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Full-Stack Change Management for Database Systems (2026)
Fruth, Michael
Database systems are at the core of modern applications, providing essential services for storing, querying, and managing data. However, they do not remain static; they continuously evolve in response to external changes. Two primary external factors drive this evolution. On the one hand, database vendors release new versions of the database software, introducing new features, bug fixes, and security patches, resulting in the ongoing evolution of the database binary. On the other hand, developers modify the database schema, which defines the structure of the stored data, to accommodate new data structures required by client applications. This cumulative dissertation investigates the challenges of binary evolution and schema evolution in database systems. These two types of evolution represent disruptive changes at both ends of the stack of a database system from the perspective of externally driven changes. We examine various families of database systems, including relational, NoSQL document and key-value stores, as well as distributed variants. The state-of-the-art approach to address the binary evolution of a database system involves a restart: The database system is shut down, the binary replaced, and restarted. While this approach may be acceptable for full feature upgrades, it poses significant overhead when fixing bugs or patching vulnerabilities. Each restart leads to service interruptions and the loss of the in-memory state. Moreover, such downtimes are particularly problematic for cloud providers offering managed Database-as-a-Service. They cannot predict when a downtime is acceptable for customers, making it challenging to promptly patch critical vulnerabilities without disrupting service. To overcome these issues, we investigate live patching as a radically novel approach to binary evolution. Live patching allows code changes to be applied in-memory to the running application without necessitating a restart. We provide the first systematic evaluation of live patching for database systems. Using the relational database management system MariaDB as a case study, our comprehensive evaluation of single-instance, multi-threaded database systems demonstrates that live patching is a viable alternative to conventional restarts. We examine the interplay between various query workloads and live patching methods, analyzing their impact on transaction throughput and tail latencies. Additionally, we explore how the size of the in-memory state impacts live patching, using the in-memory key-value store Redis, and evaluate real-world patches applied to both MariaDB and Redis. Our findings provide insights into database-specific factors that influence live patching. These insights enable informed decisions about the latency overhead clients may experience during live patching. While single-instance database systems suffer complete service outages during restarts, database clusters are designed to mitigate such disruptions. When a node is taken offline, its workload can be redistributed to other nodes. The state-of-the-art approach to patch a database cluster is a rolling update, where each node is sequentially shut down, patched, and restarted, with other nodes taking over the workload of the node undergoing maintenance. Ideally, this patching process should (1) incur no downtime, (2) avoid noticeable performance degradations such as latency spikes, (3) maintain stable resource consumption, and (4) be executed promptly. Unfortunately, conventional rolling updates often fail to meet these goals. To address these limitations, we extend live patching to database clusters, demonstrating its feasibility and applicability using the distributed in-memory key-value store Redis Cluster as a case study. In a systematic evaluation, we demonstrate that our live patching approach satisfies all four aforementioned requirements, whereas conventional rolling updates do not. To enable seamless live patching, we develop and evaluate two patch distribution mechanisms. Both automate patch distribution across the cluster, with one prioritizing distribution speed and the other designed to accommodate the elasticity of the cluster. Finally, we offer general guidelines for integrating live patching and automatic patch distribution into distributed database systems, demonstrating their successful application using a primary-replica setup of the relational database management system PostgreSQL. To provide a holistic change management approach for database systems, it is crucial to address not only binary evolution but also the evolution of the database schema. The database schema defines the structure of stored data and serves as a contract between the database system and the applications that interact with it. When it evolves, it raises a critical question: Are the schema changes backward compatible, or do they introduce breaking changes for client applications? Unlike relational database management systems, NoSQL database systems do not follow a unified schema standard; instead, schemas are tailored to the specific data format being stored. For semi-structured data, JavaScript Object Notation (JSON) is widely used, with JSON Schema serving as the de-facto schema language for JSON data. To address the challenge of schema evolution for JSON Schema-based database schemas, we explore the concept of JSON Schema containment. JSON Schema containment can be used to decide whether the language defined by one JSON Schema is a subset of another. Our evaluation of existing JSON Schema containment checkers, applied to a diverse set of real-world schemas, reveals significant limitations. These tools often lack support for advanced JSON Schema features or yield inconsistent results, and therefore lack in consensus. Recognizing the absence of comprehensive schema management solutions for JSON-based NoSQL document stores that use JSON Schema for data validation, we propose a novel DevOps workflow implemented through our prototype tool, Josch. Josch is geared for MongoDB and integrates third-party JSON Schema extraction and containment checking solutions to assist developers and DevOps teams in efficiently managing schema changes. It enables the extraction of JSON Schemas from existing JSON documents when an explicit schema is absent and employs containment checking to ensure that schema changes remain backward compatible, thereby preventing breaking changes for client applications. In summary, our research provides a comprehensive approach to managing externally driven changes in database systems. By unifying our research on live patching for binary evolution with our solutions for schema evolution, we enable seamless updates to the database binary without disrupting services and protect client applications from breaking changes due to schema modifications.
Digital Platforms and Mobile Technologies for Development: Essays on Firm Formalization, Financial Inclusion, and Agricultural Resilience in Sub-Saharan Africa (2026)
Wirth, Olivia
Mobile technologies and digital platforms have expanded rapidly across sub-Saharan Africa, creating opportunities to strengthen state capacity, broaden financial inclusion, and build agricultural resilience. This dissertation examines their development impacts across three settings. Chapter 1 combines novel administrative tax records with high resolution data on mobile network rollout in Uganda to estimate the effects of mobile internet access on firm tax behavior and public revenue. Exploiting plausibly exogenous rollout timing, we find that improved access increases firm formalization and expands the tax base, strengthening revenue collection. Chapter 2 presents a randomized controlled trial in Niger—the world’s most financially excluded country—to identify barriers to adoption of a mobile money platform. Information provision raises awareness but not use, consistent with information being necessary but insufficient for diffusion. By contrast, a modest financial incentive significantly increases both adoption and usage. Chapter 3 uses a household panel collected before and after a severe drought in northern Ghana and exploits variation in rainfall in a differences-in-differences framework to estimate effects on production, income sources and adaptation plans. We find that increasing drought severity lowers soybean yields and revenues and decreases reliance on own-business income and remittances, reflecting broader livelihood impacts. Farmers who use mobile phones to access agricultural information make different input choices and adaptation plans. Taken together, these findings highlight the promise of mobile technologies and digital platforms for development. Their effectiveness, however, depends on complementary infrastructure and local capacity, underscoring the need for scalable, context-specific strategies to harness these tools for inclusive growth and resilience.
Cyber-Security und Resilienz in Supply Chains mit Fokus auf KMU (2026)
Almaini, Amar ; Anthuber, Stefan ; Egger, Gottfried ; Grabner, Daniel ; Gutbrod, Amelie ; Herburger, Michael ; Holzer, Laura ; Icyer, Abdurrahman ; Katzenbeisser, Stefan ; Kraxberger, Manuel ; Kufner, Sven ; Langner, Karoline ; Lill, Bjarne ; Mexis, Nico ; Pichler, Julia ; Plasch, Michael ; Sauerwein, Clemens ; Schramm, Martin ; Szilagyi, Daniel ; Wagner, Carina ; Zeisler, Alexander
Dieser Best Practice Guide zeigt, wie kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ihre Cyber-Resilienz umfassend stärken können, von der technischen Basis über Lieferketten und Unternehmenskultur bis hin zu Notfallmanagement und OT-Security. Da Cyberangriffe zunehmend komplexer werden und menschliches Verhalten weiterhin in über 80 % der Vorfälle eine entscheidende Rolle spielt, reicht technische Absicherung allein nicht aus. Entscheidend ist ein integrierter Ansatz, der Mindset (sicherheitsbewusste Haltung), Skillset (praktisches Wissen und regelmäßige Schulungen) und Toolset (adäquate technische Lösungen) miteinander verbindet. Der Cyber-Security Grundschutz vermittelt KMU praxisnahe Schritte zur Identifikation des IST-Zustands, zur Priorisierung von Schutzmaßnahmen und zur Einführung eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses nach dem PDCA-Modell. Das Supply Chain Cyber-Security Handbuch verdeutlicht, wie digital vernetzte Lieferketten zu kritischen Angriffspunkten werden können und unterstützt Unternehmen dabei, relevante Partner zu identifizieren, zu klassifizieren und risikobasierte Maßnahmen zu implementieren. Das Awareness- & Kultur-Handbuch zeigt, wie eine „Security-First“-Kultur entsteht, die Cybersicherheit als Teamaufgabe begreift und über Zero-Trust-Prinzipien, klare Verantwortlichkeiten und moderne Lernformate wie Serious Games nachhaltig verankert. Das Cyber-Notfallkonzept bietet KMU einen strukturierten Leitfaden zur Vorbereitung, Reaktion und Wiederherstellung bei Sicherheitsvorfällen - inklusive Checklisten, Rollenmodellen und Incident-Response-Plänen, um Ausfallzeiten zu minimieren und handlungsfähig zu bleiben. Ergänzend vermittelt das OT-Security Handbuch die Besonderheiten industrieller Systeme und zeigt, wie KMU ihre Produktionsumgebungen schützen können - von der Bewertung kritischer Anlagen über sichere Konfigurationen bis zur schrittweisen Umsetzung praxistauglicher OT-Security-Maßnahmen. Gemeinsam bilden die fünf Handbücher ein ganzheitliches Rahmenwerk, das KMU befähigt, Cybersicherheit als festen Bestandteil des Arbeitsalltags zu verankern, Risiken entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu reduzieren und die eigene Widerstandsfähigkeit gegenüber Cyberbedrohungen systematisch zu erhöhen.
U-Boote, Mauern, Filmpaläste (2025)
Wenn sich also Eckhard Pabst analytisch dem Universum des David Lynch oder dem des James Cameron gewidmet hat – und damit Regisseuren, die auf die eine oder andere Weise nicht oder weniger unter das Verdikt des rein Trivialen fallen, dann beschäftigt sich dieser Band homolog mit dem (akademischen) Universum des Eckhard Pabst, insofern sich die Beiträge mit Themen und Gegenständen beschäftigen, die, wie oben erläutert, sich um Räume, Welten und den darin situierten und perspektivisch als ‚eigen‘ oder ‚anders‘ validierten Individuen zentrieren.
Europapolitische Themen in Wahlkämpfen: Chancen und Herausforderungen der Anwendung von Blended Reading-Verfahren für die Europäische Integrationsforschung (2026)
Ertel, Florence Laura Louise
Durch fortschreitende Digitalisierung wächst die Verfügbarkeit digitaler Textdaten europapolitischer Diskurse. Gleichzeitig werden algorithmusbasierte Verfahren zur Analyse dieser großen Menge an Textdaten stetig weiterentwickelt. Für die europäische Integrationsforschung bietet die Vielfalt der Kommunikationsarten und -formen die Möglichkeit, gesellschaftliche, mediale und politische Diskurse zur europäischen Integration auf den verschiedensten Ebenen nachzuvollziehen. Chancen birgt dies insbesondere aus der integrationstheoretischen Perspektive des Postfunktionalismus. Dieser Ansatz rückt die vermehrte Politisierung der europäischen Integration in den Mittelpunkt. Denn mit der zunehmenden Vertiefung der europäischen Integration wächst zugleich der europäische Einfluss auf nationale Policies und wirkt sich immer unmittelbarer auf das Leben der Europäer:innen aus. Dies führt zu verstärkter Polarisierung und Mobilisierung innerhalb der Gesellschaft und spiegelt sich in einer wachsenden Spaltung zwischen proeuropäischen und antieuropäischen politischen Lagern wider. So werden Einstellung zur EU zu einer wichtigen strukturellen Spaltungslinie zwischen Parteien. Folgt man der GAL/TAN-These von Hooghe und Marks (2009), können Parteien in grüne, alternative, libertäre und grundsätzlich proeuropäische sowie traditionalistische, autoritäre, nationalistische und eher euroskeptische Parteien unterteilt werden. Letztere nutzen insbesondere digitale Kommunikationsräume verstärkt und effektiv. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, Datengrundlagen für Analysen auf den digitalen Raum auszuweiten und zu archivieren, um den Diskurs in seiner Breite erfassen zu können. Mit der Menge an digital verfügbaren Textdaten wächst allerdings auch die Unübersichtlichkeit. Dies führt zu methodischen Herausforderungen in Bezug auf die Art der Daten, die Datensammlung und -speicherung sowie die Datenvorverarbeitung und -analyse. Angesichts großer Textdatenmengen stoßen in der europäischen Integrationsforschung übliche qualitative Analyseverfahren an ihre Grenzen. Quantitative Analyseverfahren verändern das Verhältnis von Textdatenmaterial und Forscher:in. Die wissenschaftliche Debatte setzt sich mit der Frage auseinander, wie sich Analysen angesichts der wachsenden Textdatenmengen gestaltet und steuern lassen, damit das Verhältnis von Textdatenmaterial und Forscher:in nicht durch Algorithmen, die einen Black-Box-Effekt in der Datenanalyse erzeugen können, verzerrt wird. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer Verbindung von quantitativen und qualitativen Analysenmethoden auf epistemologischer und methodologischer Ebene, um reliable und valide Forschungsergebnisse zu gewährleisten. Dies impliziert die Überwindung der so häufig diskutierten Gegensätze von qualitativen und quantitative Analysen, datengeleiteten und theoriegeleiteten Analysen oder Close und Distant Reading. Allerdings existiert in der Politikwissenschaft bislang kein Best Practice-Workflow für die Analyse großer Textdatenmengen webbasierter Daten, mit dem intersubjektive Nachvollziehbarkeit und Reliabilität im Forschungsprozess gewährleistet werden können. An diese Forschungslücke knüpft die kumulative Dissertation an. In sechs aufeinander aufbauenden Publikationen in deutscher, englischer und französischer Sprache wird ein Best Practice-Workflow für Blended Reading entwickelt. Dieser Ansatz verbindet die Vorteile von quantitativer und qualitativer Forschung. Der starke methodische Schwerpunkt wird durch Fallstudien zu europäischen und nationalen Wahlkämpfen in Deutschland, Frankreich und Österreich kontextualisiert. Dafür wird die Rolle europapolitischer Themen in der Wahlkampfkommunikation der vergangenen zwei Jahrzehnte aus postfunktionalistischer Perspektive analysiert.
Digital Platforms and Mobile Technologies for Development: Essays on Firm Formalization, Financial Inclusion, and Agricultural Resilience in Sub-Saharan Africa (2026)
Wirth, Olivia
Siehe https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:739-opus4-20704 für um Abbildung A2.4 ergänzte Fassung. See https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:739-opus4-20704 for version including Figure A2.4. Mobile technologies and digital platforms have expanded rapidly across sub-Saharan Africa, creating opportunities to strengthen state capacity, broaden financial inclusion, and build agricultural resilience. This dissertation examines their development impacts across three settings. Chapter 1 combines novel administrative tax records with high resolution data on mobile network rollout in Uganda to estimate the effects of mobile internet access on firm tax behavior and public revenue. Exploiting plausibly exogenous rollout timing, we find that improved access increases firm formalization and expands the tax base, strengthening revenue collection. Chapter 2 presents a randomized controlled trial in Niger—the world’s most financially excluded country—to identify barriers to adoption of a mobile money platform. Information provision raises awareness but not use, consistent with information being necessary but insufficient for diffusion. By contrast, a modest financial incentive significantly increases both adoption and usage. Chapter 3 uses a household panel collected before and after a severe drought in northern Ghana and exploits variation in rainfall in a differences-in-differences framework to estimate effects on production, income sources and adaptation plans. We find that increasing drought severity lowers soybean yields and revenues and decreases reliance on own-business income and remittances, reflecting broader livelihood impacts. Farmers who use mobile phones to access agricultural information make different input choices and adaptation plans. Taken together, these findings highlight the promise of mobile technologies and digital platforms for development. Their effectiveness, however, depends on complementary infrastructure and local capacity, underscoring the need for scalable, context-specific strategies to harness these tools for inclusive growth and resilience.
Hard Instances, Improved Algorithms and New Interdiction Models for Robust Optimization (2026)
Khosravi, Mohammad
Robust combinatorial optimization seeks solutions that remain effective across all possible realizations of an uncertainty set, making the choice of this set a crucial factor in both the complexity and practical applicability of robust models. A key challenge in this field is striking a balance between computational tractability and solution quality, particularly when dealing with large uncertainty sets. This dissertation advances the field of robust optimization by addressing three central themes: (i) methods for generating hard instances and establishing a benchmark library, (ii) high-quality exact solution methods and approximation algorithms, and (iii) the modeling of uncertainty sets and their impact on problem complexity. The absence of a benchmark library for robust optimization problems makes it difficult to conduct fair and effective comparisons of different solution methods. As a result, researchers often rely on randomly generated instances, which may hinder meaningful evaluations. To address this issue, this work develops optimization-based and heuristic methods for generating challenging instances of robust problems. Additionally, to facilitate more consistent and insightful comparisons of solution algorithms with minimal effort, we introduce a standardized benchmark library for use by the research community. To tackle the computational challenges posed by large uncertainty sets, this dissertation proposes scenario reduction techniques specifically designed for robust optimization. These methods aim to reduce the size of the uncertainty set while preserving the objective value as accurately as possible. Unlike traditional clustering approaches, this formulation treats scenario reduction as an optimization problem independent of the underlying decision-making model, enabling structured reductions with theoretical performance guarantees. Experimental results demonstrate that this approach produces solutions of comparable or superior quality compared to those obtained through general-purpose clustering techniques. Building on this framework, we further refine scenario reduction by incorporating information about the structure of feasible solutions. While previous reduction methods focused exclusively on the uncertainty set, we show that integrating knowledge of feasible solutions leads to improved uncertainty sets and more accurate robust models. Through a combination of theoretical analysis and computational experiments, we establish the effectiveness of this approach in enhancing both tractability and solution quality in robust combinatorial optimization. Finally, we introduce a novel variant of discrete budgeted uncertainty for cardinality-based constraints or objectives, incorporating a weight vector into the budget constraint. Our theoretical analysis reveals that while the adversarial problem can be solved in linear time, the robust problem becomes NP-hard and non-approximable. Nonetheless, we propose and evaluate alternative modeling approaches that demonstrate promising scalability in practice. This dissertation contributes to robust optimization by offering new perspectives on uncertainty modeling, algorithmic techniques for scenario reduction, and complexity analyses of key robust problems. The proposed methods provide both theoretical guarantees and practical advancements, paving the way for more efficient and scalable robust optimization models.
Diagrammatische Praktiken (2025)
Bauer, Matthias ; Rössler, Reto ; Kasper, Nils ; Ernst, Christoph
Indem die Aufsätze von Nils Kasper, Christoph Ernst, Reto Rössler und Matthias Bauer sowohl wissens- und kulturgeschichtliche als auch medien- und verfahrenstechnische Fragestellungen behandeln, zeigen sie in ihrer Komplementarität das Spektrum an Denk- und Handlungsmöglichkeiten auf, das Diagramme bzw. diagrammatische Praktiken eröffnen.
Passau und das Nibelungenlied (2025)
Weithmann, Michael
The Nibelungenlied is an epic poem written around 1200 in Middle High German. Its anonymous poet was likely from the region of Passau. The current theory of the creation of the poem emphasizes the poet's concentration on the region of Passau: for example, the poem highlights the relatively unimportant figure of Bishop Pilgrim of Passau, and the poet's geographical knowledge appears much more firm in this region than elsewhere. These facts, combined with the dating, have led scholars to believe that Wolfger von Erla, Bishop of Passau (reigned 1191–1204) was the patron of the poem.
Kraft und Signifikanz (2024)
Harendarski, Ulf ; Briese, Joschka ; Hallmann, Tiziana ; Dettmann, Luc ; Kitzerow, Tom
Zuerst erschienen auf: https://www.kultursemiotik.com/forschung/publikationen/schriftenreihe-online/ Inhalt Vorwort Kraft und Signifikanz. Kultursemiotische Betrachtungen alltäglicher Darstellungen in der sprachbasierten Semiose Ulf Harendarski und Joschka Briese Signifikanz der Melancholie Zur diskursiven Konstitution Leonard Cohens Tiziana Hallmann Von gefallenen Helden Mythologische Umschriften und ihre semiotisierende Kraft Luc Dettmann Sprachliche Konstitutionen von Drittpersonalität Eine semantisch/pragmatische Analyse von distanzmarkierenden Verben in drittpersonalen Aussagen öffentlicher Texte Tom Kitzerow Spuren diskursiver Interpretationsprozesse Für ein elaboriertes Konzept von Signifikanz Joschka Briese Impressum
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