Auflistung D12 (2011) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen nach Erscheinungsdatum
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- TextdokumentFormalsprachliche Theorie der Haarnadelstrukturen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Kopecki, SteffenDie (berenzte) Haarnadel-Vervollständigung und die Haarnadel-Verlängerung sind Operationen auf formalen Sprachen, welche die Modifikation von DNA Strängen durch Bildung von Haarnadelstrukturen während der Polymerase-Kettenreaktion modellieren. In dieser Arbeit befassen wir uns mit der formalsprachlichen Analyse dieser Operationen. Neben der Untersuchung der Abschlusseigenschaften von Sprachklassen unter den Operationen, beschäftigt sich die Arbeit mit der Lösung von Entscheidungsproblemen, die durch Haarnadel-Operationen gegeben sind.
- TextdokumentEinsatz von Lasttransformationen und ihren Invertierungen zur realitätsnahen Lastmodellierung in Rechnernetzen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Heckmüller, StephanDie im Folgenden zusammengefasste Dissertation [Hec11] befasst sich mit der Charakterisierung von Lasten in Rechnernetzen. Da moderne Rechnernetze aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten bestehen, welche die Charakteristika der Last verändern, wird besonderes Augenmerk auf die Abhängigkeit der Lasteigenschaften von der betrachteten Schnittstelle gelegt. Die Veränderung von Lasteigenschaften durch Auftragsverarbeitung wird durch das Konzept der Lasttransformation formalisiert. Hierbei ist Lasttransformation als Transformation einer Primärlast in eine Sekundärlast durch ein verarbeitendes System zu verstehen. Aufbauend auf dem Konzept der Lasttransformation werden Transformationen, wie sie durch häufig eingesetzte Verarbeitungsmechanismen in heutigen Netzen vorgenommen werden, als Abbildungen auf markovschen Prozessen modelliert. Hierzu werden für solche Primärlasten, die sich als Batch Markovian Arrival Process (BMAP) charakterisieren lassen, Beschreibungen der Sekundärlast als BMAP angegeben. Es werden modellbasierte Transformationen für Fragmentierungsmechanismen, verlustbehaftete Übertragungen und Ratenkontrollmechanismen vorgeschlagen und diskutiert. Umfangreiche Validationsstudien bestätigen den hohen Grad an Realitätsnähe der vorgeschlagenen modellbasierten Transformationen. Neben der Betrachtung der in Rechnernetzen auftretenden Lasttransformationen wird das hierzu inverse Problem der inversen Lasttransformation untersucht. Diesbezüglich wird die inverse Transformation von Auftragslängen untersucht. Darüber hinaus werden Verfahren vorgeschlagen, um die Charakteristika des Ankunftsprozesses eines zeitdiskreten Warteschlangensystems ausgehend von der Kenntnis des Abgangsprozesses zu rekonstruieren.
- TextdokumentInclusion of Pattern Languages and Related Problems(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Freydenberger, Dominik D.Patternsprachen sind ein einfacher und eleganter Mechanismus zur Beschreibung von Sprachen, deren Wörter über Wiederholungen definiert sind. Trotz dieser Einfachheit sind viele der kanonischen Fragestellungen für Patternsprachen überraschend schwer zu lösen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit verschiedenen Aspekten des Inklusionsproblems für Patternsprachen. Neben Beweisen zur Unentscheidbarkeit dieses Problems, selbst für verschiedene stark eingeschränkte Unterklassen, werden die Resultate auf regex, eine in modernen Programmiersprachen weit verbreitete Erweiterung der regulären Ausdrücke übertragen. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen sind die Existenz und Berechnung deskriptiver Pattern, welche inklusionsminimale Verallgemeinerungen beliebiger Sprachen durch Patternsprachen darstellen.
- TextdokumentQualitätsziel-orientierter Architekturentwurf und Traceability für weiterentwickelbare Software-Systeme(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Bode, StephanDie Evolution von Softwaresystemen erfordert häufige Anpassungen z. B. aufgrund sich ändernder Geschäftsprozesse oder Technologien. Bisherige Methoden unterstützen dies nur unzureichend aufgrund mangelnder Berücksichtigung von Qualitätszielen wie Weiterentwickelbarkeit sowie mangelnder Nachvollziehbarkeit von Architekturentwurfsentscheidungen. Das neue Konzept Goal Solution Scheme, das Qualitätsziele über Architekturprinzipien auf Lösungsinstrumente durch explizite Abhängigkeiten abbildet, hilft geeignete Architekturlösungen entsprechend ihrem Einfluss auf die Qualitätsziele wie Weiterentwickelbarkeit auszuwählen und Entwurfsentscheidungen nachzuvollziehen. Das Schema ist in ein zielorientiertes Architekturentwurfsvorgehen eingebettet, das etablierte Methoden und Konzepte des Requirements Engineering und Architekturentwurfs verbessert und integriert. Dies wird ergänzt durch ein Traceability-Konzept, welches eine (halb-)automatische Erstellung von Traceability Links mit hoher Genauigkeit und Trefferquote ermöglicht. Die Realisierbarkeit des Entwurfsansatzes wurde mit einer Fallstudie eines Softwaresystems für mobile Serviceroboter gezeigt. Ein prototypisches Werkzeug names EMFTrace zeigt die Anwendbarkeit der Konzepte.
- TextdokumentTechnologien zur Wiederverwendung von Texten aus dem Web(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Potthast, MartinTexte aus dem Web können einzeln oder in großen Mengen wiederverwendet werden. Ersteres wird Textwiederverwendung und letzteres Sprachwiederverwendung genannt. Zunächst geben wir einen Überblick darüber, auf welche Weise Text und Sprache wiederverwendet und wie Technologien des Information Retrieval in diesem Zusammenhang angewendet werden können. In der übrigen Arbeit werden dann eine Reihe spezifischer Retrievalaufgaben betrachtet, darunter die automatische Erkennung von Textwiederverwendungen und Plagiaten, der Vergleich von Texten über Sprachen hinweg, sowie die Wiederverwendung des Webs zur Verbesserung von Suchergebnissen und zur Unterstützung des Schreibens von fremdsprachigen Texten.
- TextdokumentTheorie künstlicher Immunsysteme(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Zarges, ChristineKünstliche Immunsysteme sind adaptive Systeme, die sich bezüglich ihrer Komponenten und Funktionsweisen an Theorien natürlicher Immunsysteme orientieren und diese nachahmen. Wir analysieren verschiedene Mechanismen, die dabei typischerweise zum Einsatz kommen. Mit dieser Arbeit stellen wir uns damit einer der größten Herausforderungen des Gebietes und leisten einen signifikanten Beitrag zu dessen Weiterentwicklung. Wir untersuchen zwei zentrale Komponenten künstlicher Immunsysteme, Variation und Alterung. Da unsere theoretischen Analysen zum Verständnis der verwendeten Verfahren in der Praxis beitragen sollen, liegt unser Fokus auf der praktischen Relevanz. Einem grundlegenden Aspekt dieser Fragestellung ist abschließend ein eigener Abschnitt gewidmet.
- TextdokumentGround Station Networks for Efficient Operation of Distributed Small Satellite Systems(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Schmidt, MarcoSatellitenformationen und Konstellationen rücken immer mehr in den Fokus aktueller Weltraumforschung, ausgelöst durch die jüngsten Fortschritte in der Kleinsatelliten-Entwicklung. Der Einsatz von verteilten Weltraumsystemen ermöglicht die Realisierung von innovativen Anwendungen auf Basis von hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung in Observationsszenarien. Allerdings bringt dieses neue Paradigma der Raumfahrttechnik auch Herausforderungen in verschiedenen Forschungsfeldern mit sich. In dieser Arbeit werden neue Netzwerk-Konzepte für Raumfahrtmissionen unter Einsatz von Bodenstationsnetzwerken vorgestellt. Die präsentierten Verfahren koordinieren verfügbare Bodenstationsressourcen um einen robusten und effizienten Kommunikationslink zu ermöglichen.
- TextdokumentAtomic Basic Blocks – Eine Abstraktion für die gezielte Manipulation der Echtzeitsystemarchitektur(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Scheler, FabianJe nach Anwendungsfall ist das ereignis- oder das zeitgesteuerte Paradigma für die Realisierung eines Echtzeitsystems zu bevorzugen. Diese Paradigmen nehmen aber auch entscheidenden Einfluss auf die interne Struktur eines Echtzeitsystems, etwa die Koordinierung gleichzeitiger Ereignisbehandlungen bei Erzeuger-Verbraucher-Beziehungen oder kritischen Abschnitten, was eine spätere Anpassung des gewählten Paradigmas schwierig gestaltet. Um trotz dieser strukturellen Unterschiede eine werkzeuggestützte Anpassung des Echtzeitparadigmas zu ermöglichen, wurde im Rahmen dieser Dissertation die Abstraktion Atomic Basic Block und darauf basierend der Real-Time Systems Compiler entwickelt, ein Transformationswerkzeug, das einen automatisierten Übergang von ereignis-zu zeitgesteuerten Systemen ermöglicht.
- TextdokumentThe Many Faces of Planarity – Matching, Augmentation, and Embedding Algorithms for Planar Graphs(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Rutter, IgnazEin Graph ist planar, wenn er sich kreuzungsfrei in die Ebene zeichnen lässt. Planarität ist eine zentrale Eigenschaft, nicht nur im Graphenzeichnen, sondern in der gesamten Graphentheorie. Oftmals lassen sich für planare Graphen stärkere theoretische Aussagen beweisen und effizientere Algorithmen angeben als für allgemeine Graphen. Andererseits tritt Planarität oft auch als Nebenbedingung auf und macht Probleme dadurch schwieriger. Eine besondere Rolle spielen planare Graphen in der Visualisierung, da Kreuzungen die Lesbarkeit von Zeichnungen verschlechtern. In der vorliegenden Dissertation [Rut11] untersuche ich eine Reihe von Problemen, in denen Planarität auf unterschiedliche Weise auftritt. Im Bereich der kombinatorischen Optimierung wird Planarität als Nebenbedingung für Graphaugmentierungsprobleme sowie als Eingaberestriktion für Matching-Probleme betrachtet und beleuchtet inwiefern dies die Komplexität der jeweiligen Probleme verändert. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Visualisierung planarer Graphen. Bisherige Verfahren zur planaren Visualisierung legen häufig zunächst eine kombinatorische Einbettung fest und optimieren dann im Rahmen dieser Einbettung weitere ästhetische Kriterien. Die Einschränkung auf eine einzige anfangs gewählte Einbettung erweist sich dabei häufig als nachteilig. Ich stelle Verfahren vor, die es ermöglichen über alle Einbettungen eines planaren Graphen zu optimieren und unter allen Einbettungen eine zu finden, die für die Visualisierung am besten geeignet ist.
- TextdokumentMaschinelles Lernen mit multiplen Kernen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2011, ) Kloft, MariusDiese Arbeit gibt zunächst eine grundlegende Einführung in Theorie und Praxis des Maschinellen Lernens mit multiplen Kernen und skizziert den Stand der Forschung. Weiter entwickelt die Arbeit eine neue Methodologie des Lernens mit mehreren Kernen und beweist deren Effizienz und Effektivität. Sie entwickelt Algorithmen zur Optimierung des assoziierten mathematischen Programmes, die im Vergleich zu vorherigen Ansätzen um bis zu zwei Größenordnungen schneller sind. Unsere theoretische Analyse des Generalisierungsfehlers zeigt dabei Konvergenzraten mit Ordnungen von maximal O(M/n), frühere Analysen präzisierend, die bisher nur O(√M/n) erreichten. In Anwendungen auf zentrale Fragestellungen der Bioinformatik und des Maschinellen Sehens werden Vorhersagegenauigkeiten erreicht, die den bisherigen Stand der Forschung signifikant übertreffen, wodurch eine Grundlage zur Erschließung neuer Anwendungsfelder und Forschungsansätze geschaffen wird.