D05 (2004) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen
Dorothea Wagner et al. (Hrsg.)
GI-Edition - Lecture Notes in Informatics (LNI), D-5
Bonner Köllen Verlag (2005)
ISBN 3-88579-409-8
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- TextdokumentRadiale Level-Planarität und -Einbettung in Linearzeit(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Bachmeier, ChristianEin Graph mit einer geordneten k-Partitionierung seiner Knoten ist radial level-planar, wenn es eine strikte Auswärtszeichnung auf k konzentrische Kreise ohne Kreuzungen gibt. Radiale Level-Planarität ist eine Erweiterung von Level-Planarität, bei der die Knoten auf k horizontalen Linien und die Kanten strikt nach unten ohne Kreuzungen gezeichnet werden. Kennzeichnend für die Erweiterung sind Ringe, d. h. nicht level-planare zweifache Zusammenhangskomponenten. Unsere Hauptergebnisse sind Linearzeitalgorithmen zum Test auf radiale Level- Planarität und zur Berechnung einer Einbettung. Wir führen die Datenstruktur PQR- Baum ein, bei der die neuen R-Knoten und die dazugehörigen Templates für die korrekte Behandlung von Ringen sorgen. Unsere Algorithmen sind daher eine Erweiterung von hoch entwickelten Level-Planaritätsund -Einbettungs-Algorithmen auf Ba- sis von PQ-Bäumen.
- TextdokumentPunktbasierte Multiskalendarstellung(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Wand, MichaelDie Visualisierung komplexer dreidimensionaler Szenen und Datensätze ist eines der grundlegenden Probleme der Computergraphik. In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur effizienten Darstellung komplexer Szenen entwickelt: die Verwendung punktbasierter Multiskalenmodelle. Dabei werden geometrische Ob- jekte durch eine Auswahl von Stichprobenpunkten repräsentiert. Diese werden auf den Objekten so plaziert, daß eine möglichst schnelle Darstellung mit kleinen Stichprobenmengen möglich wird. Mit diesem neuen Ansatz ist es erstmals möglich, hoch komplexe Szenen mit komplexer Topologie in Echtzeit zu visualisieren.
- TextdokumentA system-oriented approach to efficiency and quality of service for Internet service providers(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Heckmann, OliverDiese Dissertation untersucht, wie man die Effizienz und Dienstgüte eines IP Netzwerkes aus der Sicht eines Internet Netzwerkbetreibers optimieren kann und sollte. Da die Gesamteffizienz und -dienstgüte von verschiedenen Aspekten des Betriebs eines Netzwerkes abhängt, wird ein systemorientierter Ansatz in der Dissertation entwickelt und verwendet, d.h. es werden verschiedene Aspekte des Betriebs eines Netzwerks und ihre gegenseitigen Beeinflussungen untersucht. Die untersuchten Aspekte untergliedern sich in drei Bereiche: die Netzwerkarchitektur, die Interkonnektion (Anbindung an andere Netzwerke) und den Bereich der Verkehrsund Netzwerkanpassungsmaßnahmen (traffic and network engineering).
- TextdokumentSchema Evolution in Prozess-Management-Systemen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Rinderle, StefanieEine der wichtigsten Anforderungen an Prozess-Management-Systeme in der Praxis ist die Unverstützung von Prozessanderungen zur Laufzeit. Dies beinhaltet sowohl die Modifikation einzelner Prozessinstanzen (z.B. als Reaktion auf Ausnahmesituationen) als auch Anderungen äuf Prozesstypebene (z.B. Anpassung von Prozessen an neue gesetzliche Rahmenbedingungen). Bei Prozesstypänderungen ist es oft unerlässlich die Modifikationen auch auf die bereits laufenden Prozessinstanzen zu übertragen. Eine solche Änderungspropagation muss korrekt, effizient und benutzerfreundlich durchgeführt werden, d.h. ohne Laufzeitfehler zu verursachen, ohne das System unnötig lange zu blockieren und ohne die Benutzer mit komplexen Instanzadaptionen zu belasten. Diese Anforderungen werden noch deutlich verschärft, wenn die Anderu \'ngen auf Prozessinstanzen propagiert werden sollen, die selbst schon Ge- genstand einer Ad-hoc-Anderung ẅaren. Dann müssen zusatzlich \'potentielle Wechselwirkungen zwischen Prozesstypund Prozessinstanzänderungen analysiert und fortschrittliche Migrationsstrategien angeboten werden. Hierzu bieten wir ein formales Rahmenwerk für das komplette Spektrum des Zusammenspiels von Prozesstypund Prozessinstanzänderungen an unter besonderer Berücksichtigung der Aspekte Korrektheit, Vollständigkeit, Effizienz und Benuterfreundlichkeit. Zusätzlich demonstriert ein prototypisch implementiertes Prozess-Management-System die Machbarkeit der entwickelten Konzepte.
- TextdokumentKonsistenzmanagement von objektorientierten Verhaltensmodellen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Küster, JochenIn der modellbasierten Softwareentwicklung wird ein Softwaresystem durch verschiedene Teilmodelle auf unterschiedlichen Abstraktionsstufen und aus verschiedenen Sichten modelliert. Das Ziel von Konsistenzmanagement im Entwicklungsprozess ist es, eine gewisse Form von Konsistenz der Teilmodelle zu gewährleisten. Da objektorientierte Verhaltensmodelle keine eindeutige formale Se- mantik haben und sehr unterschiedlich eingesetzt werden, ist ein Konsistenzmanagement dieser Modelle besonders schwierig. In der Arbeit werden sowohl Grundlagen als auch Techniken für ein systematisches Konsistenzmanagement entwickelt und am praktischen Beispiel erprobt.
- TextdokumentEine deklarative Komponentenarchitektur und Interaktionsbausteine für dreidimensionale multimediale Anwendungen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Dachselt, RaimundMultimediale, interaktive 3D-Grafik besitzt Erfolgspotential für zahlreiche Anwendungen, z.B. Lehr-/Lernsysteme oder künftige Betriebssystemoberflä- chen. Bisher existieren jedoch kaum Richtlinien und Standards für deren Entwicklung. Der erste Teil der Dissertation1 führt in die Thematik dreidimensionaler Benutzungsschnittstellen ein. Mit der Beschreibung von Gestaltungsrichtlinien und Metaphern sowie einer Systematisierung existierender 3D-Interaktionselemente soll dem Entwickler die Konzeption von 3D-Anwendungen erleichtert werden. Für deren Erstellung wird im zweiten Teil eine dokumentzentrierte Komponentenarchitektur auf XML-Basis vorgestellt. Mit Hilfe eines visuellen 3D-Autorenwerkzeuges ist es nun möglich, interaktive 3D-Anwendungen - auch mit Raumklang - aus wiederverwendbaren, standardisierten Bausteinen zusammenzusetzen. Die resultierenden Anwendungen können schließlich in verschiedene 3D-Zielformate, vor allem für das World Wide Web, transformiert werden.
- TextdokumentRealtime ray tracing and interactive global illumination(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Wald, IngoInteraktive 3D-Computergraphik basiert heutzutage fast ausschliesslich auf dem Rasterisierungsverfahren. Dieses ist heute sehr effizient und günstig realisierbar, stösst aber zunehmend an seine Grenzen hinsichtlich unterstützter Szenenkomplexität und erreichbarer Darstellungsqualität. Eine Alternative zum Rasterisierungsverfahren ist das Ray Tracing Verfahren, welches zwar allgemein für bessere Bildqualität bekannt ist, aber aufgrund hoher Rechenanforderungen bisher als unvereinbar mit interaktiver Performanz galt. In dieser Arbeit geht es um die Entwicklung der Echtzeit Ray Tracing Technologie, mit der das Ray Tracing Verfahren auch für interaktive Anwendungen ermöglicht wird. Die im Rahmen dieser Dissertation entwickelten Techniken ermöglichen nun erstmalig interaktive Ray Tracing Performanz selbst auf Standard PCs. Die dazu entwickelten Methoden beinhalten unter anderem einen extrem schnellen Ray Tracing Kern, ein effizientes Parallelisierungsframework, die Unterstützung dynamischer und extrem komplexer Modelle, sowie eine geeignete Programmierschnittstelle. Darauf aufbauend wurden dann weiterhin Verfahren entwickelt, die es erstmalig ermöglichen, auch die globale Lichtausbreitung interaktiv zu simulieren. Die im Rahmen der Dissertation entwickelten Techniken formen ein komplettes Framework für Echtzeit-Ray Tracing und interaktive Beleuchtungssimulation, welches interaktive Performanz selbst für massiv komplexe Szenen liefert, sowie erstmalig physikalisch basierte Computergraphik unter Echtzeitbedingungen ermöglicht.
- TextdokumentKognitive Analyse Formaler Sicherheitskritischer Steuerungssysteme auf Basiseines integrierten Mensch-Maschine-Modells(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Lüdtke, AndreasIn dieser Dissertation wurde eine innovative Methode zur Analyse sicherheitskritischer modaler interaktiver Steuerungssysteme aus kognitiver Sicht erstellt. Ziel ist es, potentielles menschliches Fehlverhalten bei der Entwicklung möglichst früh zu berücksichtigen und nahtlos im Entwurfsprozess für weitere Analysen zur Verfügung zu stellen. Dadurch soll ein Beitrag zum menschenzentrierten Entwurf technischer Systeme geleistet werden.
- TextdokumentNeue Herausforderungen für dichtebasiertes Clustering(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Kröger, PeerKnowledge Discovery in Databases (KDD) ist der Prozess der semiautomatischen Extraktion von Wissen aus Datenbanken, das gültig, bisher unbekannt und potentiell nützlich für eine gegebene Anwendung ist. Clustering ist ein möglicher Teilschritt in diesem Prozess. Dabei sollen die Objekte einer Datenbank anhand ihrer Ähnlichkeit in Gruppen (Cluster) partitioniert werden. Das dichtebasierte Clustermodell ist unter einer Vielzahl anderer Clustering-Ansätze eine der erfolgreichsten Me- thoden zum Clustering. Dieser Beitrag befasst sich mit neuartigen Problemfeldern des Clusterings. Anhand aktueller Anwendungen werden neue Herausforderungen an den dichtebasierten Clustering-Ansatz identifiziert und innovative Lösungen dazu erarbeitet. Details zu den vorgestellten Techniken können in [Kr$\ddot o04$] gefunden werden.
- TextdokumentSoftware-Qualitätssicherung durch Automatisierung - Ein modellbasierter Ansatz(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2004, 2005) Metzger, AndreasDie Qualitätssicherung von Softwareprodukten kann effizient durch eine Automatisierung von Entwicklungsaktivitäten erfolgen. In meiner Dissertation schlage ich hierzu ein verbessertes modellbasiertes Vorgehen vor. Gegenüber bisher eingesetzten Metamodellierungstechniken erlaubt mein Ansatz eine deutlich mächtigere und kompaktere Form der Multiebenenmodellierung. Zur Realisierung von Modelltransformationen und -analysen wird darüber hinaus eine angepasste Aktionssprache vorgestellt, welche die kompakte und allgemeingültige Beschreibung von Operationen auf unterschiedlichen Modellebenen erlaubt. Angewendet werden diese Ansätze zur Automatisierung von Qualitätssicherungsmaßnahmen, zu welchen u.a. die automatische Identifikation von Inkonsistenzen in Entwicklungsdokumenten und die maschinelle Detektion von Feature-Interaktionen in Eingebetteten Systemen zählen. Ein \?virtuelles Software-Labor“, welches durch die iterative Messung, Bewertung und Modifikation ausführbarer Modelle eine vollautomatische Untersuchung von Software-Eigenschaften ermöglicht, stellt die umfassendste Anwendung der Automatisierungstechniken in meiner Arbeit dar.
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