D09 (2010) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen
Dorothea Wagner et al. (Hrsg.)
GI-Edition - Lecture Notes in Informatics (LNI), D-10
Bonner Köllen Verlag (2010)
Auflistung D09 (2010) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen nach Erscheinungsdatum
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- TextdokumentCorA: Eine Koordinationsarchitektur für Kollaboration unter mobilen Benutzern(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Bortenschlager, ManfredTrotz wesentlicher Fortschritte in vielen Bereichen der Informationstechnologie (IT) sind die gegenwärtigen Unterstützungsmöglichkeiten für kollaborative Tätigkeiten mobiler Benutzer unzureichend. Eine adäquatere Unterstützung würde allerdings die Prozesse – beispielsweise bei der Kollaboration von mobilen Einsatzkräften im Notfallmanagement – wesentlich verbessern. Dabei ist Kollaboration maßgeblich von der Koordination abhängig. In diesem Beitrag wird der Ansatz vorgestellt, Mechanismen aus der Koordinationstheorie explizit in einer IT-Infrastruktur zur Unterstützung der Kollaboration mobiler Benutzer umzusetzen. Es wird gezeigt, wie sowohl bestehende Prozesse verbessert, als auch neue Möglichkeiten eröffnet werden können.
- TextdokumentVom Suchen und Finden funktioneller Module in biologischen Netzwerken: Ein neuer Ansatz zur integrierten Netzwerkanalyse in der Systembiologie(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Dittrich, MarcusDie funktionelle Analyse großer Interaktionsnetzwerke hat sich in den vergangenen Jahren zu einem wichtigen Kerngebiet der Bioinformatik und Systembiologie entwickelt. Hier wird ein neuer, verbesserter Ansatz zur Identifizierung funktioneller Module in großen biologischen Netzwerken präsentiert. Der vorgestellte Ansatz wurde anhand eines gut untersuchten Satzes von Microarray- und Survival-Daten von Lymphoma-Patienten im Kontext von Protein-Protein-Netzwerken entwickelt und getestet. Zur Kombination der funktionellen Daten mit dem Netzwerk wurde eine flexible Gewichtungsfunktion hergeleitet und damit jedes Protein im Netzwerk gewichtet. Dies ermöglicht es nun, die Suche nach funktionellen Modulen im graphentheoretischen Sinne als Suche nach dem Subgraphen mit maximalem Gewicht zu formulieren. Durch die explizite Modellierung des Signal- und Rauschanteils liefert die Methode zugleich eine quantitative Abschätzung des Informationsgehaltes und erlaubt es, die erwartete Anzahl falsch-positiver Knoten im resultierenden Subnetzwerk zu kontrollieren. Die Anwendung dieses Algorithmus auf das Netzwerk zeigt, dass sich damit bekannte medizinisch relevante Module wiederfinden und ergänzen lassen. Intensive Simulationsexperimente belegen, dass dieser exakte Ansatz deutlich bessere Ergebnisse liefert als bereits beschriebene heuristische Methoden.
- TextdokumentEquivariante Kerne in der Mustererkennung(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Reisert, MarcoEiner der wichtigsten Einflussfaktoren im Entwurf eines Mustererkennungssystems stellt a-priori Wissen dar. A-priori Wissen liefert Information welche über die reinen Trainingsdaten hinausgeht. Eine wichtige Untergruppe ist das sogenannte Transformationswissen. Man weiss, welche Gruppe von Transformationen die Bedeutung der betrachteten Muster unverändert lässt. In der Literatur existieren viele ad-hoc Ansätze wie solches Wissen miteinbezogen werden kann. In dieser Dissertation wurde ein wohlfundiertes mathematisches Rahmenwerk ausgearbeitet, welches klärt, in welcher Weise sich solches Wissen optimal in ein System integrieren lässt. Aus praktischer Perspektive wird eine Methode vorgestellt, wie sich explizit Equivarianzbedingungen in kernbasierte und parametrische Modellbeschreibungen integrieren lassen. In diesem Artikel werden die Grundbegriffe und Hauptresultate präsentiert und ein Anwendungsbeispiel zur rotationsinvarianten Objektdetektion besprochen.
- TextdokumentFrontmatter(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009)
- TextdokumentExtraktion topologischer Strukturen von 2D- und 3D-Vektorfeldern(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Weinkauf, TinoDie Analyse von großen und hochdimensionalen Simulationsdaten stellt eine Herausforderung dar, bei der sich die Verwendung von automatisierbaren Werkzeugen bewährt hat, die eine Konzentration auf die wesentlichen Informationen erlauben. Topologische Analyseverfahren erlauben eine zielorientierte Untersuchung der relevantesten Strukturen in einem Datensatz. In diesem Artikel werden neue Algorithmen und Ansätze zur Extraktion, zeitlichen Verfolgung und Visualisierung von topologischen Strukturen in Vektorfeldern vorgestellt. Zur vereinfachten Darstellung topologischer Skelette von komplexen 3D Vektorfeldern wurde das neue Konzept der Konnektoren entwickelt. Die erste Visualisierungstechnik für 3D kritische Punkte höherer Ordnung und die zugehörige Klassifikation werden vorgestellt. Auf Basis dieser Theorie wurden zwei neue Anwendungen zur topologischen Simplifizierung und Konstruktion von 3D Vektorfeldern entwickelt. Desweiteren wird der erste generische Ansatz zur Extraktion von Merkmalen vorgestellt, der es erlaubt, eine Vielzahl von geometrisch definierten, lokalen und globalen Merkmalen in Skalar- und Vektorfeldern zu extrahieren und zeitlich zu verfolgen. Die Verwendung generischer Konzepte und gitterunabhängiger Algorithmen zielt auf eine breite Anwendbarkeit der Methoden bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Implementationsaufwand. Zu den weiteren Beiträgen der vorgestellten Dissertation gehören der erste topologiebasierte Ansatz zur Visualisierung von zwei-parameterabhängigen 2D Vektorfeldern und eine umfassende Studie von Wirbelstrukturen. Die in diesem Artikel vorgestellte Dissertation wurde an der Fakultät für Informatik der Universität Magdeburg verteidigt und die vorgestellten Arbeiten in begutachteten internationalen Konferenzbänden, Zeitschriften und Büchern veröffentlicht.
- TextdokumentInformationsverarbeitung im Informationsmanagement: Modellierung von Aufgaben und verarbeiteten Informationen am Beispiel der Information Technology Infrastructure Library (ITIL)(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Ißler, LutzDas Informationsmanagement im Gesundheitswesen entwickelt Informationssysteme von Krankenhäusern und medizinischen Organisationen weiter. Dazu benötigt es Informationen, die ihm vom Informationsmanagement-Informationssystem (IMIS) bereitgestellt werden. Dieses IMIS muss ebenfalls zielgerichtet weiterentwickelt werden. Die Grundlage für die Bewertung und Konstruktion eines IMIS ist ein Modell der Informationsverarbeitung im Informationsmanagement. Diese Arbeit entwickelt eine Formalisierung der Informationsverarbeitung und darauf aufbauend Kriterien für Modelle der Informationsverarbeitung im Informationsmanagement im Gesundheitswesen sowie Modellierungsregeln und ein Vorgehen zur Modellierung. Die Angemessenheit der entwickelten Formalisierung und der Kriterien, der Regeln und des Vorgehens zeigt der Autor mit der Modellierung der Informationsverarbeitung in den neun Kernprozessen der Information Technology Infrastructure Library (ITIL), einer Sammlung von Empfehlungen für das Management von IT-Dienstleistungen. Aufbauend auf einer erweiterten Version dieses Modells kann ein IMIS für das Gesundheitswesen konstruiert werden.
- TextdokumentAn Efficient and Flexible Implementation of Aspect-Oriented Languages(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Bockisch, ChristophAspekt-orientierte Programmiersprachen werden zunehmend in der Industrie eingesetzt, da sie die Strukturierung des Quellcodes und damit dessen Wartbarkeit verbessern. Implementierungen dieser Sprachen compilieren den Quelltext allerdings zu einer Intermediate-Repräsentation, die nicht auf Aspekt-orientierte Sprach-Konzepte ausgerichtet ist, wodurch effiziente Laufzeit-Optimierungen für diese verhindert werden, wie sie für Objekt-orientierte Sprache-Konzepte üblich sind. In dieser Arbeit wird eine Architektur für die Implementierung Aspekt-orientierter Sprachen vorgeschlagen, die deren Konzepte in der Intermediate-Repräsentation erhält. Darauf aufbauend wurden spezielle Laufzeit-Optimierungen für Aspekt-orientierte Konzepte entwickelt, die deren Effizienz bis zu 1000-fach gegenüber existierenden Implementierungen Aspekt-orientierter Sprachen steigern.
- TextdokumentRoutenplanung in Straßennetzen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Schultes, DominikDie Berechnung kürzester Wege in einem Graphen ist eines der klassischen Probleme aus der Graphentheorie. Ein besonders praxisrelevanter Spezialfall ist die Bestimmung von schnellsten Routen in Straßennetzwerken. Hierarchische Eigenschaften der betrachteten Netzwerke erlauben es, Verfahren zu entwickeln, die nach einem einmaligen Vorberechnungsschritt in der Lage sind, beweisbar optimale Routen in Graphen mit mehreren Millionen Knoten im Bruchteil einer Sekunde zu ermitteln. Da- bei gibt es unterschiedliche Kompromisse zwischen der Vorberechnungszeit, der Größe der durch die Vorberechnung erzeugten Hilfsdaten und der resultierenden durchschnittlichen Suchzeit. Wir stellen verschiedene Algorithmen vor, die unterschiedliche Kompromisse anbieten, so dass wir durch unsere Arbeit insgesamt ein sehr breites Spektrum an möglichen Anwendungsfällen abdecken – von der High-End-Lösung mit Suchzeiten von wenigen Mikrosekunden bis zur schlanken und flexiblen Lösung, die nur einen sehr geringen Speicheroverhead erfordert und sogar auf Änderungen der Verkehrssituation wie zum Beispiel Staus reagieren kann, ohne die Korrektheit zu beeinträchtigen. Darüber hinaus ist mit einer entsprechenden Variante unserer Verfahren die Berechnung von großen Distanztabellen, wie man sie beispielsweise als Vorstufe zur Lösung des Handlungsreisendenproblem benötigt, sehr effizient möglich.
- TextdokumentQuantenalgorithmen für Graphen und Algebraprobleme(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Dörn, SebastianDie Entwicklung von Algorithmen für Quantencomputer hat sich in den letzten Jahren zu einem rasant wachsenden Forschungsgebiet in der Informatik und Physik entwickelt. Quantenalgorithmen können eine große Zahl von Problemen schneller lösen, als die bisher besten bekannten klassischen Verfahren. In unserer Arbeit konstruieren wir Quantenalgorithmen für grundlegende Probleme aus der Graphentheorie und Algebra, welche polynomial schneller sind, als die besten bekannten klassischen Verfahren. Für einige unserer Algorithmen können wir außerdem noch zeigen, dass diese optimal sind.
- TextdokumentGenerierung Relevanter Testdatenbanken(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Binnig, CarstenIn heutigen Softwareentwicklungsprojekten ist das Testen eine der kosten- und zeitintensivsten Tätigkeiten. Wie ein aktueller Bericht des NIST [RTI02] zeigt, verursachten Softwarefehler in den USA im Jahr 2000 zwischen 22, 2 und 59, 5 Milliarden Dollar an Kosten. Demzufolge wurden in den letzten Jahren verschiedene Methoden und Werkzeuge entwickelt, um diese hohen Kosten zu reduzieren. Viele dieser Werkzeuge dienen dazu die verschiedenen Testaufgaben (z.B. das Erzeugen von Testfällen, die Ausführung von Testfällen und das Überprüfen der Testergebnisse) zu automatisieren. Jedoch existieren nur wenige Forschungsarbeiten zur Automatisierung der Tests von Datenbankanwendungen (wie z.B. eines E-Shops) bzw. von relationalen Datenbankmanagementsystemen (DBMS). Die diesem Artikel zugrunde liegende Doktorarbeit diskutiert ein wichtiges Problem aus diesem Bereich: Die Generierung von Testdatenbanken. Zur Erzeugung einer Testdatenbank existieren verschiedene Forschungsprototypen sowie auch kommerzielle Datenbankgeneratoren. Jedoch sind dies meist Universallösungen, welche die Testdatenbanken unabhängig von den auszuführenden Testfällen erzeugen. Demzufolge weisen die generierten Testdatenbanken meist nicht die notwendigen Datencharakteristika auf, die zur Ausführung bestimmter Testfälle notwendig sind. Im Gegensatz zu diesen Werkzeugen beschreibt dieser Artikel innovative Ansätze, die zur Generierung von relevanten Testdatenbanken dienen. Die generelle Idee ist, dass der Benutzer explizit für einen oder mehrere Testfälle die notwendigen Bedingungen an die Testdaten deklarativ formulieren kann. Diese Bedingungen werden dann dazu genutzt, um eine Testdatenbank zu generieren, die die gewünschten Datencharakteristika aufweist, welche zur Ausführung der Testfälle notwendig sind.