 29. April 2021, 16:33 Uhr

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Ort: Raum 010 (Gebäude 50.34)
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Freitag, 30. April 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Benjamin Acar
Titel Skalierung der SVDD: Sampling mit Fehlerschranken
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Adrian Englhardt
Vortragsmodus
Kurzfassung Ausreißerkennung beschäftigt sich damit, ungewöhnliche Beobachtungen in Daten zu finden. Weit verbreitet ist dabei der Einsatz von maschinellen Lernverfahren, wie beispielsweise des 1-Klassen Klassifikators „Support Vector Data Description“ (SVDD). Ein Problem des SVDD Klassifikators ist allerdings, dass die SVDD schlecht mit steigender Anzahl an Beobachtungen skaliert. Vorausgehende Arbeiten zeigen, dass während des Trainings einer SVDD nicht alle Objekte des Datensatzes benötigt werden. Es zeigt sich hierbei, dass vor allem jene, die sich am Rand der Verteilung befinden, von Interesse sind. Welche Objekte genau gewählt werden sollten und wie sich eine solche Reduktion letztlich auf die Qualität des Ergebnisses auswirkt, wird in den vorausgehenden Arbeiten bislang ausschließlich auf heuristischer Ebene behandelt. In dieser Arbeit entwickeln wir einen neuen Ansatz, um die SVDD schneller zu trainieren. Wir geben dabei konkrete, analytisch berechnete Fehlerschranken an und ermöglichen es somit dem Nutzer, den Kompromiss zwischen Laufzeit und Ergebnis-Qualität selbst zu adjustieren.

Freitag, 30. April 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Joshua Gleitze
Titel Methodology for Evaluating a Domain-Specific Model Transformation Language
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Heiko Klare
Vortragsmodus
Kurzfassung Sobald ein System durch mehrere Modelle beschrieben wird, können sich diese verschiedenen Beschreibungen auch gegenseitig widersprechen. Modelltransformationen sind ein geeignetes Mittel, um das selbst dann zu vermeiden, wenn die Modelle von mehreren Parteien parallel bearbeitet werden. Es gibt mittlerweile reichhaltige Forschungsergebnisse dazu, Änderungen zwischen zwei Modellen zu transformieren. Allerdings ist die Herausforderung, Modelltransformationen zwischen mehr als zwei Modellen zu entwickeln, bislang unzureichend gelöst. Die Gemeinsamkeiten-Sprache ist eine deklarative, domänenspezifische Programmiersprache, mit der multidirektionale Modelltransformationen programmiert werden können, indem bidirektionale Abbildungsspezifikationen kombiniert werden. Da sie bis jetzt jedoch nicht empirisch validiert wurde, stellt es eine offene Frage dar, ob die Sprache dazu geeignet ist, realistische Modelltransformationen zu entwickeln, und welche Vorteile die Sprache gegenüber einer alternativen Programmiersprache für Modelltransformationen bietet.

In dieser Abschlussarbeit entwerfe ich eine Fallstudie, mit der die Gemeinsamkeiten-Sprache evaluiert wird. Ich bespreche die Methodik und die Validität dieser Fallstudie. Weiterhin präsentiere ich Kongruenz, eine neue Eigenschaft für bidirektionale Modelltransformationen. Sie stellt sicher, dass die beiden Richtungen einer Transformation zueinander kompatibel sind. Ich leite aus praktischen Beispielen ab, warum wir erwarten können, dass Transformationen normalerweise kongruent sein werden. Daraufhin diskutiere ich die Entwurfsentscheidungen hinter einer Teststrategie, mit der zwei Modelltransformations- Implementierungen, die beide dieselbe Konsistenzspezifikation umsetzen, getestet werden können. Die Teststrategie beinhaltet auch einen praktischen Einsatzzweck von Kongruenz. Zuletzt stelle ich Verbesserungen der Gemeinsamkeiten-Sprache vor.

Die Beiträge dieser Abschlussarbeit ermöglichen gemeinsam, eine Fallstudie zu Programmiersprachen für Modelltransformationen umzusetzen. Damit kann ein besseres Verständnis der Vorteile dieser Sprachen erzielt werden. Kongruenz kann die Benutzerfreundlichkeit beliebiger Modelltransformationen verbessern und könnte sich als nützlich herausstellen, um Modelltransformations-Netzwerke zu konstruieren. Die Teststrategie kann auf beliebige Akzeptanztests für Modelltransformationen angewendet werden.

Vortragende(r) Jonas Lehmann
Titel Modellierung und Simulation von verketteten Ausfallszenarien in Palladio
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Sebastian Krach
Vortragsmodus
Kurzfassung Heutige emergente und verteilte Softwaresysteme sollen auch bei Teilausfällen ein bestimmtes Minimum an Funktionalität bereitstellen. Die Nachweisbarkeit von Reaktionen auf Fehlerszenarien ist deshalb bereits in frühen Phasen der Entwicklung essenziell. Denn so lassen sich Aussagen über die Zuverlässigkeit und Resilienz an leichtgewichtigen Modellen statt teuren Experimenten treffen.

Bisherige Performance-Analysen im Palladio-Komponenten-Modell (PCM) modellieren Ausfälle stochastisch und verhindern es so, bestimmte Fehlerauftritte gezielt zu untersuchen. Die, im Rahmen dieser Arbeit bereitgestellte Modellierung von verketteten Ausfallszenarien erlaubt eine explizite Szenariendefinition und integriert probabilistisch abhängige Fehlerauftritte in das PCM. Durch Anpassungen am Palladio-Plugin SimuLizar ist es nun außerdem möglich, die erstellten Modelle in der Simulation auszuwerten.

Am Fallbeispiel eines Lastverteilungssystems konnte die Evaluation einerseits die technische Funktionalität der Implementierung validieren. Zusätzlich wird gezeigt, dass der Ansatz eine Einordnung verschiedener Entwurfsalternativen von LoadBalancern ermöglicht, wodurch die Entscheidungsfindung in der System-Entwicklung unterstützt werden kann.

Vortragende(r) Moritz Gstür
Titel Vergleich von Reverse-Engineering-Ansätzen für Software-Architekturen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Yves Kirschner
Vortragsmodus
Kurzfassung Diese Arbeit dient der Ermittlung der Vergleichbarkeit und des Funktionsumfanges verfügbarer Reverse-Engineering-Ansätze für Software-Architekturen. Ziel der Arbeit war insbesondere die Feststellung der Eignung der Ansätze für die Rückgewinnung Komponenten- und Microservice-basierter Software-Architekturen. Hierfür wurden acht Ansätze auf 22 Fallstudien angewandt und die Ergebnisse zur Identifikation von Stärken, Problemen und Einschränkungen der Ansätze genutzt. Es konnte gezeigt werden, dass ein Vergleich der Ansätze aufgrund der Heterogenität der Ergebnisse nicht durchführbar ist. Eine Erkennung der Abhängigkeiten von Microservices sowie eine eindeutige Identifikation bestehender Komponenten und ihrer Schnittstellen war mithilfe der Ansätze nicht möglich.

Freitag, 7. Mai 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Elena Schediwie
Titel Bachelorarbeit: Local Outlier Factor for Feature‐evolving Data Streams
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Florian Kalinke
Vortragsmodus
Kurzfassung Outlier detection is a core task of data stream analysis. As such, many algorithms targeting this problem exist, but tend to treat the data as so-called row stream, i.e., observations arrive one at a time with a fixed number of features. However, real-world data often has the form of a feature-evolving stream: Consider the task of analyzing network data in a data center - here, nodes may be added and removed at any time, changing the features of the observed stream. While highly relevant, most existing outlier detection algorithms are not applicable in this setting. Further, increasing the number of features, resulting in high-dimensional data, poses a different set of problems, usually summarized as "the curse of dimensionality".

In this thesis, we propose FeLOF, addressing this challenging setting of outlier detection in feature-evolving and high-dimensional data. Our algorithms extends the well-known Local Outlier Factor algorithm to the feature-evolving stream setting. We employ a variation of StreamHash random hashing projections to create a lower-dimensional feature space embedding, thereby mitigating the effects of the curse of dimensionality. To address non-stationary data distributions, we employ a sliding window approach. FeLOF utilizes efficient data structures to speed up search queries and data updates.

Extensive experiments show that our algorithm achieves state-of-the-art outlier detection performance in the static, row stream and feature-evolving stream settings on real-world benchmark data. Additionally, we provide an evaluation of our StreamHash adaptation, demonstrating its ability to cope with sparsely populated high-dimensional data.

Freitag, 7. Mai 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Gilbert Groten
Titel Automatisches Auflösen von Abkürzungen in Quelltext
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Tobias Hey
Vortragsmodus
Kurzfassung Abgekürzte Quelltextbezeichner stellen ein Hindernis bei der Gewinnung von Informationen aus Quelltext dar. Im Rahmen dieser Arbeit werden Abkürzungsauflösungsverfahren entwickelt, um diese abgekürzten Quelltextbezeichner zu den gemeinten, nicht abgekürzten Begriffen aufzulösen. Zum einen wird die Entscheidung für den besten Auflösungskandidaten mittels worteinbettungsbasierten Ähnlichkeitsfunktionen getroffen. Zum anderen werden Trigramm-Grammatiken verwendet, um die Wahrscheinlichkeit eines Auflösungskandidaten zu bestimmen. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Verfahren bauen auf zwei Verfahren auf, welche von Alatawi et al. entwickelt wurden. In diesen werden statistische Eigenschaften von Quelltextabkürzungen, sowie Uni- und Bigramm-Grammatiken verwendet, um die Auflösung einer Abkürzung zu bestimmen. Das präziseste der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Verfahren (das Trigramm-basierte) löst auf einem Beispielquelltext, evaluiert gegen eine von Alatawi et al. bereitgestellte Musterlösung, 70,33% der abgekürzten Quelltextbezeichner richtig auf, und ist damit 3,30 Prozentpunkte besser als das nachimplementierte, präziseste Verfahren von Alatawi et al.
Vortragende(r) Niklas Ewald
Titel Identifikation von Rückverfolgbarkeitsverbindungen zwischen Anforderungen mittels Sprachmodellen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Tobias Hey
Vortragsmodus
Kurzfassung Die Rückverfolgbarkeit zwischen Anforderungen ist ein wichtiger Teil der Softwareentwicklung. Zusammenhänge werden dokumentiert und können für Aufgaben wie Auswirkungs- oder Abdeckungsanalysen verwendet werden. Da das Identifizieren von Rückverfolgbarkeitsverbindungen von Hand zeitaufwändig und fehleranfällig ist, ist es hilfreich, wenn automatische Verfahren eingesetzt werden können. Anforderungen werden häufig während der Entwicklung verfeinert. Entstehende Anforderungen lassen sich zu den ursprünglichen Anforderungen zurückverfolgen. Die entstehenden Anforderungen befinden sich auf einem anderen Abstraktionslevel. Dies erschwert die automatische Identifizierung von Rückverfolgbarkeitsverbindungen. Auf großen Textkorpora trainierte Sprachmodelle stellen eine mögliche Lösung für dieses Problem dar. In dieser Arbeit wurden drei auf Sprachmodellen basierende Verfahren entwickelt und verglichen: Feinanpassung einer Klassifikationsschicht, Ausnutzen der Ähnlichkeit der jeweiligen Satzeinbettungen und eine Erweiterung des zweiten Verfahrens, bei dem zusätzlich zunächst Cluster gebildet werden. Es wurden sechs öffentlich verfügbare Datensätze verwendet, um die Verfahren zu evaluieren. Von den drei Verfahren erreichen jeweils das Sprachmodell mit Klassifikationsschicht und das Ausnutzen der Ähnlichkeit zwischen Satzeinbettungen für drei Datensätze die besten Ergebnisse, die aber hinter den Ergebnissen von anderen aktuellen Verfahren zurückbleiben. Das feinangepasste Sprachmodell mit Klassifikationsschicht erzielt eine Ausbeute von bis zu 0,96 bei einer eher geringen Präzision von 0,01 bis 0,26.

Freitag, 14. Mai 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Nobel Liaw
Titel Cost-Efficient Evaluation of ML Classifiers With Feature Attribution Annotations (Proposal)
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Moritz Renftle
Vortragsmodus
Kurzfassung Conventional evaluation of an ML classifier uses test data to estimate its expected loss. For "cognitive" ML tasks like image or text classification, this requires that experts annotate a large and representative test data set, which can be expensive.

In this thesis, we explore another approach for estimating the expected loss of an ML classifier. The aim is to enhance test data with additional expert knowledge. Inspired by recent feature attribution techniques, such as LIME or Saliency Maps, the idea is that experts annotate inputs not only with desired classes, but also with desired feature attributions. We then explore different methods to derive a large conventional test data set based on few such feature attribution annotations. We empirically evaluate the loss estimates of our approach against ground-truth estimates on large existing test data sets, with a focus on the tradeoff between the number of expert annotations and the achieved estimation accuracy.

Vortragende(r) Luc Mercatoris
Titel Erklärbare k-Portfolios von SAT-Solvern (Verteidigung)
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jakob Bach
Vortragsmodus
Kurzfassung Das SAT-Problem ist ein bekanntes NP-vollständiges Problem aus der theoretischen Informatik. Es handelt es sich um die Problemstellung, ob für eine gegebene aussagenlogische Formel G eine Variablenbelegung existiert, sodass G erfüllt ist.

Portfolio-basierte Methoden zum Lösen von SAT-Instanzen nutzen die komplementäre Stärke von einer Menge von verschiedenen SAT-Algorithmen aus. Hierbei wird aus einer gegebenen Menge von Algorithmen, dem sogenannten Portfolio, mittels eines Vorhersagemodells derjenige Algorithmus ausgewählt, der die bestmögliche Performance für die betrachtete SAT-Instanz verspricht.

In dieser Arbeit interessieren wir uns besonders für erklärbare Portfolios, sprich für Portfolios, für die man nachvollziehen kann, wie die Vorhersage zu ihrem Ergebnis kommt. Gute Erklärbarkeit resultiert einerseits aus einer geringen Größe des Portfolios, andererseits aus einer reduzierten Komplexität des Vorhersagemodells.

Im Vordergrund der Arbeit liegt das effiziente Finden von kleinen Portfolios aus einer größeren Menge von Algorithmen, sowie den Einfluss der Portfoliogröße auf die Performance des Portfolios.

Vortragende(r) Jonathan Bechtle
Titel Evaluation of Automated Feature Generation Methods
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Vadim Arzamasov
Vortragsmodus
Kurzfassung Manual feature engineering is a time consuming and costly activity, when developing new Machine Learning applications, as it involves manual labor of a domain expert. Therefore, efforts have been made to automate the feature generation process. However, there exists no large benchmark of these Automated Feature Generation methods. It is therefore not obvious which method performs well in combination with specific Machine Learning models and what the strengths and weaknesses of these methods are.

In this thesis we present an evaluation framework for Automated Feature Generation methods, that is integrated into the scikit-learn framework for Python. We integrate nine Automated Feature Generation methods into this framework. We further evaluate the methods on 91 datasets for classification problems. The datasets in our evaluation have up to 58 features and 12,958 observations. As Machine Learning models we investigate five models including state of the art models like XGBoost.

Freitag, 21. Mai 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Haiko Thiessen
Titel Detecting Outlying Time-Series with Global Alignment Kernels (Defense)
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Florian Kalinke
Vortragsmodus
Kurzfassung Detecting outlying time-series poses two challenges: First, labeled training data is rare, as it is costly and error-prone to obtain. Second, algorithms usually rely on distance metrics, which are not readily applicable to time-series data. To address the first challenge, one usually employs unsupervised algorithms. To address the second challenge, existing algorithms employ a feature-extraction step and apply the distance metrics to the extracted features instead. However, feature extraction requires expert knowledge, rendering this approach also costly and time-consuming.

In this thesis, we propose GAK-SVDD. We combine the well-known SVDD algorithm to detect outliers in an unsupervised fashion with Global Alignment Kernels (GAK), bypassing the feature-extraction step. We evaluate GAK-SVDD's performance on 28 standard benchmark data sets and show that it is on par with its closest competitors. Comparing GAK with a DTW-based kernel, GAK improves the median Balanced Accuracy by 4%. Additionally, we extend our method to the active learning setting and examine the combination of GAK and domain-independent attributes.

Vortragende(r) Kuan Yang
Titel Efficient Verification of Data-Value-Aware Process Models
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Elaheh Ordoni
Vortragsmodus
Kurzfassung Verification methods detect unexpected behavior of business process models before their execution. In many process models, verification depends on data values. A data value is a value in the domain of a data object, e.g., $1000 as the price of a product. However, verification of process models with data values often leads to state-space explosion. This problem is more serious when the domain of data objects is large. The existing works to tackle this problem often abstract the domain of data objects. However, the abstraction may lead to a wrong diagnosis when process elements modify the value of data objects.

In this thesis, we provide a novel approach to enable verification of process models with data values, so-called data-value-aware process models. A distinctive of our approach is to support modification of data values while preserving the verification results. We show the functionality of our approach by conducting the verification of a real-world application: the German 4G spectrum auction model.

Freitag, 21. Mai 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Fabian Scheytt
Titel Ein modellbasierter Ansatz zur Bewertung der Vollständigkeit von verzahnten Sicherheits- und Risikoanalysen für E/E-Architekturen
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Emre Taşpolatoğlu
Vortragsmodus
Kurzfassung Die Cybersicherheit bereits in frühen Entwicklungsphasen zu betrachten, gewinnt in der Automobilindustrie zunehmend an Relevanz, um immer komplexer werdende Fahrzeuge gegen Angriffe abzusichern. Welche Teile eines Systemmodells in einer modellbasierten Sicherheitsbetrachtung bereits analysiert wurden, ist nicht eindeutig und meist nur händisch mit Expertenwissen zu ermitteln. Bestehende Ansätze liefern in der frühen Konzeptphase bestenfalls unvollständige Ergebnisse, da das Systemmodell nur skizzenhaft existiert. In dieser Arbeit wurde ein Konzept vorgestellt, mit dem Sicherheitsbetrachtungen bereits in der frühen Konzeptphase durch eine Metrik auf Vollständigkeit bewertet werden können. Dazu werden aus Systemzusammenhängen Elemente bestimmt, die in einer vollständigen Sicherheitsbetrachtung enthalten sein müssen. Diese Erwartung wird daraufhin mit der tatsächlichen Sicherheitsbetrachtung verglichen, um den Grad der Vollständigkeit zu bestimmen. Das Konzept wurde prototypisch implementiert und dessen Anwendbarkeit anhand einer Fallstudie aus dem EVITA Projekt evaluiert.

Freitag, 11. Juni 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Philipp Weinmann
Titel Tuning of Explainable ArtificialIntelligence (XAI) tools in the field of textanalysis
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Clemens Müssener
Vortragsmodus
Kurzfassung The goal of this bachelor thesis was to analyse classification results using a 2017 published method called shap. Explaining how an artificial neural network makes a decision is an interdisciplinary research subject combining computer science, math, psychology and philosophy. We analysed these explanations from a psychological standpoint and after presenting our findings we will propose a method to improve the interpretability of text explanations using text-hierarchies, without loosing much/any accuracy. Secondary, the goal was to test out a framework developed to analyse a multitude of explanation methods. This Framework will be presented next to our findings and how to use it to create your own analysis. This Bachelor thesis is addressed at people familiar with artificial neural networks and other machine learning methods.

Freitag, 18. Juni 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Aleksandr Eismont
Titel Integrating Structured Background Information into Time-Series Data Monitoring of Complex Systems
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Pawel Bielski
Vortragsmodus
Kurzfassung Monitoring of time series data is increasingly important due to massive data generated by complex systems, such as industrial production lines, meteorological sensor networks, or cloud computing centers. Typical time series monitoring tasks include: future value forecasting, detecting of outliers or computing the dependencies.

However, the already existing methods for time series monitoring tend to ignore the background information such as relationships between components or process structure that is available for almost any complex system. Such background information gives a context to the time series data, and can potentially improve the performance of time series monitoring tasks.

In this bachelor thesis, we show how to incorporate structured background information to improve three different time series monitoring tasks. We perform the experiments on the data from the cloud computing center, where we extract background information from system traces. Additionally, we investigate different representations and quality of background information and conclude that its usefulness is independent from a concrete time series monitoring task.

Freitag, 25. Juni 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Nobel Liaw
Titel Cost-Efficient Evaluation of ML Classifiers With Feature Attribution Annotations (Final BA Presentation)
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Moritz Renftle
Vortragsmodus
Kurzfassung To evaluate the loss of cognitive ML models, e.g., text or image classifier, accurately, one usually needs a lot of test data which are annotated manually by experts. In order to estimate accurately, the test data should be representative or else it would be hard to assess whether a model overfits, i.e., it uses spurious features of the images significantly to decide on its predictions.With techniques such as Feature Attribution, one can then compare important features that the model sees with their own expectations and can therefore be more confident whether or not he should trust the model. In this work, we propose a method that estimates the loss of image classifiers based on Feature-Attribution techniques. We use the classic approach for loss estimate as our benchmark to evaluate our proposed method. At the end of this work, our analysis reveals that our proposed method seems to have a similar loss estimate to that of the classic approach with a good image classifer and a representative test data. Based on our experiment, we expect that our proposed method could give a better loss estimate than the classic approach in cases where one has a biased test data and an image classifier which overfits.

Freitag, 25. Juni 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Julian Roßkothen
Titel Analyse von KI-Ansätzen für das Trainieren virtueller Roboter mit Gedächtnis
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Daniel Zimmermann
Vortragsmodus
Kurzfassung In dieser Arbeit werden mehrere rekurrente neuronale Netze verglichen.

Es werden LSTMs, GRUs, CTRNNs und Elman Netze untersucht. Die Netze werden dabei untersucht sich einen Punkt zu merken und anschließend nach dem Punkt mit einem virtuellen Roboterarm zu greifen.

Bei LSTM, GRU und Elman Netzen wird auch untersucht wie die Netze die Aufgabe lösen, wenn jedes Neuron nur auf den eigenen Speicher zugreifen kann.

Dabei hat sich herausgestellt, dass LSTMs und GRUs deutlich besser bei den Experimenten bewertet werden als CTRNNs und Elman Netze. Außerdem werden die Rechenzeit und der Zusammenhang zwischen der Anzahl der zu trainierenden Parameter und der Ergebnisse der Experimente verglichen.

Vortragende(r) Lukas Bach
Titel Automatically detecting Performance Regressions
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Robert Heinrich
Vortragsmodus
Kurzfassung One of the most important aspects of software engineering is system performance. Common approaches to verify acceptable performance include running load tests on deployed software. However, complicated workflows and requirements like the necessity of deployments and extensive manual analysis of load test results cause tests to be performed very late in the development process, making feedback on potential performance regressions available much later after they were introduced.

With this thesis, we propose PeReDeS, an approach that integrates into the development cycle of modern software projects, and explicitly models an automated performance regression detection system that provides feedback quickly and reduces manual effort for setup and load test analysis. PeReDeS is embedded into pipelines for continuous integration, manages the load test execution and lifecycle, processes load test results and makes feedback available to the authoring developer via reports on the coding platform. We further propose a method for detecting deviations in performance on load test results, based on Welch's t-test. The method is adapted to suit the context of performance regression detection, and is integrated into the PeReDeS detection pipeline. We further implemented our approach and evaluated it with an user study and a data-driven study to evaluate the usability and accuracy of our method.

Vortragende(r) Jan Wittler
Titel Derivation of Change Sequences from State-Based File Differences for Delta-Based Model Consistency
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Timur Sağlam
Vortragsmodus
Kurzfassung In view-based software development, views may share concepts and thus contain redundant or dependent information. Keeping the individual views synchronized is a crucial property to avoid inconsistencies in the system. In approaches based on a Single Underlying Model (SUM), inconsistencies are avoided by establishing the SUM as a single source of truth from which views are projected. To synchronize updates from views to the SUM, delta-based consistency preservation is commonly applied. This requires the views to provide fine-grained change sequences which are used to incrementally update the SUM. However, the functionality of providing these change sequences is rarely found in real-world applications. Instead, only state-based differences are persisted. Therefore, it is desirable to also support views which provide state-based differences in delta-based consistency preservation. This can be achieved by estimating the fine-grained change sequences from the state-based differences.

This thesis evaluates the quality of estimated change sequences in the context of model consistency preservation. To derive such sequences, matching elements across the compared models need to be identified and their differences need to be computed. We evaluate a sequence derivation strategy that matches elements based on their unique identifier and one that establishes a similarity metric between elements based on the elements’ features. As an evaluation baseline, different test suites are created. Each test consists of an initial and changed version of both a UML class diagram and consistent Java source code. Using the different strategies, we derive and propagate change sequences based on the state-based difference of the UML view and evaluate the outcome in both domains. The results show that the identity-based matching strategy is able to derive the correct change sequence in almost all (97 %) of the considered cases. For the similarity-based matching strategy we identify two reoccurring error patterns across different test suites. To address these patterns, we provide an extended similarity-based matching strategy that is able to reduce the occurrence frequency of the error patterns while introducing almost no performance overhead.

Freitag, 2. Juli 2021, 11:30 Uhr

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Freitag, 9. Juli 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Dennis Grötzinger
Titel Exploring The Robustness Of The Natural Language Inference Capabilties Of T5
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jan Keim
Vortragsmodus
Kurzfassung Large language models like T5 perform excellently on various NLI benchmarks. However, it has been shown that even small changes in the structure of these tasks can significantly reduce accuracy. I build upon this insight and explore how robust the NLI skills of T5 are in three scenarios. First, I show that T5 is robust to some variations in the MNLI pattern, while others degenerate performance significantly. Second, I observe that some other patterns that T5 was trained on can be substituted for the MNLI pattern and still achieve good results. Third, I demonstrate that the MNLI pattern translate well to other NLI datasets, even improving accuracy by 13% in the case of RTE. All things considered, I conclude that the robustness of the NLI skills of T5 really depend on which alterations are applied.

Freitag, 16. Juli 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Florian Leiser
Titel Modelling Dynamical Systems using Transition Constraints
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Pawel Bielski
Vortragsmodus
Kurzfassung Despite promising performance of data science approaches in various applications, in industrial research and development the results can be often unsatisfactory due to the costly experiments that lead to small datasets to work with. Theory-guided Data Science (TGDS) can solve the problem insufficient data by incorporating existing industrial domain knowledge with data science approaches.

In dynamical systems, like gas turbines, transition phases occur after a change in the input control signal. The domain knowledge about the steepness of these transitions can potentially help with the modeling of such systems using the data science approaches. There already exist TGDS approaches that use the information about the limits of the values. However it is currently not clear how to incorporate the information about the steepness of the transitions with them.

In this thesis, we develop three different TGDS approaches to include these transition constraints in recurrent neural networks (RNNs) to improve the modeling of input-output behavior of dynamical systems. We evaluate the approaches on synthetic and real time series data by varying data availability and different degrees of steepness. We conclude that the TGDS approaches are especially helpful for flat transitions and provide a guideline on how to use the available transition constraints in real world problems. Finally, we discuss the required degree of domain knowledge and intellectual implementation effort of each approach.

Freitag, 23. Juli 2021, 11:00 Uhr

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Vortragende(r) Tom George
Titel Augmenting Bandit Algorithms with Domain Knowledge
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Pawel Bielski
Vortragsmodus
Kurzfassung Bandit algorithms are a family of algorithms that efficiently solve sequential decision problems, like monitoring in a cloud computing system, news recommendations or clinical trials. In such problems there is a trade of between exploring new options and exploiting presumably good ones and bandit algorithms provide theoretical guarantees while being practical.

While some approaches use additional information about the current state of the environment, bandit algorithms tend to ignore domain knowledge that can’t be extracted from data. It is not clear how to incorporate domain knowledge into bandit algorithms and how much improvement this yields.

In this masters thesis we propose two ways to augment bandit algorithms with domain knowledge: a push approach, which influences the distribution of arms to deal with non-stationarity as well as a group approach, which propagates feedback between similar arms. We conduct synthetic and real world experiments to examine the usefulness of our approaches. Additionally we evaluate the effect of incomplete and incorrect domain knowledge. We show that the group approach helps to reduce exploration time, especially for small number of iterations and plays, and that the push approach outperforms contextual and non-contextual baselines for large context spaces.

Vortragende(r) Youheng Lü
Titel Auswahl von SAT-Instanzen zur Evaluation von Solvern
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jakob Bach
Vortragsmodus
Kurzfassung Das schnelle und effiziente Lösen von SAT-Instanzen ist für viele Bereiche relevant, zum Beispiel Kryptografie, Scheduling oder formale Verifikationen. Um die Geschwindigkeit von SAT-Solvern zu evaluieren, gibt es SAT-Instanzenmengen, die die Solver lösen müssen. Diese Instanzenmengen (Benchmarks) bestehen aus Hunderten von unterschiedlichen Instanzen. Um ein repräsentatives Ergebnis zu erhalten, muss eine Benchmark viele unterschiedliche Instanzen haben, da unterschiedliche Solver auf unterschiedlichen Instanzen gut sind. Wir gehen aber davon aus, dass wir Benchmarks erstellen können, die kleiner als die aktuellen Benchmarks sind, die immer noch repräsentative Ergebnisse liefern.

In unserer Arbeit stellen wir einen Ansatz vor, der aus einer gegebenen repräsentativen Benchmark eine kleinere Teilmenge wählt, die als repräsentative Benchmark dienen soll. Wir definieren dabei, dass eine Benchmark repräsentativ ist, wenn der Graph der Laufzeiten ein festgelegtes Ähnlichkeitsmaß gegenüber der ursprünglichen Benchmark überschreitet. Wir haben hierbei einen BeamSearch-Algorithmus erforscht. Am Ende stellen wir allerdings fest, dass eine zufällige Auswahl besser ist und eine zufällige Auswahl von 10 % der Instanzen ausreicht, um eine repräsentative Benchmark zu liefern.

Freitag, 23. Juli 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Nicolas Boltz
Titel Architectural Uncertainty Analysis for Access Control Scenarios in Industry 4.0
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Maximilian Walter
Vortragsmodus
Kurzfassung In this thesis, we present our approach to handle uncertainty in access control during design time. We propose the concept of trust as a composition of environmental factors that impact the validity of and consequently trust in access control properties. We use fuzzy inference systems as a way of defining how environmental factors are combined. These trust values are than used by an analysis process to identify issues which can result from a lack of trust.

We extend an existing data flow diagram approach with our concept of trust. Our approach of adding knowledge to a software architecture model and providing a way to analyze model instances for access control violations shall enable software architects to increase the quality of models and further verify access control requirements under uncertainty. We evaluate the applicability based on the availability, the accuracy and the scalability regarding the execution time.

Vortragende(r) Haris Dzogovic
Titel Evaluating architecture-based performance prediction for MPI-based systems
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Larissa Schmid
Vortragsmodus
Kurzfassung One research field of High Performance Computing (HPC) is computing clusters. Computing clusters are distributed memory systems where different machines are connected through a network. To enable the machines to communicate with each other they need the ability to pass messages to each other through the network. The Message Passing Interface (MPI) is the standard in implementing parallel systems for distributed memory systems. To enable software architects in predicting the performance of MPI-based systems several approaches have been proposed. However, those approaches depend either on an existing implementation of a program or are tailored for specific programming languages or use cases. In our approach, we use the Palladio Component Model (PCM) that allows us to model component-based architectures and to predict the performance of the modeled system. We modeled different MPI functions in the PCM that serve as reusable patterns and a communicator that is required for the MPI functions. The expected benefit is to provide patterns for different MPI functions that allow a precise modelation of MPI-based systems in the PCM. And to obtain a precise performance prediction of a PCM instance.

Freitag, 30. Juli 2021, 11:30 Uhr

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Freitag, 20. August 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Martin Lange
Titel Quantitative Evaluation of the Expected Antagonism of Explainability and Privacy
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Clemens Müssener
Vortragsmodus
Kurzfassung Explainable artificial intelligence (XAI) offers a reasoning behind a model's behavior.

For many explainers this proposed reasoning gives us more information about the inner workings of the model or even about the training data. Since data privacy is becoming an important issue the question arises whether explainers can leak private data. It is unclear what private data can be obtained from different kinds of explanation. In this thesis I adapt three privacy attacks in machine learning to the field of XAI: model extraction, membership inference and training data extraction. The different kinds of explainers are sorted into these categories argumentatively and I present specific use cases how an attacker can obtain private data from an explanation. I demonstrate membership inference and training data extraction for two specific explainers in experiments. Thus, privacy can be breached with the help of explainers.

Freitag, 10. September 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Martin Armbruster
Titel Commit-Based Continuous Integration of Performance Models
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Manar Mazkatli
Vortragsmodus
Kurzfassung Architecture-level performance models, for instance, the PCM, allow performance predictions to evaluate and compare design alternatives. However, software architectures drift over time so that initially created performance models are out-to-date fast due to the required manual high effort to keep them up-to-date.

To close the gap between the development and having up-to-date performance models, the Continuous Integration of Performance Models (CIPM) approach has been proposed. It incorporates automatically executed activities into a Continuous Integration pipeline and is realized with Vitruvius combining Java and the PCM. As a consequence, changes from a commit are extracted to incrementally update the models in the VSUM. To estimate the resource demand in the PCM, the CIPM approach adaptively instruments and monitors the source code.

In previous work, parts of the CIPM pipeline were prototypically implemented and partly evaluated with artificial projects. A pipeline combining the incremental model update and the adaptive instrumentation is absent. Therefore, this thesis presents the combined pipeline adapting and extending the existing implementations. The evaluation is performed with the TeaStore and indicates the correct model update and instrumentation. Nevertheless, there is a gap towards the calibration pipeline.

Vortragende(r) Sina Schmitt
Titel Einfluss meta-kognitiver Strategien auf die Schlussfolgerungsfähigkeiten neuronaler Sprachmodelle
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jan Keim
Vortragsmodus
Kurzfassung Die meta-kognitive Strategie "laut nachzudenken" kann auf neuronale Sprachmodelle übertragen werden, wie Betz et al. zeigen: Ein vortrainiertes Sprachmodell ist besser in der Lage, deduktive Schlussfolgerungsprobleme zu lösen, wenn es zuvor dynamische Problemelaborationen generiert. Das Sprachmodell verwendet auf dem Datensatz von Betz et al. eine einfache Heuristik für seine Antwortvorhersage, die es mithilfe der selbst generierten Kontexterweiterungen effektiver einsetzen kann. In dieser Arbeit untersuche ich, wie dynamische Kontexterweiterungen die Performanz eines neuronalen Sprachmodells beeinflussen, wenn es nicht auf eine solche Heuristik zurückgreifen kann. Ich überprüfe (i) die Schlussfolgerungsfähigkeiten eines vortrainierten neuronalen Sprachmodells im Zero-Shot Setting, (ii) den Einfluss verschiedener vorgegebener Kontexterweiterungen auf die Zero-Shot-Performanz und (iii) die Fähigkeiten des Sprachmodells, selbst effektive Kontexterweiterungen zu generieren und zu nutzen.

Freitag, 17. September 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Tanja Fenn
Titel Change Detection in High Dimensional Data Streams
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Edouard Fouché
Vortragsmodus
Kurzfassung The data collected in many real-world scenarios such as environmental analysis, manufacturing, and e-commerce are high-dimensional and come as a stream, i.e., data properties evolve over time – a phenomenon known as "concept drift". This brings numerous challenges: data-driven models become outdated, and one is typically interested in detecting specific events, e.g., the critical wear and tear of industrial machines. Hence, it is crucial to detect change, i.e., concept drift, to design a reliable and adaptive predictive system for streaming data. However, existing techniques can only detect "when" a drift occurs and neglect the fact that various drifts may occur in different dimensions, i.e., they do not detect "where" a drift occurs. This is particularly problematic when data streams are high-dimensional.

The goal of this Master’s thesis is to develop and evaluate a framework to efficiently and effectively detect “when” and “where” concept drift occurs in high-dimensional data streams. We introduce stream autoencoder windowing (SAW), an approach based on the online training of an autoencoder, while monitoring its reconstruction error via a sliding window of adaptive size. We will evaluate the performance of our method against synthetic data, in which the characteristics of drifts are known. We then show how our method improves the accuracy of existing classifiers for predictive systems compared to benchmarks on real data streams.

Vortragende(r) Wenrui Zhou
Titel Outlier Analysis in Live Systems from Application Logs
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Edouard Fouché
Vortragsmodus
Kurzfassung Modern computer applications tend to generate massive amounts of logs and have become so complex that it is often difficult to explain why applications failed. Locating outliers in application logs can help explain application failures. Outlier detection in application logs is challenging because (1) the log is unstructured text streaming data. (2) labeling application logs is labor-intensive and inefficient.

Logs are similar to natural languages. Recent deep learning algorithm Transformer Neural Network has shown outstanding performance in Natural Language Processing (NLP) tasks. Based on these, we adapt Transformer Neural Network to detect outliers from applications logs In an unsupervised way. We compared our algorithm against state-of-the-art log outlier detection algorithms on three widely used benchmark datasets. Our algorithm outperformed state-of-the-art log outlier detection algorithms.

Freitag, 24. September 2021, 11:30 Uhr

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Freitag, 24. September 2021, 14:00 Uhr

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Montag, 11. Oktober 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Lena Witterauf
Titel DomainML: A modular framework for domain knowledge-guided machine learning
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Pawel Bielski
Vortragsmodus
Kurzfassung Standard, data-driven machine learning approaches learn relevant patterns solely from data. In some fields however, learning only from data is not sufficient. A prominent example for this is healthcare, where the problem of data insufficiency for rare diseases is tackled by integrating high-quality domain knowledge into the machine learning process.

Despite the existing work in the healthcare context, making general observations about the impact of domain knowledge is difficult, as different publications use different knowledge types, prediction tasks and model architectures. It further remains unclear if the findings in healthcare are transferable to other use-cases, as well as how much intellectual effort this requires.

With this Thesis we introduce DomainML, a modular framework to evaluate the impact of domain knowledge on different data science tasks. We demonstrate the transferability and flexibility of DomainML by applying the concepts from healthcare to a cloud system monitoring. We then observe how domain knowledge impacts the model’s prediction performance across both domains, and suggest how DomainML could further be used to refine both the given domain knowledge as well as the quality of the underlying dataset.

Freitag, 15. Oktober 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Bjarne Sauer
Titel Analyse von Entwurfsentscheidungen in natürlichsprachiger Softwaredokumentation
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jan Keim
Vortragsmodus
Kurzfassung Die Klassifikation von Entwurfsentscheidungen in natürlichsprachiger Softwaredokumentation ermöglichen bessere Implementierungs- und Wartungsprozesse und die Erstellung konsistenter Dokumentationsartefakte. Das in dieser Arbeit entwickelte Klassifikationsschema für Entwurfsentscheidungen erweitert bestehende Ansätze, um klar umrissene Klassen festzulegen und Entwurfsentscheidungen vollständig abzubilden. Das Schema wurde in einem iterativen Prozess die Passform des Klassifikationsschemas durch die Anwendung auf die reale Softwarearchitekturdokumentation von 17 Fallstudien verbessert und validiert. In einem zweiten Teil wird eine Anwendungsmöglichkeit des entwickelten Klassifikationsschemas eröffnet, indem in einer Proof-of-Concept-Implementierung untersucht wird, mit welchen Ansätzen Entwurfsentscheidungen identifiziert und klassifiziert werden können. Durch die Evaluation mit statistischen Maßen wird gezeigt, welche Methoden zur Textvorverarbeitung, zur Überführung in Vektorrepräsentationen und welche Lernalgorithmen besonders für diese Klassifikation geeignet sind.
Vortragende(r) Ian Winter
Titel Komposition von Trace Link Recovery Ansätzen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jan Keim
Vortragsmodus
Kurzfassung Das Erstellen von Trace-Links die beispielsweise Dokumentation mit Entwurfsmodellen verknüpfen ist ein wertvoller Bestandteil der Softwareentwicklung. Da ein manuelles Herauslesen der Trace-Links oft nicht praktikabel ist, sollte dieser Prozess automatisiert werden. Es existieren schon viele verschiedene Ansätze der Trace-Link-Recovery, welche jedoch unterschiedliche Stärken und schwächen haben. In dieser Arbeit wird untersucht, ob die Stärken unterschiedlicher Recovery-Ansätze durch Komposition verknüpft werden können, um ggf. die Schwächen auszugleichen. Dazu habe ich mehrere einfache Kompositionen implementiert und deren Ergebnisse ausgewertet. Dazu wird Ausbeute, Präzision, F1 und F2 verschiedener Kompositionen in drei Fallstudien ermittelt und mit denen der Basis-Ansätze verglichen.

Freitag, 15. Oktober 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Oliver Liu
Titel Design Space Evaluation for Confidentiality under Architectural Uncertainty
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Sebastian Hahner
Vortragsmodus
Kurzfassung In the early stages of developing a software architecture, many properties of the final system are yet unknown, or difficult to determine. There may be multiple viable architectures, but uncertainty about which architecture performs the best. Software architects can use Design Space Exploration to evaluate quality properties of architecture candidates to find the optimal solution.

Design Space Exploration can be a resource intensive process. An architecture candidate may feature certain properties which disqualify it from consideration as an optimal candidate, regardless of its quality metrics. An example for this would be confidentiality violations in data flows introduced by certain components or combinations of components in the architecture. If these properties can be identified early, quality evaluation can be skipped and the candidate discarded, saving resources.

Currently, analyses for identifying such properties are performed disjunct from the design space exploration process. Optimal candidates are determined first, and analyses are then applied to singular architecture candidates. Our approach augments the PerOpteryx design space exploration pipeline with an additional architecture candidate filter stage, which allows existing generic candidate analyses to be integrated into the DSE process. This enables automatic execution of analyses on architecture candidates during DSE, and early discarding of unwanted candidates before quality evaluation takes place.

We use our filter stage to perform data flow confidentiality analyses on architecture candidates, and further provide a set of example analyses that can be used with the filter. We evaluate our approach by running PerOpteryx on case studies with our filter enabled. Our results indicate that the filter stage works as expected, able to analyze architecture candidates and skip quality evaluation for unwanted candidates.

Vortragende(r) Johannes Häring
Titel Enabling the Information Transfer between Architecture and Source Code for Security Analysis
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Frederik Reiche
Vortragsmodus
Kurzfassung Many software systems have to be designed and developed in a way that specific security requirements are guaranteed. Security can be specified on different views of the software system that contain different kinds of information about the software system. Therefore, a security analysis on one view must assume security properties of other views. A security analysis on another view can be used to verify these assumptions. We provide an approach for enabling the information transfer between a static architecture analysis and a static, lattice-based source code analysis. This approach can be used to reduce the assumptions in a component-based architecture model. In this approach, requirements under which information can be transferred between the two security analyses are provided. We consider the architecture and source code security analysis as black boxes. Therefore, the information transfer between the security analyses is based on a megamodel consisting of the architecture model, the source code model, and the source code analysis results. The feasibility of this approach is evaluated in a case study using Java Object-sensitive ANAlysis and Confidentiality4CBSE. The evaluation shows that information can be transferred between an architecture and a source code analysis. The information transfer reveals new security violations which are not found using only one security analysis.

Freitag, 22. Oktober 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Marco Kugler
Titel Entwurfszeitanalyse der Fehlerpropagation in komponentenbasierten selbst-adaptiven Software-Systemen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Sebastian Krach
Vortragsmodus
Kurzfassung Fehlerzustände in Software oder Hardware führen zu Abweichungen bezüglich der bereitgestellten Daten und der Verarbeitungszeit oder direkt zu einem kompletten Ausfall eines Service an einer Software-Komponente. Diese Abweichung von dem korrekten Service führt wiederum dazu, dass andere Komponenten, die diesen inkorrekten Service in Anspruch nehmen, ihren Service ebenfalls nicht korrekt bereitstellen können. Der entstandene Fehler propagiert durch das System, kombiniert sich mit anderen Fehlern, transformiert zu anderen Fehlerarten und hat letztendlich mehr oder weniger schwere Auswirkungen auf den System-Kontext, falls die Propagation nicht durch geeignete Maßnahmen unterbunden wird. Besonders bei sicherheitskritischen Systemen ist es deshalb notwendig die Auswirkungen der möglichen Fehler im System zu analysieren.

Die in der Arbeit entwickelte Erweiterung des Palladio-Konzeptes ermöglicht es, diese Analyse schon zur Entwurfszeit anhand eines Modells durchzuführen. Mithilfe der Erweiterung kann analysiert werden, wie oft und in welchem Verhältnis ein Fehler aufgetreten ist, welche Fehlervorkommen miteinander korrelieren und wie schwerwiegend die Auswirkungen der aufgetretenen Fehler für den Systemkontext waren. Neben der Analyse der Fehlerpropagation ermöglicht die Erweiterung die Modellierung von Systemen, die auf das Vorkommen eines Fehlers im Sinne einer Rekonfiguration reagieren. Das Konzept wurde anhand eines sicherheitskritischen Systems aus der Domäne der autonomen Fahrzeuge validiert.

Vortragende(r) Daniel Stengel
Titel Verfeinerung von Zugriffskontrollrichtlinien unter Berücksichtigung von Ungewissheit in der Entwurfszeit
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Sebastian Hahner
Vortragsmodus
Kurzfassung In unserer vernetzten und digitalisierten Welt findet ein zunehmender Austausch von Daten statt. Um die persönlichen Daten von Nutzern zu schützen, werden rechtliche Vorgaben in Form von obligatorischen Richtlinien für den Datenaustausch beschlossen. Diese sind in natürlicher Sprache verfasst und werden oft erst zu späten Entwurfs-Phasen der Softwareentwicklung berücksichtigt. Der fehlende Einbezug von Richtlinien, schon während der Entwurfs-Phase, kann zu unberücksichtigten Lücken der Vertraulichkeit führen. Diese müssen dann oft unter höheren Aufwänden in späteren Anpassungen behoben werden. Eine Verfeinerung der Richtlinien, die bereits zur Entwurfszeit von Software ansetzt, kann einem Softwarearchitekten frühzeitig Hinweise auf kritische Eigenschaften oder Verletzungen der Software liefern und hilft diese zu vermeiden. Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Verfeinerungsansatz trotz Ungewissheiten durch mangelnde Informationen zu entwickeln. Die Erkennung und Einordnung von Ungewissheiten erfolgt basierend auf einer Taxonomie von Ungewissheit. Der Verfeinerungsprozess analysiert verschiedene Abstraktionsebenen einer Softwarearchitektur, angefangen bei der Systemebene, über einzelne Komponenten hin zu Aufrufen von Diensten und deren Schnittstellen. Mögliche Verletzungen der eingegebenen Richtlinien werden durch die Erstellung eines Zugriffskontrollgraphen, der Dekomposition des Graphen und der Identifikation einzelner Serviceaufrufe festgestellt. Die identifizierten, kritischen Elemente der Softwarearchitektur werden ausgegeben.

Freitag, 22. Oktober 2021, 14:00 Uhr

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Vortragende(r) Jan Hirschmann
Titel Schematisierung von Entwurfsentscheidungen in natürlichsprachiger Softwarearchitekturdokumentation
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Jan Keim
Vortragsmodus
Kurzfassung In dieser Arbeit wird ein Schema entwickelt, um Architekturentscheidungen aus Softwarearchitekturdokumentationen einzuordnen. Somit solldas Einordnen und Wiederverwenden von Entscheidungen in Softwarearchitekturdokumentation erleichtert werden.

In meinem Ansatz wird ein Schema zur Einordnung entwickelt, das sich an aktuelle Literatur anlehnt und drei grundsätzliche Arten von Entscheidungen unterscheidet: Existenzentscheidungen, Eigenschaftenentscheidungen und Umgebungsentscheidungen. Zur Evaluation wurden Open-Source-Softwareprojekte mit natürlichsprachiger Softwarearchitekturdokumentationen betrachtet und iterativ überprüft, wo das aktuelle Schema verbessert werden kann. Zum Schluss wird vorgestellt, welche der Entscheidungsklassen sich im Palladio Component Model abbilden lassen.

Freitag, 29. Oktober 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Klevia Ulqinaku
Titel Analysis and Visualization of Semantics from Massive Document Directories
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Edouard Fouché
Vortragsmodus
Kurzfassung Research papers are commonly classified into categories, and we can see the existing contributions as a massive document directory, with sub-folders. However, research typically evolves at an extremely fast pace; consider for instance the field of computer science. It can be difficult to categorize individual research papers, or to understand how research communities relate to each other.

In this thesis we will analyze and visualize semantics from massive document directories. The results will be displayed using the arXiv corpus, which contains domain-specific (computer science) papers of the past thirty years. The analysis will illustrate and give insight about past trends of document directories and how their relationships evolve over time.

Freitag, 29. Oktober 2021, 14:00 Uhr

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Ort: Raum 348 (Gebäude 50.34)
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Freitag, 5. November 2021, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 348 (Gebäude 50.34)
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Vortragende(r) Tobias Haßberg
Titel Development of an Active Learning Approach for One Class Classification using Bayesian Uncertainty
Vortragstyp Proposal
Betreuer(in) Bela Böhnke
Vortragsmodus
Kurzfassung HYBRID: This Proposal will be online AND in the seminar room 348.

When working with large data sets, in many situations one has to deals with a large set data from a single class and only few negative examples from other classes. Learning classifiers, which can assign data points to one of the groups, is known as one-class classification (OCC) or outlier detection.

The objective of this thesis is to develop and evaluate an active learning process to train an OCC. The process uses domain knowledge to reasonably adopt a prior distribution. Knowing that prior distribution, query strategies will be evaluated, which consider the certainty, more detailed the uncertainty, of the estimated class membership scorings. The integration of the prior distribution and the estimation of uncertainty, will be modeled using a gaussian process.

Freitag, 5. November 2021, 12:00 Uhr

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Vortragende(r) Frederik Scheiderbauer
Titel Automatisiertes Black-Box Software Testing mit neuartigen neuronalen Netzen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Daniel Zimmermann
Vortragsmodus
Kurzfassung Das Testen von Softwareprojekten ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden, dies betrifft insbesondere die grafische Benutzeroberfläche.

Verfahren der künstlichen Intelligenz auf der Grundlage neuronaler Netzwerke können genutzt werden, um viele der besonders aufwändigen Aufgaben schneller oder sogar besser zu lösen als herkömmliche Methoden. In dieser Arbeit wird ein neuartiges neuronales Netzwerk auf seine Fähigkeit hin untersucht, eine Software allein anhand der Pixeldaten ihrer Benutzeroberfläche zu testen. Des Weiteren wird ein Framework entwickelt, welches mithilfe von leistungsfähigen GPUs den Trainingsvorgang deutlich beschleunigen kann.

Freitag, 12. November 2021, 11:30 Uhr

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Vortragende(r) Li Mingyi
Titel On the Converge of Monte Carlo Dependency Estimators
Vortragstyp Proposal
Betreuer(in) Edouard Fouché
Vortragsmodus
Kurzfassung Estimating dependency is essential for data analysis. For example in biological analysis, knowing the correlation between groups of proteins and genes may help predict genes functions, which makes cure discovery easier.

The recently introduced Monte Carlo Dependency Estimation (MCDE) framework defines the dependency between a set of variables as the expected value of a stochastic process performed on them. In practice, this expected value is approximated with an estimator which iteratively performs a set of Monte Carlo simulations. In this thesis, we propose several alternative estimators to approximate this expected value. They function in a more dynamic way and also leverage information from previous approximation iterations. Using both probability theory and experiments, we show that our new estimators converge much faster than the original one.

Freitag, 12. November 2021, 12:00 Uhr

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Ort: Raum 348 (Gebäude 50.34)
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Vortragende(r) Maximilian Georg
Titel Review of dependency estimation with focus on data efficiency
Vortragstyp Proposal
Betreuer(in) Bela Böhnke
Vortragsmodus
Kurzfassung In our data-driven world, large amounts of data are collected in all kinds of environments. That is why data analysis rises in importance. How different variables influence each other is a significant part of knowledge discovery and allows strategic decisions based on this knowledge. Therefore, high-quality dependency estimation should be accessible to a variety of people. Many dependency estimation algorithms are difficult to use in a real-world setting. In addition, most of these dependency estimation algorithms need large data sets to return a good estimation. In practice, gathering this amount of data may be costly, especially when the data is collected in experiments with high costs for materials or infrastructure. I will do a comparison of different state-of-the-art dependency estimation algorithms. A list of 14 different criteria I but together, will be used to determine how promising the algorithm is. This study focuses especially on data efficiency and uncertainty of the dependency estimation algorithms. An algorithm with a high data efficiency can give a good estimation with a small amount of data. A degree of uncertainty helps to interpret the result of the estimator. This allows better decision-making in practice. The comparison includes a theoretical analysis and conducting different experiments with dependency estimation algorithms that performed well in the theoretical analysis.
Vortragende(r) Karl Rubel
Titel Umsetzung einer architekturellen Informationsflussanalyse auf Basis des Palladio-Komponentenmodells
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Christopher Gerking
Vortragsmodus
Kurzfassung Es ist essentiell, dass Softwaresysteme die Vertraulichkeit von Informationen gewährleisten. Das Palladio Component Model (PCM) bietet bereits Werkzeuge zur Beschreibung von Softwarearchitekturen mit dem Ziel der Vorhersage von Qualitätseigenschaften. Es bietet allerdings keine unmittelbare Unterstützung zur Untersuchung der Vertraulichkeit von Dienstbeschreibungen auf Architekturebene. In dieser Arbeit wird eine Analysetechnik zur Überprüfung einer im PCM modellierten Architektur auf Vertraulichkeitseigenschaften entwickelt. Diese Analyse beruht auf der Untersuchung der im PCM erstellen Dienstbeschreibungen. In der Konzeption wird eine vorhandene Analysetechnik als Grundlage herangezogen und für die Verwendung mit dem PCM adaptiert. Dabei wird die Fragestellung nach der Vertraulichkeit durch Modelltransformation auf eine durch Model Checking überprüfbare Eigenschaft reduziert. Die Genauigkeit und Performance des Ansatzes werden anhand einer Fallstudie evaluiert. Durch die entwickelte Analysetechnik wird es Softwarearchitekten ermöglicht, frühzeitig auf Architekturebene eine Vertraulichkeitsanalyse auf komponentenbasierten Modellen durchzuführen.

Freitag, 12. November 2021, 12:00 Uhr

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Vortragende(r) Hermann Krumrey
Titel Automatische Klassifikation von GitHub-Projekten nach Anwendungsbereichen
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Yves Kirschner
Vortragsmodus
Kurzfassung GitHub ist eine der beliebtesten Plattformen für kollaboratives Entwickeln von Software-Projekten und ist eine wertvolle Ressource für Software-Entwickler. Die große Anzahl von Projekten, welche auf diesem Dienst zu finden sind, erschwert allerdings die Suche nach relevanten Projekten. Um die Auffindbarkeit von Projekten auf GitHub zu verbessern, wäre es nützlich, wenn diese in Kategorien klassifiziert wären. Diese Informationen könnten in einer Suchmaschine oder einem Empfehlungssystem verwendet werden. Manuelle Klassifikation aller Projekte ist allerdings wegen der großen Anzahl von Projekten nicht praktikabel. Daher ist ein automatisches Klassifikationssystem wünschenswert. Diese Arbeit befasst sich mit der Problematik, ein automatisches Klassifikationssystem für GitHub-Projekte zu entwickeln. Bei der vorgestellten Lösung werden GitHub-Topics verwendet, welches manuelle Klassifikation von GitHub-Projekten sind, welche von den Eigentümern der Projekte vorgenommen wurden. Diese klassifizierten Projekte werden als Trainingsdaten für ein überwachtes Klassifikationssystem verwendet. Somit entfällt die Notwendigkeit, manuell Trainingsdaten zu erstellen. Dies ermöglicht die Klassifikation mit flexiblen Klassenhierarchien. Im Kontext dieser Arbeit wurde ein Software-Projekt entwickelt, welches die Möglichkeit bietet, Trainingsdaten mithilfe der GitHub-API basierend auf GitHub-Topics zu generieren und anschließend mit diesen ein Klassifikationssystem zu trainieren. Durch einen modularen Ansatz können für den Zweck der Klassifikation eine Vielzahl von Vektorisierungs- und Vorhersagemethoden zum Einsatz kommen. Neue Implementierungen solcher Verfahren können ebenfalls leicht eingebunden werden. Das Projekt bietet zudem Schnittstellen für externe Programme, welche es ermöglicht, einen bereits trainierten Klassifikator für weiterführende Zwecke zu verwenden. Die Klassifikationsleistung des untersuchten Ansatzes bietet für Klassenhierarchien, welche sich gut auf GitHub-Topics abbilden lassen, eine bessere Klassifikationsleistung als vorherige Arbeiten. Bei Klassenhierarchien, wo dies nicht der Fall ist, die Klassifikationsleistung hingegen schlechter.
Vortragende(r) Moritz Halm
Titel The hW-inference Algorithm: Theory and Application
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Daniel Zimmermann
Vortragsmodus
Kurzfassung Active inference-Alogrithmen konstruieren ein Modell einer als black box gegebenen Software durch interaktives Testen. hW-inference ist ein solcher active inference Algorithmus, welcher insbesonder Modelle von Software lernen kann ohne sie währendessen neu zu starten. Die gelernten Modelle sind endliche Zustandsautomaten mit Eingaben und Ausgaben (Mealy Automaten).

Der theoretische Teil der Arbeit behandelt das bislang ungelöste Problem, einen formalen Beweis für die Korrektheit von hW-inference zu finden. Im praktischen Teil schlagen wir heuristische Optimierungen vor, die die Anzahl der zum Lernen benötigten Eingaben verringern. Diese Heuristiken sind potentiell auch für anderen Lern- oder Testverfahren von endlichen Zustandsautomaten relevant. Endliche Zustandsautomaten sind außerdem ein verbreitetes Modell, das zum automatisiertem Testen von Anwendungen mit graphischen Benutzeroberflächen (GUIs) verwendet wird. Wir erötern, dass mit active inference-Algorithmen besonders präzise Modelle existierender GUI-Anwendugnen gelernt werden können. Insbesondere können dabei interne, nicht sichtbare Zustände der Anwendung unterschieden werden. Die Anwendung wird außerdem bereits durch den interkativen inference-Prozess gründlich getestet. Wir evaluieren diesen Ansatz in einer Fallstudie mit hW-inference.

Freitag, 26. November 2021, 11:30 Uhr

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Freitag, 10. Dezember 2021, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 348 (Gebäude 50.34)
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Vortragende(r) Anton Winter
Titel Information Content of Targeted Disturbances in the Electrical Grid
Vortragstyp Proposal
Betreuer(in) Bela Böhnke
Vortragsmodus
Kurzfassung A power grid has to ensure high voltage quality, i.e., the voltage should be stable at all times. Poor voltage quality stresses all connected devices, leading to damage, misbehavior, and accelerated aging. So-called Smart Transformers (ST) can prevent blackouts in the case of a problem in a higher voltage grid. STs need information about the “voltage sensitivity”, i.e., how a newly added or removed node or the change of the signal formed voltages will change the grids voltage. To measure voltage sensitivity, STs periodically introduce targeted disturbances into the electricity grid. Observing the resulting voltage change gives indications about the voltage sensitivity. The goal of my thesis is, to find out if it is possible to predict the Voltage Sensitivity with feeding less (or even no) disturbances into the grid.

Freitag, 17. Dezember 2021, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 348 (Gebäude 50.34)
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Vortragende(r) Jonas Zoll
Titel Injection Molding Simulation based on Graph Neural Networks
Vortragstyp Proposal
Betreuer(in) Moritz Renftle
Vortragsmodus
Kurzfassung Injection molding simulations are important tools for the development of new injection molds. Existing simulations mostly are numerical solvers based on the finite element method. These solvers are reliable and precise, but very computionally expensive even on simple part geometries. In this thesis, we aim to develop a faster injection molding simulation based on Graph Neural Networks (GNNs). Our approach learns a simulation as a composition of three functions: an encoder, a processor and a decoder. The encoder takes in a graph representation of a 3D geometry of a mold part and returns a numeric embedding of each node and edge in the graph. The processor updates the embeddings of each node multiple times based on its neighbors. The decoder then decodes the final embeddings of each node into physically meaningful variables, say, the fill time of the node. The envisioned GNN architecture has two interesting properties: (i) it is applicable to any kind of material, geometry and injection process parameters, and (ii) it works without a “time integrator”, i.e., it predicts the final result without intermediate steps. We plan to evaluate our architecture by its accuracy and runtime when predicting node properties. We further plan to interpret the learned GNNs from a physical perspective.