D16 (2015) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen
Steffen Hölldobler et al. (Hrsg.)
GI-Edition - Lecture Notes in Informatics (LNI), D-16
Bonner Köllen Verlag (2015)
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Auflistung D16 (2015) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen nach Titel
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- TextdokumentAktives Lernen für Klassifikationsprobleme unter der Nutzung von Strukturinformationen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Reitmaier, TobiasHeutzutage werden mediale, kommerzielle und auch persönliche Inhalte immer mehr in der digitalen Welt konsumiert, ausgetauscht und somit gespeichert. Diese Daten versuchen IT- Unternehmen mittels Methoden des Data Mining oder des maschinellen Lernens verstärkt wirtschaftlich zu nutzen, wobei in der Regel eine zeitund kostenintensive Kategorisierung bzw. Klassifikation dieser Daten stattfindet. Ein effizienter Ansatz, diese Kosten zu senken, ist aktives Lernen (AL), da AL den Trainingsprozess eines Klassifikators durch gezieltes Anfragen einzelner Da- tenpunkte steuert, die daraufhin durch Experten mit einer Klassenzugehörigkeit versehen werden. Jedoch zeigt eine Analyse aktueller Verfahren, dass AL nach wie vor Defizite aufweist. Insbesondere wird Strukturinformation, die durch die räumliche Anordnung der (un-)gelabelten Daten gegeben ist, unzureichend genutzt. Außerdem wird bei vielen bisherigen AL-Techniken noch zu wenig auf ihre praktische Einsatzfähigkeit geachtet. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, werden in der diesem Beitrag zugrundeliegenden Dissertation mehrere aufeinander aufbauende Lösungsan- sätze präsentiert: Zunächst wird mit probabilistischen, generativen Modellen die Struktur der Da- ten erfasst und die selbstadaptive, (fast) parameterfreie Selektionsstrategie 4DS (Distance-Density- Distribution-Diversity Sampling) entwickelt, die zur Musterauswahl Strukturinformation nutzt. An- schließend wird der AL-Prozess um einem transduktiven Lernprozess erweitert, um die Datenmodellierung während des Lernvorgangs anhand der bekanntwerdenden Klasseninformationen iterativ zu verfeinern. Darauf aufbauend wird für das AL-Training einer Support Vector Machine (SVM) der neue datenabhängige Kernel RWM (Responsibility Weighted Mahalanobis) definiert.
- TextdokumentAnalyse und Transformation konfigurierbarer Systeme(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Liebig, JörgViele Softwaresysteme, wie z.B. das Betriebssystem Linux, stellen zum Teil tausende von Konfigurationsoptionen bereit, mit deren Hilfe eine zum Teil astronomisch große Anzahl unterschiedlicher Varianten (für Linux vom Smartphone bis zum Supercomputer) erstellt werden kann. Die Variantenvielfalt dieser Systeme stellt Softwareentwickler vor enorme Herausforderungen hinsichtlich ihrer Korrektheit, da entsprechende Entwicklungswerkzeuge fehlen. In dieser Arbeit beschreiben wir skalierbare, variabilitätsgewahre Techniken für die Entwicklung von Analyseund Transformationswerkzeugen, die mit der Variantenvielfalt konfigurierbarer Systeme umgehen können. Wir zeigen, dass diese Techniken bestehenden Verfahren hinsichtlich Laufzeit, Aufwand zur Anwendung und Vollständigkeit überlegen sind.
- TextdokumentAnalyse, Design und Einsatz kryptographischer Primitive(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Forler, ChristianDiese Arbeit gibt eine Übersicht über die Dissertation von Herrn Christian Forler, welche sich im Themenkomplex der symmetrischen Kryptographie bewegt. Es wird dabei auf die folgenden drei Resultate eingegangen, sowie deren Einfluss auf die Forschung in diesem Gebiet vorgestellt: (i) eine Robustheitsanalyse von bestehenden Verfahren zur authentisierten Verschlüsselung, (ii) MCOE - das erste robuste Verfahren zur authentisierten Verschlüsselung und (iii) CATENA - ein modernes Verfahren zur Generierung von Passworthashes.
- TextdokumentAnhören von Abständen und Hören von Formen: Inverse Probleme in Raumakustik und darüber hinaus(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Dokmanić, IvanEchos und Mehrwegausbreitungen werden herkömmlich als lästiges Übel wahrgenommen; mit dieser Doktorarbeit zeigen wir auf, dass sie auch zu nützlichen, interessanten und manchmal überraschenden Ergebnissen führen können. Wenn wir zu den Echos die richtigen Einstellungen haben, durch das Prisma der Punktmengen und der Geometrie euklidischer Abstände, so offenbaren sie uns wesentliche geometrische Angaben über das Quellen-Kanal-Empfänger System. Diese Perspektive erlaubt uns, aus Echos die Form von Objekten oder Räumen zu rekonstruieren, eine beliebige Anzahl von Mikrofonen in einem unbekannten Raum mit einem Fingerschnippen zu lokalisieren oder die Sprachqualität beim Zuhören einer Quelle, die sich hinter einer Störquelle befindet, zu verbessern. Echos können auch implizit durch die Wellengleichung genutzt werden. Des Weiteren zeigen wir, wie man Echos von der Perspektive der Wellengleichung zur Gestaltung der Infrastruktur mit sehr niedrigen Anforderungen und mit Hilfe von “compressed sensing” und der Abtasttheorie “finite rate of innovation” auf einer Kugeloberfläche anwenden kann. Schließlich analysieren wir eine neue Klasse von allgemeinen Pseudoinversen auf Basis der Normminimierung für die Auflösung inverser Probleme und stellen diese vor.
- TextdokumentAusgezeichnete Informatikdissertationen 2015(2015)This book presents outstanding dissertations in informatics of the year 2015. Every year, the German Gesellschaft für Informatik (GI), the Swiss Informatics Society (SI), the Austrian Computer Society (OCG) and the German Chapter of the ACM (GchACM) jointly give an award for an excellent dissertation that represents an important advance in informatics.The award winner is chosen in a careful selection procedure from candidates proposed by Austrian, Swiss and German universities, where each university may suggest at most one dissertation per year. The series "Ausgezeichnete Informatikdissertationen" presents these outstanding dissertations to the informatics community, as well as to the public in order to support knowledge transfer from universities to industry and society. This volume is in German.
- TextdokumentBerechnung und Propagation von Modelländerungen auf der Basis von Editieroperationen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Kehrer, TimoModellbasierte Softwareentwicklung hat sich in verschiedensten Applikationsdomänen fest etabliert. Größtenteils visuelle Modelle wie bspw. diverse Varianten verschiedener Modelltypen der UML werden hierbei zum integralen Bestandteil aller Phasen modellbasierter Entwicklungsprozesse. Modelle unterliegen somit kontinuierlichen Änderungen und existieren im Laufe ihrer Evolution in zahlreichen Versionen und Varianten. In der Praxis zeigt sich sehr deutlich, dass die gleichen grundlegenden Werkzeugfunktionen für das Versionsmanagement von Modellen benötigt werden, die man von klassischen Repository-Systemen für textuelle Dokumente gewohnt ist. Qualitativ hochwertige und für ein breites Spektrum unterschiedlicher Modelltypen einsetzbare Differenz-, Patchund Mischwerkzeuge sind jedoch nicht verfügbar. Einen umfassenden und generischen Lösungsansatz beschreibt die hier zusammengefasste Dissertation. Diverse Zusammenarbeiten mit anderen Wissenschaftlern und der Industrie zeigen das große Interesse an der Arbeit und belegen ferner die breite Anwendbarkeit der entwickelten Konzepte und Techniken.
- TextdokumentBias, Effizienz und Hubness: Herausforderungen in der Anwendbarkeit von Metriken(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Taha, Abdel AzizMetriken spiegeln die Ähnlichkeiten bzw. Unterschied zwischen Objekten in Merkmal- räumen wider. Es gibt in dieser Hinsicht drei Hauptprobleme: Erstens existieren hunderte von Me- triken, die verschiedene Aspekte der Ähnlichkeit berücksichtigen, was den Bedarf an einer formalen Auswahlmethodik für Metriken motiviert. Für dieses Problem präsentieren wir eine detaillierte Analyse von 20 Metriken und präsentieren eine neue formale Methode für Metrikauswahl vor. Zweitens gibt es rechenintensive Metriken, deren ineffiziente Laufzeit in Verbindung mit großen Objekten ein Problem darstellt. Wir schlagen einen neuen beinahe zeit-linearen Algorithmus zur Be- rechnung der exakten Hausdorff-Distanz zwischen beliebigen Punktwolken vor. Drittens taucht in hoch-dimensionalen Featurespaces eine Kategorie von Schwierigkeiten auf, die als curse of dimensionality bekannt ist. Eine dieser Schwierigkeiten ist Hubness. Wir präsentieren eine neue Erklärung für die Ursache von Hubness, die auf einem neuen Modell der Distanzstruktur in hoch dimensionalen Datenräumen beruht. Auf Grundlage dieser Erklärung leiten wir einen Schätzer für Hubness ab, bzw. schlagen wir Verfahren zur Verringerung von Hubness vor.
- TextdokumentBrückenschlag zwischen Verifikation und systematischem Testen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Christakis, Maria
- TextdokumentConstraint-Handling mit Supportvektor-Dekodern in der verteilten Optimierung(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Bremer, JörgOptimierungsansätze in dynamisch organisierten, kooperativen Systemen stehen oft vor dem Problem, nicht auf ein statisches Optimierungsmodell zurückgreifen zu können. Im Smart Grid muss bei der Koordination dezentraler Energieerzeugungsanlagen jeder Anlage ein Fahrplan aus dem eigenen, spezifischen Lösungsraum zugewiesen werden, um einen gewünschten Gesamtlastgang zu erzielen. Diese Arbeit entwickelt ein Verfahren, mit dem abstrakte Darstellungen von Lösungsräumen einschließlich beschränkender Nebenbedingungen ohne spezifisches Wissen über die individuelle Modellierung automatisiert zu einem gemeinsamen Optimierungsmodell integriert werden können. Durch einen Supportvektor-Dekoder werden zulässige Lösungen systematisch generiert, sodass eingesetzte Optimierungsverfahren weder über eigene Constraintbehandlung noch über analgenspezifische Modellierungskenntnisse verfügen müssen.
- TextdokumentDatenintegration zur Anfragezeit.(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2015, 2015) Eberius, JulianIn der Big-Data-Ära werden neue Daten oft in einer Geschwindigkeit gesammelt, die klassische Integration mit statischen ETL-Prozessen und globalen Schemata nicht mehr erlaubt. Diese Arbeit stellt das Prinzip der Datenintegration zur Anfragezeit vor, das darauf abzielt, zur Laufzeit einer Datenbankanfrage zusätzliche externe Datenquelle zu integrieren, und diese direkt im Anfrageergebnis darzustellen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde eine Reihe neuer Methoden, Algorithmen und Systeme entwickelt. An erster Stelle steht ein Top-k-Entity-Augmentation-System, das es ermöglicht, einen Datensatz ad hoc um neue Attribute zu erweitern. Darauf aufbauend wurde ein Datenbanksystem weiterentwickelt, das sogenannte Open-World-SQL-Anfragen verarbeitet, also Anfragen die über das definierte Schema hinausgehen. Die letzte Komponente ist ein Datenkurationssystem, das darauf zielt, die individuelle Nachnutzbarkeit heterogener Datenbestände für die Ad-hoc-Integration zu erhöhen, ohne jedoch ein zentrales Schema vorauszusetzen.