TY - RPRT A1 - Schmitt, Ingo T1 - ANN-Partitionen und CQQL-Ausdrücke T1 - ANN-partitions and CQQL-expressions N2 - Gegeben sei für ein binäres Klassifikationsproblem ein künstliches, neuronales Netzwerk ann bestehend aus ReLUKnoten und linearen Schichten (convolution, pooling, fully connected). Das Netzwerk ann sei mit hinreichender Genauigkeit an Hand von Trainingsdaten trainiert. Wir werden zeigen, dass ein solches Netzwerk in verschiedene Partitionen des Eingaberaums zerlegt werden kann, wobei jede Partition eine lineare Abbildung der Eingabewerte auf einen klassifizierenden Ausgabewert repräsentiert. Im Weiteren gehen wir von einem einfachen Netzwerk ann aus, bei dem die Eingangswerte Mintermen von Attributwerten entsprechen. Einfach ist ein Netzwerk, wenn es für eine geringe Anzahl von Attributen trainiert wurde und die Anzahl der ReLU-Knoten ebenfalls gering ist. In der Arbeit wird gezeigt, dass jede lineare Partition durch einen CQQL-Ausdruck beschrieben werden kann. Ein CQQL-Ausdruck lässt sich mit Hilfe von Quantenlogik-inspirierten Entscheidungsbäumen beschreiben. N2 - Let for a binary classification problem an artificial, neuronal network be given, which consists of ReLU-nodes and linear layers (convolution, pooling, fully connected). Assume, the network ann is trained by training data with sufficient accuracy. We will show how to decompose such a network into several partitions of the input space. Every partition represents a linear function of the input values to a classifying output value. Furthermore, we assume the network announced is simple and the input values correspond to minterm values of attribute values. A network is simple if it is trained for a small number of attributes and it contains a small number of ReLU-nodes. Our work shows that every linear partition can be described by a CQQL-expression. A CQQL-expression can be represented by quantum-logic-inspired decision trees. T3 - Computer science reports / Institut für Informatik - 2024, 1 KW - Quantum logic KW - Artificial neural networks KW - Quantenlogik KW - Künstliche neuronale Netze KW - Neuronales Netz KW - Quantenlogik Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-66069 ER - TY - THES A1 - Neiling, Mattis T1 - Identifizierung von Realwelt-Objekten in multiplen Datenbanken N2 - Die Daten von Realwelt-Objekten können in mehreren Datenbanken enthalten sein, ohne daß ein globaler und konsistenter Identifizierer existiert. Wie läßt sich herausfinden, welche der Daten sich auf dieselben Realwelt-Objekte beziehen? Das hier dargestellte allgemeine Modell für die Objektidentifizierung besteht aus den Schritten Konversion, Vergleich und Klassifikation. Es umfaßt zudem: (1) Identifizierungskonzepte, (2) die Softwarearchitektur, (3) Charakteristika der Datenqualität, (4) eine Vorauswahlmethode, die die Effizienz für große Datenbanken sicherstellt (unter Verwendung von Indexstrukturen) und (5) eine Spezifikation für die Evaluation von Verfahren, einschließlich Stichprobenziehung und Qualitätskriterien. Wir bewerteten verschiedene Verfahren mit Wohnungs-, Adreß- und Bibliotheksdaten. Wesentliche Ergebnisse sind, daß die Skalierbarkeit ausschließlich durch die verwandte Vorauswahlmethode und deren Umsetzung bestimmt ist sowie daß das Entscheidungsbaumverfahren eine höhere Korrektheit erreichte und robuster war als Record Linkage. N2 - Object Identification is essential where real-world objects data are distributed over multiple databases without any global and consistent identifier. We present a generic object identification framework, consisting of three successive steps: Conversion, Comparison, and Classification. In addition, the framework covers: (1) concepts for identification, (2) its software architecture, (3) data quality characteristics, (4) a preselection technique that ensures efficiency for large databases (incorporating suitable index structures), and (5) a prescription for evaluation, including sampling and quality criteria. Based on the framework, methods can be specified, implemented and evaluated w.r.t. to the requirements of an application. We evaluated several methods on real data. One main result is that scalability is determined by the applied preselection technique and its implementation. As another result we can state that Decision Tree Induction achieves better correctness and is more robust than Record Linkage. KW - Multidatenbanksystem KW - Objektorientiertes Datenbanksystem KW - Datensatz KW - Automatische Identifikation KW - Data integration KW - Instance integration KW - Record linkage KW - Merge/Purge KW - De-duplication Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000437 ER - TY - THES A1 - Noack, Tino T1 - A knowledge discovery cycle for monitoring mobile cyber-physical systems T1 - Ein Knowledge Discovery Cycle zur Überwachung mobiler cyber-physikalischer Systeme N2 - Mobile cyber-physical systems (MCPSs) such as motor vehicles, railed vehicles, aircraft, or spacecraft are commonly used in our life today. These systems are location-independent and embedded in a physical environment which is usually harsh and uncertain. MCPSs are equipped with a wide range of sensors that continuously produce sensor data streams. It is mandatory to process these data streams in an appropriate manner in order to satisfy different monitoring objectives, and it is anticipated that the complexity of MCPSs will continue to increase in the future. For instance, this includes the system description and the amount of data that must be processed. Accordingly, it is necessary to monitor these systems in order to provide reliability and to avoid critical damage. Monitoring is usually a semi-automatic process while human experts are responsible for consequent decisions. Thus, appropriate monitoring approaches are required to both provide a reasonably precise monitoring process and to reduce the complexity of the monitoring process itself. The contribution of the present thesis is threefold. First, a knowledge discovery cycle (KDC) has been developed, which aims to combine the research areas of knowledge discovery in databases and knowledge discovery from data streams to monitor MCPSs. The KDC is a cyclic process chain comprising an online subcycle and an offline subcycle. Second, a new data stream anomaly detection algorithm has been developed. Since it is necessary to identify a large number of system states automatically during operation, data stream anomaly detection becomes a key task for monitoring MCPSs. Third, the KDC and the anomaly detection algorithm have been prototypically implemented and a case study has been performed in a real world scenario relating to the ISS Colombus module. N2 - Mobile cyber-physikalische Systeme (MCPS) wie z.B. Kraft-, Schienen-, Luft- oder Raumfahrzeuge sind in der heutigen Zeit sehr weit verbreitet. Diese Systeme sind ortsunabhängig und in eine raue bzw. unsichere physikalische Umwelt eingebettet. MCPS sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, die kontinuierlich Sensordatenströme erzeugen. Um den unterschiedlichen Zielsetzungen der Überwachung gerecht zu werden, ist eine angemessene Verarbeitung dieser Sensordaten wichtig. Es zeichnet sich ab, dass die Komplexität von MCPS in der Zukunft weiter steigt. Damit sind die Systembeschreibung sowie die Menge der zu verarbeitenden Daten gemeint. Aus diesem Grund und um die Zuverlässigkeit der Systeme zu gewährleisten sowie kritische Systemausfälle zu vermeiden, ist eine Überwachung zwingend notwendig. Der Überwachungsprozess ist üblicherweise semi-automatisch und menschliche Experten sind verantwortlich für die getroffenen Entscheidungen. Daher werden Überwachungsansätze benötigt, die eine angemessen präzise Überwachung ermöglichen und gleichzeitig die Komplexität des Überwachungsprozesses verringern. Der Beitrag der vorliegenden Arbeit ist dreigeteilt. Zunächst wird ein Knowledge Discovery Cycle (KDC) entwickelt, der die Forschungsgebiete Wissensentdeckung in Datenbanken und Wissensentdeckung aus Datenströmen miteinander kombiniert. Weiterhin wird ein neuer Algorithmus für die Anomalieerkennung in Datenströmen vorgestellt. Für die Überwachung von MCPS ist eine Unterscheidung in verschiedene Systemzustände notwendig. Daher wird die Anomalieerkennung in Datenströmen zu einer Schlüsselaufgabe. Zuletzt werden der KDC und der vorgestellte Algorithmus zur Anomalieerkennung prototypisch implementiert und eine Fallstudie durchgeführt. Diese Fallstudie basiert auf einem realen Szenario, welches sich auf das Columbus-Modul der internationalen Raumstation ISS bezieht. KW - Knowledge Discovery Cycle KW - Mobile Cyber-Physical System KW - Monitoring KW - Data Mining KW - Anomaly Detection KW - Anomalieerkennung KW - Data Mining KW - Überwachung KW - Mobiles cyber-physikalisches System KW - Knowledge Discovery Cycle KW - Columbus KW - Data Mining KW - Zustandsüberwachung Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-33676 ER - TY - RPRT A1 - Schmitt, Ingo T1 - Generating CQQL conditions from classifying CNNs T1 - Generierung von CQQL-Bedingungen aus klassifizierenden CNNs N2 - Convolutional neural networks are often successfully used for classification problems. Usually, a huge number of weights need to be learnt by use of training data. However, the learnt weights give no insight how the cnn really works. Thus, a cnn can be seen as a black box solution. In our approach we develop a method to generate a commuting quantum query language (cqql) condition from a sample derived from a given cnn or from training input. CQQL is inspired by quantum logic and its conditions obey the rules of Boolean algebra. The evaluation of a cqql condition provides values from the unit interval [0; 1] and establishes therefore an elegant bridge between logic and a cnn. The underlying assumption is that a condition (a logic expression) gives much more understanding than pure cnn weights. Furthermore, the rich theory of Boolean algebra can be used for manipulating logic expressions. After extracting a cqql condition from a cnn or its training data we can use logic as a way to predict classes alternatively to a cnn. N2 - Convolutional neural networks (CNN) werden oft erfolgreich zur Lösung von Klassifikationsproblemen verwendet. Üblicherweise muss für ein CNN eine sehr große Anzahl von Gewichten aus vorgegebenen Trainingsdaten gelernt werden. Die so gelernten Gewichte jedoch erklären nicht, wie das CNN wirklich funktioniert. Daher kann man ein CNN als eine Black-Box-Lösung ansehen. In unserem Ansatz entwickeln wir eine Methode, um einen Logikausdruck der commuting quantum query language (CQQL) aus einer Stichprobe eines gegebenen CNNs oder aus den Trainingsdaten zu generieren. CQQL basiert auf der Quantenlogik und deren Ausdrücke folgen den Regeln der Booleschen Algebra. Die Auswertung eines CQQL-Ausdrucks liefert Werte aus dem Einheitsintervall und baut damit eine elegante Brücke zwischen Logik und einem CNN. Es wird angenommen, dass ein Logikausdruck ein besseres Verständnis eines CNNs als dessen reinen Gewichte gibt. Außerdem kann die umfangreiche Theorie der Booleschen Algebra genutzt werden, um Logikausdrücke zu manipulieren. Nach der Extraktion eines CQQL-Logikausdrucks aus einem CNN oder seinen Trainingsdaten kann Logik alternativ zum CNN verwendet werden, um Klassen vorherzusagen. T3 - Computer science reports / Institut für Informatik - 2021, 1 KW - CQQL KW - Quantum Logic KW - CNN KW - CQQL KW - Quantenlogik KW - CNN KW - Erklärbarkeit KW - Zellulares neuronales Netzwerk KW - Abfragesprache KW - Quantenlogik Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55503 ER - TY - THES A1 - Saha, Sanjit Kumar T1 - A relevance feedback approach for social network clustering in the context of triangle inequality violations T1 - Ein Relevanz-Feedback-Ansatz für das Clustering sozialer Netzwerke im Kontext von Dreiecks-Ungleichheitsverstößen N2 - People in a social network are connected, and their homogeneity is reflected by the similarity of their attributes. For effective clustering, the similarities among people within a cluster must be much higher than the similarities between different clusters. Traditional clustering algorithms like hierarchical (agglomerative) or k-medoids take distances between objects as input and find clusters of objects. The distance functions used should comply with the triangle inequality (TI) property, but sometimes this property may be violated, thus negatively impacting the quality of the generated clusters. However, in social networks, meaningful clusters can be found even though TI violates. One possibility is a quantum-logic-based clique-guided non-TI clustering approach. The commuting quantum query language (CQQL) is the base for this approach. The CQQL allows the formulation of queries that incorporate both Boolean and similarity conditions. It calculates the similarity value between two objects. Furthermore, attributes may not have equal impact on similarity and affect the resulting clusters. CQQL incorporates weights to express the varying importance of sub-conditions in a query while preserving consistency with Boolean algebra. This enables personalization of results through relevance feedback (RF). The main challenge of comparing clusterings is that there is no ground truth data. In such situations, human-generated gold standard clustering can be used. The question is how to compare the performance of clusterings. A noteworthy technique involves counting the pairs of objects that are grouped identically in both clusterings. By doing so, a clustering distance is calculated that measures the dissimilarity. To validate the non-TI clustering approach, experiments are conducted on social networks of different sizes. Three central questions are addressed by the experiments mentioned: first, is it possible to find meaningful clusters even though TI violates; second, how does a user interact with the system to provide feedback based on their needs; and third, how fast do the detected clusters based on the proposed approach converge to the ideal solution? To sum up, the experiments’ objective is to demonstrate the validity of a theoretical approach. The research findings presented here provide sufficient evidence for detecting meaningful clusters based on user interaction. Furthermore, the experiments clearly demonstrate that the non-TI clustering approach can be used as an RF technique in clustering. N2 - Menschen in einem sozialen Netzwerk sind miteinander verbunden. Ihre Homogenität spiegelt sich in der Ähnlichkeit ihrer Eigenschaften wider. Für ein effektives Clusterbildung müssen die Ähnlichkeiten zwischen Personen innerhalb eines Clusters größer sein als die Ähnlichkeiten zwischen Personen verschiedener Cluster. Herkömmliche Clustering Algorithmen wie etwa hierarchisches (agglomeratives) oder k-Medoids nutzen Abstände zwischen Objekten zum Finden von Clustern von Objekten. Die verwendete Abstandsfunktion sollte die Eigenschaft der Dreiecksungleichheit (TI) aufweisen, aber manchmal kann diese Eigenschaft verletzt sein, was sich negativ auf die Qualität der erzeugten Cluster auswirken kann. In sozialen Netzwerken können jedoch sinnvolle Cluster gefunden werden, auch wenn die TI verletzt wird. Eine Möglichkeit ist ein auf Quantenlogik basierende cliquengesteuerten Non-TI-Clustering-Ansatz. Die Commuting Quantum Query Language (CQQL) ist die Grundlage für diesen Ansatz. Die CQQL erlaubt die Formulierung von Abfragen, die sowohl Boole’sche als auch Ähnlichkeitsbedingungen enthalten. Sie berechnet den Ähnlichkeitswert zwischen zwei Objekten. Darüber hinaus haben die Attribute möglicherweise nicht den gleichen Einfluss auf die Ähnlichkeit und beeinflussen die resultierenden Cluster. CQQL bietet ein Gewichtungsschema, um die unterschiedliche Wichtigkeit von Unterbedingungen in einer Abfrage auszudrücken, wobei jedoch die Konsistenz mit der Boole’schen Algebra gewahrt bleibt. Dies ermöglicht eine Personalisierung der Ergebnisse durch Relevanz-Feedback (RF). Die größte Herausforderung beim Vergleich von Clustern besteht darin, dass es keine Ground-Truth-Daten gibt. In solchen Situationen kann ein von Menschen erstelltes Goldstandard-Clustering verwendet werden. Die Frage ist, wie die Leistung von Clustern vergleichen kann. Eine bemerkenswerte Technik besteht darin, die Paare von Objekten zu zählen, die in beiden Clustern gleich gruppiert sind. Auf diese Weise wird ein Clustering-Abstand berechnet, der die Unähnlichkeit misst. Um den Non-TI-Clustering-Ansatzes zu überprüfen, werden Experimente mit sozialen Netzwerken unterschiedlicher Größe durchgeführt. Drei zentrale Fragen werden in den Experimenten behandelt: Erstens, ist es möglich, sinnvolle Cluster zu finden, auch wenn die TI verletzt wird; zweitens, wie interagiert ein Benutzer mit dem System, um Feedback auf der Grundlage seiner Bedürfnisse zu geben; und drittens, wie schnell konvergieren die Cluster auf der Grundlage des vorgeschlagenen zur idealen Lösung? Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Ziel der Experimente darin besteht, die Gültigkeit eines theoretischen Ansatzes zu demonstrieren. Die hier vorgestellten Forschungsergebnisse liefern ausreichenden Nachweis für die Erkennung von sinnvollen Clustern auf der Grundlage von Benutzerinteraktionen. Darüber hinaus zeigen die Experimente deutlich, dass der Non-TI-Clustering-Ansatz als RF-Technik für das Clustering verwendet werden kann. KW - Social network clustering KW - CQQL KW - Relevance feedback KW - Non-TI clustering KW - Clustering distance KW - Clustering sozialer Netzwerke KW - Relevanz-Feedback KW - Clustering-Abstand KW - Social media KW - Online-Community KW - Cluster-Analyse KW - Relevanz-Feedback Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-65199 ER - TY - THES A1 - Zellhöfer, David T1 - A preference-based relevance feedback approach for polyrepresentative multimedia retrieval T1 - Ein Präferenz-basierter Relevance-Feedback-Ansatz für Polyrepräsentatives Multimedia Retrieval N2 - The search for textual information, e.g., in the form of webpages, is a typical task in modern business and private life. From a user's point of view, the commonly used systems have matured and established common interaction design patterns such as the textual input box that starts virtually every directed search process. In comparison, the search for multimedia documents (e.g., images or videos) is still in its early years. In other words, a pre-dominant search strategy has not yet evolved. That is, directed and exploratory search approaches fight for user acceptance. One further discriminative factor of multimedia information retrieval (MMIR) from traditional text-based information retrieval (IR) is that multimedia documents are not necessarily stored with the help of the same data access paradigm. From a technical point of view, the use of different data access paradigms complicates the retrieval from such collections because the utilized retrieval model has to support these paradigms. As a consequence, the main challenges in MMIR - the retrieval engine and the user interaction -- have to be addressed in a holistic way. A holistic theoretic perspective on MMIR/IR research is taken by principle of polyrepresentation (PoP), which forms one half of the theoretic background of this dissertation aiming at the development of a preference-based approach to interactive MMIR. Roughly speaking, the PoP theorizes that representations describing a document are based on various cognitive processes dealing with it, e.g., a title, its color or shape features, its creator, or its date of creation. This multitude of representations can be fused to form a conjunctive cognitive overlap (CO) in which highly relevant documents are likely to be contained. This explicit recommendation discriminates the PoP from typical feature fusion approaches often used in MMIR. However, the PoP does not answer how a retrieval model has to be implemented in a technical sense which is of interest in the field of computer science. One possibility to implement the PoP are quantum mechanics-inspired IR models such as the commuting quantum query language (CQQL) which is used in this thesis. CQQL is particularly interesting because it integrates data access paradigms used in the fields of DB and IR. In order to respect the dynamic nature of the search process and information need (IN), CQQL allows the personalization of retrieval results using a preference-based relevance feedback (RF) approach called PrefCQQL, which relies on machine-based learning. Unique features of the PrefCQQL approach range from the support of negative query-by-example (QBE) documents at query formulation time as well as during the interactive retrieval process to the formulation of weak preferences between result documents to express gradual levels of relevance. In addition, inductive preferences can be used from query formulation time onward to learn new CQQL queries. In order to evaluate the presented polyrepresentative PrefCQQL approach, two kinds of experiments are conducted: a Cranfield-inspired evaluation of CQQL/PrefCQQL's retrieval effectiveness, which is extended by the utilization of user simulations to better fit the requirements of the evaluation of an adaptive IR system, and a usability study that examines three alternative MMIR system UI prototypes. In order to increase the reproducibility and confirmability of the experiments, the source code to all used programs is made available as a supplement to this dissertation. The mentioned experiments aim at answering two central questions: first, whether the hypotheses of the PoP can be verified in MMIR, and second, whether a usable interactive MMIR system can be built on the basis of the PoP and PrefCQQL? To answer the first question, different matching functions that partly follow the recommendations of the PoP are evaluated with six different test collections in both an non-interactive and interactive QBE scenario. The results of this experiment are ambivalent. In non-interactive MMIR, the experimental data does not provide sufficient justification for the statement that PoP-based matching functions will always surpass single features or other matching functions. For instance, the arithmetic mean, which calculates the average similarity between a query's representations and the documents' representations in the collection, surpasses the conjunction and hence the CO of multiple representations in terms of retrieval effectiveness. Nevertheless, the matching function following the PoP is effectiveness stabler than the best performing single representations per collection. Hence, the CO's retrieval performance is more reliable than the usage of single representations. In contrast, the predictions of the PoP can be verified in the investigated PrefCQQL-based interactive MMIR scenario. However, it is important to note that also the number of available representations has an impact on the retrieval outcome. That is, if too few representations are present in a matching function, the corresponding IN model in PrefCQQL obviously becomes subject to underfitting eventually lowering its retrieval effectiveness. Unfortunately, when the point of sufficient representations to support PrefCQQL is reached could not be revealed in this dissertation. The second question is answered with the help of a prototypical MMIR system: the Pythia system, which serves both as proof of concept of the CQQL and the PrefCQQL approach. Furthermore, the system supports different information seeking strategies and a seamless transition between them in order to support users with different kinds of IN. N2 - Die Suche nach textueller Information stellt eine typische Aufgabe im modernen Geschäfts- und Privatleben dar. Aus Nutzersicht sind die hierfür verwendeten Systeme gereift und es haben sich typische Interaktionsmechanismen, wie die Texteingabeaufforderung, welche beinahe jede gerichtete Suche startet, herausgebildet. Im Vergleich dazu befindet sich die Suche nach multimedialen Dokumenten aus Nutzersicht noch in den sogenannten Kinderschuhen. Hier kämpfen gerichtete und explorative Suchansätze nach wie vor um Nutzerakzeptanz. Ein weiterer Punkt, der Multimedia Information Retrieval (MMIR) vom traditionellen, Text-basierten Information Retrieval (IR) unterscheidet, ist der Umstand, dass Multimediadokumente nicht notwendigerweise mittels des gleichen Datenzugriffsparadigmas gespeichert sind. Dieser Zustand verkompliziert die Suche in solchen Datenbeständen, da das zu verwendende Retrieval-Modell die jeweiligen Datenzugriffsparadigmen unterstützen muss. Konsequenterweise müssen die Hauptherausforderungen des MMIR, das Retrieval-Subsystem und die Nutzerinteraktion, ganzheitlich angegangen werden. Solch einen ganzheitlichen, theoretischen Blick auf die MMIR/IR-Forschung wirft das Prinzip der Polyrepräsentation (PdP), das eine Hälfte des theoretischen Hintergrunds dieser Dissertation darstellt. Das PdP geht davon aus, dass verschiedene Repräsentationen, die ein Dokument beschreiben, auf unterschiedlichen, kognitiven Prozessen basieren. Diese Vielzahl an Repräsentationen kann in einer konjunktiven, kognitiven Überlappung (KÜ) zusammengeführt werden. Hierbei wird angenommen, dass relevante Dokumente in diesem Bereich liegen. Diese explizite Annahme unterscheidet das PdP von anderen Feature-Fusionsansätzen, die sonst häufig beim MMIR Verwendung finden. Das PdP als kognitives Modell trifft jedoch keine Aussagen darüber, wie ein entsprechendes Retrieval-Subsystem implementiert werden kann - eine wesentliche Fragestellung der angewandten Informatik. Eine Möglichkeit der Implementierung des PdP stellen Quantenmechanik-basierte IR-Modelle, wie die Commuting Quantum Query Language (CQQL), dar, welche auch im Rahmen dieser Dissertation verwendet wird. Die Wahl fällt hierbei auf CQQL, da sie typische Datenzugriffsparadigmen aus den Gebieten DB und IR unterstützt. Außerdem erlaubt CQQL die Personalisierung von Suchergebnissen mittels des Präferenz-basierten Relevance-Feedback-Ansatzes (RF) PrefCQQL, welcher auf maschinellen Lernverfahren basiert. Alleinstellungsmerkmale von PrefCQQL stellen dabei die Unterstützung von negativen Query-by-Example-Dokumenten (QBE) sowohl zu Beginn als auch während der Suche dar. Außerdem können induktive, schwache Präferenzen genutzt werden, um die Relevanz von Ergebnisdokumenten feingranular zu bewerten. Ferner können induktive Präferenzen bereits zur Anfrageerstellung genutzt werden, so dass sich im Prinzip sämtliche Nutzerinteraktion während der Suche mit PrefCQQL umsetzen lässt. Zur Evaluierung des vorgestellten, polyrepräsentativen PrefCQQL-Ansatzes werden zwei Arten von Experimenten durchgeführt: eine Evaluierung der Retrieval-Effektivität von CQQL/PrefCQQL auf Grundlage des Cranfield-Paradigmas, welches um Nutzersimulationen erweitert wurde, um den Anforderungen an die Bewertung von interaktiven MMIR-Systemen gerecht zu werden; und eine Usability-Studie, welche drei funktional unterschiedliche Benutzerschnittstellen eines MMIR-Systems vergleicht. Um die Reproduzierbarkeit und Nachvollziehbarkeit der Experimente sicherzustellen, ist der Quellcode sämtlicher Anwendungen im Anhang zu dieser Dissertation zu finden. Die beschriebenen Experimente beantworten zwei zentrale Fragen: 1), ob die Hypothesen des PdP im Anwendungsgebiet des MMIR verifizierbar sind und 2), ob ein nutzbares, interaktives MMIR-System auf Grundlagen des PdP und von PrefCQQL implementiert werden kann? Um die erste Frage beantworten zu können, werden verschiedene Matching-Funktionen, die teilweise dem PdP folgen, mit sechs unterschiedlichen Testdatensätzen, sowohl in einem nicht interaktiven, als auch interaktiven QBE-Szenario gegenübergestellt. Die Ergebnisse dieses Experiments sind uneindeutig.Im nicht interaktiven Fall zeigt sich keine Überlegenheit der Matching-Funktionen, welche auf dem PdP basieren, gegenüber der Nutzung einzelner Features oder anderen Matching-Funktionen. So übertrifft die Retrieval-Effektivität des arithmetischen Mittels aller Repräsentationen, die der Konjunktion der vorhandenen Repräsentationen, welche der KÜ entspricht. Nichtsdestotrotz zeigt sich, dass Matching-Funktionen, welche dem PdP folgen, stabiler bezüglich ihrer Effektivität sind als Einzelfeatures. Folglich ist die Leistung der PdP-basierten Funktionen verlässlicher. Im interaktiven Szenario, also während der Verwendung von PrefCQQL, können die Voraussagen des PdP verifiziert werden. Die zweite Frage wird mithilfe eines prototypischen MMIR-Systems beantwortet, dem Pythia-System, welches als Machbarkeitsstudie eines interaktiven Retrieval-Systems auf Basis von CQQL und PrefCQQL dient. Des weiteren unterstützt das System unterschiedliche Suchstrategien sowie einen nahtlosen Wechsel zwischen diesen, um Nutzer mit verschiedenen IB bestmöglich zu unterstützen. KW - Quantum logic-based information retrieval KW - Interactive multimedia retrieval KW - Principle of polyrepresentation KW - Content-based image retrieval KW - Feature fusion KW - Content-based Image Retrieval KW - Feature Fusion KW - Interaktives Multimedia Retrieval KW - Prinzip der Polyrepräsentation KW - Quantenlogik-basiertes Information Retrieval KW - Multimedia KW - Information Retrieval Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-35218 ER - TY - THES A1 - Jurk, Steffen T1 - A Simultaneous Execution Scheme for Database Caching T1 - Ein Simultan-Ausführungsschema für Datenbank-Cache-Verfahren N2 - Database caching techniques promise to improve the performance and scalability of client-server database applications. The task of a cache is to accept requests of clients and to compute them locally on behalf of the server. The content of a cache is filled dynamically based on the application and users' data domain of interest. If data is missing or concurrent access has to be controlled, the computation of the request is completed at the central server. As a result, applications benefit from quick responses of a cache and load is taken from the server. The dynamic nature of a cache, the need of transactional consistency, and the complex nature of a request make database caching a challenging field of research. This thesis presents a novel approach to the shared and parallel execution of stored procedure code between a cache and the server. Every commercial database product provides such stored procedures that are coded in a complete programming language. Given a request in form of such a procedure, we introduce the concept of split twin transactions that logically split the procedure code into two parts, say A and B, such that A is executed at the cache and B at the server in a simultaneous and parallel manner. Furthermore, we analyse the procedure code to detect suitable parts. To the best of our knowledge, this has not yet been addressed by any existing approaches. Within a detailed case study, we show that our novel scheme improves the performance of existing caching approaches. Furthermore, we demonstrate that different load conditions of the system require different sizes of the parts A and B to gain maximal performance. As a result, we extend database caching by a new dimension of optimization, namely by splitting of the procedure code into A and B. To solve this problem of dynamically balancing the code execution between cache and server, we define the maximum performance of a database cache over time and propose a stochastic model to capture the average execution time of a procedure. Based on the execution frequencies of primitive database operations, the model allows us to partially predict the response times for different sizes of A and B, hence providing a partial solution to the optimization problem. N2 - Datenbank-Cache-Techniken versprechen eine Verbesserung von Client-Server-Anwendungen hinsichtlich Performance und Skalierbarkeit. Anfragen werden direkt an den Cache geleitet und mit Hilfe lokal gespeicherter Daten ausgeführt. Der Cache-Inhalt wird dabei dynamisch entsprechend dem Verhalten von Anwendungen und Benutzern gefüllt. Fehlen dem Cache Daten oder erfordert die Ausführung der Anfrage die Prüfung transaktionaler Konsistenz, wird die Anfrage vom Server vervollständigt. Anwendungen profitieren von schnellen Antworten des Caches und der Entlastung des Servers. Das dynamische Umfeld, die transaktionale Konsistenz und die Komplexität der Anfragen bilden zusammen einen interessanten Forschungsbereich für Effizienzsteigerung von Client-Server-Systemen. In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Technik zur geteilten und parallelen Ausführung von Prozeduren aufgezeigt. Nahezu jedes kommerzielle Datenbanksystem bietet heutzutage derartige Prozeduren, die in einer vollständigen Programmiersprache implementiert sind und auf der Ebene des Datenbanksystems ausgeführt werden. Als Erweiterung für Prozeduren werden Geteilte Zwillingstransaktionen vorgestellt, die den Code logisch in zwei Teile A und B teilen, so dass A vom Cache und B vom Server zeitgleich ausgeführt werden. Mögliche Teilungen des Codes werden vorweg durch eine Code-Analyse ermittelt. Entsprechend meinen Erkenntnissen wurde dieses Problem bisher von keiner der existierenden Techniken betrachtet. In einer detaillierten Fallstudie wird die verbesserte Performance der hier dargestellten Methoden aufgezeigt. Weiterhin wird gezeigt, dass verschiedene Lastbedingungen eine unterschiedliche Dimensionierung der Teile A und B zum Erreichen der maximalen Performance erfordern. Somit eröffnet die richtige Wahl von A und B eine neue Dimension zur Optimierung von Datenbank-Cache-Techniken. Um das Problem des dynamischen Ausbalancierens der Code-Ausführung auf einem Cache sowie dem Server zu lösen, wird die zeitabhängige maximale Cache-Performance und ein stochastisches Modell zur Erfassung der durchschnittlichen Ausführungszeit von Prozeduren definiert. Basierend auf Ausführungshäufigkeiten von elementaren Datenbankoperationen ermöglicht das Modell die partielle Vorhersage von Antwortzeiten für verschiedene Dimensionierungen von A und B. Somit wird eine partielle Lösung des Optimierungsproblems erreicht. KW - Datenbankentwurf KW - Zugriff KW - Simultaneous Engineering KW - Datenbank-Cache-Technik KW - Datenbankoptimierung KW - Zwillingstransaktion KW - Database caching KW - Database optimization KW - Twin transactions KW - Simultaneous execution KW - Stored procedures Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-228 ER - TY - THES A1 - Steeg, Martin T1 - RADD, raddstar - a rule based database schema ; compiler, evaluator, and optimizer N2 - The thesis discusses the problems of database development and maintenance, and presents an approach to conceptual tuning realized by conceptual design using the HERM/RADD notation. The RADD design tool has been designed in order to develope HERM specifications graphically. RADD adds semantics and operations to the design, which are not directly annotated on the graphical specification, such as "afunctional" dependencies and SQL operations and procedures. The RADD/raddstar system extends the graphical specification of the database schema with the posibility to specify the operations and with the invocations for transforming the schema, for evaluating transactions, and for optimizing the schema, each of which according the implicite requirements graphically modeled and the explicite requirements specified by means of the conceptual specification language (CSL). CSL is used as command line interface of the RADD/raddstar. The graphical RADD schema as well as the CSL specifications are compiled into terms of the RADD* data model by the system, such that these terms are used for further evaluation actions. The actions performed by the RADD/raddstar (schema transformation, transaction and cost evaluating, schema optimization) are based on rules, that can be developed and modified by the user using the CSL. N2 - Die Arbeit diskutiert die Probleme der Datenbankentwicklung und des nachfolgenden Datenbankbetriebs und führt konzeptionelles Tuning als Erweiterung der Datenbankentwurfsmethodik mit der HERM/RADD Notation ein. Die RADD Toolbox wurde entwickelt, um HERM Spezifikationen graphisch zu entwerfen und Semantik und Operationen zu ergänzen, welche nicht direkt im graphischen Entwurfsschema dargestellt werden können, wie "afunktionale" Abhängigkeiten und SQL-Operationen und -Prozeduren. Das RADD/raddstar System erweitert die graphischen Entwurfsmöglichkeiten der RADD Toolbox durch die Möglichkeit, die Operationen zu spezifizieren und Schema-Transformationen, -Bewertungen und -Optimierungen einzuleiten. Letztere können durch die impliziten Anforderungen des graphischen Datenbankentwurfs und die expliziten Anforderungen, welche mit Hilfe der CSL ("conceptual specification language") eingebracht werden, beeinflusst werden. CSL dient weiterhin als Benutzerinterface des RADD/raddstar Systems. Alle durch RADD/raddstar durchgeführten Aktionen (Schematransformation, Transaktionsberechnung und Kostenbewertung, Schemaoptimierung) werden regelbasiert durchgeführt, wobei der Benutzer die verwendeten Regeln selber entwerfen, ändern oder löschen kann. KW - Datenbankentwurf KW - Schemaevolution KW - Entity-Relationship-Datenmodell KW - Konzeptionelle Modellierung KW - Typinferenz Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000118 ER - TY - THES A1 - Srinivasa, Srinath T1 - An algebra of fixpoints for characterizing interactive behavior of information systems T1 - Ein Fixpunkt-Kalkül zur Charakterisierung interaktiven Verhaltens von Informationssystemen N2 - The dynamics of an information system (IS) is characterized not only by its computational behavior, but also by its interactive behavior. Interactive dynamics forms an integral part of most information systems. Despite this, an understanding of the interactive nature of an IS is still low. Interaction impacts expressiveness of an IS at such fundamental levels that Wegner [Weg97, Weg99a] came with a contention saying interactive behavior cannot be modeled by Turing Machines (TMs). A TM is considered the foundational model of computation. It models computable functions that map between problem and solution domains. However, a TM models only non-interactive mappings. A mapping between a problem and a solution domain that is interactive in nature can change its direction of computation resulting from intermediate interactions. Based on this contention, Wegner proposes interaction (rather than computation) as the fundamental framework for IS modeling [Weg99]. In this thesis, we address Wegner's contention and the nature of interactive dynamics. An information system is modeled as a collection of semantic processes or Problem Solving Processes (PSPs). If these PSPs are interactive in nature, they are called open systems; and if they are non-interactive, such an IS is called a closed system. Intuitively, open system dynamics are known to be richer than closed system dynamics. We make this distinction precise in this thesis. Interaction is shown to be made up of three properties: computation, persistence of state across computations, and channel sensitivity. Persistence of state and channel sensitivity each contribute to richer behavioral semantics than just computation. This is shown by introducing a concept called the solution space of a semantic process. A solution space is the abstract domain characterized by the process dynamics. Interactive solution spaces are found to be richer than algorithmic solution spaces and also interactive solution spaces require at least a three-valued system of logic for their characterization. The earlier question of interactive behavior as applied to IS design is then revisited. Interactive dynamics of an IS characterize the IS functionality. We call the solution space of interactive IS behavior as its interaction space. The interaction space of an IS is contrasted with the object space of the IS which is concerned with the IS structure and state maintenance dynamics. The interaction space has a degree of autonomy with respect to the object space. This aspect is often not acknowledged in IS design, resulting in the intermixing of structural and functionality concerns. Separating these concerns can avoid certain conflicting problems in IS design, as well as provide better maintainability. We call this the "dual" nature of open systems. Based on this insight we propose an IS design paradigm called dualism, where an IS model is made up of an object schema, characterizing the IS structure and an interaction schema, characterizing the IS functionality. The interaction schema is characterized by a three-valued system of logic, representing a set of obligated (or liveness) behavior, permitted (or possible) behavior and forbidden behavior. The system should perform the obligated behavior to be termed functional; it may perform any of the permitted behavior and it may not perform forbidden behavior. An analysis of the dynamics of any real world system can make these three-valued characteristics apparent. Domain theory is used to propose solution space concept, and deontic logic is used to represent the three modalities of interactive IS behavior. N2 - Die Dynamik von Informationssystemen wird nicht nur durch das Verhalten der Berechnungen, sondern insbesondere durch das interaktive Verhalten charakterisiert. Demzufolge ist die Charakterisierung der Interaktion ein integraler Bestandteil der Modellierung von Informationssystemen. Obwohl dies allgemein anerkannt ist, wird die interaktive Natur von Informationsssytemen immer noch nicht verstanden. Die Interaktion von Informationssystemen ist so komplex, dass Wegner [Weg97, Weg99a] zu der Schlussfolgerung kam, dass das interaktive Verhalten von Informationssystemen nicht durch Turing Maschinen (TM) charakterisiert werden kann. Die Turing Maschine wird als eines der grundlegenden Modelle der Berechnung angesehen. Turing Maschinen modellieren berechenbare Funktionen, die zwischen Problemen und Lösungsräumen Abbildungen herstellen. Doch modellieren Turing Maschinen nur nicht interaktive Abbildungen. Eine Abbildung zwischen einem Problem und einem Lösungsraum, der essentiell interaktiv ist, kann zur Laufzeit das Resultat der Abbildung und die Abbildung aufgrund von Interaktionen selbst ändern. Auf der Grundlage dieser Beobachtung schlug Wegner vor, die Interaktion als grundlegendes Paradigma von Informationssystemen anstelle von Berechnungen anzunehmen. In dieser Dissertation werden Wegners Vermutung und die Natur des Verhaltens von Interaktion untersucht. Ein Informationssystem wird als eine Kollektion von semantischen Prozessen bzw. Problemlösungsprozessen (PLPs) modelliert. Wenn PLPs essentiell interaktiv sind, werden Systeme dieser Art offene Systeme genannt. Wenn sie nicht interaktiv sind, werden Informationssysteme geschlossene Systeme genannt. Intuitiv kann angenommen werden, dass offene Systeme ein reicheres Verhalten haben als geschlossene Systeme. In dieser Dissertation wird diese Unterscheidung präzisiert. Interaktion basiert auf folgenden drei Eigenschaften: Berechnung, Persistenz von Zustandsveränderungen und Kanalabhängigkeit. Die Persistenz von Zustandsveränderungen und Kanalabhängigkeit ist von der Ausdruckskraft her stärker als die Berechnung. Das wird in der Dissertation durch die Einführung des Lösungsraumes von semantischen Prozessen gezeigt. Ein Lösungsraum ist eine abstrakte Domäne, die durch Prozessdynamik charakterisiert wird. Interaktive Lösungsräume sind demzufolge ausdrucksstärker als algorithmische Lösungsräume. Deshalb erfordert die Darstellung des interaktiven Lösungsraumes eine mindestens dreiwertige Logik. In der Arbeit werden sowohl Fragestellungen, die bereits für Informationssysteme ausreichend untersucht schienen, kritisch hinterfragt, als auch die interaktive Dynamik von Informationssystemen charakterisiert. Der Lösungsraum eines interaktiven Informationssystemes wird demzufolge um den Interaktionsraum erweitert. Dem Interaktionsraum steht der Objektraum des Informationssystemes gegenüber, der durch die Struktur und durch die Zustandsveränderungen des Informationssystemes beschrieben ist. Der Interaktionsraum ist bis zu einem gewissen Grad unabhängig vom Objektraum. Dieser Aspekt wurde bislang für den Entwurf von Informationssystemen nicht berücksichtigt, so dass strukturelle und funktionale Charakterisierungen vermischt wurden. Wenn man diese Charakteristiken separiert, kann man Konflikte, die üblicherweise beim Informationssystementwurf entstehen, vermeiden und dadurch eine bessere Pflege der Informationssysteme erreichen. Wir nennen diesen Zusammenhang den Dualismus von offenen Systemen. Basierend auf diesen Erkenntnissen schlagen wir als Paradigma für den Entwurf von Informationssystemen den Dualismus vor, der erfordert, dass ein Informationssystem durch ein Objektschema charakterisiert wird, das die Struktur darstellt und durch ein Interaktionsschema, das die Funktionaliät darstellt. Das Interaktionsschema wird durch eine dreiwertige Logik charakterisiert, die zum einen das obligatorische Verhalten, zum zweiten das erlaubte Verhalten und zum dritten das verbotene Verhalten charakterisiert. Ein System sollte dem obligatorischen Verhalten genügen, kann entsprechend dem erlaubten Verhalten Zustandsänderungen besitzen, darf allerdings keine Zustandsänderungen zulassen, die als verboten charakterisiert sind. Die Analysis der Dynamik von Systemen in realen Anwendungen zeigt die Sinnfältigkeit dieser dreiwertigen Charakterisierung. Die Domäntheorie ist benutzt worden, um den Lösungsraum zu charakterisieren. Mit deontischer Logik können die drei Modalitäten eines interaktiven Informationssystemes charakterisiert werden. KW - Dialogsystem KW - Informationssystem KW - Semantischer Bereich KW - Fixpunkt KW - Bereichstheorie KW - Deontische Logik KW - Interactive behavior of information systems KW - Tuning machine KW - Persistence of state KW - Object schema KW - Interaction schema Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000143 ER - TY - THES A1 - Caumanns, Jörg T1 - Automatisierte Komposition von wissensvermittelnden Dokumenten für das Word Wide Web T1 - Automated composition of knowledge procuring documents for the World Wide Web N2 - In dieser Arbeit werden Entwurf und Implementierung eines Systems zur automatisierten Erstellung wissensvermittelnder Dokumente für das World Wide Web beschrieben. Grundidee des zugrundeliegenden Ansatzes ist die dynamische Generierung von Dokumenten auf Basis existierender Fragmente wie z.B. Texten, Grafiken, Videosequenzen, etc. Diese Basisbausteine werden als Medienobjekte bezeichnet. Medienobjekte werden in einem ersten Schritt über einen sog. Abhängigkeitsgraphen zueinander in Beziehung gesetzt. Anschließend werden die bezüglich gegebener Nutzervorgaben (Lernziele, Vorwissen, Dokumentstruktur, etc.) bestgeeigneten Medienobjekte ausgewählt und strukturiert. Durch Zusammenfassung benachbarter Objekte entstehen Seiten und Kapitel, die dem Nutzer als Hierarchie von HTML-Dateien zugänglich gemacht werden können. Die einzigen beiden vom Autor des Dokuments manuell durchzuführenden Aufgaben sind die Beschreibung von Medienobjekten durch Meta-Informationen und die abstrakte Spezifikation des zu erzeugenden Dokuments über vordefinierte Nutzungsszenarien. Dieses im Rahmen der vorliegenden Dissertation entwickelte Verfahren wird als Bottom-Up Generierung bezeichnet, da ausgehend von existierenden Medienobjekten zuerst eine Medienobjektstruktur, anschließend eine Seitenstruktur und erst zum Schluß die logische Kapitelstruktur berechnet wird. Die im Gegensatz hierzu stehenden, weit verbreiteten Top-Down Verfahren gehen genau umgekehrt vor: Hier wird anhand einer festen Struktur (z.B. einem konzeptuellen oder einem semantischen Netz) zuerst eine Kapitelstruktur festgelegt, zu der erst danach die passenden Medienobjekte gesucht und zusammengefaßt werden. Der Bottom-Up Ansatz bietet eine Reihe von Vorteilen: * Die erstellten Dokumente sind sehr einfach wart- und erweiterbar, da keine statischen Abhängigkeitsstrukturen gepflegt werden müssen. * Adaptierbarkeit und Adaptivität werden implizit unterstützt. * Die Kosten der Erstellung von Lehr- und Informationssystemen können stark reduziert werden, da auf bereits existierende Medien zurückgegriffen werden kann. Der größte Vorteil des in dieser Arbeit beschriebenen Bottom-Up Ansatzes ist jedoch, daß es sich um ein ausbaufähiges Modell handelt, mit dem der manuelle Aufwand des Autors durch den Einsatz von aktuellen und zukünftigen Verfahren aus dem Information Retrieval, der künstlichen Intelligenz, dem Data Mining und der Informationsintegration sukzessive reduziert werden kann. Das Fernziel dabei ist, eines Tages zu einer vollautomatischen Dokumentenerzeugung zu gelangen, die in der Lage ist, Anfragen eines Nutzers mit strukturierten, adaptierten und vor allem hochaktuellen Dokumenten zu beantworten. N2 - In this dissertation, the draft and implementation of a system for the automated generation of documents procuring knowledge for the world wide web is described. The basic idea of this approach is the dynamic generation of documents based on already existing fragments, such as texts, graphics, video sequences and so on. These basic modules are called media objects. First, as a preliminary step, media objects are linked with each other by a so-called dependency-graph. Second, the most suitable media objects are singled out and structured according to available user preferences (learning targets, previous knowledge, document structure, etc.). With adjacent objects summed up, pages and chapters are produced which can be made available to the user as a hierarchy of HTML- documents. The only two tasks to be carried out manually by the author of the document are the description of media objects with meta-information and the abstract specification of the document which must be generated by pre-defined user matrixes. The method developed in the context of this dissertation is called bottom-up generation. That’s because- based on existing media objects - first a media-object-structure, followed by a page structure with the logical chapter structure at the end are calculated. The opposite to this, the frequently used and widespread top-down procedures use to proceed the other way round: here a fixed structure (e.g. a conceptual or semantic net) is the basis for a pre-defined chapter structure. After defining this structure, the suitable media objects can be searched and summed up. The bottom-up method offers a lot of advantages: * the created documents can easily be maintained and upgraded because no static dependency structures must be maintained. * adaptability and flexibility are implicitly supported * the costs of designing teaching- and information systems can be considerably lowered because there is constant access to already existing media objects But the most decisive advantage of the bottom-up method described in this dissertation is the fact that it is basically a model which can be expanded. Moreover, the author’s manual effort can gradually be reduced by using current and future methods from the Information Retrieval, artificial intelligence, the Data Mining and the integration of information. The long-range goal is the fully-automatic generation of documents being capable of answering user requests with structured, adaptive and, most of all, highly up-to-date documents. KW - World Wide Web KW - Informationssystem KW - Elektronische Publikation KW - Generierung KW - Autorensystem Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000087 ER - TY - THES A1 - Rieckmann, Jörg T1 - Entwicklung einer Reportingplattform als entscheidungsunterstützendes System N2 - Die zunehmende Globalisierung der Märkte und der damit zusammenhängende steigende Wettbewerbsdruck stellen immer höhere Anforderungen an die teilnehmenden Unternehmen und deren Entscheider. Durch die Einführung flacher Hierarchien wird sukzessive mehr Verantwortung auf den einzelnen Mitarbeiter delegiert. Dies führt insbesondere auf der operativen Ebene zu einem überproportionalen Anstieg der Komplexität einzelner Aufgabenbereiche. Die vorliegende Dissertation beschreibt die Entwicklung eines Systems zur Unterstützung des Endanwenders in komplexen Entscheidungssituationen. Aus der jeweiligen Anwendungsdomain werden als stabil erachtete Varianten (Prozesse, SQL-Statements und Programme) als Komponenten im Sinne von Componentware modelliert und dem Anwender mit robusten Verknüpfungsmechanismen zur Verfügung gestellt. Hieraus kann sich der Anwender (neue) Lösungsstrategien zusammenstellen und mittels einer systemseitig gesteuerten Benutzerführung bearbeiten. Die flexible Ausnahmebehandlung (bei Exceptions) wird durch die Verwendung der Componentware-Konzepte und über die mögliche Verknüpfung / Adaption der Komponenten durch den Anwender zur Laufzeit gewährleistet. N2 - The increasing globalization of markets and the resulting competition raise high requirements for the participating companies and their executives. By the introduction of flat company hierarchies, responsibility increasingly moves towards the single employee. In particular in the operational level, specific areas suffer from a more than proportional rise of their complexity. This dissertation describes the development of a system for the support of end users in making complex decisions. After surveying the according application area, stable variants (as processes, SQL statements, and programmes) are modeled in terms of components in the spirit of componentware. In addition, robust mechanisms for combining components are offered to the end user. Thus, the user may compile (new) solution strategies while being guided by the system. The flexible exception handling is guaranteed by the concepts of the componentware and by combining and adapting given components by the user at run time. KW - Unternehmen KW - Prozessmanagement KW - Entscheidungsunterstützungssystem KW - Komponente KW - Entwurfsmuster KW - Template KW - Entscheidungsunterstützung KW - Workflowmanagement KW - Componentware KW - Template KW - Geschäftsprozeßmodellierung Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000074 ER - TY - THES A1 - Lewerenz, Jana T1 - Automatic generation of human computer interaction in heterogeneous and dynamic environments based on conceptual modelling N2 - Today, developers of human-computer interaction increasingly face high expectations regarding the adaptivity of interaction. The World Wide Web is a fitting example for how diverse and 'fickle' the demands on interaction are which users, service providers and even the available technical infrastructure pose. In this thesis, a general framework for the development of interaction for such heterogeneous and dynamic interaction environments is created. The main focus is the provision of abstract constructs which make it possible to specify interaction abstractly, i.e., independently from concrete properties of an individual interaction environment. We then show how such an abstract specification can be used to automatically create human-computer interfaces which - due to the fact that the automatic generation takes the current interaction environment into account - are tailored to the requirements of the current user, technical infrastructure, etc. N2 - In der heutigen Zeit sehen sich Entwickler von Mensch-Maschine-Interaktion immer häufiger vor große Anforderungen bezüglich der Adaptivität von Interaktion gestellt. Gerade das World Wide Web ist ein passendes Beispiel für die große Diversität und Wandelbarkeit von Ansprüchen, die die Benutzer, die Auftraggeber und nicht zuletzt die zur Verfügung stehende Technik an die Interaktionsmittel stellen. In der vorliegenden Dissertation wird ein allgemeines Framework entwickelt, das auf die Entwicklung von Interaktion für solch heterogene und dynamische Interaktionsumgebungen ausgerichtet ist. Hauptschwerpunkt ist die Ausarbeitung von Konstrukten, mit deren Hilfe eine abstrakte, d.h. von der konkreten Ausprägung der Interaktionsumgebung unabhängige Interaktionsspezifikation möglich ist. Darauf aufbauend wird aufgezeigt, wie aus einer solchen abstrakten Spezifikation konkrete Interaktionsformen (Benutzeroberflächen) automatisch und unter Berücksichtigung der aktuellen Interaktionsumgebung so erzeugt werden können, daß sie den jeweiligen Erfordernissen des Benutzers, der Technik usw. angepaßt sind. KW - Mensch-Maschine-Kommunikation KW - Generierung KW - Hardwareentwurf KW - Softwareentwicklung KW - Konzeptionelle Modellierung KW - Mensch-Maschine-Interaktion KW - Konzeptuelle Modellierung KW - Plattformunabhängigkeit Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000063 ER - TY - THES A1 - Feyer, Thomas T1 - A component based approach to human computer interaction - specification, composition, and application to information services N2 - The discipline of software engineering is increasingly shifting from classical design and development tasks towards tasks concerning reuse, adaptation, and integration. Driving motivations for this shift are (i) decreasing development time and costs and (ii) increasing quality of design results. Unfortunately, these new tasks are not yet supported sufficiently. While classical approaches to information system's design are quite well suited to a design from scratch, they do not provide powerful concepts concerning reuse. In particular, methods concerning encapsulation of dialog structures are commonly neglected. An according approach which enables reuse of dialog structures poses substantially different problems. This thesis formalizes such an approach which is essentially based on models from three research areas: (i) interaction patterns, (ii) interaction specification, and (iii) component frameworks. N2 - Die Aufgaben der Softwareentwicklung verlagern sich zunehmend von den klassischen Entwurfsaufgaben hin zu Aufgaben zur Unterstützung von Wiederverwendung, Anpassung und Integration. Wesentliche Motivationen dafür sind (i) verringerte Entwicklungszeiten und -kosten und (ii) verbesserte Qualität der Entwurfsergebnisse. Diese neuen Aufgaben werden allerdings noch nicht ausreichend unterstützt. Während klassische Ansätze des Informationssystementwurfs recht gut für vollständige Neuentwicklungen geeignet sind, bieten sie keine ausreichenden Konzepte zur Unterstützung von Wiederverwendung. Vor allem Methoden zur Verkapselung von Dialogstrukturen wurden bisher kaum betrachtet. Ein entsprechender Ansatz, der eine Wiederverwendung von Dialogstrukturen ermöglicht, wirft allerdings gänzlich neuartige Problemstellungen auf. Die vorliegende Dissertation formalisiert einen solchen Ansatz, welcher im Wesentlichen auf Modellen aus den folgenden drei Forschungsgebieten basiert: (i) Interaktionsmuster, (ii) Interaktionsspezifikation und (iii) Komponentenansätze. KW - Web Services KW - Mensch-Maschine-Kommunikation KW - Benutzerschnittstellenentwurfssystem KW - Komponente KW - Formale Spezifikationstechnik KW - Interaktion KW - Komponente KW - Muster KW - Komposition KW - Interaction KW - Component KW - Pattern KW - Composition Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1524 SN - 3-89820-686-6 ER - TY - THES A1 - Lehrack, Sebastian T1 - Efficient and flexible lineage construction for probabilistic databases T1 - Effiziente und flexible Konstruktion von Abstammungsformeln für probabilistische Datenbanken N2 - In contrast to traditional data applications, many real-world scenarios nowadays depend on managing and querying huge volumes of uncertain and incomplete data. This new type of applications emerge, for example, when we integrate data from various sources, analyse social/biological/chemical networks or conduct privacy-preserving data mining. A very promising concept addressing this new kind of probabilistic data applications has been proposed in the form of probabilistic databases. Here, a tuple only belongs to its table or query answer with a specific likelihood. That probability expresses the uncertainty about the given data or the confidence in the answer. The most challenging task for probabilistic databases is query evaluation. In fact, there are even simple relational queries for which determining the occurrence probability of a single answer tuple is hard for #P. Lineage formulas constitute the central concept under investigation in this work. In short, the mechanism behind lineage formulas facilitates the representation and evaluation of events of the probability space, which is defined by a probabilistic database. On the basis of lineage formulas, we devise a framework that is designed as a combination of a relational database layer and an additional probabilistic query engine. In particular, the following three aspects are studied: (i) an efficient construction of lineage formulas, (ii) an orthogonal combination of lineage optimization techniques, which are performed within the relational database layer and the probabilistic query engine, and (iii) effective and compact data structures to represent lineage formulas within a probabilistic query engine. The developed framework provides a novel lineage construction method that is able to construct nested lineage formulas, to avoid large tuple sets within the relational database layer tuples, and to provide full relational algebra support. In addition, the proposed system completely resolves the conflict between the contradicting query plans optimized for the relational database layer and the probabilistic query engine. N2 - Probabilistische Datenbanken standen in den letzten Jahren im Fokus intensiver Forschungsaktivitäten. Dies wurde durch eine Vielzahl von Anwendungsszenarien motiviert, in denen eine effiziente Verwaltung von großen, unsicheren Datenbeständen unabdingbar ist. Typische Anwendungsgebiete lassen sich leicht in den Bereichen der Datenextraktion und -integration, der wissenschaftlichen Datenauswertung und der Analyse von sensorischen und sozialen Netzwerken finden. In einer probabilistischen Datenbank wird jedes Datentupel mit einer Eintrittswahrscheinlichkeit annotiert. Diese verdeutlicht, mit welcher Wahrscheinlichkeit das jeweilige Tupel zu einer bestimmten Datentabelle bzw. zu einem berechneten Anfrageergebnis gehört. Für probabilistische Datenbanken ist die Berechnung der Eintrittswahrscheinlichkeit für ein Ergebnistupel die größte Herausforderung, da dieses Problem in der Komplexitätsklasse #P liegt. Diese Klasse beinhaltet alle Probleme, die mindestens so schwer sind wie das Zählen aller erfüllenden Modelle einer aussagenlogischen Formel. Es gilt NP ⊆ #P. Traditionell werden Auswertungsverfahren für probabilistische Datenbanken in intensionale und extensionale Ansätze unterteilt. Intensionale Ansätze greifen auf die Konstruktion und Auswertung von Abstammungsformeln zurück. Auf der Basis von Abstammungsformeln, die das zentrale Untersuchungsobjekt dieser Arbeit darstellen, können Ereignisse des Wahrscheinlichkeitsraumes einer probabilistischen Datenbank repräsentiert werden. In der vorliegenden Dissertation wird ein System entworfen, welches als Kombination einer relationalen Datenbank-Schicht und einer zusätzlichen probabilistischen Auswertungskomponente konzipiert ist. Hierbei werden folgende drei Hauptaspekte untersucht: (i) die effiziente Konstruktion von Abstammungsformeln, (ii) die orthogonale Kombination von Optimierungstechniken und (iii) die Entwicklung von effektiven und kompakten Datenstrukturen für die Kodierung von Abstammungsformeln für die probabilistische Auswertungskomponente. Die entwickelten Techniken ermöglichen die schnelle Generierung von geschachtelten Abstammungsformeln, die Vermeidung von großen Tupel-Mengen innerhalb der relationen Datenbank-Schicht und die Unterstützung aller relationalen Anfrage-Operatoren. KW - Probabilistic database KW - Lineage formula KW - Query evaluation KW - Uncertainty KW - Query optimization KW - Probabilistische Datenbank KW - Abstammungsformel KW - Anfrageauswertung KW - Unsicherheit KW - Anfrageoptimierung KW - Probabilistisches Datenbanksystem KW - Unsicherheit Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40460 ER -