Semantische Suche

We present a novel approach to assist the modeler in the task of modularization. Our approach addresses the problem from a graphical perspective. The proposed tool support displays a layered structure, where each layer has certain level of abstraction, and allows the modeler to organize metamodels inside the layers. The tool provides the modeler with full control over the modularization process and full knowledge about the relations between the metamodels, thus facilitating the modularization task greatly.

To keep consistency, VITRUVIUS provides a mechanism to define consistency preserving actions for different models. Furthermore, versioning is an important task at developing software. There are various concepts and implementations for the versioning of models, e.g., EMFStore, but none of these are able to guarantee the cross-model consistency provided by VITRUVIUS. Thus, conflicting changes in different models may not be identified as conflicting while merging different branches. In this thesis, an approach is presented that defines a versioning system and preserves the consistency of models of the same system. The approach is based on a graph analysis of the dependency graph of the occurred changes. Besides a requirement relation the dependency graph includes a trigger relation. Afterwards, the two dependency graphs are scanned for a subgraph isomorphism. All changes outside of the isomorphism are potentially conflicting changes. At the manual change resolution, the trigger and the require relation is used to guarantee that a change is applicable and after its application all models are consistent with each other. The approach is illustrated and validated with an application, which combines component-based architectures and class diagrams.

be analyzed by looking into the data which was used for the working process or created during the working process. The main contribution of this work is to extend CoVER in such a way that it supports LIKE predicates with order preserving encryption.

(MDSD) geprägt. Weiterhin ist das Metamodell ein zentrales Entwicklungselement in allen aktuellen MDSD-Projekten. Das Erweitern von Metamodellen wird somit zwangsläufig ein zentrales Thema bei der Weiterentwicklung. Hierbei wird immer mehr darauf geachtet, die Erweiterungen so zu implementieren, dass man sie separieren kann. Da dieser Trend immer stärker zunimmt, keine wissenschaftliche Arbeit gibt, welche die derzeit existierenden Erweiterungsmethoden in EMOF untersucht und bewertet, wird das Thema in dieser Bachelorthesis aufgegriffen. Ziel der Bachelorthesis ist es, eine aktuelle Übersicht über die existierenden Erweiterungsmöglichkeiten zu erstellen, sowie diese zu untersuchen und zu bewerten.

objects for a scenario in the energy market domain. For this purpose we use a scientific workflow management system, namely the Apache Taverna. We will then insure the correctness of the data flow of the process model. The theoretical starting point for this thesis is a verification approach of the supervisors of this thesis. It formalizes BPMN process models by mapping them to Petri Nets and unfolding the execution semantics regarding data. We develop an algorithm for transforming Taverna workflows to BPMN 2.0. We then ensure the correctness of the data-flow of the process model. For this purpose we analyse which compliance rules are relevant for the data objects and how to specify them using anti-patterns.

In our work, we propose measures to analyse the impact of aggregation on clustering and evaluate them experimentally. In particular, we aggregate with standard summary statistics and assess the impact using clustering structure measures, internal validity indices, external validity indices and instance-based forecasting. We adapt these evaluation measures and other data mining techniques to our use case. Furthermore, we propose a decision framework which allows to choose an aggregation level and other experimental settings, considering the trade-off between clustering quality and computational cost.

Our extensive experiments comprise the cross-product of 6 physical attributes, 7 clustering algorithms, 7 aggregation techniques, 9 aggregation levels and 13 time series dissimilarities. We use real-world data from different machines and sensors of a production site at the KIT Campus North, extracting time series of fixed and variable length. Overall, we find that clustering results become less similar the more the data is aggregated. However, the exact effect and value of evaluation measures depends on the type of aggregate, clusteringalgorithm, dataset and dissimilarity measure.

The work’s first part focuses on the binary anomaly detection classification problem and aims to predict an engine’s deficiency status. Here, we manage to recognize more than 90% of the faulty engines. In the second part, we extend our analysis to the multi-class classification problem with high-unbalanced classes. Here, our objective is to forecast the exact type of failure. To some extent, this situation shows similarities with the microarray analysis – we observe high-dimensional data with few instances available. This thesis develops a relevance-driven feature engineering meta-algorithm framework. We study the integration of feature relevance evaluation in the construction process of new features. We also use ensemble feature selection algorithms and define our own criteria to determine the relevance of feature subsets. These criteria are integrated in the feature engineering process in order to accelerate it by ignoring parts of the search space without significantly degrading the data quality.

Wir versuchen die Vorteile beider Ansätze zu verschmelzen, indem im Voraus optimierte Parameterkonfigurationen auf der Zielhardware, sowie unter Umständen mit einer anderen Anwendung, verwendet werden. Wir evaluieren sowohl die Hardware- als auch die Anwendungsportabilität der Konfigurationen anhand von fünf Beispielanwendungen.

Diese Arbeit beschäftigt sich damit unterschiedlich sprachige Korpora vergleichbar zu machen. Darüber hinaus werden erste Ansätze zum Vergleich zeitlicher Entwicklungen zwischen verschiedenen Sprachkorpora gegeben.

Um Informationen verarbeiten und an den passenden Webdienst weiterleiten zu können, muss das Assistenzsystem natürliche Sprache verstehen und formal repräsentieren können. Hierfür werden bei Siri aktive Ontologien (AOs) verwendet, die derzeit mit großem manuellem Aufwand manuell erstell werden müssen. Die am KIT entwickelte Rahmenarchitektur EASIER beschäftigt sich mit der automatischen Generierung von aktiven Ontologien aus Webformularen. Eine Herausforderung bei der Erstellung von AOs aus Webformularen ist die Zuordnung unterschiedlich ausgeprägter Formularelemente mit gleicher Semantik, da semantisch gleiche aber unterschiedlich realisierte Konzepte zu einem AO-Knoten zusammengefasst werden sollen. Es ist daher nötig, semantisch ähnliche Formularelemente identifizieren zu können. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der automatischen Identifikation solcher Ähnlichkeiten und der Konstruktion von Abbildungen zwischen Formularelementen.

welches als Erweiterung von Excel konzipiert ist. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei Schritte durchgeführt. In einem ersten Schritt wird JustLingo dazu befähigt, Beschreibungen von Beziehungen zu interpretieren. Dadurch wird es möglich, Modelle zu erzeugen und mit diesen zu arbeiten. Der zweite Schritt ist dann, das Ermöglichen der Verarbeitung von Fragen, welche anhand der generierten Modelle gezielt beantwortet werden können. Neben diesen zwei Aspekten wird JustLingo in die Lage versetzt, Entwurfsmuster aus der Softwaretechnik bzw. ihre Struktur zu erkennen und innerhalb eines Modells nach diesen zu suchen. In einem letzten Schritt wird die erschaffene Erweiterung auf zwei Aspekte, dem der Erkennung und dem der Verwendung hin, evaluiert. Bei dem Erkennen von Beziehungen wurden bei 13 Teilnehmern und 15 Elementen (Klassen und Beziehungen) im Schnitt 94,9% korrekt in ein Modell eingefügt. Die 13 Teilnehmer konnten von 10 Fragen, wobei sie eine der Fragen selbst definieren konnten, durchschnittlich 86,8% beantworten.

Eine Art des Kontextwissens ist das Verständnis der Themen. Hierfür wird im Rahmen des PARSE-Projekts zur Programmierung in natürlicher Sprache ein Ansatz zur Themenextraktion vorgestellt. Dafür wird eine Auflösung von mehrdeutigen Nomen benötigt, weshalb in dieser Arbeit ebenfalls ein Werkzeug dafür entwickelt wurde. Als einen Anwendungsfall für die extrahierten Themen wird die Auswahl von passenden Ontologien angegangen. Durch diese Auswahl wird ermöglicht, statt einer großen Ontologie mehrere kleine domänenspezifische Ontologien einzusetzen. Für die Evaluation der Themenextraktion wurde eine Umfrage durchgeführt, die ergab, dass das erste extrahierte Thema in bis zu 63,6% der Fälle treffend war. In 91% der Fälle ist mindestens eines der ersten vier extrahierten Themen passend. Die Evaluation der Ontologieauswahl ergab ein F1-Maß von 90,67% und ein F2-Maß von 89,94%.

dataset regarding a distance measure. Often, not the entire time series, but only specific time intervals are of interest, e.g., to examine phenomena around special events. While numerous indexing techniques support the k-NN search of time series, none of them is designed for an efficient interval-based search. This work presents the novel index structure Time Series Envelopes Index Tree (TSEIT), that significantly speeds up the k-NN search of time series in arbitrary user-defined time intervals.

In dieser Bachelor-Arbeit wurden Werkzeuge und wissenschaftliche Arbeiten zur fortlaufenden Integration untersucht und eine Werkzeugkette aufgebaut, die dieses Prinzip umsetzt. Sie automatisiert neben der Softwareerstellung auch die Testausführung, die Bereitstellung und die Performanzmessung auf verschiedenen Zielsystemen und führt alle Zwischenergebnisse an einer Stelle zusammen. In Zusammenarbeit mit Agilent Technologies wurde eine Benutzerstudie durchgeführt, die aufzeigt, dass die Werkzeugkette eine Funktionalitäts- bzw. Leistungsaussage zu Quellcodeänderungen innerhalb weniger Minuten nach dem Einchecken ermöglicht, was sonst typischerweise Tage bis Wochen benötigt.

Energy time series (ETS) generally feature many components and are gathered at a high temporal resolution. Hence, it is required to reduce the data in order to allow analysis or further processing of the time series. However, existing data reduction methods do not account for energy-related characteristics of ETS and thus may lead to unsatisfying results.

In this work, we present a range of state-of-the art approaches for time series reduction (TSR) in the context of energy time series. The aim is to identify representative time slices from the multivariate energy time series without any prior knowledge about the inherent structure of the data. We rely on unsupervised approaches, i.e., clustering algorithms, to derive these representatives. For validation purpose, we apply the proposed reduction methods in two distinct approaches:

First, we use the TSR method to reduce the run time of energy system optimization models (ESM). ESM produce predictions and recommendations for the future energy system on the basis of historical data. As the model complexity and execution time of the ESM increases dramatically with the temporal resolution of the input data, reducing the input data without impacting the quality of predictions allows analysis at scales that are out of reach otherwise. In particular, we will study the Perseus-EU model. Our analysis show the extent to which each TSR method can reduce run times without degrading the quality of the prediction significantly.

The second application relates to the compression of ETS emerging from grid measurement data. Measurements from sensors installed in the energy grid collect observations in a high temporal resolution but are often highly redundant. Hence, while the storage requirements are high, the collected time series only contain few interesting and representative observations. Here, we use TSR methods to reduce the multivariate time series to a set of representative time slices. We show that amount of redundant observations can be greatly reduced in that way while preserving rare and interesting observations.

Recent research has shown that various hardware components such as wireless network interface cards (WNIC), cellular network interface cards or GPS modules have power states, that is, the power consumption behavior of a hardware component depends on the current state. Power models that consider power states (stateful power models) can be modeled as Power State Machines (PSM). For systems with multiple power states, stateful models proved to be more accurate than models that do not consider power states (stateless models).

Manually generating PSMs is time-consuming and limits the practicability of PSMs. Therefore, in this thesis, we explore the possibility of automatically generating PSMs. The contribution of this thesis is twofold: (1) We introduce an automated measurementbased profiling approach (2) and we introduce a step-based approach, which, provided with profiling data, automatically extracts PSMs along with tail states and state transitions.

We evaluate the automated PSM extraction in a case study on an offloading speech recognition system. We compare the power consumption prediction accuracy of the generated PSM with the prediction accuracy of a stateless regression based model. Because we measure the power consumption of the whole system, we use along with all WiFi power models the same CPU power model in order to predict the power consumption of the whole system. We find that a slightly adapted version of the generated PSM predicts the power consumption with a mean error of approx. 3% and an error of approx. 2% in the best case. In contrast, the regression model produces a mean error of approx. 19% and an error of approx. 18% in the best case.

Die Zielsetzung in dieser Arbeit war die Entwicklung eines Systems zur Verifikation von Mehrgüterauktionen als Workflows am Beispiel eines Auktionsdesigns. Aufbauend auf diversen Vorarbeiten wurde in dieser Arbeit das Clock-Proxy Auktionsdesign als Workflow modelliert und zur Verifikation mit Prozessverifikationsmethoden vorbereitet. Es bestehen bereits eine Vielzahl an Analyseansätzen für Auktionsdesign, die letztendlich aber auf wenig variierbaren Modellen basieren. Für komplexere Auktionsverfahren, wie Mehrgüterauktionen, die in dieser Arbeit betrachtet wurden, liefern diese Ansätze keine zufriedenstellenden Möglichkeiten. Basierend auf den bereits bestehenden Verfahren wurde ein Ansatz entwickelt, dessen Schwerpunkt auf der datenzentrierten Erweiterung der Modellierung und der Verifikationsansätze liegt. Im ersten Schritt wurden daher die Regeln und Daten in das Workflowmodell integriert. Die Herausforderung bestand darin, den Kontroll-und Datenfluss sowie die Daten und Regeln aus dem Workflowmodell über einen Algorithmus zu extrahieren und bestehende Transformationsalgorithmen hinreichend zu erweitern. Die Evaluation des Ansatzes zeigt, dass die Arbeit mit der entwickelten Software das globale Ziel, einen Workflow mittels Eigenschaften zu verifizieren, erreicht hat.

A lot of research has gone into creating these kind of algorithms. The problem here is the lack of data sets with which to evaluate them. A ground truth for a common evaluation approach is missing. A solution to this could be the synthetic generation of data streams with controllable statistical propoerties, such as the placement of outliers and the subspaces in which special kinds of dependencies occur. The goal of this Bachelor thesis is the conceptualization and implementation of a framework which can create high-dimensional data streams with complex dependencies.

Innerhalb eines Diskurses kommt es häufig vor, dass Menschen eine Aktion mehrmals beschreiben. Dies muss nicht immer bedeuten, dass diese Aktion auch mehrmals ausgeführt werden soll. Diese Bachelorarbeit untersucht, wie erkannt werden kann, ob sich eine Nennung einer Aktion auf eine bereits genannte Aktion bezieht. Es wird ein Vorgehen erarbeitet, das feststellt, ob sich mehrere Aktionsnennungen in gesprochener Sprache auf dieselbe Aktionsidentität beziehen. Bei diesem Vorgehen werden Aktionen paarweise verglichen. Das Vorgehen wird als Agent für die Rahmenarchitektur PARSE umgesetzt und evaluiert. Das Werkzeug erzielt ein F1-Maß von 0,8, wenn die Aktionen richtig erkannt werden und Informationen über Korreferenz zwischen Entitäten zur Verfügung stehen.

Durch diese Sprache wird es Domänenexperten ermöglicht, Änderungsausbreitungsregeln auf Grundlage eines Metamodells innerhalb des Änderungsausbreitungsframeworks zu erstellen. Dabei sind keine tiefer gehenden Kenntnisse der Java-Programmierung oder des Änderungsausbreitungsframeworks notwendig. Aus den in dieser Sprache formulierten Regeln werden automatisch Java-Klassen generiert, die eine Änderungsausbreitungsberechnung durchführen können. Zu Evaluationszwecken wurden die bisher mittels Java-Methoden implementierten Änderungsausbreitungsberechnungen untersucht. Diese konnten in Regelklassen gegliedert und teilweise in der Sprache abgebildet werden. Für die nicht abbildbaren Regeln wurden neue Sprachkonstrukte konzipiert. Zudem wurde die Übertragbarkeit von der Sprache zwischen unterschiedlichen Anwendungsdomänen untersucht.

Für die Verhaltensbeschreibung von Systemen werden unter anderem Aktivitätsdiagramme verwendet, die keine expliziten Konstrukte zur Modellierung von Variabilität anbieten. Deshalb wird in dieser Arbeit ein Ansatz zur Modellierung von Variabilität in Aktivitätsdiagrammen vorgestellt, der Metamodell-unabhängig ist und somit nicht nur für Aktivitätsdiagramme verwendet werden kann. Dieser Ansatz wird mit gängigen Ansätzen der Variabilitätsmodellierung verglichen und es wird unter anderem untersucht, inwieweit dieser Ansatz die Elementredundanz im Vergleich zu den anderen Ansätzen verringert. Anschließend wird erarbeitet, wie Aktivitätsdiagramme und gefärbte Petri-Netze untereinander konsistent gehalten werden können. Dazu werden deren Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausgearbeitet, um Konsistenzhaltungsregeln zu definieren und die Grenzen der Konsistenzhaltung zu finden. Zum Abschluss wird skizziert, was notwendig ist, um die beiden Ansätze miteinander zu kombinieren, um eine Verhaltensbeschreibung einer Produktlinie aus Aktivitätsdiagrammen und gefärbten Petri-Netze zu erhalten, bei denen stets die Aktivitätsdiagramme und Petri-Netze der einzelnen Produktkonfigurationen konsistent zueinander sind.

Eine automatisierte Korrektur erweist sich aufgrund des unregelmäßigen Aufbaus der Disfluenzen als schwierig. Deshalb wird in dieser Bachelorarbeit die Erkennung und Korrektur von Disfluenzen in natürlichsprachlichen Äußerungen untersucht. Hierzu wird mit Hilfe eines maschinellen Lernverfahrens ein Klassifikator entwickelt, der Disfluenzen erkennt und korrigiert. Der Klassifikator wird dabei als Agent für die Rahmenarchitektur PARSE umgesetzt. Die Funktionalität des entworfenen Werkzeugs wird anhand von händischen Transkriptionen sowie einem Testdatensatz des Switchboard-Korpus evaluiert. Auf diesen beiden Datensätzen wird entsprechend ein F1-Wert von 0,710 beziehungsweise 0,792 erreicht.

For automated consistency preservation, model transformations can be used to specify how elements from one model correspond to those of another and define consistency preservation operations to fix inconsistencies. In this specification, it is not always possible to determine one generally correct way of preserving consistency without insight into the intentions of the developer responsible for making the changes. To be able to factor in underlying intentions, user interactions used to clarify the course of consistency preservation in ambiguous cases are needed. Existing approaches either do not consider user interactions during consistency preservation or provide an unstructured set of interaction options. In this thesis, we therefore identify a structured classification of user interaction types to employ during consistency preservation. By applying those types in preexisting case studies for consistency preservation between models in different application domains, we were able to show the applicability of these types in terms of completeness and appropriateness.

Furthermore, software projects are rarely developed by a single person, meaning that multiple developers may work on the same models in different development branches and combine their work at some point using a merge operation. One reasonable option to merge different development branches of models is to track model changes and merge the change sequences by applying one after another. Since the model state changed due to changes made in the one branch, the changes in the other branch can potentially lead to different user decisions being necessary for consistency preservation. Nevertheless, most necessary decisions will be the same, which is why it would be useful to reuse the previously applied choices if possible. To achieve this, we provide a concept for storing and reapplying decisions during consistency preservation in this thesis. Thus, we establish which information is necessary and reasonable to represent a user interaction and allow for its correct reuse. By applying the reuse mechanism to a change scenario with several user interactions in one of the case studies mentioned above, we were able to show the feasibility of our overall concept for correctly reusing changes.

Das Ziel der Arbeit ist die Anpassung von bestehenden interaktiven Lernverfahren auf Zeitreihen und die anschließende Evaluierung dieser Verfahren mit Fachexperten. Im Rahmen dieser Arbeit werden dafür zunächst die Zeitreihen auf statische Features abgebildet. Im Anschluss werden anhand eines Prototypen verschiedene interaktive Lernstrategien mit einem Nutzer evaluiert.

Voraussetzung ist eine verlässliche Grundlage von Beispieldaten aus der realen Steuerungskennzahl (key performance indicator, oder KPI) eines Jahresabschlussberichtes, um ein erfolgreiches Training der Modelle zu ermöglichen. Eine solche Datengrundlage bietet die SEC-Edgar-Datenbank. Ab dem Jahr 1994 uber die Edgar-Datenbank (Electronic Data Gathering, Analysis, and Retrieval) sind alle Dokumente zugänglich. Eine SEC-Filling ist ein formales und standardisiertes Dokument, welches amerikanische Unternehmen seit dem Securities Exchange Act von 1934 bei der SEC einreichen mussen. Laut dem Steuerexperte werden die KPIs durch Python-Skript in der uber mehrerer Jahre (2012-2016) hinweg extrahiert. Wegen der fehlenden Kenntnisse von der Hochladen des Unternehmen sind die 10-K Reporte sehr dunn (mehr als 60% Daten sind fehlende). Zufällige dunne Besetzung (random sparsity) entsteht bei nicht regelmäßiger bzw. schwer vorhersehbarer Belegung.

Ein bewährter Ansatz fur die fehlende Werte ist Online Spärlichkeit Lineare Regression (OSLR). OSLR stellt einerseits eine Art der Ausfullen der fehlenden Werte dar und dienen andererseits der Beseitigung der Datenqualitätsmängel.

Die Untersuchung der Anwendbarkeit Multipler lineare Regression, der Zeitreihenanalyse (ARIMA) und kunstlicher neuronaler Netze (KNN) im Bereich der Finanzberichterstattung. Es wird dabei die ETR berucksichtigt. Danach werden diese Methode aus den Bereich Data-Mining verwendet, um die ETR aus Steuerungsgröße vorherzusagen.

This Bachelor’s thesis aims to support the creation of an architecture model and simulation for parts of the WLCG infrastructure with the goal of accurately being able to simulate and predict changes in the infrastructure such as the replacement of the load balancing strategies used to distribute the workload between available nodes.

its success or failure. In traditional software engineering, these characteristics can only be determined when parts of the system are already implemented and past the design process. Computer simulations allow to determine estimations of quality characteristics of software systems already during the design process. Simulations are build to analyse certain aspects of systems. The representation of the system is specialised for the specific analysis. This specialisation often results in a monolithic design of the simulation. Monolithic structures, however, can induce reduced maintainability of the simulation and decreased understandability and reusability of the representations of the system. The drawbacks of monolithic structures can be encountered by the concept of modularisation, where one problem is divided into several smaller sub-problems. This approach allows an easier understanding and handling of the sub-problems. In this thesis an approach is provided to describe the coupling of newly developed and already existing simulations to a modular simulation. This approach consists of a Domain-Specific Language (DSL) developed with model-driven technologies. The DSL is applied in a case-study to describe the coupling of two simulations. The coupling of these simulations with an existing coupling approach is implemented according to the created description. An evaluation of the DSL is conducted regarding its completeness to describe the coupling of several simulations to a modular simulation. Additionally, the modular simulation is examined regarding the accuracy of preserving the behaviour of the monolithic simulation. The results of the modular simulation and the monolithic version are compared for this purpose. The created modular simulation is additionally evaluated in regard to its scalability by analysis of the execution times when multiple simulations are coupled. Furthermore, the effect of the modularisation on the simulation execution times is evaluated. The obtained evaluation results show that the DSL can describe the coupling of the two simulations used in the case-study. Furthermore, the results of the accuracy evaluation suggest that problems in the interaction of the simulations with the coupling approach exist. However, the results also show that the overall behaviour of the monolithic simulation is preserved in its modular version. The analysis of the execution times suggest, that the modular simulation experiences an increase in execution time compared to the monolithic version. Also, the results regarding the scalability show that the execution time of the modular simulation does not increase exponentially with the number of coupled simulations.

lern das Schreiben von leistungsfähigen Anwendungen für moderne heterogene Systeme erleichtern können. In dieser Arbeit stellen wir einen parallelisierenden Compiler vor, der Parallelität in Programmen erkennen und parallelen Code für heterogene Systeme erzeu- gen kann. Außerdem verwendet der vorgestellte Compiler Auto-Tuning, um eine optimale Partitionierung der parallelisierten Codeabschnitte auf mehrere Plattformen zur Laufzeit zu finden, welche die Ausführungszeit minimiert. Anstatt jedoch die Parallelisierung ein- mal für jeden parallelen Abschnitt zu optimieren und die gefundenen Konfigurationen so lange zu behalten wie das Programm ausgeführt wird, sind Programme, die von unserem Compiler generiert wurden, in der Lage zwischen verschiedenen Anwendungskontexten zu unterscheiden, sodass Kontextänderungen erkannt und die aktuelle Konfiguration für je- den vorkommenden Kontext individuell angepasst werden kann. Zur Beschreibung von Kontexten verwenden wir sogenannte Indikatoren, die bestimmte Laufzeiteigenschaften des Codes ausdrücken und in den Programmcode eingefügt werden, damit sie bei der Aus- führung ausgewertet und vom Auto-Tuner verwendet werden können. Darüber hinaus speichern wir gefundene Konfigurationen und die zugehörigen Kontexte in einer Daten- bank, sodass wir Konfigurationen aus früheren Läufen wiederverwenden können, wenn die Anwendung erneut ausgeführt wird. Wir evaluieren unseren Ansatz mit der Polybench Benchmark-Sammlung. Die Ergeb- nisse zeigen, dass wir in der Lage sind, Kontextänderungen zur Laufzeit zu erkennen und die Konfiguration dem neuen Kontext entsprechend anzupassen, was im Allgemeinen zu niedrigeren Ausführungszeiten führt.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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