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Today, almost every modern computing device is equipped with multicore processors capable of efficient concurrent and parallel execution of threads. This processor feature can be leveraged by concurrent programming, which is a challenge for software developers for two reasons: first, it introduces a paradigm shift that requires a new way of thinking. Second, it can lead to issues that are unique to concurrent programs due to the non-deterministic, interleaved execution of threads. Consequently, the debugging of concurrency and related performance issues is a rather difficult and often tedious task. Developers still lack on thread-aware programming tools that facilitate the understanding of concurrent programs. Ideally, these tools should be part of their daily working environment, which typically includes an Integrated Development Environment (IDE). In particular, the way source code is visually presented in traditional source-code editors does not convey much information on whether the source code is executed concurrently or in parallel in the first place.
With this dissertation, we pursue the main goal of facilitating and supporting the understanding and debugging of concurrent programs. To this end, we formulate and utilize a visualization paradigm that particularly includes the display of interactive glyph-based visualizations embedded in the source-code editor close to their corresponding artifacts (in-situ).
To facilitate the implementation of visualizations that comply with our paradigm as plugins for IDEs, we designed, implemented and evaluated a programming framework called CodeSparks. After presenting the design goals and the architecture of the framework, we demonstrate its versatility with a total of fourteen plugins realized by different developers using the CodeSparks framework (CodeSparks plugins). With focus group interviews, we empirically investigated how developers of the CodeSparks plugins experienced working with the framework. Based on the plugins, deliberate design decisions and the interview results, we discuss to what extent we achieved our design goals. We found that the framework is largely target programming-language independent and that it supports the development of plugins for a wide range of source-code-related tasks while hiding most of the details of the underlying plugin development API.
In addition, we applied our visualization paradigm to thread-related runtime data from concurrent programs to foster the awareness of source code being executed concurrently or in parallel. As a result, we developed and designed two in-situ thread visualizations, namely ThreadRadar and ThreadFork, with the latter building on the former. Both thread visualizations are based on a debugging approach, which combines statistical profiling, thread-aware runtime metrics, clustering of threads on the basis of these metrics, and finally interactive glyph-based in-situ visualizations. To address scalability issues of the ThreadRadar in terms of space required and the number of displayable thread clusters, we designed a revised thread visualization. This revision also involved the question of how many thread clusters k should be computed in the first place. To this end, we conducted experiments with the clustering of threads for artifacts from a corpus of concurrent Java programs that include real-world Java applications and concurrency bugs. We found that the maximum k on the one hand and the optimal k according to four cluster validation indices on the other hand rarely exceed three. However, occasionally thread clusterings with k > 3 are available and also optimal. Consequently, we revised both the clustering strategy and the visualization as parts of our debugging approach, which resulted in the ThreadFork visualization. Both in-situ thread visualizations, including their additional features that support the exploration of the thread data, are implemented in a tool called CodeSparks-JPT, i.e., as a CodeSparks plugin for IntelliJ IDEA.
With various empirical studies, including anecdotal usage scenarios, a usability test, web surveys, hands-on sessions, questionnaires and interviews, we investigated quality aspects of the in-situ thread visualizations and their corresponding tools. First, by a demonstration study, we illustrated the usefulness of the ThreadRadar visualization in investigating and fixing concurrency bugs and a performance bug. This was confirmed by a subsequent usability test and interview, which also provided formative feedback. Second, we investigated the interpretability and readability of the ThreadFork glyphs as well as the effectiveness of the ThreadFork visualization through anonymous web surveys. While we have found that the ThreadFork glyphs are correctly interpreted and readable, it remains unproven that the ThreadFork visualization effectively facilitates understanding the dynamic behavior of threads that concurrently executed portions of source code. Moreover, the overall usability of CodeSparks-JPT is perceived as "OK, but not acceptable" as the tool has issues with its learnability and memorability. However, all other usability aspects of CodeSparks-JPT that were examined are perceived as "above average" or "good".
Our work supports software-engineering researchers and practitioners in flexibly and swiftly developing novel glyph-based visualizations that are embedded in the source-code editor. Moreover, we provide in-situ thread visualizations that foster the awareness of source code being executed concurrently or in parallel. These in-situ thread visualizations can, for instance, be adapted, extended and used to analyze other use cases or to replicate the results. Through empirical studies, we have gradually shaped the design of the in-situ thread visualizations through data-driven decisions, and evaluated several quality aspects of the in-situ thread visualizations and the corresponding tools for their utility in understanding and debugging concurrent programs.
Information in der vorvertraglichen Phase – das heißt, Informationspflichten sowie Rechtsfolgen von Informationserteilung und -nichterteilung – in Bezug auf Kaufvertrag und Wahl des optionalen Instruments hat im Vorschlag der Europäischen Kommission für ein Gemeinsames Europäisches Kaufrecht (GEK; KOM(2011) 635) vielfältige Regelungen erfahren. Die vorliegende Arbeit betrachtet diese Regelungen auch in ihrem Verhältnis zu den Textstufen des Europäischen Privatrechts – Modellregeln und verbraucherschützende EU-Richtlinien – und misst sie an ökonomischen Rahmenbedingungen, die die Effizienz von Transaktionen gebieten und Grenzen des Nutzens von (Pflicht-)Informationen aufzeigen.
Vom Grundsatz der Vertragsfreiheit ausgehend ist jeder Partei das Risiko zugewiesen, unzureichend informiert zu sein, während die Gegenseite nur punktuell zur Information verpflichtet ist. Zwischen Unternehmern bleibt es auch nach dem GEK hierbei, doch zwischen Unternehmer und Verbraucher wird dieses Verhältnis umgekehrt. Dort gelten, mit Differenzierung nach Vertragsschlusssituationen, umfassende Kataloge von Informationspflichten hinsichtlich des Kaufvertrags. Als Konzept ist dies grundsätzlich sinnvoll; die Pflichten dienen dem Verbraucherschutz, insbesondere der Informiertheit und Transparenz vor der Entscheidung über den Vertragsschluss. Teilweise gehen die Pflichten aber zu weit. Die Beeinträchtigung der Vertragsfreiheit des Unternehmers durch die Pflichten und die Folgen ihrer Verletzung lässt sich nicht vollständig mit dem Ziel des Verbraucherschutzes rechtfertigen. Durch das Übermaß an Information fördern die angeordneten Pflichten den Verbraucherschutz nur eingeschränkt; sie genügen nicht verhaltensökonomischen Maßstäben. Es empfiehlt sich daher, zwischen Unternehmern und Verbrauchern bestimmte verpflichtende Informationsinhalte ganz zu streichen, auf im konkreten Fall nicht erforderliche Information zu verzichten, erst nach Vertragsschluss relevante Informationen auf diese Zeit zu verschieben und die verbleibenden vorvertraglichen Pflichtinformationen in einer für den Verbraucher besser zu verarbeitenden Weise zu präsentieren. Von den einem Verbraucher zu erteilenden Informationen sollte stets verlangt werden, dass sie klar und verständlich sind; die Beweislast für ihre ordnungsgemäße Erteilung sollte generell dem Unternehmer obliegen.
Neben die ausdrücklich angeordneten Informationspflichten treten ungeachtet der Verbraucher- oder Unternehmereigenschaft sowie der Käufer- oder Verkäuferrolle stark einzelfallabhängige Informationspflichten nach Treu und Glauben, die im Recht der Willensmängel niedergelegt sind. Hier ist der Grundsatz verwirklicht, dass mangelnde Information zunächst das eigene Risiko jeder Partei ist; berechtigtes Vertrauen und freie Willensbildung werden geschützt. Diese Pflichten berücksichtigen auch das Ziel der Effizienz und achten die Vertragsfreiheit. Das Vertrauen auf jegliche erteilten Informationen wird zudem dadurch geschützt, dass sie den Vertragsinhalt – allerdings in Verbraucherverträgen nicht umfassend genug – mitbestimmen können und dass ihre Unrichtigkeit sanktioniert wird.
Die Verletzung jeglicher Arten von Informationspflichten kann insbesondere einen Schadensersatzanspruch sowie – über das Recht der Willensmängel – die Möglichkeit zur Lösung vom Vertrag nach sich ziehen. Das Zusammenspiel der unterschiedlichen Mechanismen führt allerdings zu Friktionen sowie zu Lücken in den Rechtsfolgen von Informationspflichtverletzungen. Daher empfiehlt sich die Schaffung eines Schadensersatzanspruchs für jede treuwidrig unterlassene Informationserteilung; hierdurch wird das Gebot von Treu und Glauben auch außerhalb des Rechts der Willensmängel zu einer eigentlichen einzelfallabhängigen Informationspflicht aufgewertet.
Knowledge acquisition comprises various processes. Each of those has its dedicated research domain. Two examples are the relations between knowledge types and the influences of person-related variables. Furthermore, the transfer of knowledge is another crucial domain in educational research. I investigated these three processes through secondary analyses in this dissertation. Secondary analyses comply with the broadness of each field and yield the possibility of more general interpretations. The dissertation includes three meta-analyses: The first meta-analysis reports findings on the predictive relations between conceptual and procedural knowledge in mathematics in a cross-lagged panel model. The second meta-analysis focuses on the mediating effects of motivational constructs on the relationship between prior knowledge and knowledge after learning. The third meta-analysis deals with the effect of instructional methods in transfer interventions on knowledge transfer in school students. These three studies provide insights into the determinants and processes of knowledge acquisition and transfer. Knowledge types are interrelated; motivation mediates the relation between prior and later knowledge, and interventions influence knowledge transfer. The results are discussed by examining six key insights that build upon the three studies. Additionally, practical implications, as well as methodological and content-related ideas for further research, are provided.
This dissertation focusses on research into the personality construct of action vs. state orientation. Derived from the Personality-Systems-Interaction Theory (PSI Theory), state orientation is defined as a low ability to self-regulate emotions and associated with many adverse consequences – especially under stress. Because of the high prevalence of state orientation, it is a very important topic to investigate factors that help state-oriented people to buffer these adverse consequences. Action orientation, in contrast, is defined as a high ability to self-regulate own emotions in a very specific way: through accessing the self. The present dissertation demonstrates this theme in five studies, using a total of N = 1251 participants with a wide age range, encompassing different populations (students, non-student population (people from the coaching and therapy sector), applying different operationalisations to investigate self-access as a mediator or an outcome variable. Furthermore, it is tested whether the popular technique of mindfulness - that is advertised as a potent remedy for bringing people closer to the self -really works for everybody. The findings show that the presumed remedy is rather harmful for state-oriented individuals. Finally, an attempt to ameliorate these alienating effects, the present dissertation attempts to find theory-driven, and easy-to-apply solution how mindfulness exercises can be adapted.
Sowohl national als auch international wird die zunehmende Digitalisierung von Prozessen gefordert. Die Heterogenität und Komplexität der dabei entstehenden Systeme erschwert die Partizipation für reguläre Nutzergruppen, welche zum Beispiel kein Expertenwissen in der Programmierung oder einen informationstechnischen Hintergrund aufweisen. Als Beispiel seien hier Smart Contracts genannt, deren Programmierung komplex ist und bei denen etwaige Fehler unmittelbar mit monetärem Verlust durch die direkte Verknüpfung der darunterliegenden Kryptowährung verbunden sind. Die vorliegende Arbeit stellt ein alternatives Protokoll für cyber-physische Verträge vor, das sich besonders gut für die menschliche Interaktion eignet und auch von regulären Nutzergruppen verstanden werden kann. Hierbei liegt der Fokus auf der Transparenz der Übereinkünfte und es wird weder eine Blockchain noch eine darauf beruhende digitale Währung verwendet. Entsprechend kann das Vertragsmodell der Arbeit als nachvollziehbare Verknüpfung zwischen zwei Parteien verstanden werden, welches die unterschiedlichen Systeme sicher miteinander verbindet und so die Selbstorganisation fördert. Diese Verbindung kann entweder computergestützt automatisch ablaufen, oder auch manuell durchgeführt werden. Im Gegensatz zu Smart Contracts können somit Prozesse Stück für Stück digitalisiert werden. Die Übereinkünfte selbst können zur Kommunikation, aber auch für rechtlich bindende Verträge genutzt werden. Die Arbeit ordnet das neue Konzept in verwandte Strömungen wie Ricardian oder Smart Contracts ein und definiert Ziele für das Protokoll, welche in Form der Referenzimplementierung umgesetzt werden. Sowohl das Protokoll als auch die Implementierung werden im Detail beschrieben und durch eine Erweiterung der Anwendung ergänzt, welche es Nutzenden in Regionen ohne direkte Internetverbindung ermöglicht, an ebenjenen Verträgen teilnehmen zu können. Weiterhin betrachtet die Evaluation die rechtlichen Rahmenbedinungen, die Übertragung des Protokolls auf Smart Contracts und die Performanz der Implementierung.