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Die eigene Web-Präsenz hat sich für Unternehmen zu einem nicht mehr wegzudenkenden Instrument, einer flexiblen Schnittstelle zum Kunden, entwickelt. Mit ihr wird eine global erreichbare Anlaufstelle offeriert: Die Chancen der Online-Techniken nutzend ist dem Unternehmen mit seiner Web-Präsenz ein Medium für die "klassische" Werbung, darüber hinaus ein Direkt-Marketing- und Dialog-Medium sowie weiterhin ein eigenes Marktforschungs-Instrument an die Hand gegeben. Dessen Entwicklung und speziell sein Betrieb stellen für ein Unternehmen in verschiedenen Hinsichten eine ernstzunehmende Herausforderung dar. Aus organisatorischer Sicht ist hier die nicht einfach zu realisierende Integration der Web-Präsenz in das Unternehmen anzustreben: Nicht einem isoliert arbeitenden, technikverliebten Mitarbeiter, dem "`Webmaster"', obliegt die Pflege der Web-Präsenz als Allein-Zuständigen, sondern entsprechend ihren Zuständigkeiten übernehmen anteilig die in den Fachabteilungen des Unternehmens tätigen Arbeitskräfte diese Aufgabe. Aus technischer Sicht stellt eine moderne Web-Präsenz ein umfangreiches, und bei hoher Dynamik entsprechend komplexes Produkt dar, für dessen Realisierung nicht unerhebliche Anstrengungen unternommen werden müssen -- insbesondere dann, wenn die zugrundeliegende Technik den organisatorischen Anforderungen innerhalb des Unternehmens gerecht werden soll. Bedingt durch die hohe Innovationsrate im Umfeld der Internet-Technologie befinden sich die Anforderungen an die Betreiber einer Web-Präsenz in einem steten Wandel und erschweren damit den Unternehmen den Einstieg in dieses Medium. Gerade die in vielen Fällen in den Unternehmen noch eingesetzten proprietären Lösungen erfordern aus technischer Sicht einen hohen Integrationsaufwand, wenn die darin vorgehaltenen Informationen für die Web-Präsenz automatisiert einer Zweitverwendung zugeführt werden sollen. Über die zusätzliche Nutzung der Unternehmens-Web-Präsenz bzw. des Systems, mit dem sie erstellt und verwaltet wird, für die unternehmensinterne Arbeit, d.h. für das Intranet, kann der für das Unternehmen entstehende Aufwand relativiert werden. In das Bild des Lebenszyklus' einer modernen Web-Präsenz eingebettet, steht die Konzeption und Entwicklung eines an die im Umfeld des Web-Präsenz-Managements in Unternehmen vorzufindenden Randbedingungen flexibel anpassbaren Online-Redaktionssystems im Vordergrund dieser Arbeit. Zentraler Bestandteil seiner Konzeption ist die Idee, ein sich aus derart vielen separaten Elementen zusammensetzendes, komplexes Gesamtdokument wie eine Unternehmens-Web-Präsenz durch eine wachsende Mitarbeiterzahl -- direkt von deren jeweiligen Arbeitsplätzen aus -- gemeinsam aufzubauen und zu pflegen. Der Praxiseinsatz des bedarfsgerecht in seinen endgültigen Ausprägungen auf die speziellen Belange der Unternehmen maßgeschneiderten Systems begründet die konsequente Nutzung von Internet-Technologien sowie die auf offenen Standards basierende Implementation durch flexible plattformunabhängige Installation und einfache Integration. Im Anschluss an ein einleitendes Kapitel beschreibt diese Arbeit ausgehend von der Problemstellung sowie technischen Grundlagen die Konzeption, Implementation und den Einsatz des webbasierten Online-Redaktionssystems bevor eine Einordnung und schließlich die Zusammenfassung den Abschluss dieser Arbeit bilden.
The visualization of relational data is at the heart of information visualization. The prevalence of visual representations for this kind of data is based on many real world examples spread over many application domains: protein-protein interaction networks in the field of bioinformatics, hyperlinked documents in the World Wide Web, call graphs in software systems, or co-author networks are just four instances of a rich source of relational datasets. The most common visual metaphor for this kind of data is definitely the node-link approach, which typically suffers from visual clutter caused by many edge crossings. Many sophisticated algorithms have been developed to layout a graph efficiently and with respect to a list of aesthetic graph drawing criteria. Relations between objects normally change over time. Visualizing the dynamics means an additional challenge for graph visualization researchers. Applying the same layout algorithms for static graphs to intermediate states of dynamic graphs may also be a strategy to compute layouts for an animated graph sequence that shows the dynamics. The major drawback of this approach is the high cognitive effort for a viewer of the animation to preserve his mental map. To tackle this problem, a sophisticated layout algorithm has to inspect the whole graph sequence and compute a layout with as little changes as possible between subsequent graphs. The main contribution and ultimate goal of this thesis is the visualization of dynamic compound weighted multi directed graphs as a static image that targets at visual clutter reduction and at mental map preservation. To achieve this goal, we use a radial space-filling visual metaphor to represent the dynamics in relational data. As a side effect the obtained pictures are very aesthetically appealing. In this thesis we firstly describe static graph visualizations for rule sets obtained by extracting knowledge from software archives under version control. In a different work we apply animated node-link diagrams to code-developer relationships to show the dynamics in software systems. An underestimated visualization paradigm is the radial representation of data. Though this kind of data has a long history back to centuries-old statistical graphics, only little efforts have been done to fully explore the benefits of this paradigm. We evaluated a Cartesian and a radial counterpart of a visualization technique for visually encoding transaction sequences and dynamic compound digraphs with both an eyetracking and an online study. We found some interesting phenomena apart from the fact that also laymen in graph theory can understand the novel approach in a short time and apply it to datasets. The thesis is concluded by an aesthetic dimensions framework for dynamic graph drawing, future work, and currently open issues.
Similarity-based retrieval of semantic graphs is a core task of Process-Oriented Case-Based Reasoning (POCBR) with applications in real-world scenarios, e.g., in smart manufacturing. The involved similarity computation is usually complex and time-consuming, as it requires some kind of inexact graph matching. To tackle these problems, we present an approach to modeling similarity measures based on embedding semantic graphs via Graph Neural Networks (GNNs). Therefore, we first examine how arbitrary semantic graphs, including node and edge types and their knowledge-rich semantic annotations, can be encoded in a numeric format that is usable by GNNs. Given this, the architecture of two generic graph embedding models from the literature is adapted to enable their usage as a similarity measure for similarity-based retrieval. Thereby, one of the two models is more optimized towards fast similarity prediction, while the other model is optimized towards knowledge-intensive, more expressive predictions. The evaluation examines the quality and performance of these models in preselecting retrieval candidates and in approximating the ground-truth similarities of a graph-matching-based similarity measure for two semantic graph domains. The results show the great potential of the approach for use in a retrieval scenario, either as a preselection model or as an approximation of a graph similarity measure.
Der vorliegende Bericht basiert auf einer universitätsweiten Online-Umfrage zum Status quo des Forschungsdatenma-nagements an der Universität Trier. Er ist ein erster Schritt, um den aktuellen und zukünftigen Bedarf an zentralen Dienstleistungen zu identifizieren. Neue Handlungsfelder sollen frühzeitig erkannt werden, auch um der Strategie-entwicklung eine Richtung zu weisen.rnDie Befragten befürworten generell die Initiative zur Entwicklung zentraler IT- und Beratungsangebote. Sie sind bereit, die eigenen Forschungsdaten anderen zur Nachnutzung zur Verfügung zu stellen, sofern die geeigneten Instrumente vorhanden, sind die eine solche Arbeitsweise unterstützen. Allerdings wird eine unkommentierte Bereit-stellung von Rohdaten eher kritisch beurteilt. Der Dokumentationsaufwand einer öffentlichen Bereitstellung von Daten wird in einem ungünstigen Kosten-Nutzenverhältnis gesehen. Es fällt auf, dass die Datenarchivierung größ-tenteils in proprietären Formaten erfolgt.
Mobile computing poses different requirements on middleware than more traditional desktop systems interconnected by fixed networks. Not only the characteristics of mobile network technologies as for example lower bandwidth and unreliability demand for customized support. Moreover, the devices employed in mobile settings usually are less powerful than their desktop counterparts. Slow processors, a fairly limited amount of memory, and smaller displays are typical properties of mobile equipment, again requiring special treatment. Furthermore, user mobility results in additional requirements on appropriate middleware support. As opposed to the quite static environments dominating the world of desktop computing, dynamic aspects gain more importance. Suitable strategies and techniques for exploring the environment e.g. in order to discover services available locally are only one example. Managing resources in a fault-tolerant manner, reducing the impact ill-behaved clients have on system stability define yet another exemplary prerequisite. Most state of the art middleware has been designed for use in the realm of static, resource rich environments and hence is not immediately applicable in mobile settings as set forth above. The work described throughout this thesis aims at investigating the suitability of different middleware technologies with regard to application design, development, and deployment in the context of mobile networks. Mostly based upon prototypes, shortcomings of those technologies are identified and possible solutions are proposed and evaluated where appropriate. Besides tailoring middleware to specific communication and device characteristics, the cellular structure of current mobile networks may and shall be exploited in favor of more scalable and robust systems. Hence, an additional topic considered within this thesis is to point out and investigate suitable approaches permitting to benefit from such cellular infrastructures. In particular, a system architecture for the development of applications in the context of mobile networks will be proposed. An evaluation of this architecture employing mobile agents as flexible, network-side representatives for mobile terminals is performed, again based upon a prototype application. In summary, this thesis aims at providing several complementary approaches regarding middleware support tailored for mobile, cellular networks, a field considered to be of rising importance in a world where mobile communication and particularly data services emerge rapidly, augmenting the globally interconnecting, wired Internet.
In den letzten Jahren führte die intensive Forschung im Bereich der Hochleistungskommunikationsnetze zu kontinuierlichen technologischen Verbesserungen. Gegenwärtig ist eine schnell wachsende Nachfrage nach mobilen Kommunikationssystemen wie Mobiltelefonen oder kabellosen Computernetzen zu verzeichnen. Parallel zu diesen Entwicklungen stiegen die Anforderungen an die Methoden zur Leistungsanalyse derartiger Systeme. Die Warteschlangentheorie stellt klassische Modelle zur Analyse von Kommunikationsnetzen bereit. Ein Bereich in der modernen Warteschlangentheorie sind die Matrixanalytischen Methoden. Hier konzentriert sich die Forschung auf den Batch Markovian Arrival Process (BMAP), welcher äquivalent zu Neuts Versatile Markovian Point Process ist, und Warteschlangensysteme mit diesem Ankunftsprozeß. Der BMAP ist eine Verallgemeinerung des Poisson Prozesses, des Markov Modulated Poisson Process (MMPP) und des Markovian Arrival Process (MAP). Das BMAP/G/1 Warteschlangensystem wurde analysiert von Ramaswami (damals noch mit der Bezeichnung N/G/1) und Lucantoni. Weitere Varianten wurden später untersucht. Die bisher betrachteten Ankunftsprozesse sind räumlich homogen und somit unabhängig vom aktuellen Zustand des Warteschlangensystems. In modernen Kommunikationsnetzen, wie z.B. ATM, kann jedoch ein dynamisches Routing erfolgen, so daß der Ankunftsstrom in einen Knoten vom aktuellen Zustand dieses Knotens abhängt. Dies war unser Ausgangspunkt für die Definition eines Level-abhängigen BMAPs und die Analyse des BMAP/G/1 Warteschlangensystems mit Level-abhängigen Ankünften. Letzteres stellt eine Verallgemeinerung des klassischen BMAP/G/1 Warteschlangensystems dar. Es umfaßt auch das BMAP/G/1 Warteschlangensystem mit beschränktem Warteraum. Im ersten Teil dieser Arbeit definieren wir einen Level-abhängigen BMAP und leiten wichtige Eigenschaften der Generatormatrix und der Übergangswahrscheinlichkeiten her. Wir zeigen, daß die Übergangsmatrix des Level-abhängigen BMAPs die Vorwärts- und Rückwärtsdifferentialgleichungen erfüllt und somit als Matrixexponentialfunktion der Generatormatrix darstellbar ist. Der zweite Teil befaßt sich mit der Analyse des BMAP/G/1 Warteschlangensystems mit Level-abhängigen Ankünften. Dieses Warteschlangensystem und die zugehörigen stochastischen Prozesse werden in Kapitel 2 eingeführt. Um die Grenzverteilung der Warteschlangenlänge zu bestimmen, verwenden wir die Methode der eingebetteten Markov Kette. In Kapitel 3 bestimmen wir die Einträge der Übergangsmatrix der eingebetteten Markov Kette und die mittlere Zahl Ankünfte während einer Bedienzeit. Stabilitätsbedingungen für das BMAP/G/1 Warteschlangensystem mit Level- abhängigen Ankünften werden durch Anwendung eines verallgemeinerten Foster Kriteriums hergeleitet. Im Level-unabhängigen Fall spielt die Fundamentalperiodenmatrix G die Hauptrolle bei der Bestimmung der Gleichgewichtsverteilung. In unserem Fall hängen die Fundamentalperioden vom Anfangslevel k ab. Daher erhalten wir verschiedene Fundamentalperiodenmatrizen G ( k ) für alle Level k >= 1 . Wir leiten zwei Algorithmen zur Berechnung dieser Matrizen her. Weiterhin zeigen wir, daß die Vektoren der mittleren Anzahlen Bedienabschlüsse während einer Fundamentalperiode die eindeutige Lösung eines unendlich - dimensionalen Systems linearer Gleichungen bilden. Mit diesen Ergebnissen kann die stationäre Verteilung der Warteschlangenlänge zu Bedienabschlußzeitpunkten bestimmt werden. Wir wenden ein Ergebnis aus der Theorie der Semi-Markov Prozesse an, um die Gleichgewichtswahrscheinlichkeiten für Level 0 zu erhalten. Um die Gleichgewichtswahrscheinlichkeiten der übrigen Level zu berechnen, verallgemeinern wir die Formel von Ramaswami. Die Grenzverteilung der Warteschlangenlänge zu beliebigen Zeitpunkten wird unter Verwendung des Hauptsatzes der Erneuerungstheorie hergeleitet. Im dritten Teil betrachten wir einige Spezialfälle. Zunächst nehmen wir an, daß der Phasenprozeß Level-unabhängig sei. In diesem Fall können wir einige unserer Ergebnisse erweitern. Insbesondere leiten wir eine stärkere Stabilitätsbedingung her. Wir beenden diesen Teil, indem wir zeigen, daß unsere Ergebnisse mit den für das klassische BMAP/G/1 Warteschlangensystem und das BMAP/G/1 Warteschlangensystem mit beschränktem Warteraum übereinstimmen. Zum Abschluß dieser Arbeit geben wir einige Hinweise für weitere Forschungen.
Synergieeffekte und Kollaboration bei e-Learning-Anwendungen in selbstorganisierenden Computernetzen
(2009)
In den letzten Jahren haben sich mehrere neue Netzklassen im Bereich der Verteilten Systeme etabliert. Diese können unter Ausnutzung von Selbstorganisationsprinzipien und verschiedener kollaborativer Aspekte viele der netzinhärenten Probleme wie Skalierbarkeit, Latenz- und Lastverteilungsbetrachtungen sowie Konsistenzwahrung entschärfen. Gleichzeitig kann die Nutzung entsprechender Prinzipien zu positiven Synergieeffekten führen, die von den verschiedenen auf diesen Netzen aufsetzten Applikationsdomänen genutzt werden können. Von besonderer Bedeutung sind diese Aspekte für die beiden neuartigen Netzklassen der Multi-Hop Adhoc-Netze (MANETs) und der globalen virtuellen Umgebungen (MMVEs). Beiden Netzklassen ist gemeinsam, dass sie aufgrund der erwähnten Problemstellungen nicht mit traditionellen verteilten Architekturen, wie zentralistischen und monolithischen Systemen, umgesetzt werden können. Hier muss ein Paradigmenwechsel hin zu dezentralen, selbstorganisierenden Systemstrukturen erfolgen, um den angesprochenen Herausforderungen zu begegnen. Die erste in dieser Arbeit untersuchte Netzklasse der MANETs zeichnet sich dadurch aus, dass sie Nutzern erlaubt, immer und überall auf Ihre Daten zugreifen zu können und mit der vor Ort vorhandenen Infrastruktur transparent zu kommunizieren. Dabei erfolgen die Daten-zugriffe vermehrt über immer kleiner werdende mobile Endgeräte, die sowohl aufgrund ihrer inhärenten Mobilität als auch ihrer eingeschränkten Ressourcen daran angepasste Netzstrukturen erfordern. Die neuartige Netzklasse der MMVEs dagegen soll Dateninhalte in einem dreidimensionalen Rahmen und damit nativ und intuitiver als die vorherrschende zweidimensionale Darstellung, wie z.B. im Internet, präsentieren. Der Datenzugriff erfolgt hier meist über eine virtuelle Benutzerrepräsentation " einen Avatar. MMVEs basieren zwar im Vergleich zu MANETs in der Regel auf physisch verlässlichen Netzen, benötigen aber aufgrund der massiven Verteilung und der großen Nutzerzahlen neue Netzwerkarchitekturen. Die Anwendungsdomäne e-Learning eignet sich in diesem Zusammenhang besonders gut für wissenschaftliche Untersuchungen, da hier eine ähnliche Entwicklung beobachtbar ist, wie bei den eingangs erwähnten Netzklassen. Genauso wie mobile Endgeräte immer kleiner und ubiquitär verfügbar werden und das Internet praktisch an jedem Ort der Welt mit hoher Bandbreite nutzbar ist, finden e-Learning Inhalte immer mehr Einzug in das tägliche Leben. Während sie früher nur eine vernachlässigbare Ergänzung zu etablierten Schulungsformen darstellten, die mehr oder weniger invasiv und starr zentral administriert wurde, steigt Ihre Bedeutung besonders im Zusammenhang mit neuen Zugangsformen täglich. Besonders das Bedürfnis an Schulen oder Universitäten sowie bei der innerbetrieblichen Aus- und Weiterbildung, immer und überall verteilt, nativ und transparent auf entsprechende Lehr- und Lerninhalte zugreifen zu können, steigt mit dem wachsenden und teilweise rein wirtschaftlich bedingten Bedarf nach einer qualitativ hohen, kontinuierlichen gesellschafts- und technikdurchdringenden Grund- und Weiterbildung. Die geforderte Transparenz und Ubiquität kann für die angesprochene Anwendungsdomäne dadurch erreicht werden, dass spezielle, auf die neuartigen verteilten Netzstrukturen abgestimmte, Applikationen entwickelt werden, die die netzinhärenten Selbstorganisations-prinzipien explizit ausnutzen. Eine wichtige Fragestellung in diesem Zusammenhang ist, welche Auswirkungen ein solcher Paradigmenwechsel auf die Qualität der Wissens-vermittlung und der Inhalte hat. Erste Evaluationen mit prototypischen Applikationen haben gezeigt, dass dieser Wechsel problemlos möglich ist. Dabei spiegeln auftretende Synergie-effekte die Abbildung auf soziale Netze wieder, die beiden Aspekten inhärent zugrunde liegt und einen Mehrwert erzeugen, der die dabei auftretenden technischen Herausforderungen und Probleme relativiert. Entsprechende Effekte lassen sich sogar noch weiter verstärken, indem kollaborative Aspekte sowohl auf Applikationsebene als auch in den darunter liegenden Basisstrukturen ausgenutzt werden. Die vorliegende Arbeit soll diese Annahmen durch adäquate Beispiele aus beiden Bereichen (MANETs und MMVEs) aus verschiedenen Perspektiven beleuchten und anhand von beispielhaften Anwendungen und darauf aufbauende Evaluationen den Synergiegewinn von e-Learning Applikationen und mögliche kollaborative Aspekte in diesem Umfeld aufzeigen.
Spatial Queues
(2000)
In the present thesis, a theoretical framework for the analysis of spatial queues is developed. Spatial queues are a generalization of the classical concept of queues as they provide the possibility of assigning properties to the users. These properties may influence the queueing process, but may also be of interest for themselves. As a field of application, mobile communication networks are modeled by spatial queues in order to demonstrate the advantage of including user properties into the queueing model. In this application, the property of main interest is the user's position in the network. After a short introduction, the second chapter contains an examination of the class of Markov-additive jump processes, including expressions for the transition probabilities and the expectation as well as laws of large numbers. Chapter 3 contains the definition and analysis of the central concept of spatial Markovian arrival processes (shortly: SMAPs) as a special case of Markov-additive jump processes, but also as a natural generalization from the well-known concept of BMAPs. In chapters 4 and 5, SMAPs serve as arrival streams for the analyzed periodic SMAP/M/c/c and SMAP/G/infinity queues, respectively. These types of queues find application as models or planning tools for mobile communication networks. The analysis of these queues involves new methods such that even for the special cases of BMAP inputs (i.e. non-spatial queues) new results are obtained. In chapter 6, a procedure for statistical parameter estimation is proposed along with its numerical results. The thesis is concluded by an appendix which collects necessary results from the theories of Markov jump processes and stochastic point fields. For special classes of Markov jump processes, new results have been obtained, too.
Due to the breath-taking growth of the World Wide Web (WWW), the need for fast and efficient web applications becomes more and more urgent. In this doctoral thesis, the emphasis will be on two concrete tasks for improving Internet applications. On the one hand, a major problem of many of today's Internet applications may be described as the performance of the Client/Server-communication: servers often take a long time to respond to a client's request. There are several strategies to overcome this problem of high user-perceived latencies; one of them is to predict future user-requests. This way, time-consuming calculations on the server's side can be performed even before the corresponding request is being made. Furthermore, in certain situations, also the pre-fetching or the pre-sending of data might be appropriate. Those ideas will be discussed in detail in the second part of this work. On the other hand, a focus will be placed on the problem of proposing hyperlinks to improve the quality of rapid written texts, at first glance, an entirely different problem to predicting client requests. Ultra-modern online authoring systems that provide possibilities to check link-consistencies and administrate link management should also propose links in order to improve the usefulness of the produced HTML-documents. In the third part of this elaboration, we will describe a possibility to build a hyperlink-proposal module based on statistical information retrieval from hypertexts. These two problem categories do not seem to have much in common. It is one aim of this work to show that there are certain, similar solution strategies to look after both problems. A closer comparison and an abstraction of both methodologies will lead to interesting synergetic effects. For example, advanced strategies to foresee future user-requests by modeling time and document aging can be used to improve the quality of hyperlink-proposals too.
Reconstructing invisible deviating events: A conformance checking approach for recurring events
(2022)
Conformance checking enables organizations to determine whether their executed processes are compliant with the intended process. However, if the processes contain recurring activities, state-of-the-art approaches unfortunately have difficulties calculating the conformance. The occurrence of complex temporal rules can further increase the complexity of the problem. Identifying this limitation, this paper presents a novel approach towards dealing with recurring activities in conformance checking. The core idea of the approach is to reconstruct the missing events in the event log using defined rules while incorporating specified temporal event characteristics. This approach then enables the use of native conformance checking algorithms. The paper illustrates the algorithmic approach and defines the required temporal event characteristics. Furthermore, the approach is applied and evaluated in a case study on an event log for melanoma surveillance.