TY - THES A1 - Kosub, Sven T1 - Complexity and Partitions T1 - Komplexität von Partitionen N2 - Computational complexity theory usually investigates the complexity of sets, i.e., the complexity of partitions into two parts. But often it is more appropriate to represent natural problems by partitions into more than two parts. A particularly interesting class of such problems consists of classification problems for relations. For instance, a binary relation R typically defines a partitioning of the set of all pairs (x,y) into four parts, classifiable according to the cases where R(x,y) and R(y,x) hold, only R(x,y) or only R(y,x) holds or even neither R(x,y) nor R(y,x) is true. By means of concrete classification problems such as Graph Embedding or Entailment (for propositional logic), this thesis systematically develops tools, in shape of the boolean hierarchy of NP-partitions and its refinements, for the qualitative analysis of the complexity of partitions generated by NP-relations. The Boolean hierarchy of NP-partitions is introduced as a generalization of the well-known and well-studied Boolean hierarchy (of sets) over NP. Whereas the latter hierarchy has a very simple structure, the situation is much more complicated for the case of partitions into at least three parts. To get an idea of this hierarchy, alternative descriptions of the partition classes are given in terms of finite, labeled lattices. Based on these characterizations the Embedding Conjecture is established providing the complete information on the structure of the hierarchy. This conjecture is supported by several results. A natural extension of the Boolean hierarchy of NP-partitions emerges from the lattice-characterization of its classes by considering partition classes generated by finite, labeled posets. It turns out that all significant ideas translate from the case of lattices. The induced refined Boolean hierarchy of NP-partitions enables us more accuratly capturing the complexity of certain relations (such as Graph Embedding) and a description of projectively closed partition classes. N2 - Die klassische Komplexitätstheorie untersucht in erster Linie die Komplexität von Mengen, d.h. von Zerlegungen (Partitionen) einer Grundmenge in zwei Teile. Häufig werden aber natürliche Fragestellungen viel angemessener durch Zerlegungen in mehr als zwei Teile abgebildet. Eine besonders interessante Klasse solcher Fragestellungen sind Klassifikationsprobleme für Relationen. Zum Beispiel definiert eine Binärrelation R typischerweise eine Zerlegung der Menge aller Paare (x,y) in vier Teile, klassifizierbar danach, ob R(x,y) und R(y,x), R(x,y) aber nicht R(y,x), nicht R(x,y) aber dafür R(y,x) oder weder R(x,y) noch R(y,x) gilt. Anhand konkreter Klassifikationsprobleme, wie zum Beispiel der Einbettbarkeit von Graphen und der Folgerbarkeit für aussagenlogische Formeln, werden in der Dissertation Instrumente für eine qualitative Analyse der Komplexität von Partitionen, die von NP-Relationen erzeugt werden, in Form der Booleschen Hierarchie der NP-Partitionen und ihrer Erweiterungen systematisch entwickelt. Die Boolesche Hierarchie der NP-Partitionen wird als Verallgemeinerung der bereits bekannten und wohluntersuchten Boolesche Hierarchie über NP eingeführt. Während die letztere Hierarchie eine sehr einfache Struktur aufweist, stellt sich die Boolesche Hierarchie der NP-Partitionen im Falle von Zerlegungen in mindestens 3 Teile als sehr viel komplizierter heraus. Um einen Überblick über diese Hierarchien zu erlangen, werden alternative Beschreibungen der Klassen der Hierarchien mittels endlicher, bewerteter Verbände angegeben. Darauf aufbauend wird die Einbettungsvermutung aufgestellt, die uns die vollständige Information über die Struktur der Hierarchie liefert. Diese Vermutung wird mit verschiedene Resultaten untermauert. Eine Erweiterung der Booleschen Hierarchie der NP-Partitionen ergibt sich auf natürliche Weise aus der Charakterisierung ihrer Klassen durch Verbände. Dazu werden Klassen betrachtet, die von endlichen, bewerteten Halbordnungen erzeugt werden. Es zeigt sich, dass die wesentlichen Konzepte vom Verbandsfall übertragen werden können. Die entstehende Verfeinerung der Booleschen Hierarchie der NP-Partitionen ermöglicht die exaktere Analyse der Komplexität bestimmter Relationen (wie zum Beispiel der Einbettbarkeit von Graphen) und die Beschreibung projektiv abgeschlossener Partitionenklassen. KW - Partition KW - Boolesche Hierarchie KW - Komplexitätsklasse NP KW - Theoretische Informatik KW - Komplexitätstheorie KW - NP KW - Boolesche Hierarchie KW - Partitionen KW - Verbände KW - Halbordnungen KW - Theoretical computer science KW - computational complexity KW - NP KW - Boolean hierarchy KW - partitions KW - lattices KW - posets Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2808 ER - TY - THES A1 - Schmitz, Heinz T1 - The Forbidden Pattern Approach to Concatenation Hierarchies T1 - Verbotsmuster und Hierarchien regulärer sternfreier Sprachen N2 - The thesis looks at the question asking for the computability of the dot-depth of star-free regular languages. Here one has to determine for a given star-free regular language the minimal number of alternations between concatenation on one hand, and intersection, union, complement on the other hand. This question was first raised in 1971 (Brzozowski/Cohen) and besides the extended star-heights problem usually refered to as one of the most difficult open questions on regular languages. The dot-depth problem can be captured formally by hierarchies of classes of star-free regular languages B(0), B(1/2), B(1), B(3/2),... and L(0), L(1/2), L(1), L(3/2),.... which are defined via alternating the closure under concatenation and Boolean operations, beginning with single alphabet letters. Now the question of dot-depth is the question whether these hierarchy classes have decidable membership problems. The thesis makes progress on this question using the so-called forbidden pattern approach: Classes of regular languages are characterized in terms of patterns in finite automata (subgraphs in the transition graph) that are not allowed. Such a characterization immediately implies the decidability of the respective class, since the absence of a certain pattern in a given automaton can be effectively verified. Before this work, the decidability of B(0), B(1/2), B(1) and L(0), L(1/2), L(1), L(3/2) were known. Here a detailed study of these classes with help of forbidden patterns is given which leads to new insights into their inner structure. Furthermore, the decidability of B(3/2) is proven. Based on these results a theory of pattern iteration is developed which leads to the introduction of two new hierarchies of star-free regular languages. These hierarchies are decidable on one hand, on the other hand they are in close connection to the classes B(n) and L(n). It remains an open question here whether they may in fact coincide. Some evidence is given in favour of this conjecture which opens a new way to attack the dot-depth problem. Moreover, it is shown that the class L(5/2) is decidable in the restricted case of a two-letter alphabet. N2 - Die Arbeit beschaeftigt sich mit der Frage nach der Berechenbarkeit der Punkttiefe sternfreier regulaerer Sprachen. Dabei handelt es sich um die Aufgabe, zu einer gegebenen sternfreien regulaeren Sprache die minimal moegliche Anzahl von Wechseln zwischen den Operationen Konkatenation einerseits und Durchschnitt, Vereinigung, Komplement andererseits in einem sternfreien regulaeren Ausdruck fuer die gegebene Sprache zu bestimmen. Diese Frage wurde 1971 erstmals aufgeworfen (Brzozowski/Cohen) und gilt neben dem Problem der erweiterten Sternhoehe als eine der schwierigsten offenen Fragen der Theorie der regulaeren Sprachen. Formal fassen laesst sich das Problem der Punkttiefe durch Hierarchien von Klassen sternfreier regulaerer Sprachen B(0), B(1/2), B(1), B(3/2),...sowie L(0), L(1/2), L(1), L(3/2),.... die - ausgehend von einzelnen Buchstaben - mittels Alternierung zwischen Konkatenation und Booleschen Operationen definiert sind. Die Frage nach der Punkttiefe wird hier zur Frage nach der Entscheidbarkeit der Hierarchieklassen. In der Arbeit werden neue Fortschritte mittels sogenannter Verbotsmuster erzielt. Bei diesem Ansatz werden Klassen regulaerer Sprachen dadurch charakterisiert, dass in den zugehoerigen endlichen Automaten bestimmte Muster (Teilgraphen des Ueberfuehrungsgraphen) verboten werden. Gelingt eine solche Charakterisierung, folgt unmittelbar die Entscheidbarkeit der Klasse, da das Nichtvorhandensein eines Musters in einem gegebenen endlichen Automaten effektiv geprueft werden kann. Bisher war die Entscheidbarkeit von B(0), B(1/2), B(1) und L(0), L(1/2), L(1), L(3/2) bekannt. Mit Hilfe von Verbotsmustern erfolgt eine genaue Untersuchung dieser Klassen, die zu neuen Erkenntnissen ueber ihre innere Struktur fuehrt. Darueberhinaus gelingt der Nachweis der Entscheidbarkeit von B(3/2). Basierend auf diesen Ergebnissen wird eine Theorie der Verbotsmusteriteration entwickelt, die zur Einfuehrung von zwei neuen Hierarchien sternfreier regulaerer Sprachen fuehrt. Diese neuen Hierarchien sind zum einen entscheidbar, zum anderen stehen sie in enger Beziehung zu den Klassen B(n) und L(n). Es bleibt an dieser Stelle eine offene Frage, ob sie eventuell sogar mit ihnen uebereinstimmen. Fuer diese Vermutung werden einige Indizien gesammelt und somit ein neuer Weg fuer eine moegliche Loesung des Problems der Punkttiefe aufgezeigt. In diesem Zusammenhang erfolgt auch erstmals der Nachweis der Entscheidbarkeit der Klasse L(5/2) im eingeschraenkten Fall eines zweielementigen Alphabets. KW - Sternfreie Sprache KW - Dot-Depth-Hierarchie KW - Straubing-Th´erien-Hierarchie KW - Verbotenes Muster KW - Theoretische Informatik KW - reguläre Sprachen KW - endliche Automaten KW - Dot-Depth Problem KW - Entscheidbarkeit KW - Verbotsmuster KW - Theoretical Computer Science KW - regular languages KW - finite automata KW - dot-depth problem KW - decidability KW - forbidden patterns Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2832 ER - TY - THES A1 - Wirth, Hans-Christoph T1 - Multicriteria Approximation of Network Design and Network Upgrade Problems T1 - Mehrkriterien-Approximation von Netzwerk-Design- und Netzwerk-Ausbau-Problemen N2 - Network planning has come to great importance during the past decades. Today's telecommunication, traffic systems, and logistics would not have been evolved to the current state without careful analysis of the underlying network problems and precise implementation of the results obtained from those examinations. Graphs with node and arc attributes are a very useful tool to model realistic applications, while on the other hand they are well understood in theory. We investigate network design problems which are motivated particularly from applications in communication networks and logistics. Those problems include the search for homogeneous subgraphs in edge labeled graphs where either the total number of labels or the reload cost are subject to optimize. Further, we investigate some variants of the dial a ride problem. On the other hand, we use node and edge upgrade models to deal with the fact that in many cases one prefers to change existing networks rather than implementing a newly computed solution from scratch. We investigate the construction of bottleneck constrained forests under a node upgrade model, as well as several flow cost problems under a edge based upgrade model. All problems are examined within a framework of multi-criteria optimization. Many of the problems can be shown to be NP-hard, with the consequence that, under the widely accepted assumption that P is not equal to NP, there cannot exist efficient algorithms for solving the problems. This motivates the development of approximation algorithms which compute near-optimal solutions with provable performance guarantee in polynomial time. N2 - Netzplanung hat in den vergangenen Jahrzehnten an Bedeutung zugenommen. Der heutige Stand im Bereich von Telekommunikation, Verkehrsnetzen und in der Logistik wäre nicht in dem Maße erreicht worden, wenn nicht die zugrundeliegenden Netzplanungsprobleme sorgfältig analysiert und die daraus gewonnenen Erkenntnisse in die Realisierung eingeflossen wären. Für die Modellierung der durch die Praxis vorgegebenen Probleme erweisen sich Graphen mit Knoten- und Kantenbewertungen als gut geeignet, zumal diese Strukturen auch in der Theorie bereits gut untersucht sind. Wir betrachten Netzwerk-Design-Probleme aus dem Bereich der Planung von Kommunikations- und Logistiknetzwerken. Gegenstand ist zunächst die Suche nach homogenen Teilgraphen in Graphen mit Kantenlabels, wobei einerseits die Gesamtszahl der benutzten Labels minimiert wird, andererseits die Kosten unter einem Umladekosten-Modell optimiert werden. Weiter werden einige Varianten des Dial-A-Ride-Problems untersucht. Im zweiten Teil der Arbeit werden Netzwerk-Ausbau-Probleme betrachtet. Dies trägt der Tatsache Rechung, dass in vielen praktischen Fällen nur die Abänderung bestehender Netze und nicht die Neukonstruktion von Netzen in Frage kommt. Alle Probleme werden im Rahmen der Mehrkriterien-Optimierung betrachtet. Viele der betrachteten Probleme lassen sich als NP-hart nachweisen. Dies hat zur Folge, dass es - unter der gängigen Annahme, dass P ungleich NP ist - keine effizienten Lösungsalgorithmen geben kann. Daher entwickeln wir Approximationsalgorithmen, die in Polynomialzeit Näherungslösungen mit beweisbarer Gütegarantie berechnen. KW - Netzplantechnik KW - Rechnernetz KW - Approximation KW - network design KW - network upgrade KW - approximation algorithms KW - edge labeled graphs KW - reload cost KW - spanning tree KW - dial a ride KW - constrained forest Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2845 ER - TY - THES A1 - Glaßer, Christian T1 - Forbidden-Patterns and Word Extensions for Concatenation Hierarchies T1 - Verbotsmuster und Worterweiterungen für Konkatenationshierarchien N2 - Starfree regular languages can be build up from alphabet letters by using only Boolean operations and concatenation. The complexity of these languages can be measured with the so-called dot-depth. This measure leads to concatenation hierarchies like the dot-depth hierarchy (DDH) and the closely related Straubing-Thérien hierarchy (STH). The question whether the single levels of these hierarchies are decidable is still open and is known as the dot-depth problem. In this thesis we prove/reprove the decidability of some lower levels of both hierarchies. More precisely, we characterize these levels in terms of patterns in finite automata (subgraphs in the transition graph) that are not allowed. Therefore, such characterizations are called forbidden-pattern characterizations. The main results of the thesis are as follows: forbidden-pattern characterization for level 3/2 of the DDH (this implies the decidability of this level) decidability of the Boolean hierarchy over level 1/2 of the DDH definition of decidable hierarchies having close relations to the DDH and STH Moreover, we prove/reprove the decidability of the levels 1/2 and 3/2 of both hierarchies in terms of forbidden-pattern characterizations. We show the decidability of the Boolean hierarchies over level 1/2 of the DDH and over level 1/2 of the STH. A technique which uses word extensions plays the central role in the proofs of these results. With this technique it is possible to treat the levels 1/2 and 3/2 of both hierarchies in a uniform way. Furthermore, it can be used to prove the decidability of the mentioned Boolean hierarchies. Among other things we provide a combinatorial tool that allows to partition words of arbitrary length into factors of bounded length such that every second factor u leads to a loop with label u in a given finite automaton. N2 - Sternfreie reguläre Sprachen können aus Buchstaben unter Verwendung Boolescher Operationen und Konkatenation aufgebaut werden. Die Komplexität solcher Sprachen lässt sich durch die sogenannte "Dot-Depth" messen. Dieses Maß führt zu Konkatenationshierarchien wie der Dot-Depth-Hierachie (DDH) und der Straubing-Thérien-Hierarchie (STH). Die Frage nach der Entscheidbarkeit der einzelnen Stufen dieser Hierarchien ist als (immer noch offenes) Dot-Depth-Problem bekannt. In dieser Arbeit beweisen wir die Entscheidbarkeit einiger unterer Stufen beider Hierarchien. Genauer gesagt charakterisieren wir diese Stufen durch das Verbot von bestimmten Mustern in endlichen Automaten. Solche Charakterisierungen werden Verbotsmustercharakterisierungen genannt. Die Hauptresultate der Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: Verbotsmustercharakterisierung der Stufe 3/2 der DDH (dies hat die Entscheidbarkeit dieser Stufe zur Folge) Entscheidbarkeit der Booleschen Hierarchie über der Stufe 1/2 der DDH Definition von entscheidbaren Hierarchien mit engen Verbindungen zur DDH und STH Darüber hinaus beweisen wir die Entscheidbarkeit der Stufen 1/2 und 3/2 beider Hierarchien (wieder mittels Verbotsmustercharakterisierungen) und die der Booleschen Hierarchien über den Stufen 1/2 der DDH bzw. STH. Dabei stützen sich die Beweise größtenteils auf eine Technik, die von Eigenschaften bestimmter Worterweiterungen Gebrauch macht. Diese Technik erlaubt eine einheitliche Vorgehensweise bei der Untersuchung der Stufen 1/2 und 3/2 beider Hierarchien. Außerdem wird sie in den Beweisen der Entscheidbarkeit der genannten Booleschen Hierarchien verwendet. Unter anderem wird ein kombinatorisches Hilfsmittel zur Verfügung gestellt, das es erlaubt, Wörter beliebiger Länge in Faktoren beschränkter Länge zu zerlegen, so dass jeder zweite Faktor u zu einer u-Schleife in einem gegebenen endlichen Automaten führt. KW - Automatentheorie KW - Formale Sprache KW - Entscheidbarkeit KW - Reguläre Sprache KW - Berechenbarkeit KW - Theoretische Informatik KW - reguläre Sprachen KW - endliche Automaten KW - Dot-Depth Problem KW - Entscheidbarkeit KW - Verbotsmuster KW - Worterweiterungen KW - Theoretical Computer Science KW - regular languages KW - finite automata KW - dot-depth problem KW - decidability KW - forbidden patterns KW - word extensions Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1179153 ER - TY - THES A1 - Klügl, Franziska T1 - Aktivitätsbasierte Verhaltensmodellierung und ihre Unterstützung bei Multiagentensimulationen T1 - "Activity"-based Modelling of Behaviour and its Support for Multi-Agent Simulation N2 - Durch Zusammenführung traditioneller Methoden zur individuenbasierten Simulation und dem Konzept der Multiagentensysteme steht mit der Multiagentensimulation eine Methodik zur Verfügung, die es ermöglicht, sowohl technisch als auch konzeptionell eine neue Ebene an Detaillierung bei Modellbildung und Simulation zu erreichen. Ein Modell beruht dabei auf dem Konzept einer Gesellschaft: Es besteht aus einer Menge interagierender, aber in ihren Entscheidungen autonomen Einheiten, den Agenten. Diese ändern durch ihre Aktionen ihre Umwelt und reagieren ebenso auf die für sie wahrnehmbaren Änderungen in der Umwelt. Durch die Simulation jedes Agenten zusammen mit der Umwelt, in der er "lebt", wird die Dynamik im Gesamtsystem beobachtbar. In der vorliegenden Dissertation wurde ein Repräsentationsschema für Multiagentensimulationen entwickelt werden, das es Fachexperten, wie zum Beispiel Biologen, ermöglicht, selbständig ohne traditionelles Programmieren Multiagentenmodelle zu implementieren und mit diesen Experimente durchzuführen. Dieses deklarative Schema beruht auf zwei Basiskonzepten: Der Körper eines Agenten besteht aus Zustandsvariablen. Das Verhalten des Agenten kann mit Regeln beschrieben werden. Ausgehend davon werden verschiedene Strukturierungsansätze behandelt. Das wichtigste Konzept ist das der "Aktivität", einer Art "Verhaltenszustand": Während der Agent in einer Aktivität A verweilt, führt er die zugehörigen Aktionen aus und dies solange, bis eine Regel feuert, die diese Aktivität beendet und eine neue Aktivität auswählt. Durch Indizierung dieser Regeln bei den zugehörigen Aktivitäten und Einführung von abstrakten Aktivitäten entsteht ein Schema für eine vielfältig strukturierbare Verhaltensbeschreibung. Zu diesem Schema wurde ein Interpreter entwickelt, der ein derartig repräsentiertes Modell ausführt und so Simulationsexperimente mit dem Multiagentenmodell erlaubt. Auf dieser Basis wurde die Modellierungs- und Experimentierumgebung SeSAm ("Shell für Simulierte Agentensysteme") entwickelt. Sie verwendet vorhandene Konzepte aus dem visuellen Programmieren. Mit dieser Umgebung wurden Anwendungsmodelle aus verschiedenen Domänen realisiert: Neben abstrakten Spielbeispielen waren dies vor allem Fragestellungen zu sozialen Insekten, z.B. zum Verhalten von Ameisen, Bienen oder der Interaktion zwischen Bienenvölkern und Milbenpopulationen. N2 - In this thesis a representational scheme for multi-agent simulations was developed. This framework enables domain experts - e.g. biologists - to build models and carry out experiments without having to understand and use traditional programming languages. The resulting declarative framework is based on two concepts: the body of an agent can be modelled by a set of state variables. The behaviour of the agents can be described best by using rules. With this as a starting point various approaches for structuring the description are examined. The most important concept is the concept of "activity" - a kind of "behavioural state": While the agent is in a certain activity A, it carries out the sequence of actions that is associated with A - and continues with it until a rule fires thus terminating the activity A and selecting a new one. By indexing these rules at the activity they are terminating and by introducing abstract activities, a framework for behaviour modelling emerges that can be structured in multifarious ways. An interpreter executing this representation scheme was developed in order to allow simulation experiments with such a multi-agent model. This simulator was integrated into a modelling and simulation environment, named SeSAm ("Shell for Simulated Agent-Systems"). Using this framework several models in different application domains are implemented: They are ranging from simple games to complex models, especially of social insects - e.g. the behaviour of ants or bees or the interactions between bee hives and mite populations. KW - Agent KW - Simulation KW - Computersimulation KW - Mehragentensystem KW - Simulation KW - Modellierung KW - Multiagentensystem KW - Regelbasiertes System KW - Simulation KW - Modelling KW - Multi-agent system KW - Rule-based Systems Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2874 ER - TY - THES A1 - Reith, Steffen T1 - Generalized Satisfiability Problems T1 - Verallgemeinerte Erfüllbarkeitsprobleme N2 - In the last 40 years, complexity theory has grown to a rich and powerful field in theoretical computer science. The main task of complexity theory is the classification of problems with respect to their consumption of resources (e.g., running time or required memory). To study the computational complexity (i.e., consumption of resources) of problems, similar problems are grouped into so called complexity classes. During the systematic study of numerous problems of practical relevance, no efficient algorithm for a great number of studied problems was found. Moreover, it was unclear whether such algorithms exist. A major breakthrough in this situation was the introduction of the complexity classes P and NP and the identification of hardest problems in NP. These hardest problems of NP are nowadays known as NP-complete problems. One prominent example of an NP-complete problem is the satisfiability problem of propositional formulas (SAT). Here we get a propositional formula as an input and it must be decided whether an assignment for the propositional variables exists, such that this assignment satisfies the given formula. The intensive study of NP led to numerous related classes, e.g., the classes of the polynomial-time hierarchy PH, P, #P, PP, NL, L and #L. During the study of these classes, problems related to propositional formulas were often identified to be complete problems for these classes. Hence some questions arise: Why is SAT so hard to solve? Are there modifications of SAT which are complete for other well-known complexity classes? In the context of these questions a result by E. Post is extremely useful. He identified and characterized all classes of Boolean functions being closed under superposition. It is possible to study problems which are connected to generalized propositional logic by using this result, which was done in this thesis. Hence, many different problems connected to propositional logic were studied and classified with respect to their computational complexity, clearing the borderline between easy and hard problems. N2 - In den letzten 40 Jahren hat sich die Komplexitätstheorie zu einem reichen und mächtigen Gebiet innerhalb der theoretischen Informatik entwickelt. Dabei ist die hauptsächliche Aufgabenstellung der Komplexitätstheorie die Klassifikation von Problemen bezüglich des Bedarfs von Rechenzeit oder Speicherplatz zu ihrer Lösung. Um die Komplexität von Problemen (d.h. den Bedarf von Resourcen) einzuordnen, werden Probleme mit ähnlichem Ressourcenbedarf in gleiche sogenannte Komplexitätsklassen einsortiert. Bei der systematischen Untersuchung einer Vielzahl von praktisch relevanten Problemen wurden jedoch keine effizienten Algorithmen für viele der untersuchten Probleme gefunden und es ist unklar, ob solche Algorithmen überhaupt existieren. Ein Durchbruch bei der Untersuchung dieser Problematik war die Einführung der Komplexitätsklassen P und NP und die Identifizierung von schwersten Problemen in NP. Diese schwierigsten Probleme von NP sind heute als sogenannte NP-vollständige Probleme bekannt. Ein prominentes Beispiel für ein NP-vollständiges Problem ist das Erfüllbarkeitsproblem für aussagenlogische Formeln (SAT). Hier ist eine aussagenlogische Formel als Eingabe gegeben und es muss bestimmt werden, ob eine Belegung der Wahrheitswertevariablen existiert, so dass diese Belegung die gegebene Formel erfüllt. Das intensive Studium der Klasse NP führte zu einer Vielzahl von anderen Komplexitätsklassen, wie z.B. die der Polynomialzeithierarchie PH, P, #P, PP, NL, L oder #L. Beim Studium dieser Klassen wurden sehr oft Probleme im Zusammenhang mit aussagenlogischen Formeln als schwierigste (vollständige) Probleme für diese Klassen identifiziert. Deshalb stellt sich folgende Frage: Welche Eigenschaften des Erfüllbarkeitsproblems SAT bewirken, dass es eines der schwersten Probleme der Klasse NP ist? Gibt es Einschränkungen oder Verallgemeinerungen des Erfüllbarkeitsproblems, die vollständig für andere bekannte Komplexitätsklassen sind? Im Zusammenhang mit solchen Fragestellungen ist ein Ergebnis von E. Post von extremem Nutzen. Er identifizierte und charakterisierte alle Klassen von Booleschen Funktionen, die unter Superposition abgeschlossen sind. Mit Hilfe dieses Resultats ist es möglich, Probleme im Zusammenhang mit verallgemeinerten Aussagenlogiken zu studieren, was in der vorliegenden Arbeit durchgeführt wurde. Dabei wurde eine Vielzahl von verschiedenen Problemen, die in Zusammenhang mit der Aussagenlogik stehen, studiert und bezüglich ihrer Komplexität klassifiziert. Dadurch wird die Grenzlinie zwischen einfach lösbaren Problemen und schweren Problemen sichtbar. KW - Erfüllbarkeitsproblem KW - Komplexitätstheorie KW - Boolesche Funktionen KW - Isomorphie KW - abgeschlossene Klassen KW - Zählprobleme KW - Computational complexity KW - Boolean functions KW - Boolean isomorphism KW - Boolean equivalence KW - Dichotomy KW - counting problems Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74 ER - TY - THES A1 - Heck, Klaus T1 - Wireless LAN performance studies in the context of 4G networks N2 - Wireless communication is nothing new. The first data transmissions based on electromagnetic waves have been successfully performed at the end of the 19th century. However, it took almost another century until the technology was ripe for mass market. The first mobile communication systems based on the transmission of digital data were introduced in the late 1980s. Within just a couple of years they have caused a revolution in the way people communicate. The number of cellular phones started to outnumber the fixed telephone lines in many countries and is still rising. New technologies in 3G systems, such as UMTS, allow higher data rates and support various kinds of multimedia services. Nevertheless, the end of the road in wireless communication is far from being reached. In the near future, the Internet and cellular phone systems are expected to be integrated to a new form of wireless system. Bandwidth requirements for a rich set of wireless services, e.g.\ video telephony, video streaming, online gaming, will be easily met. The transmission of voice data will just be another IP based service. On the other hand, building such a system is by far not an easy task. The problems in the development of the UMTS system showed the high complexity of wireless systems with support for bandwidth-hungry, IP-based services. But the technological challenges are just one difficulty. Telecommunication systems are planned on a world-wide basis, such that standard bodies, governments, institutions, hardware vendors, and service providers have to find agreements and compromises on a number of different topics. In this work, we provide the reader with a discussion of many of the topics involved in the planning of a Wireless LAN system that is capable of being integrated into the 4th generation mobile networks (4G) that is being discussed nowadays. Therefore, it has to be able to cope with interactive voice and video traffic while still offering high data rates for best effort traffic. Let us assume a scenario where a huge office complex is completely covered with Wireless LAN access points. Different antenna systems are applied in order to reduce the number of access points that are needed on the one hand, while optimizing the coverage on the other. No additional infrastructure is implemented. Our goal is to evaluate whether the Wireless LAN technology is capable of dealing with the various demands of such a scenario. First, each single access point has to be capable of supporting best-effort and Quality of Service (QoS) demanding applications simultaneously. The IT infrastructure in our scenario consists solely of Wireless LAN, such that it has to allow users surfing the Web, while others are involved in voice calls or video conferences. Then, there is the problem of overlapping cells. Users attached to one access point produce interference for others. However, the QoS support has to be maintained, which is not an easy task. Finally, there are nomadic users, which roam from one Wireless LAN cell to another even during a voice call. There are mechanisms in the standard that allow for mobility, but their capabilities for QoS support are yet to be studied. This shows the large number of unresolved issues when it comes to Wireless LAN in the context of 4G networks. In this work we want to tackle some of the problems. KW - Drahtloses lokales Netz KW - Wireless LAN KW - Voice-over-IP (VoIP) KW - Quality-of-Service (QoS) KW - IEEE 802.11e KW - 4G Networks KW - Wireless LAN KW - Voice-over-IP (VoIP) KW - Quality-of-Service (QoS) KW - IEEE 802.11e KW - 4G Networks Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14896 ER - TY - THES A1 - Eichelberger, Holger T1 - Aesthetics and automatic layout of UML class diagrams T1 - Ästhetik und automatisches Layout von UML Klassendiagrammen N2 - In the last years, visual methods have been introduced in industrial software production and teaching of software engineering. In particular, the international standardization of a graphical software engineering language, the Unified Modeling Language (UML) was a reason for this tendency. Unfortunately, various problems exist in concrete realizations of tools, e.g. due to a missing compliance to the standard. One problem is the automatic layout, which is required for a consistent automatic software design. The thesis derives reasons and criteria for an automatic layout method, which produces drawings of UML class diagrams according to the UML specification and issues of human computer interaction, e.g. readability. A unique set of aesthetic criteria is combined from four different disciplines involved in this topic. Based on these aethetic rules, a hierarchical layout algorithm is developed, analyzed, measured by specialized measuring techniques and compared to related work. Then, the realization of the algorithm as a Java framework is given as an architectural description. Finally, adaptions to anticipated future changes of the UML, improvements of the framework and example drawings of the implementation are given. N2 - Visuelle Techniken im Software-Entwurf haben in den letzten Jahre Einzug in Industrie und Lehre gehalten. Begünstigt wurde dies durch die Unified Modeling Language (UML), eine international standardisierte, graphische Entwurfssprache. Dennoch klaffen weite Lücken bei der Umsetzung in konkrete Tools, teils an der Realisierung des Standards, insbesondere aber auch beim automatischen Layout, das für konsistenten (teil-)automatisierten Softwareentwurf unerlässlich ist. Die Arbeit stellt zunächst Gründe und Kriterien für ein standardkonformes, menschenlesbares automatisches Layout von UML Klassendiagrammen zusammen. Ästhetische Kriterien werden aus vier unterschiedlichen Fachdisziplinen destilliert und kombiniert. Basierend auf diesen Kriterien wird danach ein hierarchischer Layoutalgorithmus entwickelt, analysiert, mit speziellen Messverfahren vermessen und mit Konkurrenzalgorithmen verglichen. Im Anschluss daran wird die Realisierung des Algorithmus als Java-Framework im Rahmen einer Architekturbeschreibung diskutiert. Anpassungen an zukünftige Entwicklungen der UML, Weiterentwicklungen des Frameworks und Beispieldiagramme, die von der Implementierung generiert wurden, runden die Arbeit ab. KW - URL KW - Klassendiagramm KW - automatisches Layout KW - UML Klassendiagramm KW - semantische Ästhetik KW - Zeichnen von Graphen KW - computergestützte Softwaretechnik KW - automatic Layout KW - UML class diagram KW - semantical aesthetic KW - graph drawing KW - CASE Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14831 ER - TY - THES A1 - Kluge, Boris T1 - Motion coordination for a mobile robot in dynamic environments N2 - Generating coordinated motion for a mobile robot operating in natural, continuously changing environments among moving obstacles such as humans is a complex task which requires the solution of various sub problems. In this thesis, we will cover the topics of perception and navigation in dynamic environments, as well as reasoning about the motion of the obstacles and of the robot itself. Perception is mainly considered for a laser range finder, and an according method for obstacle detection and tracking is proposed. Network optimization algorithms are used for data association in the tracking step, resulting in considerable robustness with respect to clutter by small objects. Navigation in general is accomplished using an adaptation of the velocity obstacle approach to the given vehicle kinematics, and cooperative motion coordination between the robot and a human guide is achieved using an appropriate selection rule for collision-free velocities. Next, the robot is enabled to compare its path to the path of a human guide using one of a collection of presented distance measures, which permits the detection of exceptional conditions. Furthermore, a taxonomy for the assessment of situations concerning the robot is presented, and following a summary of existing approaches to more intelligent and comprehensive perception, we propose a method for obstruction detection. Finally, a new approach to reflective navigation behaviors is described where the robot reasons about intelligent moving obstacles in its environment, which allows to adjust the character of the robot motion from regardful and defensive to more self-confident and aggressive behaviors. N2 - Die Realisierung einer koordinierten und effektiven Fortbewegung für einen mobilen Roboter in natürlichen, sich kontinuierlich verändernden Umgebungen unter sich ebenso bewegenden Hindernissen ist eine komplexe Aufgabe, die die Lösung einer Reihe von Unterproblemen voraussetzt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich sowohl mit den Themen der Wahrnehmung und Fortbewegung in veränderlichen Umgebungen, als auch mit Methoden zur Analyse der Hindernisbewegungen in Zusammenhang mit der Roboterbewegung selbst. Die Wahrnehmung wird in erster Linie anhand von Laserscannern betrachtet, und ein entsprechendes Verfahren zur Hindernisdetektion und -verfolung wird vorgestellt. Dabei werden Verfahren der globalen Netzwerkoptimierung eingesetzt, um Korrespondenzen zwischen Objekten aus den Einzelbildern herzustellen, was sich positiv auf die Robustheit gegenüber Störungen durch sporadische kleine Objekte auswirkt. Die Navigation basiert auf einer Adaption des sog. "Velocity Obstacle" Ansatzes auf die vorhandene Fahrzeugkinematik, und eine kooperative Bewegungskoordination (Roboter begleitet Mensch) wird durch eine geeignete Auswahlregel für kollisionsfreie Geschwindigkeiten realisiert. Anschließend werden verschiedene Distanzmaße eingeführt, anhand derer sich etwa der Pfad des Roboters mit dem Pfad seiner Begleitperson vergleichen lässt. Weiter wird eine Klassifizierung von Situationen vorgenommen, in die der Roboter potentiell involviert sein kann, und nach einer Übersicht über existierende Ansätze zur automatischen Intentionserkennung wird ein praktikabler Ansatz zur Erkennung gezielter Behinderungen eines mobilen Roboters vorgestellt. Die Arbeit schließt mit einem neuen Ansatz der Bewegungsplanung in dynamischen Umgebungen, der auf rekursiven Modellen des Roboters von seinem Gegenüber basiert, d.h. der Roboter berechnet zunächst, wie er sich in der Situation des (intelligenten, beweglichen) Hindernisses fortbewegen würde, und bezieht dies in die Entscheidung über die eigene Fortbewegung mit ein. Je nach Rekursionstiefe entstehen hierdurch Verhaltensweisen unterschiedlichen Charakters für den Roboter. T2 - Bewegungskoordination für einen mobilen Roboter in dynamischen Umgebungen KW - Bewegungsablauf KW - Roboter KW - Roboter KW - Bewegungsplanung KW - dynamische Umgebungen KW - Robot KW - Motion Planning KW - Dynamic Environments Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-15508 ER - TY - THES A1 - Böhler, Elmar T1 - Algebraic closures in complexity theory T1 - Algebraische Hüllen in der Komplexitätstheorie N2 - We use algebraic closures and structures which are derived from these in complexity theory. We classify problems with Boolean circuits and Boolean constraints according to their complexity. We transfer algebraic structures to structural complexity. We use the generation problem to classify important complexity classes. N2 - Algebraische Hüllen und Strukturen, die mit solchen zusammenhängen, werden für die Komplexitätstheorie genutzt. Es werden Probleme im Zusammenhang mit Booleschen Schaltkreisen und Constraint-Satisfaction Problemen komplexitätstheoretisch klassifiziert. Strukturen aus der Algebra werden auf die Strukturelle Komplexität übertragen. Das Generierungsproblem, wird zur Klassifikation wichtiger Komplexitätsklassen benutzt. KW - Komplexitätstheorie KW - Komplexitätstheorie KW - Clones KW - Generierungsproblem KW - Postsche Klassen KW - Complexity Theory KW - Clones KW - Generation Problem KW - Post's Classes Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-16106 ER - TY - GEN A1 - Rossa, Christian T1 - Inside 2003: IT-Sicherheit T1 - Inside 2003: IT Security N2 - Einzelne Artikel zum Thema IT-Sicherheit an der Universität Würzburg N2 - Some articles concerning IT security at the University of Wuerzburg KW - Datenübertragung ; Datensicherung ; Informationstechnik ; Internet ; Computersicherheit KW - IT-Sicherheit KW - Firewall KW - Computervirus KW - Spam-Mail KW - Webmail-System KW - IT Security KW - firewall KW - computer virus KW - spam mail KW - webmail system Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6061 ER - TY - THES A1 - Kaußner, Armin T1 - Dynamische Szenerien in der Fahrsimulation T1 - Dynamic scenarios for driving simulation N2 - In der Arbeit wird ein neues Konzept für Fahrsimulator-Datenbasen vorgestellt. Der Anwender entwirft eine auf seine Fragestellung zugeschnittene Datenbasis mithilfe einer einfachen Skriptsprache. Das Straßennetzwerk wird auf einer topologischen Ebene repäsentiert. In jedem Simulationsschritt wird hieraus im Sichtbarkeitsbereich des Fahrers die geometrische Repäsentation berechnet. Die für den Fahrer unsichtbaren Teile des Straßenetzwerks können während der Simulation verändert werden. Diese Veränderungen können von der Route des Fahrers oder von den in der Simulation erhobenen Messerten abhängen. Zudem kann der Anwender das Straßennetzwerk interaktiv verändern. Das vorgestellte Konzept bietet zahlreiche Möglichkeiten zur Erzeugung reproduzierbarer Szenarien für Experimente in Fahrsimulatoren. N2 - This work presents a new concept for driving simulator databases. Using a simple scripting language the user defines a database tailored for his experiment. The road network is represented in a topological way. Through this the geometrical representation is computed during the simulation in a small area surrounding the driver, including all that is visible for the driver. The parts of the road network that are not visible for the driver can be changed during simulation. This modification can depend on the route the driver takes or on measures available in the simulation. Moreover, the user can change the road network interactively. The presented concept offers various advantages for the design of reproducible scenarios in driving simulators. KW - Straßenverkehr KW - Simulation KW - Fahrsimulator KW - Fahrsimulation KW - Datenbasis KW - Straßennetzwerk KW - Szenariogenerierung KW - driving simulation KW - database KW - road network KW - scenario creation Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8286 ER - TY - THES A1 - Karch, Oliver T1 - Where am I? - Indoor localization based on range measurements T1 - Wo bin ich? - Lokalisation mit Hilfe von Entfernungsmesswerten N2 - Nowadays, robotics plays an important role in increasing fields of application. There exist many environments or situations where mobile robots instead of human beings are used, since the tasks are too hazardous, uncomfortable, repetitive, or costly for humans to perform. The autonomy and the mobility of the robot are often essential for a good solution of these problems. Thus, such a robot should at least be able to answer the question "Where am I?". This thesis investigates the problem of self-localizing a robot in an indoor environment using range measurements. That is, a robot equipped with a range sensor wakes up inside a building and has to determine its position using only its sensor data and a map of its environment. We examine this problem from an idealizing point of view (reducing it into a pure geometric one) and further investigate a method of Guibas, Motwani, and Raghavan from the field of computational geometry to solving it. Here, so-called visibility skeletons, which can be seen as coarsened representations of visibility polygons, play a decisive role. In the major part of this thesis we analyze the structures and the occurring complexities in the framework of this scheme. It turns out that the main source of complication are so-called overlapping embeddings of skeletons into the map polygon, for which we derive some restrictive visibility constraints. Based on these results we are able to improve one of the occurring complexity bounds in the sense that we can formulate it with respect to the number of reflex vertices instead of the total number of map vertices. This also affects the worst-case bound on the preprocessing complexity of the method. The second part of this thesis compares the previous idealizing assumptions with the properties of real-world environments and discusses the occurring problems. In order to circumvent these problems, we use the concept of distance functions, which model the resemblance between the sensor data and the map, and appropriately adapt the above method to the needs of realistic scenarios. In particular, we introduce a distance function, namely the polar coordinate metric, which seems to be well suited to the localization problem. Finally, we present the RoLoPro software where most of the discussed algorithms are implemented (including the polar coordinate metric). N2 - Heutzutage spielen autonome Roboter bei einer wachsenden Zahl von Anwendungsgebieten eine entscheidende Rolle. Sie werden überall dort anstelle von menschlichen Arbeitskräften eingesetzt, wo die jeweiligen Aufgaben für Menschen zu gefährlich, unangenehm, monoton oder schlicht zu teuer sind. Dabei sind die Autonomie und Mobilität des Roboters sehr oft grundlegend für eine gute Problemlösung. Ein solcher Roboter sollte also zumindest die Frage "Wo bin ich?" zufriedenstellend beantworten können. Diese Arbeit behandelt das Problem der Selbstlokalisation in einer Gebäudeumgebung mit Hilfe von Entfernungsmesswerten. Das heißt, ein Roboter - ausgestattet mit einem Entfernungssensor - wacht innerhalb eines Gebäudes auf und muss mit Hilfe seiner Sensordaten und einer Karte seiner Einsatzumgebung seine Position bestimmen. Wir betrachten eine idealisierte Variante dieser Aufgabe, die ein rein geometrisches Problem zum Inhalt hat, und untersuchen ein Verfahren von Guibas, Motwani und Raghavan aus dem Gebiet der Algorithmischen Geometrie, welches dieses löst. Hierbei spielen sogenannte Sichtbarkeitsskelette (vergröberte Darstellungen von Sichtbarkeitspolygonen) eine entscheidende Rolle. Im Hauptteil der Arbeit analysieren wir die Strukturen und die auftretenden Komplexitäten im Rahmen dieses Verfahrens. Es stellt sich heraus, dass die Hauptschwierigkeiten sogenannte überlappende Einbettungen von Skeletten in das Kartenpolygon zur Ursache haben, für die wir einige einschränkende Sichtbarkeitsbedingungen zeigen. Gestützt auf diese Resultate können wir die auftretenden Komplexitätsschranken dahingehend verbessern, dass wir diese nicht nur in Abhängigkeit der Gesamtzahl aller Kartenecken angeben, sondern in Abhängigkeit der Zahl der konkaven Ecken. Dies hat ebenfalls Auswirkungen auf die Worst-Case-Schranken für die Preprocessing-Komplexität des Verfahrens. Der zweite Teil der Arbeit vergleicht die anfangs gemachten idealisierenden Annahmen mit den Gegebenheiten realer Umgebungen und adressiert die auftretenden Probleme. Um diese zu umgehen verwenden wir das Konzept sogenannter Distanzfunktionen, welche die Ähnlichkeit zwischen den Sensordaten und der Karte modellieren, und passen das Verfahren auf geeignete Weise an die Bedürfnisse realistischer Szenarien an. Insbesondere führen wir eine Distanzfunktion ein - die Polarkoordinatenmetrik - welche sich für das Lokalisationsproblem besonders gut zu eignen scheint. Schlussendlich stellen wir die Software RoLoPro vor, in der die meisten der diskutierten Algorithmen (einschließlich der Polarkoordinatenmetrik) implementiert sind. KW - Autonomer Roboter KW - Mobiler Roboter KW - Lokalisation KW - Lokalisation KW - Autonomer Roboter KW - Sichtbarkeit KW - Ähnlichkeitsmaß KW - Algorithmische Geometrie KW - Localization KW - Autonomous Robot KW - Visibility KW - Similarity Measure KW - Computational Geometry Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8442 ER - TY - RPRT A1 - Rossa, Christian T1 - Inside 2004: Multimedia und Services T1 - Inside 2004: Multimedia and Services N2 - Einzelne Artikel zu den Themen Multimedia, Dienstleistungen, IT-Sicherheit und Hochschulnetz des Rechenzentrums der Universität Würzburg N2 - Some articles concerning multimedia, services, IT security and university network in the computer center of the University of Wuerzburg KW - Multimedia KW - Dienstleistungen KW - IT-Sicherheit KW - Hochschulnetz KW - Multimedia KW - Services KW - IT Security KW - university network Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8616 ER - TY - THES A1 - Wolz, Frank T1 - Ein generisches Konzept zur Modellierung und Bewertung feldprogrammierbarer Architekturen T1 - A generic concept for modelling and evaluating field-programmable architectures N2 - Gegenstand der Arbeit stellt eine erstmalig unternommene, architekturübergreifende Studie über feldprogrammierbare Logikbausteine zur Implementierung synchroner Schaltkreise dar. Zunächst wird ein Modell für allgemeine feldprogrammiebare Architekturen basierend auf periodischen Graphen definiert. Schließlich werden Bewertungsmaße für Architekturen und Schaltkreislayouts angegeben zur Charakterisierung struktureller Eigenschaften hinsichtlich des Verhaltens in Chipflächenverbrauch und Signalverzögerung. Ferner wird ein generisches Layout-Werkzeug entwickelt, das für beliebige Architekturen und Schaltkreise Implementierungen berechnen und bewerten kann. Abschließend werden neun ressourcenminimalistische Architekturen mit Maschen- und mit Inselstruktur einander gegenübergestellt. N2 - This work presents a first architecture-spreading study on field-programmable logical devices leaving the beaten tracks of commercial architecture improvements. After a formal model for general field-programmable architectures based on periodic graphs has been given, some feasible evaluation metrics for architectures and circuit layouts are defined characterizing structural properties of architectures in respect of chip area usage and performance. Then, a generic layout tool is developped working on arbitrary architecures and circuits. Finally, nine resource minimal mesh- and island-style architectures are compared. KW - Gay-Array-Bauelement KW - Programmierbare logische Anordnung KW - Field programmable gate array KW - Feldprogrammierbare Architekturen KW - Field-programmable Gate Arrays KW - field-programmable architectures KW - field-programmable gate arrays Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7944 ER - TY - INPR A1 - Nassourou, Mohamadou T1 - Computing Generic Causes of Revelation of the Quranic Verses Using Machine Learning Techniques N2 - Because many verses of the holy Quran are similar, there is high probability that, similar verses addressing same issues share same generic causes of revelation. In this study, machine learning techniques have been employed in order to automatically derive causes of revelation of Quranic verses. The derivation of the causes of revelation is viewed as a classification problem. Initially the categories are based on the verses with known causes of revelation, and the testing set consists of the remaining verses. Based on a computed threshold value, a naïve Bayesian classifier is used to categorize some verses. After that, using a decision tree classifier the remaining uncategorized verses are separated into verses that contain indicators (resultative connectors, causative expressions…), and those that do not. As for those verses having indicators, each one is segmented into its constituent clauses by identification of the linking indicators. Then a dominant clause is extracted and considered either as the cause of revelation, or post-processed by adding or subtracting some terms to form a causal clause that constitutes the cause of revelation. Concerning remaining unclassified verses without indicators, a naive Bayesian classifier is again used to assign each one of them to one of the existing classes based on features and topics similarity. As for verses that could not be classified so far, manual classification was made by considering each verse as a category on its own. The result obtained in this study is encouraging, and shows that automatic derivation of Quranic verses’ generic causes of revelation is achievable, and reasonably reliable for understanding and implementing the teachings of the Quran. KW - Text Mining KW - Koran KW - Text mining KW - Statistical classifiers KW - Text segmentation KW - Causes of revelation KW - Quran Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-66083 ER - TY - THES A1 - Fehler, Manuel T1 - Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen T1 - Calibration of Agent-based Simulations N2 - In der vorliegenden Arbeit wird das Problem der Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen (ABS) behandelt, also das Problem, die Parameterwerte eines Agenten-basierten Simulationsmodells so einzustellen, dass valides Simulationsverhalten erreicht wird. Das Kalibrierungsproblem für Simulationen an sich ist nicht neu und ist im Rahmen klassischer Simulationsparadigmen, wie z.B. der Makro-Simulation, fester Bestandteil der Forschung. Im Vergleich zu den dort betrachteten Kalibrierungsproblemen zeichnet sich das Kalibrierungsproblem für ABS jedoch durch eine Reihe zusätzlicher Herausforderungen aus, welche die direkte Anwendung existierender Kalibrierungsverfahren in begrenzter Zeit erschweren, bzw. nicht mehr sinnvoll zulassen. Die Lösung dieser Probleme steht im Zentrum dieser Dissertation: Das Ziel besteht darin, den Nutzer bei der Kalibrierung von ABS auf der Basis von unzureichenden, potentiell fehlerhaften Daten und Wissen zu unterstützen. Dabei sollen drei Hauptprobleme gelöst werden: 1)Vereinfachung der Kalibrierung großer Agenten-Parametermengen auf der Mikro- Ebene in Agenten-basierten Simulationen durch Ausnutzung der spezifischen Struktur von ABS (nämlich dem Aufbau aus einer Menge von Agentenmodellen). 2)Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen, so dass auf allen relevanten Beobachtungsebenen valides Simulationsverhalten erzeugt wird (mindestens Mikro und Makro-Ebene). Als erschwerende Randbedingung muss die Kalibrierung unter der Voraussetzung einer Makro-Mikro-Wissenslücke durchgeführt werden. 3)Kalibrierung Agenten-basierter Simulationen auf der Mikro-Ebene unter der Voraussetzung, dass zur Kalibrierung einzelner Agentenmodelle nicht ausreichend und potentiell verfälschte Daten zur Verhaltensvalidierung zur Verfügung stehen. Hierzu wird in dieser Arbeit das sogenannte Makro-Mikro-Verfahren zur Kalibrierung von Agenten-basierten Simulationen entwickelt. Das Verfahren besteht aus einem Basisverfahren, das im Verlauf der Arbeit um verschiedene Zusatzverfahren erweitert wird. Das Makro-Mikro-Verfahren und seine Erweiterungen sollen dazu dienen, die Modellkalibrierung trotz stark verrauschter Daten und eingeschränktem Wissen über die Wirkungszusammenhänge im Originalsystem geeignet zu ermöglichen und dabei den Kalibrierungsprozess zu beschleunigen: 1) Makro-Mikro-Kalibrierungsverfahren: Das in dieser Arbeit entwickelte Makro- Mikro-Verfahren unterstützt den Nutzer durch eine kombinierte Kalibrierung auf der Mikro- und der Makro-Beobachtungsebene, die gegebenenfalls durch Zwischenebenen erweitert werden kann. Der Grundgedanke des Verfahrens besteht darin, das Kalibrierungsproblem in eines auf aggregierter Verhaltensebene und eines auf der Ebene des Mikro-Agentenverhaltens aufzuteilen. Auf der Makro-Ebene wird nach validen idealen aggregierten Verhaltensmodellen (IVM) der Agenten gesucht. Auf der Mikro-Ebene wird versucht die individuellen Modelle der Agenten auf Basis des erwünschten Gesamtverhaltens und der ermittelten IVM so zu kalibrieren, das insgesamt Simulationsverhalten entsteht, das sowohl auf Mikro- als auch auf Makro-Ebene valide ist. 2) Erweiterung 1: Robuste Kalibrierung: Um den Umgang mit potentiell verrauschten Validierungskriterien (d.h. mit verrauschten Daten über ein Originalsystem, auf denen die Validierungskriterien der Simulation beruhen) und Modellteilen während der Kalibrierung von ABS zu ermöglichen, wird eine robuste Kalibrierungstechnik zur Anwendung im Makro-Mikro-Verfahren entwickelt. 3) Erweiterung 2: Kalibrierung mit Heterogenitätssuche: Als zweite Erweiterung des Makro-Mikro-Verfahrens wird ein Verfahren entwickelt, das das Problem des unklaren Detaillierungsgrades von ABS auf der Ebene der Parameterwerte adressiert. Prinzipiell kann zwar jeder Agent unterschiedliche Parameterwerte verwenden, obwohl eine geringere Heterogenität zur Erzeugung validen Verhaltens ausreichend wäre. Die entwickelte Erweiterung versucht, während der Kalibrierung, eine geeignete Heterogenitätsausprägung für die Parameterwerte der Agenten zu ermitteln. Unter einer Heterogenitätsausprägung wird dabei eine Einteilung der simulierten Agenten in Gruppen mit jeweils gleichen Parameterwerten verstanden. Die Heterogenitätssuche dient dazu, einen Kompromiss zu finden zwischen der Notwendigkeit, sehr große Parametersuchräume durchsuchen zu müssen und gleichzeitig den Suchraum so klein wie möglich halten zu wollen. N2 - In this doctoral thesis the problem of calibrating agent-based simulations (ABS) is treated, i.e. the problem to adjust the parameter values of an agent-based simulation model to achieve valid simulation behavior. The calibration problem for simulations per se is not new and is an active part of research in the context of traditional simulation paradigms, such as the macro-simulation. Compared to the problems considered there the problems for ABS can be distinguished by several additional challenges that complicate the direct application of existing calibration procedures in a limited time, or challenges that do not allow applying existing procedures at all. The goal of this thesis is to assist the user in the calibration of ABS on the basis of incomplete and potentially noisy data or knowledge and in dealing with large amounts of parameter values if an ABS with many individual agents needs to be calibrated. The thesis covers the following three main topics: 1) Simplification of the calibration of many agent parameter values on the micro-level in ABS. This is done by exploiting the specific structure of ABS (i.e. that an ABS constitutes of a lattice of agent models). 2) Calibration of agent-based simulations, so that valid simulation behavior is created on all relevant behavior observation levels (at least micro- and macro-level). This needs to be possible without having full knowledge about how the macro observation level behavior constitutes from the modeled micro behavior. 3) Calibration of agent-based simulations on the micro-level under the constraint that only partial and potentially noisy data for testing and validation of single individual agent models is available. To achieve this the so-called “Macro-Micro Procedure” for calibrating agent-based simulations is developed. The approach consists of a basic procedure that is extended in the course of the work with various additional techniques: 1)Macro-Micro-Calibration Procedure: The Macro-Micro Procedure supports the user by applying a combined calibration on the micro and the macro-observation level, which can optionally be expanded using additional intermediate levels. The basic idea of the procedure consists of separating the calibration problem into one at the aggregate behavior level and one at the level of the micro-agent behavior. At the macro level, valid simulation behavior for ideal aggregate behavior models (IAM) of agents is being determined. At the micro level, the goal is to calibrate the models of the individual agents based on the desired overall behavior and the determined IAM from the macro level. Upon completion the simulation behavior created shall be valid both at the micro and also at a macro level. 2)Extension 1: Robust Calibration: In order to deal with potentially noisy validation criteria and model parts (i.e. with noisy data about the original system from which the validation criteria of the simulation are created) a robust calibration technique is developed that can be used as part of the Macro-Micro-Procedure. 3)Extension 2: Calibration with heterogeneity search: The second extension of the Macro-Micro-Procedure addresses the problem of an unclear level of detail on the level of the parameter values. Theoretically it is possible to use different parameter values for each individual simulated agent which leads to a huge parameter search space. Often it is however sufficient to use a lower heterogeneity in the parameter values to generate valid behavior which would allow calibration in a smaller search space. The developed extension attempts to determine such a suitable heterogeneity manifestation for the parameter values of the agents as part of the calibration process itself. A heterogeneity manifestation is performed by dividing the agents into groups of agents with homogenous parameter values. The developed heterogeneity search offers a compromise between the necessity of having to search very large parameter search spaces and the goal to keep the search space as small as possible during the calibration. KW - Computersimulation KW - Mehrebenensimulation KW - Autonomer Agent KW - Agenten-basierte Simulation KW - Multiagentensimulation KW - Parameterkalibrierung KW - Hierarchische Simulation KW - Simulation KW - Agent KW - Calibration KW - Optimization KW - Agent-based Simulation KW - Multi-Agent-Simulation Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-64762 ER - TY - THES A1 - Reitwießner, Christian T1 - Multiobjective Optimization and Language Equations T1 - Mehrkriterielle Optimierung und Sprachgleichungen N2 - Praktische Optimierungsprobleme beinhalten oft mehrere gleichberechtigte, sich jedoch widersprechende Kriterien. Beispielsweise will man bei einer Reise zugleich möglichst schnell ankommen, sie soll aber auch nicht zu teuer sein. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die algorithmische Beherrschbarkeit solcher mehrkriterieller Optimierungsprobleme behandelt. Es werden zunächst verschiedene Lösungsbegriffe diskutiert und auf ihre Schwierigkeit hin verglichen. Interessanterweise stellt sich heraus, dass diese Begriffe für ein einkriterielles Problem stets gleich schwer sind, sie sich ab zwei Kriterien allerdings stark unterscheiden könen (außer es gilt P = NP). In diesem Zusammenhang wird auch die Beziehung zwischen Such- und Entscheidungsproblemen im Allgemeinen untersucht. Schließlich werden neue und verbesserte Approximationsalgorithmen für verschieden Varianten des Problems des Handlungsreisenden gefunden. Dabei wird mit Mitteln der Diskrepanztheorie eine Technik entwickelt, die ein grundlegendes Hindernis der Mehrkriteriellen Optimierung aus dem Weg schafft: Gegebene Lösungen so zu kombinieren, dass die neue Lösung in allen Kriterien möglichst ausgewogen ist und gleichzeitig die Struktur der Lösungen nicht zu stark zerstört wird. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich verschiedenen Aspekten von Gleichungssystemen für (formale) Sprachen. Einerseits werden konjunktive und Boolesche Grammatiken untersucht. Diese sind Erweiterungen der kontextfreien Grammatiken um explizite Durchschnitts- und Komplementoperationen. Es wird unter anderem gezeigt, dass man bei konjunktiven Grammatiken die Vereinigungsoperation stark einschränken kann, ohne dabei die erzeugte Sprache zu ändern. Außerdem werden bestimmte Schaltkreise untersucht, deren Gatter keine Wahrheitswerte sondern Mengen von Zahlen berechnen. Für diese Schaltkreise wird das Äquivalenzproblem betrachtet, also die Frage ob zwei gegebene Schaltkreise die gleiche Menge berechnen oder nicht. Es stellt sich heraus, dass, abhängig von den erlaubten Gattertypen, die Komplexität des Äquivalenzproblems stark variiert und für verschiedene Komplexitätsklassen vollständig ist, also als (parametrisierter) Vertreter für diese Klassen stehen kann. N2 - Practical optimization problems often comprise several incomparable and conflicting objectives. When booking a trip using several means of transport, for instance, it should be fast and at the same time not too expensive. The first part of this thesis is concerned with the algorithmic solvability of such multiobjective optimization problems. Several solution notions are discussed and compared with respect to their difficulty. Interestingly, these solution notions are always equally difficulty for a single-objective problem and they differ considerably already for two objectives (unless P = NP). In this context, the difference between search and decision problems is also investigated in general. Furthermore, new and improved approximation algorithms for several variants of the traveling salesperson problem are presented. Using tools from discrepancy theory, a general technique is developed that helps to avoid an obstacle that is often hindering in multiobjective approximation: The problem of combining two solutions such that the new solution is balanced in all objectives and also mostly retains the structure of the original solutions. The second part of this thesis is dedicated to several aspects of systems of equations for (formal) languages. Firstly, conjunctive and Boolean grammars are studied, which are extensions of context-free grammars by explicit intersection and complementation operations, respectively. Among other results, it is shown that one can considerably restrict the union operation on conjunctive grammars without changing the generated language. Secondly, certain circuits are investigated whose gates do not compute Boolean values but sets of natural numbers. For these circuits, the equivalence problem is studied, i.\,e.\ the problem of deciding whether two given circuits compute the same set or not. It is shown that, depending on the allowed types of gates, this problem is complete for several different complexity classes and can thus be seen as a parametrized) representative for all those classes. KW - Mehrkriterielle Optimierung KW - Approximationsalgorithmus KW - Travelling-salesman-Problem KW - Boolesche Grammatik KW - Theoretische Informatik KW - Komplexitätstheorie KW - Boolean Grammar Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70146 ER - TY - RPRT A1 - Kounev, Samuel A1 - Brosig, Fabian A1 - Huber, Nikolaus T1 - The Descartes Modeling Language N2 - This technical report introduces the Descartes Modeling Language (DML), a new architecture-level modeling language for modeling Quality-of-Service (QoS) and resource management related aspects of modern dynamic IT systems, infrastructures and services. DML is designed to serve as a basis for self-aware resource management during operation ensuring that system QoS requirements are continuously satisfied while infrastructure resources are utilized as efficiently as possible. KW - Ressourcenmanagement KW - Software Engineering KW - Resource and Performance Management KW - Software Performance Engineering KW - Software Performance Modeling KW - Performance Management KW - Quality-of-Service Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-104887 ER - TY - JOUR A1 - Wolff, Alexander A1 - Rutter, Iganz T1 - Augmenting the Connectivity of Planar and Geometric Graphs JF - Journal of Graph Algorithms and Applications N2 - In this paper we study connectivity augmentation problems. Given a connected graph G with some desirable property, we want to make G 2-vertex connected (or 2-edge connected) by adding edges such that the resulting graph keeps the property. The aim is to add as few edges as possible. The property that we consider is planarity, both in an abstract graph-theoretic and in a geometric setting, where vertices correspond to points in the plane and edges to straight-line segments. We show that it is NP-hard to � nd a minimum-cardinality augmentation that makes a planar graph 2-edge connected. For making a planar graph 2-vertex connected this was known. We further show that both problems are hard in the geometric setting, even when restricted to trees. The problems remain hard for higher degrees of connectivity. On the other hand we give polynomial-time algorithms for the special case of convex geometric graphs. We also study the following related problem. Given a planar (plane geometric) graph G, two vertices s and t of G, and an integer c, how many edges have to be added to G such that G is still planar (plane geometric) and contains c edge- (or vertex-) disjoint s{t paths? For the planar case we give a linear-time algorithm for c = 2. For the plane geometric case we give optimal worst-case bounds for c = 2; for c = 3 we characterize the cases that have a solution. Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97587 ER - TY - THES A1 - Baunach, Marcel T1 - Advances in Distributed Real-Time Sensor/Actuator Systems Operation - Operating Systems, Communication, and Application Design Concepts - T1 - Fortschritte im Betrieb drahtloser Sensor/Aktuator Netzwerke N2 - This work takes a close look at several quite different research areas related to the design of networked embedded sensor/actuator systems. The variety of the topics illustrates the potential complexity of current sensor network applications; especially when enriched with actuators for proactivity and environmental interaction. Besides their conception, development, installation and long-term operation, we'll mainly focus on more "low-level" aspects: Compositional hardware and software design, task cooperation and collaboration, memory management, and real-time operation will be addressed from a local node perspective. In contrast, inter-node synchronization, communication, as well as sensor data acquisition, aggregation, and fusion will be discussed from a rather global network view. The diversity in the concepts was intentionally accepted to finally facilitate the reliable implementation of truly complex systems. In particular, these should go beyond the usual "sense and transmit of sensor data", but show how powerful today's networked sensor/actuator systems can be despite of their low computational performance and constrained hardware: If their resources are only coordinated efficiently! N2 - Diese Arbeit behandelt einige sehr unterschiedliche Forschungsbereiche bezüglich des Designs vernetzter und eingebetteter Sensor/Aktuator-Systeme. Die Vielfalt der Themen zeigt die potenzielle Komplexität aktueller Sensornetzwerk-Anwendungen, insbesondere wenn sie mit Aktuatoren zur Interaktion mit der Umwelt ausgestattet sind. Neben deren Konzeption, Entwicklung, Installation und dem langfristigen Betrieb wird besonders auf diverse "low-level" Aspekte eingegangen: Kompositionelles Hardware- und Software-Design, Task Kooperation und Kollaboration, Speicher-Verwaltung und Echtzeit-Betrieb werden aus lokaler Sicht der Sensorknoten betrachtet. Im Kontrast werden Knoten-Synchronisation, Kommunikation, sowie Sensordatenerfassung, -aggregation und -fusion aus globaler Netzwerk-Sicht diskutiert. Die Vielfalt der behandelten Konzepte wurde bewusst in Kauf genommen, um letztlich die zuverlässige Umsetzung sehr komplexer Systeme zu erleichtern. Insbesondere sollte dies über das übliche "Erfassen und Übertragen von Sensordaten" hinausgehen, und zeigen, wie mächtig heutige vernetzte Sensor/Aktuator-Systeme trotz ihrer geringen Rechenleistung und eingeschränkten Hardware sein können: Wenn ihre Ressourcen effizient koordiniert werden! KW - Eingebettetes System KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Echtzeitsystem KW - Dynamische Speicherverwaltung KW - Ressourcenallokation KW - Fernwartung KW - Betriebssystem KW - Verteiltes System KW - Lokalisation KW - Embedded Systems KW - Real-Time Operating Systems KW - Localization KW - Wireless Sensor/Actuator Systems KW - Dynamic Memory Management Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76489 ER - TY - JOUR A1 - Atienza, Nieves A1 - de Castro, Natalia A1 - Cortés, Carmen A1 - Garrido, M. Ángeles A1 - Grima, Clara I. A1 - Hernández, Gregorio A1 - Márquez, Alberto A1 - Moreno-González, Auxiliadora A1 - Nöllenburg, Martin A1 - Portillo, José Ramón A1 - Reyes, Pedro A1 - Valenzuela, Jesús A1 - Trinidad Villar, Maria A1 - Wolff, Alexander T1 - Cover contact graphs N2 - We study problems that arise in the context of covering certain geometric objects called seeds (e.g., points or disks) by a set of other geometric objects called cover (e.g., a set of disks or homothetic triangles). We insist that the interiors of the seeds and the cover elements are pairwise disjoint, respectively, but they can touch. We call the contact graph of a cover a cover contact graph (CCG). We are interested in three types of tasks, both in the general case and in the special case of seeds on a line: (a) deciding whether a given seed set has a connected CCG, (b) deciding whether a given graph has a realization as a CCG on a given seed set, and (c) bounding the sizes of certain classes of CCG’s. Concerning (a) we give efficient algorithms for the case that seeds are points and show that the problem becomes hard if seeds and covers are disks. Concerning (b) we show that this problem is hard even for point seeds and disk covers (given a fixed correspondence between graph vertices and seeds). Concerning (c) we obtain upper and lower bounds on the number of CCG’s for point seeds. KW - Informatik Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78845 ER - TY - INPR A1 - Nassourou, Mohamadou T1 - A Rule-based Statistical Classifier for Determining a Base Text and Ranking Witnesses In Textual Documents Collation Process N2 - Given a collection of diverging documents about some lost original text, any person interested in the text would try reconstructing it from the diverging documents. Whether it is eclecticism, stemmatics, or copy-text, one is expected to explicitly or indirectly select one of the documents as a starting point or as a base text, which could be emended through comparison with remaining documents, so that a text that could be designated as the original document is generated. Unfortunately the process of giving priority to one of the documents also known as witnesses is a subjective approach. In fact even Cladistics, which could be considered as a computer-based approach of implementing stemmatics, does not present or recommend users to select a certain witness as a starting point for the process of reconstructing the original document. In this study, a computational method using a rule-based Bayesian classifier is used, to assist text scholars in their attempts of reconstructing a non-existing document from some available witnesses. The method developed in this study consists of selecting a base text successively and collating it with remaining documents. Each completed collation cycle stores the selected base text and its closest witness, along with a weighted score of their similarities and differences. At the end of the collation process, a witness selected more often by majority of base texts is considered as the probable base text of the collection. Witnesses’ scores are weighted using a weighting system, based on effects of types of textual modifications on the process of reconstructing original documents. Users have the possibility to select between baseless and base text collation. If a base text is selected, the task is reduced to ranking the witnesses with respect to the base text, otherwise a base text as well as ranking of the witnesses with respect to the base text are computed and displayed on a histogram. KW - Textvergleich KW - Text Mining KW - Gothenburg Modell KW - Bayes-Klassifikator KW - Textual document collation KW - Base text KW - Gothenburg model KW - Bayesian classifier KW - Textual alterations weighting system Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57465 ER - TY - THES A1 - Freiberg, Martina T1 - UI-, User-, & Usability-Oriented Engineering of Participative Knowledge-Based Systems T1 - UI-, Benutzer-, & Usability-orientierte Entwicklung partizipativer Wissensbasierter Systeme N2 - Knowledge-based systems (KBS) face an ever-increasing interest in various disciplines and contexts. Yet, the former aim to construct the ’perfect intelligent software’ continuously shifts to user-centered, participative solutions. Such systems enable users to contribute their personal knowledge to the problem solving process for increased efficiency and an ameliorated user experience. More precisely, we define non-functional key requirements of participative KBS as: Transparency (encompassing KBS status mediation), configurability (user adaptability, degree of user control/exploration), quality of the KB and UI, and evolvability (enabling the KBS to grow mature with their users). Many of those requirements depend on the respective target users, thus calling for a more user-centered development. Often, also highly expertise domains are targeted — inducing highly complex KBs — which requires a more careful and considerate UI/interaction design. Still, current KBS engineering (KBSE) approaches mostly focus on knowledge acquisition (KA) This often leads to non-optimal, little reusable, and non/little evaluated KBS front-end solutions. In this thesis we propose a more encompassing KBSE approach. Due to the strong mutual influences between KB and UI, we suggest a novel form of intertwined UI and KB development. We base the approach on three core components for encompassing KBSE: (1) Extensible prototyping, a tailored form of evolutionary prototyping; this builds on mature UI prototypes and offers two extension steps for the anytime creation of core KBS prototypes (KB + core UI) and fully productive KBS (core KBS prototype + common framing functionality). (2) KBS UI patterns, that define reusable solutions for the core KBS UI/interaction; we provide a basic collection of such patterns in this work. (3) Suitable usability instruments for the assessment of the KBS artifacts. Therewith, we do not strive for ’yet another’ self-contained KBS engineering methodology. Rather, we motivate to extend existing approaches by the proposed key components. We demonstrate this based on an agile KBSE model. For practical support, we introduce the tailored KBSE tool ProKEt. ProKEt offers a basic selection of KBS core UI patterns and corresponding configuration options out of the box; their further adaption/extension is possible on various levels of expertise. For practical usability support, ProKEt offers facilities for quantitative and qualitative data collection. ProKEt explicitly fosters the suggested, intertwined development of UI and KB. For seamlessly integrating KA activities, it provides extension points for two selected external KA tools: For KnowOF, a standard office based KA environment. And for KnowWE, a semantic wiki for collaborative KA. Therewith, ProKEt offers powerful support for encompassing, user-centered KBSE. Finally, based on the approach and the tool, we also developed a novel KBS type: Clarification KBS as a mashup of consultation and justification KBS modules. Those denote a specifically suitable realization for participative KBS in highly expertise contexts and consequently require a specific design. In this thesis, apart from more common UI solutions, we particularly also introduce KBS UI patterns especially tailored towards Clarification KBS. N2 - Das Interesse an wissensbasierten Systemen (WBS) in verschiedensten Fachdisziplinen und Anwendungskontexten wächst nach wie vor stetig. Das frühere Ziel — intelligente Software als Expertenersatz — verschiebt sich dabei allerdings kontinuierlich in Richtung partizipativer, nutzerzentrierter Anwendungen. Solche Systeme erlauben dem Benutzer, das vorhandene persönliche Hintergrundwissen in den Problemlösungsprozess mit einzubringen um die Effizienz des Systems zu steigern und die User Experience zu verbessern. Konkret definieren wir für partizipative WBS die folgenden, nichtfunktionalen Anforderungen: Transparenz (umfassende Vermittlung des Systemstatus), Konfigurierbarkeit (Anpassbarkeit an verschiedene Benutzer und Grad der Benutzerkontrolle und Explorationsmöglichkeit), Qualität sowohl der Wissensbasis als auch der Benutzeroberfläche und Fortentwickelbarkeit (Fähigkeit des WBS analog zu den Kenntnissen seiner Nutzer zu reifen). Viele dieser Anforderungen hängen stark von den jeweiligen Nutzern ab. Im Umkehrschluss erfordert dies eine nutzerzentriertere Entwicklung solcher Systeme. Die häufig sehr fachspezifischen Zieldomänen haben meist entsprechend komplexe Wissensbasen zur Folge. Dies verlangt erst Recht nach einem wohlüberlegten, durchdachten UI- und Inkteraktionsdesign. Dem zum Trotz fokussieren aktuelle WBS Entwicklungsansätze jedoch nach wie vor auf der Wissensformalisierung. Mit der Folge, dass oft keine optimalen, schlecht wiederverwendbare und nur teilweise (oder gar nicht) evaluierte WBS UI/Interaktionslösungen entstehen. Die vorliegende Dissertation schlägt einen allumfassenderen WBS Entwicklungsansatz vor. Unter Berücksichtigung der starken, wechselseitigen Beeinflussung von Wissensbasis und UI ist dieser geprägt durch eine starke Verzahnung von Wissensbasis- und UI-Entwicklung. Der Ansatz stützt sich auf drei Kernkomponenten für allumfassende Entwicklung wissensbasierter Systeme: (1) Extensible Prototyping, eine adaptierte Form des evolutionären Prototyping. Extensible Prototyping basiert auf hochentwickelten UI Prototypen und definiert zwei Erweiterungsschritte um jederzeit WBS-Kernprototypen (Wissensbasis und Kern-UI) beziehungsweise voll funktionale wissensbasierte Anwendungen (WBS Kernprototyp und Rahmenfunktionalität) zu erstellen. (2) WBS UI Patterns. Diese Patterns, oder Muster, definieren wiederverwendbare Lösungen für die Kern-UI und -Inkteraktion. In dieser Arbeit stellen wir eine Sammlung grundlegender WBS UI Patterns vor. (3) Passende Usability Techniken die sich speziell für die Evaluation von WBS Software eignen. Insgesamt streben wir keine weitere, in sich geschlossene WBS Entwicklungsmethodologie an. Vielmehr motivieren wir, existierende, Wissensformalisierungs-lastige Ansätze um die vorgeschlagenen Kernkomponenten zu erweitern. Wir demonstrieren das am agilen Prozessmodell für wissensbasierte Systeme. Für die praktische Umsetzung des vorgestellten Ansatzes stellen wir außerdem das spezialisierte WBS Prototyping- und Softwareentwicklungswerkzeug ProKEt vor. ProKEt unterstützt eine Auswahl der interessantesten WBS UI Patterns sowie zugehöriger Konfigurationsoptionen. Deren weitere Anpassung beziehungsweise Erweiterung ist auf verschiedenen Expertise-Leveln möglich. Um ebenso die Anwendung von Usability Techniken zu unterstützen, bietet ProKEt weiterhin Funktionalität für die quantitative und qualitative Datensammlung. Auch baut ProKEt bewusst auf die strikt verzahnte Entwicklung von UI- und Wissensbasis. Für die einfache und nahtlose Integration von Wissensformalisierung in den Gesamtprozess unterstützt ProKEt zwei externe Wissensformalisierungs-Werkzeuge: KnowOF, eine Wissensformalisierungsumgebung welche standartisierte Office Dokumente nutzt. Und KnowWE, ein semantisches Wiki für die kollaborative Wissensformalisierung im Web. Damit ist ProKEt ein mächtiges Werkzeug für umfassende, nutzerzentrierte WBS Entwicklung. Mithilfe des Entwicklungsansatzes und des Werkzeugs ProKEt haben wir weiterhin einen neuartigen WBS Typ entwickelt: Wissensbasierte Klärungssysteme, im Wesentlichen ein Mashup aus Beratungs-, Erklärungs- und Rechtfertigungskomponente. Diese Systeme stellen eine angepasste Realisierung von partizipativen WBS für höchst fachliche Kontexte dar und verlangten entsprechend nach einem sehr speziellen Design. In der vorliegenden Arbeit stellen wir daher neben allgemeinen WBS UI Patterns auch einige spezialisierte Varianten für wissensbasierte Klärungssysteme vor. KW - Wissensbasiertes System KW - Knowledge-based Systems Engineering KW - Expert System KW - Usability KW - UI and Interaction Design KW - User Participation KW - Expertensystem Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-106072 SN - 978-3-95826-012-2 (print) SN - 978-3-95826-013-9 (online) N1 - Parallel erschienen als Druckausg. in Würzburg University Press, ISBN 978-3-95826-012-2, 29,80 EUR. http://www.schoeningh-buch.de//shop/item/9783958260122 oder http://www.amazon.de/Usability-Oriented-Engineering-Participative-Knowledge-Based-Systems/dp/3958260128 PB - Würzburg University Press ER - TY - THES A1 - Herrler, Rainer T1 - Agentenbasierte Simulation zur Ablaufoptimierung in Krankenhäusern und anderen verteilten, dynamischen Umgebungen T1 - Agent based simulation of processes in hospitals and other distributed, dynamic environments. N2 - Verteilte dynamische Systeme unter lokalen und globalen Gesichtspunkten zu optimieren ist eine schwierige Aufgabe. Zwar sind grundsätzliche Auswirkungen einzelner Maßnahmen häufig bekannt, durch widerstrebende Ziele, Wechselwirkungen zwischen Prozessen und Nebenwirkungen von Maßnahmen ist ein analytisches Vorgehen bei der Optimierung nicht möglich. Besonders schwierig wird es, wenn lokale Einheiten einerseits ihre Ziele und Autonomie behalten sollen, aber durch zentrale Vorgaben bzw. Anreize so gesteuert werden sollen, dass ein übergeordnetes Ziel erreicht wird. Ein praktisches Beispiel dieses allgemeinen Optimierungsproblems findet sich im Gesundheitswesen. Das Management von modernen Kliniken ist stets mit dem Problem konfrontiert, die Qualität der Pflege zu gewährleisten und gleichzeitig kosteneffizient zu arbeiten. Hier gilt es unter gegeben Rahmenbedingungen und bei Respektierung der Autonomie der Funktionseinheiten, Optimierungsmaßnahmen zu finden und durchzuführen. Vorhandene Werkzeuge zur Simulation und Modellierung bieten für diese Aufgabe keine ausreichend guten Vorgehensmodelle und Modellierungsmechanismen. Die agentenbasierte Simulation ermöglicht die Abbildung solcher Systeme und die Durchführung von Simulationsexperimenten zur Bewertung einzelner Maßnahmen. Es werden Lösungswege und Werkzeuge vorgestellt und evaluiert, die den Benutzer bei der Formalisierung des Wissens und der Modellierung solch komplexer Szenarien unterstützen und ein systematisches Vorgehen zur Optimierung ermöglichen. N2 - To optimize distributed dynamic systems or organizations under local and global constraints is a difficult task. Although basic effects of single improvement steps are often known, it is difficult to examine a complex system with conflicting goals, interdependent processes and sideeffects. A special situation occurs, when local entities are supposed to keep autonomy but should be directed by a central instance, to reach a global goal. A concrete example of this optimization problem can be found in health care. The management of modern hospitals has to ensure the quality of service and at the same time work cost efficient. They want to find improvement steps, which on the one hand respect the typical local autonomy of functional units and on the other hand reduce cost factors like the avarage stay duration of patients. Existing tools for modelling and simulation don't provide adequate methodologies and techniques for this problem. Agent based simulation allowes to realize suitable models and finding improvement steps in simulation studies. New approaches and tools are presented and evaluated, that support users in knowledge formalization and model building. KW - Simulation KW - Prozessoptimierung KW - Modellierung KW - Mehragentensystem KW - Krankenhaus KW - Simulation KW - Process Optimization KW - Agentbased System KW - Hospital Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-24483 ER - TY - THES A1 - Betz, Christian T1 - Scalable authoring of diagnostic case based training systems T1 - Skalierbare Erstellung diagnostischer fallbasierter Trainingssysteme N2 - Diagnostic Case Based Training Systems (D-CBT) provide learners with a means to learn and exercise knowledge in a realistic context. In medical education, D-CBT Systems present virtual patients to the learners who are asked to examine, diagnose and state therapies for these patients. Due a number of conflicting and changing requirements, e.g. time for learning, authoring effort, several systems were developed so far. These systems range from simple, easy-to-use presentation systems to highly complex knowledge based systems supporting explorative learning. This thesis presents an approach and tools to create D-CBT systems from existing sources (documents, e.g. dismissal records) using existing tools (word processors): Authors annotate and extend the documents to model the knowledge. A scalable knowledge representation is able to capture the content on multiple levels, from simple to highly structured knowledge. Thus, authoring of D-CBT systems requires less prerequisites and pre-knowledge and is faster than approaches using specialized authoring environments. Also, authors can iteratively add and structure more knowledge to adapt training cases to their learners needs. The theses also discusses the application of the same approach to other domains, especially to knowledge acquisition for the Semantic Web. N2 - Fallbasierte diagnostische Trainingssysteme (FDT) ermöglichen es Lernern, Wissen durch Anwendung in einem realistischen Kontext zu erwerben und zu festigen. In der medizinischen Ausbildung präsentieren FDT Systeme virtuelle Patienten, an denen der Lerner die Auswahl und Interpretation der richtigen Untersuchungen, die Diagnostik und die Bestimmung geeigneter Therapien erlernen und üben kann. Eine Vielzahl von Anforderungen durch die Lerner und die Autoren solcher Systeme hat zur Entwicklung unterschiedlicher Trainingsumgebungen geführt. Darunter gibt es einfache, präsentationsorientierte Systeme ebenso wie komplexe wissensbasierte Systeme, die exploratives Lernern erlauben. Diese Dissertation untersucht einen Ansatz und Werkzeuge, um FDT Systeme aus vorhandenen Daten (d.h. Dokumenten, beispielsweise Entlassschreiben) und mit Hilfe bekannter Werkzeuge (d.h. Textverarbeitung) zu entwickeln: Die Autoren annotieren dazu die Dokumente, um die Fälle zu modellieren. Eine skalierbare Wissensrepräsentation kann das so extrahierte Wissen auf verschiedenen Ebenen erfassen, angefangen mit unstrukturierten Elementen bis zu Wissensmodellen mit kausalen Beziehungen. Autoren können mit Hilfe des vorgestellten Ansatzes fallbasierte diagnostische Trainingssysteme mit geringerem Vorwissen und schneller erstellen als mit Hilfe spezialisierter Autorensysteme. Dabei können die Autoren insbesondere die Fälle sukzessive mit weiterem Wissen anreichern und so auf die Anforderungen ihrer Lerner anpassen. In der Dissertation wird darüber hinaus die Anwendung des Ansatzes und der entstandenen Werkzeuge auf andere Domänen untersucht. Besonders interessant ist dabei die Anwendung in der Wissensakquisition für das Semantic Web. KW - Computerunterstütztes Lernen KW - Medizin KW - Wissensrepräsentation KW - Trainingssystem KW - agile Prozesse KW - Semantic Web KW - d3web.Train KW - knowledge representation KW - training systems KW - agile processes KW - semantic web KW - d3web.Train Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-17885 ER - TY - THES A1 - Höhn, Holger T1 - Multimediale, datenbankgestützte Lehr- und Lernplattformen T1 - Multimedia, Database Supported Teaching and Learning Environments N2 - Die Dissertation befaßt sich mit der Entwicklung einer multimedialen, datenbankgestützten Lehr- und Lernplattform. Die entwickelten Module ermöglichen und erweitern nicht nur die Möglichkeit des Selbststudiums für den Studenten sondern erleichtern auch die Arbeit der Dozenten. Außerdem wird auch die Zusammenarbeit und der Austausch von Lernobjekten zwischen verschiedenen Institutionen ermöglicht. In der Lehr- und Lernplattform können verschiedene Lernobjekt-Typen verwaltet werden. Exemplarisch wurden die Typen Bilder, 3D-Animationen, Vorlesungen, Lerntexte, Fallbeispiele und Quizelemente integriert. Die Lehr- und Lernplattform besteht aus drei Bausteinen: 1. In der Lernobjekt-Datenbank werden alle Lernobjekt-Typen und Lernobjekte verwaltet. 2. Autorenwerkzeuge dienen zur Erstellung von Lernobjekten. 3. In der Lernplattform werden die Lernobjekte den Studenten zum (Selbst-)Lernen präsentiert. Neben den Vorteilen, die der Einsatz von E-Learning im allgemeinen bietet, wie die flexible Lernorganisation oder die Nutzung von Lerninhalten unabhängig von Ort und Zeit, zeichnet sich die entwickelte Lehr- und Lernplattform besonders durch folgende Punkte aus: Generierung von Lerninhalten höherer Qualität durch multizentrische Expertenbündelung und Arbeitsteilung, Erweiterbarkeit auf andere, neue Lernobjekt-Typen, Verwaltbarkeit, Konsistenz, Flexibilität, geringer Verwaltungsaufwand, Navigationsmöglichkeiten für den Studenten, Personalisierbarkeit und Konformität zu internationalen Standards. Sowohl bei der Modellierung als auch bei der Umsetzung wurde darauf geachtet, möglichst gut die Anforderungen der Dermatologie bei gleichzeitiger Erweiterbarkeit auf andere, ähnliche Szenarien zu erfüllen. Besonders einfach sollte die Anpassung der Plattform für andere bildorientierte Disziplinen sein. N2 - In this thesis a multimedia teaching and learning environment was developed. The center of interest are learning objects which can be classified into different types. The types and objects are stored and adminstered in a database. As examples lectures, learning texts, 3D-animations, images, videos and quiz elements were integrated. For the generation of learning objects authoring tools were developed for each type. The teaching and learning environment offers the following features: lectureres are supported in preparing lectures. Because learning objects can be exchanged between different environments, the generation of "high quality" objects is encouraged. New types of learning objects can be integrated easily. Students are able to learn time-independent. The system was tested in dermatology, but the adaption to other, especially visually oriented disciplines is easy. KW - Multimedia KW - Anwendung KW - Forschung KW - Lehre KW - Lehre KW - Multimedia KW - Datenbanken KW - Lernen KW - Multimedia KW - Learning KW - Teaching KW - Databases Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4049 ER - TY - THES A1 - Schäfer, Dirk T1 - Globale Selbstlokalisation autonomer mobiler Roboter - Ein Schlüsselproblem der Service-Robotik T1 - The global self-localisation problem - a key problem in the field of service robotics N2 - Die Dissertation behandelt die Problemstellung der globalen Selbstlokalisation autonomer mobiler Roboter, welche folgendermaßen beschrieben werden kann: Ein mobiler Roboter, eingesetzt in einem Gebäude, kann unter Umständen das Wissen über seinen Standort verlieren. Man geht nun davon aus, dass dem Roboter eine Gebäudekarte als Modell zur Verfügung steht. Mit Hilfe eines Laser-Entfernungsmessers kann das mobile Gerät neue Informationen aufnehmen und damit bei korrekter Zuordnung zur Modellkarte geeignete hypothetische Standorte ermitteln. In der Regel werden diese Positionen aber mehrdeutig sein. Indem sich der Roboter intelligent in seiner Einsatzumgebung bewegt, kann er die ursprünglichen Sensordaten verifizieren und ermittelt im besten Fall seine tatsächliche Position.Für diese Problemstellung wird ein neuer Lösungsansatz in Theorie und Praxis präsentiert, welcher die jeweils aktuelle lokale Karte und damit alle Sensordaten mittels feature-basierter Matchingverfahren auf das Modell der Umgebung abbildet. Ein Explorationsalgorithmus bewegt den Roboter während der Bewegungsphase autonom zu Sensorpunkten, welche neue Informationen bereitstellen. Während der Bewegungsphase werden dabei die bisherigen hypothetischen Positionen bestärkt oder geschwächt, sodaß nach kurzer Zeit eine dominante Position, die tatsächliche Roboterposition,übrigbleibt. N2 - This thesis is dealing with the global self-localisation problem, which is known to be one of the hardest problems among autonomous mobile systems. The problem can be described as follows: A mobile robot agent has a map of the environment but does not know its position. It is equipped with ultransonic sensors and a laser range finder as main sensor. The goal of the robot agent is to recognize its true position within the environment.The level of complexity of this task increases with the size and also with the level of symmetry of the indoor environment. To cope with the problem a new approach will be presented in this thesis using state of the art map building and exploration algorithms as well as feature based localisation methods. Decomposition of the global map into a number of submaps, informative feature selection and multiple submap localisation queries ensure the road of success. The capability of the approach to global self-localising the robot is pointed out by several practical studies. KW - Mobiler Roboter KW - Autonomer Roboter KW - Lokalisation KW - Globale Selbstlokalisation KW - Mobile Roboter KW - Kartierung KW - Feature-Matching KW - Gllobal self-localisation KW - mobile robots KW - slam KW - feature-matching Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7601 ER - TY - THES A1 - Feineis, Markus T1 - Wortgenaue Annotation digitalisierter mittelalterlicher Handschriften T1 - One-to-one Annotation of Digitised Medieval Manuscripts N2 - No abstract available KW - Annotation KW - Handschrift KW - Digitalisierung Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-30448 ER - TY - THES A1 - Kaempgen, Benedikt T1 - Deskriptives Data-Mining für Entscheidungsträger: Eine Mehrfachfallstudie T1 - Descriptive data mining for decision-makers: a multiple case study N2 - Das Potenzial der Wissensentdeckung in Daten wird häufig nicht ausgenutzt, was hauptsächlich auf Barrieren zwischen dem Entwicklerteam und dem Endnutzer des Data-Mining zurückzuführen ist. In dieser Arbeit wird ein transparenter Ansatz zum Beschreiben und Erklären von Daten für Entscheidungsträger vorgestellt. In Entscheidungsträger-zentrierten Aufgaben werden die Projektanforderungen definiert und die Ergebnisse zu einer Geschichte zusammengestellt. Eine Anforderung besteht dabei aus einem tabellarischen Bericht und ggf. Mustern in seinem Inhalt, jeweils verständlich für einen Entscheidungsträger. Die technischen Aufgaben bestehen aus einer Datenprüfung, der Integration der Daten in einem Data-Warehouse sowie dem Generieren von Berichten und dem Entdecken von Mustern wie in den Anforderungen beschrieben. Mehrere Data-Mining-Projekte können durch Wissensmanagement sowie eine geeignete Infrastruktur voneinander profitieren. Der Ansatz wurde in zwei Projekten unter Verwendung von ausschließlich Open-Source-Software angewendet. N2 - Despite high potential of data mining in business and science many projects fail due to barriers between the developer team and the end user. In this work a more transparent approach to describing and explaining data to a decision-maker is presented. In decision-maker-centric tasks project requirements are defined and finally the results composed to a story. A requirement is made of a tabular report and possibly patterns in its data, each understandable to a decision-maker. The technical tasks consist of a data assay, the integration of data within a data warehouse and, as required, the creation of reports and the discovery of patterns. Multiple data mining projects benefit from each other through knowledge management and a common infrastructure. The approach has been applied to two projects exclusively using open source systems. KW - Data Mining KW - Entscheidungsträger KW - Fallstudie KW - Methodologie KW - Endnutzer KW - Business Intelligence KW - Open Source KW - data mining KW - case study KW - process model KW - end user KW - open source Y1 - 2009 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-46343 ER - TY - THES A1 - Atzmüller, Martin T1 - Knowledge-Intensive Subgroup Mining - Techniques for Automatic and Interactive Discovery T1 - Wissensintensive Subgruppenentdeckung – Automatische und Interaktive Entdeckungsmethoden N2 - Data mining has proved its significance in various domains and applications. As an important subfield of the general data mining task, subgroup mining can be used, e.g., for marketing purposes in business domains, or for quality profiling and analysis in medical domains. The goal is to efficiently discover novel, potentially useful and ultimately interesting knowledge. However, in real-world situations these requirements often cannot be fulfilled, e.g., if the applied methods do not scale for large data sets, if too many results are presented to the user, or if many of the discovered patterns are already known to the user. This thesis proposes a combination of several techniques in order to cope with the sketched problems: We discuss automatic methods, including heuristic and exhaustive approaches, and especially present the novel SD-Map algorithm for exhaustive subgroup discovery that is fast and effective. For an interactive approach we describe techniques for subgroup introspection and analysis, and we present advanced visualization methods, e.g., the zoomtable that directly shows the most important parameters of a subgroup and that can be used for optimization and exploration. We also describe various visualizations for subgroup comparison and evaluation in order to support the user during these essential steps. Furthermore, we propose to include possibly available background knowledge that is easy to formalize into the mining process. We can utilize the knowledge in many ways: To focus the search process, to restrict the search space, and ultimately to increase the efficiency of the discovery method. We especially present background knowledge to be applied for filtering the elements of the problem domain, for constructing abstractions, for aggregating values of attributes, and for the post-processing of the discovered set of patterns. Finally, the techniques are combined into a knowledge-intensive process supporting both automatic and interactive methods for subgroup mining. The practical significance of the proposed approach strongly depends on the available tools. We introduce the VIKAMINE system as a highly-integrated environment for knowledge-intensive active subgroup mining. Also, we present an evaluation consisting of two parts: With respect to objective evaluation criteria, i.e., comparing the efficiency and the effectiveness of the subgroup discovery methods, we provide an experimental evaluation using generated data. For that task we present a novel data generator that allows a simple and intuitive specification of the data characteristics. The results of the experimental evaluation indicate that the novel SD-Map method outperforms the other described algorithms using data sets similar to the intended application concerning the efficiency, and also with respect to precision and recall for the heuristic methods. Subjective evaluation criteria include the user acceptance, the benefit of the approach, and the interestingness of the results. We present five case studies utilizing the presented techniques: The approach has been successfully implemented in medical and technical applications using real-world data sets. The method was very well accepted by the users that were able to discover novel, useful, and interesting knowledge. N2 - Data Mining wird mit großem Erfolg in vielen Domänen angewandt. Subgruppenentdeckung als wichtiges Teilgebiet des Data Mining kann zum Beispiel gut im Marketing, oder zur Qualitätskontrolle und Analyse in medizinischen Domänen eingesetzt werden. Das allgemeine Ziel besteht darin, potentiell nützliches and letztendlich interessantes Wissen zu entdecken. Jedoch können diese Anforderungen im praktischen Einsatz oft nicht erfüllt werden, etwa falls die eingesetzten Methoden eine schlechte Skalierbarkeit für größere Datensätze aufweisen, falls dem Benutzer zu viele Ergebnisse präsentiert werden, oder falls der Anwender viele der gefundenen Subgruppen-Muster schon kennt. Diese Arbeit stellt eine Kombination von automatischen und interaktiven Techniken vor, um mit den genannten Problemen besser umgehen zu können: Es werden automatische heuristische und vollständige Subgruppenentdeckungs-Verfahren diskutiert, und insbesondere der neuartige SD-Map Algorithmus zur vollständigen Subgruppenentdeckung vorgestellt der sowohl schnell als auch effektiv ist. Bezüglich der interaktiven Techniken werden Methoden zur Subgruppen-Introspektion und Analyse, und fortgeschrittene Visualisierungstechniken vorgestellt, beispielsweise die Zoomtable, die die für die Subgruppenentdeckung wichtigsten Parameter direkt visualisiert und zur Optimierung und Exploration eingesetzt werden kann. Zusätzlich werden verschiedene Visualisierungen zum Vergleich und zur Evaluation von Subgruppen beschrieben um den Benutzer bei diesen essentiellen Schritten zu unterstützen. Weiterhin wird leicht zu formalisierendes Hintergrundwissen vorgestellt, das im Subgruppenentdeckungsprozess in vielfältiger Weise eingesetzt werden kann: Um den Entdeckungsprozess zu fokussieren, den Suchraum einzuschränken, und letztendlich die Effizienz der Entdeckungsmethode zu erhöhen. Insbesondere wird Hintergrundwissen eingeführt, um die Elemente der Anwendungsdomäne zu filtern, um geeignete Abstraktionen zu definieren, Werte zusammenzufassen, und die gefundenen Subgruppenmuster nachzubearbeiten. Schließlich werden diese Techniken in einen wissensintensiven Prozess integriert, der sowohl automatische als auch interaktive Methoden zur Subgruppenentdeckung einschließt. Die praktische Bedeutung des vorgestellten Ansatzes hängt stark von den verfügbaren Werkzeugen ab. Dazu wird das VIKAMINE System als hochintegrierte Umgebung für die wissensintensive aktive Subgruppenentdeckung präsentiert. Die Evaluation des Ansatzes besteht aus zwei Teilen: Hinsichtlich einer Evaluation von Effizienz und Effektivität der Verfahren wird eine experimentelle Evaluation mit synthetischen Daten vorgestellt. Für diesen Zweck wird ein neuartiger in der Arbeit entwickelter Datengenerator angewandt, der eine einfache und intuitive Spezifikation der Datencharakteristiken erlaubt. Für die Evaluation des Ansatzes wurden Daten erzeugt, die ähnliche Charakteristiken aufweisen wie die Daten des angestrebten Einsatzbereichs. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen, dass der neuartige SD-Map Algorithmus den anderen in der Arbeit beschriebenen Standard-Algorithmen überlegen ist. Sowohl hinsichtlich der Effizienz, als auch von Precision/Recall bezogen auf die heuristischen Algorithmen bietet SD-Map deutliche Vorteile. Subjektive Evaluationskriterien sind durch die Benutzerakzeptanz, den Nutzen des Ansatzes, und die Interessantheit der Ergebnisse gegeben. Es werden fünf Fallstudien für den Einsatz der vorgestellten Techniken beschrieben: Der Ansatz wurde in medizinischen und technischen Anwendungen mit realen Daten eingesetzt. Dabei wurde er von den Benutzern sehr gut angenommen, und im praktischen Einsatz konnte neuartiges, nützliches, und interessantes Wissen entdeckt werden. KW - Data Mining KW - Algorithmus KW - Visualisierung KW - Subgruppenentdeckung KW - Hintergrundwissen KW - Wissensendeckung KW - Data Mining KW - Visualisierung KW - Subgroup Mining KW - Background Knowledge KW - Knowledge Discovery KW - Data Mining KW - Visualization Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-21004 ER - TY - INPR A1 - Nassourou, Mohamadou T1 - A Knowledge-based Hybrid Statistical Classifier for Reconstructing the Chronology of the Quran N2 - Computationally categorizing Quran’s chapters has been mainly confined to the determination of chapters’ revelation places. However this broad classification is not sufficient to effectively and thoroughly understand and interpret the Quran. The chronology of revelation would not only improve comprehending the philosophy of Islam, but also the easiness of implementing and memorizing its laws and recommendations. This paper attempts estimating possible chapters’ dates of revelation through their lexical frequency profiles. A hybrid statistical classifier consisting of stemming and clustering algorithms for comparing lexical frequency profiles of chapters, and deriving dates of revelation has been developed. The classifier is trained using some chapters with known dates of revelation. Then it classifies chapters with uncertain dates of revelation by computing their proximity to the training ones. The results reported here indicate that the proposed methodology yields usable results in estimating dates of revelation of the Quran’s chapters based on their lexical contents. KW - Text Mining KW - Maschinelles Lernen KW - text categorization KW - Bayesian classifier KW - distance-based classifier KW - Quran Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-54712 ER - TY - CHAP ED - Kolla, Reiner T1 - 9. Fachgespräch Sensornetze der GI/ITG Fachgruppe Kommunikation und Verteilte Systeme N2 - Jährliches Fachgespräch zu Sensornetzen der GI/ITG Fachgruppe Kommunikation und Verteilte Systeme, 16. - 17. September 2010, Universität Würzburg KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Fachgespräch KW - Aufsatzsammlung KW - sensor network KW - wireless network Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-51106 ER - TY - INPR A1 - Nassourou, Mohamadou T1 - Understanding the Vex Rendering Engine N2 - The Visual Editor for XML (Vex)[1] used by TextGrid [2]and other applications has got rendering and layout engines. The layout engine is well documented but the rendering engine is not. This lack of documenting the rendering engine has made refactoring and extending the editor hard and tedious. For instance many CSS2.1 and upcoming CSS3 properties have not been implemented. Software developers in different projects such as TextGrid using Vex would like to update its CSS rendering engine in order to provide advanced user interfaces as well as support different document types. In order to minimize the effort of extending Vex functionality, I found it beneficial to write a basic documentation about Vex software architecture in general and its CSS rendering engine in particular. The documentation is mainly based on the idea of architectural layered diagrams. In fact layered diagrams can help developers understand software’s source code faster and easier in order to alter it, and fix errors. This paper is written for the purpose of providing direct support for exploration in the comprehension process of Vex source code. It discusses Vex software architecture. The organization of packages that make up the software, the architecture of its CSS rendering engine, an algorithm explaining the working principle of its rendering engine are described. KW - Cascading Style Sheets KW - Softwarearchitektur KW - CSS KW - Processing model KW - Software architecture KW - Software design Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-51333 ER - TY - INPR A1 - Nassourou, Mohamadou T1 - Reference Architecture, Design of Cascading Style Sheets Processing Model N2 - The technique of using Cascading Style Sheets (CSS) to format and present structured data is called CSS processing model. For instance a CSS processing model for XML documents describes steps involved in formatting and presenting XML documents on screens or papers. Many software applications such as browsers and XML editors have their own CSS processing models which are part of their rendering engines. For instance each browser based on its CSS processing model renders CSS layout differently, as a result an inconsistency in the support of CSS features arises. Some browsers support more CSS features than others, and the rendering itself varies. Moreover the W3C standards are not even adhered by some browsers such as Internet Explorer. Test suites and other hacks and filters cannot definitely solve these problems, because these solutions are temporary and fragile. To palliate this inconsistency and browser compatibility issues with respect to CSS, a reference CSS processing model is needed. By extension it could even allow interoperability across CSS rendering engines. A reference architecture would provide common software architecture and interfaces, and facilitate refactoring, reuse, and automated unit testing. In [2] a reference architecture for browsers has been proposed. However this reference architecture is a macro reference model which does not consider separately individual components of rendering and layout engines. In this paper an attempt to develop a reference architecture for CSS processing models is discussed. In addition the Vex editor [3] rendering and layout engines, as well as an extended version of the editor used in TextGrid project [5] are also presented in order to validate the proposed reference architecture. KW - Cascading Style Sheets KW - XML KW - Softwarearchitektur KW - CSS KW - XML KW - Processing Model KW - Reference Architecture Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-51328 ER - TY - CHAP A1 - Schlosser, Daniel A1 - Jarschel, Michael A1 - Duelli, Michael A1 - Hoßfeld, Tobias A1 - Hoffmann, Klaus A1 - Hoffmann, Marco A1 - Morper, Hans Jochen A1 - Jurca, Dan A1 - Khan, Ashiq T1 - A Use Case Driven Approach to Network Virtualization N2 - In today's Internet, services are very different in their requirements on the underlying transport network. In the future, this diversity will increase and it will be more difficult to accommodate all services in a single network. A possible approach to cope with this diversity within future networks is the introduction of support for running isolated networks for different services on top of a single shared physical substrate. This would also enable easy network management and ensure an economically sound operation. End-customers will readily adopt this approach as it enables new and innovative services without being expensive. In order to arrive at a concept that enables this kind of network, it needs to be designed around and constantly checked against realistic use cases. In this contribution, we present three use cases for future networks. We describe functional blocks of a virtual network architecture, which are necessary to support these use cases within the network. Furthermore, we discuss the interfaces needed between the functional blocks and consider standardization issues that arise in order to achieve a global consistent control and management structure of virtual networks. KW - Virtualisierung KW - Datenkommunikationsnetz KW - Internet KW - Rechnernetz KW - Anwendungsfall KW - Netzvirtualisierung KW - Standardisierung KW - Use case KW - network virtualization KW - future Internet architecture KW - standardization Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-55611 N1 - Accepted at IEEE Kaleidoscope 2010 ER - TY - INPR A1 - Nassourou, Mohamadou T1 - Assisting Understanding, Retention, and Dissemination of Religious Texts Knowledge with Modeling, and Visualization Techniques: The Case of The Quran N2 - Learning a book in general involves reading it, underlining important words, adding comments, summarizing some passages, and marking up some text or concepts. Once deeper understanding is achieved, one would like to organize and manage her/his knowledge in such a way that, it could be easily remembered and efficiently transmitted to others. In this paper, books organized in terms of chapters consisting of verses, are considered as the source of knowledge to be modeled. The knowledge model consists of verses with their metadata and semantic annotations. The metadata represent the multiple perspectives of knowledge modeling. Verses with their metadata and annotations form a meta-model, which will be published on a web Mashup. The meta-model with linking between its elements constitute a knowledge base. An XML-based annotation system breaking down the learning process into specific tasks, helps constructing the desired meta-model. The system is made up of user interfaces for creating metadata, annotating chapters’ contents according to user selected semantics, and templates for publishing the generated knowledge on the Internet. The proposed software system improves comprehension and retention of knowledge contained in religious texts through modeling and visualization. The system has been applied to the Quran, and the result obtained shows that multiple perspectives of information modeling can be successfully applied to religious texts. It is expected that this short ongoing study would motivate others to engage in devising and offering software systems for cross-religions learning. KW - Wissensmanagement KW - Koran KW - Knowledge Modeling KW - Meta-model KW - Knowledge Management KW - Content Management KW - Quran Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-55927 ER - TY - INPR A1 - Nassourou, Mohamadou T1 - Assisting Analysis and Understanding of Quran Search Results with Interactive Scatter Plots and Tables N2 - The Quran is the holy book of Islam consisting of 6236 verses divided into 114 chapters called suras. Many verses are similar and even identical. Searching for similar texts (e.g verses) could return thousands of verses, that when displayed completely or partly as textual list would make analysis and understanding difficult and confusing. Moreover it would be visually impossible to instantly figure out the overall distribution of the retrieved verses in the Quran. As consequence reading and analyzing the verses would be tedious and unintuitive. In this study a combination of interactive scatter plots and tables has been developed to assist analysis and understanding of the search result. Retrieved verses are clustered by chapters, and a weight is assigned to each cluster according to number of verses it contains, so that users could visually identify most relevant areas, and figure out the places of revelation of the verses. Users visualize the complete result and can select a region of the plot to zoom in, click on a marker to display a table containing verses with English translation side by side. KW - Text Mining KW - Visualisierung KW - Koran KW - Information Visualization KW - Visual Text Mining KW - Scatter Plot KW - Quran Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-55840 ER - TY - THES A1 - Spoerhase, Joachim T1 - Competitive and Voting Location T1 - Kompetitive und präferenzbasierte Standortprobleme N2 - We consider competitive location problems where two competing providers place their facilities sequentially and users can decide between the competitors. We assume that both competitors act non-cooperatively and aim at maximizing their own benefits. We investigate the complexity and approximability of such problems on graphs, in particular on simple graph classes such as trees and paths. We also develop fast algorithms for single competitive location problems where each provider places a single facilty. Voting location, in contrast, aims at identifying locations that meet social criteria. The provider wants to satisfy the users (customers) of the facility to be opened. In general, there is no location that is favored by all users. Therefore, a satisfactory compromise has to be found. To this end, criteria arising from voting theory are considered. The solution of the location problem is understood as the winner of a virtual election among the users of the facilities, in which the potential locations play the role of the candidates and the users represent the voters. Competitive and voting location problems turn out to be closely related. N2 - Wir betrachten kompetitive Standortprobleme, bei denen zwei konkurrierende Anbieter ihre Versorger sequenziell platzieren und die Kunden sich zwischen den Konkurrenten entscheiden können. Wir nehmen an, dass beide Konkurrenten nicht-kooperativ agieren und auf die Maximierung ihres eigenen Vorteils abzielen. Wir untersuchen die Komplexität und Approximierbarkeit solcher Probleme auf Graphen, insbesondere auf einfachen Graphklassen wie Bäumen und Pfaden. Ferner entwickeln wir schnelle Algorithmen für kompetitive Einzelstandortprobleme, bei denen jeder Anbieter genau einen Versorger errichtet. Im Gegensatz dazu geht es bei Voting-Standortproblemen um die Bestimmung eines Standorts, der die Benutzer oder Kunden soweit wie möglich zufrieden stellt. Solche Fragestellungen sind beispielsweise bei der Planung öffentlicher Einrichtungen relevant. In den meisten Fällen gibt es keinen Standort, der von allen Benutzern favorisiert wird. Daher muss ein Kompromiss gefunden werden. Hierzu werden Kriterien betrachtet, die auch in Wahlsystemen eingesetzt werden: Ein geeigneter Standort wird als Sieger einer gedachten Wahl verstanden, bei der die möglichen Standorte die zur Wahl stehenden Kandidaten und die Kunden die Wähler darstellen. Kompetitive Standortprobleme und Voting-Standortprobleme erweisen sich als eng miteinander verwandt. KW - Standortproblem KW - NP-hartes Problem KW - Approximationsalgorithmus KW - Graph KW - Effizienter Algorithmus KW - competitive location KW - voting location KW - NP-hardness KW - approximation algorithm KW - efficient algorithm KW - graph KW - tree KW - graph decomposition Y1 - 2009 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-52978 ER - TY - THES A1 - Hopfner, Marbod T1 - Source Code Analysis, Management, and Visualization for PROLOG T1 - Quelltextanalyse, Verwaltung und Visualisierung für Prolog N2 - This thesis deals with the management and analysis of source code, which is represented in XML. Using the elementary methods of the XML repository, the XML source code representation is accessed, changed, updated, and saved. We reason about the source code, refactor source code and we visualize dependency graphs for call analysis. The visualized dependencies between files, modules, or packages are used to structure the source code in order to get a system, which is easily to comprehend, to modify and to complete. Sophisticated methods have been developed to slice the source code in order to obtain a working package of a large system, containing only a specific functionality. The basic methods, on which the visualizations and analyses are built on can be changed like changing a plug-in. The visualization methods can be reused in order to handle arbitrary source code representations, e.g., JAML, PHPML, PROLOGML. Dependencies of other context can be visualized, too, e.g., ER diagrams, or website references. The tool SCAV supports source code visualization and analyzing methods. N2 - Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Verwaltung und Analyse von Quellcode, der in XML repräsentiert ist. Es werden Abhängigkeitsgraphen visualisiert um ein Projekt leichter verstehen zu können. Es kann auch ein Slice einer bestimmten Methode aus dem Projekt erstellt werden. Die Programmierung ist in Modulen gemacht, so dass die Funktionalität leicht erweitert werden kann. KW - Refactoring KW - Software Engineering KW - Refactoring KW - Call Graph KW - Dependency Graph KW - Abhängigskeitsgraph KW - Software Engineering KW - Source Code Visualization KW - Refactoring KW - Call Graph KW - Dependency Graph KW - Abhängigskeitsgraph KW - Software Engineering KW - Source Code Visualization Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-36300 ER - TY - THES A1 - Binder, Andreas T1 - Die stochastische Wissenschaft und zwei Teilsysteme eines Web-basierten Informations- und Anwendungssystems zu ihrer Etablierung T1 - The stochastic science and two subsystems of a web-based information and application system for its establishment N2 - Das stochastische Denken, die Bernoullische Stochastik und dessen informationstechnologische Umsetzung, namens Stochastikon stellen die Grundlage für das Verständnis und die erfolgreiche Nutzung einer stochastischen Wissenschaft dar. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt eine Klärung des Begriffs des stochastischen Denkens, eine anschauliche Darstellung der von Elart von Collani entwickelten Bernoullischen Stochastik und eine Beschreibung von Stochastikon. Dabei werden sowohl das Gesamtkonzept von Stochastikon, sowie die Ziele, Aufgaben und die Realisierung der beiden Teilsysteme namens Mentor und Encyclopedia vorgestellt. Das stochastische Denken erlaubt eine realitätsnahe Sichtweise der Dinge, d.h. eine Sichtweise, die mit den menschlichen Beobachtungen und Erfahrungen im Einklang steht und somit die Unsicherheit über zukünftige Entwicklungen berücksichtigt. Der in diesem Kontext verwendete Begriff der Unsicherheit bezieht sich ausschließlich auf zukünftige Entwicklungen und äußert sich in Variabilität. Quellen der Unsicherheit sind einerseits die menschliche Ignoranz und andererseits der Zufall. Unter Ignoranz wird hierbei die Unwissenheit des Menschen über die unbekannten, aber feststehenden Fakten verstanden, die die Anfangsbedingungen der zukünftigen Entwicklung repräsentieren. Die Bernoullische Stochastik liefert ein Regelwerk und ermöglicht die Entwicklung eines quantitativen Modells zur Beschreibung der Unsicherheit und expliziter Einbeziehung der beiden Quellen Ignoranz und Zufall. Das Modell trägt den Namen Bernoulli-Raum und bildet die Grundlage für die Herleitung quantitativer Verfahren, um zuverlässige und genaue Aussagen sowohl über die nicht-existente zufällige Zukunft (Vorhersageverfahren), als auch über die unbekannte feststehende Vergangenheit (Messverfahren). Das Softwaresystem Stochastikon implementiert die Bernoullische Stochastik in Form einer Reihe autarker, miteinander kommunizierender Teilsysteme. Ziel des Teilsystems Encyclopedia ist die Bereitstellung und Bewertung stochastischen Wissens. Das Teilsystem Mentor dient der Unterstützung des Anwenders bei der Problemlösungsfindung durch Identifikation eines richtigen Modells bzw. eines korrekten Bernoulli-Raums. Der Lösungsfindungsprozess selber enthält keinerlei Unsicherheit. Die ganze Unsicherheit steckt in der Lösung, d.h. im Bernoulli-Raum, der explizit die vorhandene Unwissenheit (Ignoranz) und den vorliegenden Zufall abdeckend enthält. N2 - Stochastic thinking, Bernoulli stochastics and its information technological realization, called Stochastikon, represent the basis for understanding and successfully utilizing stochastic science. This thesis defines the concept of stochastic thinking, introduces Bernoulli stochastics, which has been developed by Elart von Collani, and describes the IT system Stochastikon. The concept and the design of Stochastikon are outlined and the aims, tasks and realizations of the two subsystems Mentor and Encyclopedia are given in detail. Stochastic thinking enables a realistic view of reality. This means a view, which is in agreement with observation and experience and, thus, takes into account uncertainty about future developments. In this context the term of uncertainty is used exclusively with respect to future development and materializes in variability. Sources of uncertainty are on the one hand human ignorance about fixed facts on the one hand and randomness on the other. Bernoulli stochastics makes available a set of rules for developing a quantitative model about uncertainty taking particularly into account the two sources ignorance and randomness. The model is called Bernoulli-Space, which is the basis for reliable and precise quantitative procedures for statements about the random future (prediction procedures) as well as about the unknown fixed past (measurement procedures). The software system, called Stochastikon, implements Bernoulli stochastics based on a set of self-sustained intercommunicating subsystems. The Subsystem Encyclopedia makes stochastical knowledge available, while the Subsystem Mentor supports the user for solving (stochastic) problems by identifying the correct model respectively correct Bernoulli-Space. The problem solving process is free of uncertainty, because all uncertainty is modelled by Bernoulli-space. KW - Stochastik KW - stochastisches Denken KW - Bernoullische Stochastik KW - Bernoulli-Raum KW - Stochastikon KW - stochastic thinking KW - Bernoulli stochastics KW - Bernoullispace KW - Stochastikon Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-26146 ER - TY - THES A1 - Tischler, German T1 - Theory and Applications of Parametric Weighted Finite Automata T1 - Theorie und Anwendungen parametrisch gewichteter endlicher Automaten N2 - Parametric weighted finite automata (PWFA) are a multi-dimensional generalization of weighted finite automata. The expressiveness of PWFA contains the expressiveness of weighted finite automata as well as the expressiveness of affine iterated function system. The thesis discusses theory and applications of PWFA. The properties of PWFA definable sets are studied and it is shown that some fractal generator systems can be simulated using PWFA and that various real and complex functions can be represented by PWFA. Furthermore, the decoding of PWFA and the interpretation of PWFA definable sets is discussed. N2 - Parametrisch gewichtete endliche Automaten (PWFA) sind eine multidimensionale Verallgemeinerung gewichteter endlicher Automaten, die sowohl die funktionale Mächtigkeit gewichteter endlicher Automaten als auch die affiner iterierter Funktionensystem umschließt. Die Arbeit diskutiert die Theorie und Anwendungen von PWFA. Es werden Eigenschaften der von PWFA definierbaren Mengen untersucht, gezeigt dass verschiedene fraktale Generatorsysteme mit PWFA simuliert werden können und dass viele praxisrelevante reelle und komplexe Funktionen und Relationen mit PWFA darstellbar sind. Ferner wird die Dekodierung von PWFA und die Interpretation PWFA-darstellbarer Mengen diskutiert. KW - Automat KW - Automata Theory Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28145 ER - TY - THES A1 - Travers, Stephen T1 - Structural Properties of NP-Hard Sets and Uniform Characterisations of Complexity Classes T1 - Strukturelle Eigenschaften NP-harter Mengen und uniforme Charakterisierungen von Komplexitätsklassen N2 - This thesis is devoted to the study of computational complexity theory, a branch of theoretical computer science. Computational complexity theory investigates the inherent difficulty in designing efficient algorithms for computational problems. By doing so, it analyses the scalability of computational problems and algorithms and places practical limits on what computers can actually accomplish. Computational problems are categorised into complexity classes. Among the most important complexity classes are the class NP and the subclass of NP-complete problems, which comprises many important optimisation problems in the field of operations research. Moreover, with the P-NP-problem, the class NP represents the most important unsolved question in computer science. The first part of this thesis is devoted to the study of NP-complete-, and more generally, NP-hard problems. It aims at improving our understanding of this important complexity class by systematically studying how altering NP-hard sets affects their NP-hardness. This research is related to longstanding open questions concerning the complexity of unions of disjoint NP-complete sets, and the existence of sparse NP-hard sets. The second part of the thesis is also dedicated to complexity classes but takes a different perspective: In a sense, after investigating the interior of complexity classes in the first part, the focus shifts to the description of complexity classes and thereby to the exterior in the second part. It deals with the description of complexity classes through leaf languages, a uniform framework which allows us to characterise a great variety of important complexity classes. The known concepts are complemented by a new leaf-language model. To a certain extent, this new approach combines the advantages of the known models. The presented results give evidence that the connection between the theory of formal languages and computational complexity theory might be closer than formerly known. N2 - Diese Dissertation behandelt die Komplexitätstheorie, ein zentrales Teilgebiet der Theoretischen Informatik. Die Komplexitätstheorie untersucht die inhärente Schwierigkeit, effiziente Algorithmen für Berechnungsprobleme zu entwerfen. Sie analysiert die Skalierbarkeit von Berechnungsproblemen und Algorithmen und stellt grundsätzliche Grenzen für die Leistungsfähigkeit von Computern auf. Berechnungsprobleme werden in Komplexitätsklassen kategorisiert. Dabei spielen die Klasse NP und die in ihr enthaltene Klasse der NP-vollständigen Probleme eine wichtige Rolle. Letztere umfasst zahlreiche in der Praxis bedeutsame Probleme aus dem Bereich Operations Research. Darüber hinaus repräsentiert die Klasse NP mit dem P-NP Problem gleichfalls das wichtigste ungelöste Problem in der Informatik. Der erste Teil dieser Dissertation ist der Untersuchung NP-vollständiger und noch allgemeiner, NP-harter Mengen gewidmet. Durch eine systematische Untersuchung der Frage, wie sich partielle Modifikationen von Mengen auf deren NP-Härte auswirken, soll das Verständnis dieser wichtigen Komplexitätsklasse verbessert werden. Die Untersuchungen in diesem Bereich stehen in enger Verbindung zu wichtigen ungelösten Fragen, wie beispielsweise der Frage nach der Komplexität von Vereinigungen disjunkter NP-vollständiger Mengen und darüber hinaus der Frage nach der Existenz dünner, NP-harter Mengen. Der zweite Teil der Dissertation beschäftigt sich ebenfalls mit der Komplexitätstheorie, nimmt dabei aber eine andere Perspektive ein: Während im ersten Teil mit der Untersuchung struktureller Eigenschaften innere Aspekte von Komplexitätsklassen im Vordergrund stehen dreht es sich im zweiten Teil um die Beschreibung von Komplexitätsklassen. Dabei werden so genannte Blattsprachen verwendet, welche einen uniformen Beschreibungsmechanismus für Komplexitätsklassen darstellen. Die bestehenden Blattsprachen-Konzepte werden durch einen neuen Ansatz ergänzt, der in einem gewissen Sinne die Vorteile der bekannten Ansätze vereint. Die erzielten Ergebnisse sind Evidenz dafür, dass die Verbindung zwischen der Theorie der formalen Sprachen und der Komplexitätstheorie noch enger ist als bislang vermutet. KW - Berechnungskomplexität KW - Komplexität KW - Theoretische Informatik KW - NP-Vollständigkeit KW - Strukturelle Komplexität KW - NP-complete sets KW - structural complexity Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27124 ER - TY - THES A1 - Höhn, Winfried T1 - Mustererkennung in Frühdrucken T1 - Pattern Perception in Early Printed Books N2 - No abstract available KW - Mustererkennung KW - Frühdruck KW - pattern perception KW - early printed books Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-30429 ER - TY - THES A1 - Kindermann, Philipp T1 - Angular Schematization in Graph Drawing N2 - Graphs are a frequently used tool to model relationships among entities. A graph is a binary relation between objects, that is, it consists of a set of objects (vertices) and a set of pairs of objects (edges). Networks are common examples of modeling data as a graph. For example, relationships between persons in a social network, or network links between computers in a telecommunication network can be represented by a graph. The clearest way to illustrate the modeled data is to visualize the graphs. The field of Graph Drawing deals with the problem of finding algorithms to automatically generate graph visualizations. The task is to find a "good" drawing, which can be measured by different criteria such as number of crossings between edges or the used area. In this thesis, we study Angular Schematization in Graph Drawing. By this, we mean drawings with large angles (for example, between the edges at common vertices or at crossing points). The thesis consists of three parts. First, we deal with the placement of boxes. Boxes are axis-parallel rectangles that can, for example, contain text. They can be placed on a map to label important sites, or can be used to describe semantic relationships between words in a word network. In the second part of the thesis, we consider graph drawings visually guide the viewer. These drawings generally induce large angles between edges that meet at a vertex. Furthermore, the edges are drawn crossing-free and in a way that makes them easy to follow for the human eye. The third and final part is devoted to crossings with large angles. In drawings with crossings, it is important to have large angles between edges at their crossing point, preferably right angles. N2 - Graphen sind häufig verwendete Werkzeuge zur Modellierung von Zusammenhängen zwischen Daten. Ein Graph ist eine binäre Relation zwischen Objekten, das heißt er besteht aus einer Menge von Objekten (Knoten) und einer Menge von Paaren von Objekten (Kanten). Netzwerke sind übliche Beispiele für das Modellieren von Daten als ein Graph. Beispielsweise lassen sich Beziehungen zwischen Personen in einem sozialen Netzwerk oder Netzanbindungen zwischen Computern in einem Telekommunikationsnetz als Graph darstellen. Die modellierten Daten können am anschaulichsten dargestellt werden, indem man die Graphen visualisiert. Der Bereich des Graphenzeichnens behandelt das Problem, Algorithmen zum automatischen Erzeugen von Graphenvisualisierungen zu finden. Das Ziel ist es, eine "gute" Zeichnung zu finden, was durch unterschiedliche Kriterien gemessen werden kann; zum Beispiel durch die Anzahl der Kreuzungen zwischen Kanten oder durch den Platzverbrauch. In dieser Arbeit beschäftigen wir uns mit Winkelschematisierung im Graphenzeichnen. Darunter verstehen wir Zeichnungen, in denen die Winkel (zum Beispiel zwischen Kanten an einem gemeinsamen Knoten oder einem Kreuzungspunkt) möglichst groß gestaltet sind. Die Arbeit besteht aus drei Teilen. Im ersten Teil betrachten wir die Platzierung von Boxen. Boxen sind achsenparallele Rechtecke, die zum Beispiel Text enthalten. Sie können beispielsweise auf einer Karte platziert werden, um wichtige Standorte zu beschriften, oder benutzt werden, um semantische Beziehungen zwischen Wörtern in einem Wortnetzwerk darzustellen. Im zweiten Teil der Arbeit untersuchen wir Graphenzeichnungen, die den Betrachter visuell führen. Im Allgemeinen haben diese Zeichnungen große Winkel zwischen Kanten, die sich in einem Knoten treffen. Außerdem werden die Verbindungen kreuzungsfrei und so gezeichnet, dass es dem menschlichen Auge leicht fällt, ihnen zu folgen. Im dritten und letzten Teil geht es um Kreuzungen mit großen Winkeln. In Zeichnungen mit Kreuzungen ist es wichtig, dass die Winkel zwischen Kanten an Kreuzungspunkten groß sind, vorzugsweise rechtwinklig. KW - graph drawing KW - angular schematization KW - boundary labeling KW - contact representation KW - word clouds KW - monotone drawing KW - smooth orthogonal drawing KW - simultaneous embedding KW - right angle crossing KW - independent crossing KW - Graphenzeichnen KW - Winkel KW - Kreuzung KW - v Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-112549 SN - 978-3-95826-020-7 (print) SN - 978-3-95826-021-4 (online) N1 - Parallel erschienen als Druckausg. in Würzburg University Press, ISBN 978-3-95826-020-7, 29,80 EUR. http://www.schoeningh-buch.de//shop/item/9783958260207 oder http://www.amazon.de/Angular-Schematization-Drawing-Philipp-Kindermann/dp/3958260209/. PB - Würzburg University Press CY - Würzburg ER - TY - GEN T1 - Jahresbericht 2016 des Rechenzentrums der Universität Würzburg T1 - Annual Report 2016 of the Computer Center, University of Wuerzburg N2 - Das Dokument umfasst eine jährliche Zusammenfassung der Aktivitäten des Rechenzentrums als zentraler IT-Dienstleister der Universität Würzburg T3 - Jahresbericht des Rechenzentrums der Universität Würzburg - 2016 KW - Jahresbericht KW - Julius-Maximilians-Universität Würzburg KW - Rechenzentrum KW - annual report KW - Computer Center University of Wuerzburg KW - RZUW Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-153558 UR - https://www.rz.uni-wuerzburg.de/wir/publikationen/ ET - 1. Auflage ER - TY - GEN T1 - Jahresbericht 2015 T1 - Annual Report 2015 N2 - Jahresbericht 2015 des Rechenzentrums der Universität Würzburg N2 - Annual Report 2015 of the Computer Center, University of Wuerzburg T3 - Jahresbericht des Rechenzentrums der Universität Würzburg - 2015 KW - Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Rechenzentrum KW - annual report KW - Computer Center University of Wuerzburg KW - Jahresbericht KW - RZUW Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-136599 UR - https://www.rz.uni-wuerzburg.de/wir/publikationen/ ER - TY - JOUR A1 - Kuhn, Joachim A1 - Gripp, Tatjana A1 - Flieder, Tobias A1 - Dittrich, Marcus A1 - Hendig, Doris A1 - Busse, Jessica A1 - Knabbe, Cornelius A1 - Birschmann, Ingvild T1 - UPLC-MRM Mass Spectrometry Method for Measurement of the Coagulation Inhibitors Dabigatran and Rivaroxaban in Human Plasma and Its Comparison with Functional Assays JF - PLOS ONE N2 - Introduction The fast, precise, and accurate measurement of the new generation of oral anticoagulants such as dabigatran and rivaroxaban in patients' plasma my provide important information in different clinical circumstances such as in the case of suspicion of overdose, when patients switch from existing oral anticoagulant, in patients with hepatic or renal impairment, by concomitant use of interaction drugs, or to assess anticoagulant concentration in patients' blood before major surgery. Methods Here, we describe a quick and precise method to measure the coagulation inhibitors dabigatran and rivaroxaban using ultra-performance liquid chromatography electrospray ionization-tandem mass spectrometry in multiple reactions monitoring (MRM) mode (UPLC-MRM MS). Internal standards (ISs) were added to the sample and after protein precipitation; the sample was separated on a reverse phase column. After ionization of the analytes the ions were detected using electrospray ionization-tandem mass spectrometry. Run time was 2.5 minutes per injection. Ion suppression was characterized by means of post-column infusion. Results The calibration curves of dabigatran and rivaroxaban were linear over the working range between 0.8 and 800 mu g/L (r > 0.99). Limits of detection (LOD) in the plasma matrix were 0.21 mu g/L for dabigatran and 0.34 mu g/L for rivaroxaban, and lower limits of quantification (LLOQ) in the plasma matrix were 0.46 mu g/L for dabigatran and 0.54 mu g/L for rivaroxaban. The intraassay coefficients of variation (CVs) for dabigatran and rivaroxaban were < 4% and 6%; respectively, the interassay CVs were < 6% for dabigatran and < 9% for rivaroxaban. Inaccuracy was < 5% for both substances. The mean recovery was 104.5% (range 83.8-113.0%) for dabigatran and 87.0%(range 73.6-105.4%) for rivaroxaban. No significant ion suppressions were detected at the elution times of dabigatran or rivaroxaban. Both coagulation inhibitors were stable in citrate plasma at -20 degrees C, 4 degrees C and even at RT for at least one week. A method comparison between our UPLC-MRM MS method, the commercially available automated Direct Thrombin Inhibitor assay (DTI assay) for dabigatran measurement from CoaChrom Diagnostica, as well as the automated anti-Xa assay for rivaroxaban measurement from Chromogenix both performed by ACL-TOP showed a high degree of correlation. However, UPLC-MRM MS measurement of dabigatran and rivaroxaban has a much better selectivity than classical functional assays measuring activities of various coagulation factors which are susceptible to interference by other coagulant drugs. Conclusions Overall, we developed and validated a sensitive and specific UPLC-MRM MS assay for the quick and specific measurement of dabigatran and rivaroxaban in human plasma. KW - LC-MS/MS KW - validation KW - serum KW - quantification KW - apixaban KW - diagnostic accuracy KW - performance liquid chromatography KW - factor XA inhibitor KW - direct oral anticoagulants KW - direct thrombin inhibitor Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-136023 VL - 10 IS - 12 ER - TY - JOUR A1 - Singh, Amit K. A1 - Kingston, Joseph J. A1 - Gupta, Shishir K. A1 - Batra, Harsh V. T1 - Recombinant Bivalent Fusion Protein rVE Induces CD4+ and CD8+ T-Cell Mediated Memory Immune Response for Protection Against Yersinia enterocolitica Infection JF - Frontiers in Microbiology N2 - Studies investigating the correlates of immune protection against Yersinia infection have established that both humoral and cell mediated immune responses are required for the comprehensive protection. In our previous study, we established that the bivalent fusion protein (rVE) comprising immunologically active regions of Y pestis LcrV (100-270 aa) and YopE (50-213 aa) proteins conferred complete passive and active protection against lethal Y enterocolitica 8081 challenge. In the present study, cohort of BALB/c mice immunized with rVE or its component proteins rV, rE were assessed for cell mediated immune responses and memory immune protection against Y enterocolitica 8081 rVE immunization resulted in extensive proliferation of both CD4 and CD8 T cell subsets; significantly high antibody titer with balanced IgG1: IgG2a/IgG2b isotypes (1:1 ratio) and up regulation of both Th1 (INF-$$\alpha$$, IFN-$$\gamma$$, IL 2, and IL 12) and Th2 (IL 4) cytokines. On the other hand, rV immunization resulted in Th2 biased IgG response (11:1 ratio) and proliferation of CD4+ T-cell; rE group of mice exhibited considerably lower serum antibody titer with predominant Th1 response (1:3 ratio) and CD8+ T-cell proliferation. Comprehensive protection with superior survival (100%) was observed among rVE immunized mice when compared to the significantly lower survival rates among rE (37.5%) and rV (25%) groups when IP challenged with Y enterocolitica 8081 after 120 days of immunization. Findings in this and our earlier studies define the bivalent fusion protein rVE as a potent candidate vaccine molecule with the capability to concurrently stimulate humoral and cell mediated immune responses and a proof of concept for developing efficient subunit vaccines against Gram negative facultative intracellular bacterial pathogens. KW - I-tasser KW - Yersinia enterocolitica KW - memory immune responses KW - cytokine profiling KW - CD8+T cells KW - CD4+T cells KW - recombinant protein rVE KW - resistance KW - pneumonic plague KW - pestis infection KW - nonhuman-primates KW - III secretion KW - V-antigen KW - mice KW - vaccine Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-136114 VL - 6 IS - 1407 ER - TY - THES A1 - Ostermayer, Ludwig T1 - Integration of Prolog and Java with the Connector Architecture CAPJa T1 - Integration von Prolog und Java mit Hilfe der Connector Architecture CAPJa N2 - Modern software is often realized as a modular combination of subsystems for, e. g., knowledge management, visualization, verification, or the interaction with users. As a result, software libraries from possibly different programming languages have to work together. Even more complex the case is if different programming paradigms have to be combined. This type of diversification of programming languages and paradigms in just one software application can only be mastered by mechanisms for a seamless integration of the involved programming languages. However, the integration of the common logic programming language Prolog and the popular object-oriented programming language Java is complicated by various interoperability problems which stem on the one hand from the paradigmatic gap between the programming languages, and on the other hand, from the diversity of the available Prolog systems. The subject of the thesis is the investigation of novel mechanisms for the integration of logic programming in Prolog and object–oriented programming in Java. We are particularly interested in an object–oriented, uniform approach which is not specific to just one Prolog system. Therefore, we have first identified several important criteria for the seamless integration of Prolog and Java from the object–oriented perspective. The main contribution of the thesis is a novel integration framework called the Connector Architecture for Prolog and Java (CAPJa). The framework is completely implemented in Java and imposes no modifications to the Java Virtual Machine or Prolog. CAPJa provides a semi–automated mechanism for the integration of Prolog predicates into Java. For compact, readable, and object–oriented queries to Prolog, CAPJa exploits lambda expressions with conditional and relational operators in Java. The communication between Java and Prolog is based on a fully automated mapping of Java objects to Prolog terms, and vice versa. In Java, an extensible system of gateways provides connectivity with various Prolog system and, moreover, makes any connected Prolog system easily interchangeable, without major adaption in Java. N2 - Moderne Software ist oft modular zusammengesetzt aus Subsystemen zur Wissensverwaltung, Visualisierung, Verfikation oder Benutzerinteraktion. Dabei müssen Programmbibliotheken aus möglicherweise verschiedenen Programmiersprachen miteinander zusammenarbeiten. Noch komplizierter ist der Fall, wenn auch noch verschiedene Programmierparadigmen miteinander kombiniert werden. Diese Art der Diversifikation an Programmiersprachen und –paradigmen in nur einer Software kann nur von nahtlosen Integrationsmechansimen für die beteiligten Programmiersprachen gemeistert werden. Gerade die Einbindung der gängigen Logikprogrammiersprache Prolog und der populären objektorientierten Programmiersprache Java wird durch zahlreiche Kompatibilitätsprobleme erschwert, welche auf der einen Seite von paradigmatischen Unterschieden der beiden Programmiersprachen herrühren und auf der anderen Seite von der Vielfalt der erhältlichen Prologimplementierungen. Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung von neuartigen Mechanismen für die Zusammenführung von Logikprogrammierung in Prolog und objektorienter Programmierung in Java. Besonders interessiert uns dabei ein objektorientierter, einheitlicher Ansatz, der nicht auf eine konkrete Prologimplementierung festgelegt ist. Aus diesem Grund haben wir zunächst wichtige Kriterien für die nahtlose Integration von Prolog und Java aus der objetorientierten Sicht identifziert. Der Hauptbeitrag dieser Arbeit ist ein neuartiges Integrationssystems, welches Connector Architecture for Prolog and Java (CAPJa) heißt. Das System ist komplett in Java implementiert und benötigt keine Anpassungen der Java Virtual Machine oder Prolog. CAPJa stellt einen halbautomatischen Mechanismus zur Vernetzung von Prolog Prädikaten mit Java zur Verfügung. Für kompakte, lesbare und objektorientierte Anfragen an Prolog nutzt CAPJa Lambdaausdrücke mit logischen und relationalen Operatoren in Java. Die Kommunikation zwischen Java und Prolog basiert auf einer automatisierten Abbildung von Java Objekten auf Prolog Terme, und umgekehrt. In Java bietet ein erweiterbares System von Schnittstellen Konnektivität zu einer Vielzahl an Prologimplmentierung und macht darüber hinaus jede verbundene Prologimplementierung einfach austauschbar, und zwar ohne größere Anpassung in Java. KW - Logische Programmierung KW - Objektorientierte Programmierung KW - PROLOG KW - Java KW - Multi-Paradigm Programming KW - Logic Programming KW - Object-Oriented Programming KW - Multi-Paradigm Programming Framework Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-150713 ER -