In dieser Arbeit präsentieren wir einen systematischen Ansatz zur Multithread Implementierung von Divide und Conquer sowie inkrementellen Algorithmen. Wir stellen für beide Kategorien von Algorithmen ein Framework vor. Beide Frameworks sollen die Behandlung von Threads erleichtern, die Implementierung von parallelen Algorithmen beschleunigen und die Rechenzeit verringern. Mit Hilfe der Frameworks parallelisieren wir beispielhaft zahlreiche Algorithmen insbesondere aus dem Bereich Computational Geometry, unter anderem: Sortieralgorithmen, konvexe Hülle Algorithmen und Triangulierungen. Der Programmcode zu diese Arbeit ist in C++ unter Verwendung templatisierter Klassen implementiert und basiert auf der LEDA Bibliothek.

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.

Gegenstand der Dissertation ist die Untersuchung der Fragestellung,welchen Einfluss das meist implizit zu Grunde liegende Begriffsverständnis auf die inhaltliche Erschließung von Texten hat. Ausgehend von der Überlegung, dass Begrifflichkeit auf dem Zusammenhang zwischen Sachverhalten beruht, wird die These verfolgt, dass dieser Zusammenhang auch in der schriftlichen Kommunikation wiederzufinden sei. Darauf aufbauend wir eine Vorgehensweise entwickelt, die Texte hinsichtlich auftretender Kommunikationsmuster untersucht, diese extrahiert und anwendet um neue Bezeichner für Begriffe zu identifizieren. Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass keine linguistische Vorverarbeitung und kaum Trainingsdaten nötig sind.

Diese Arbeit stellt eine einheitliche Workbench zur Entwicklung von mobilen Anwendungen in multihop Ad-Hoc-Netzwerken vor. Die einheitliche Workbench besteht aus drei Bausteinen: einem Simulator für diese Netzwerke, einer hybriden Emulationsumgebung für mobile multihop Ad-Hoc-Netzwerke und einer Ausführungsplattform für Anwendungen auf mobilen Geräten. Anwendungen können bereits im Simulator vollständig implementiert und evaluiert werden. Der entstandene Code kann unverändert sowohl im Emulationsteil als auch auf der Ausführungsplattform für mobile Geräte eingesetzt werden. Im passenden dreistufigen Entwicklungsprozeß wird die Anwendung im Simulator implementiert und getestet, bevor sie -- zusammen mit einer graphischen Oberfläche -- in der hybriden Emulationsumgebung weiter evaluiert und optimiert wird. Zuletzt erfolgt die Erprobung auf mobilen Geräten im Feldversuch. Mehrere tausend bis zehntausend mobile Geräte können in der Workbench durch die Beschränkung auf die topologischen Aspekte des Ad-Hoc-Netzwerks und eine besondere Bewegungsmodellabstraktion, die die besonders effiziente Berechnung der Bewegungs- und Konnektivitätsdaten der Geräte ermöglicht, effizient simuliert werden. Die Vorausberechnung und Wiederverwendung dieser Daten ist möglich. Simulationen können in Echtzeit detailliert visualisiert werden, wobei die Art der Visualisierung und das Ausgabeformat vom Benutzer definiert werden können. Die Workbench und der Softwareentwicklungsprozeß für Anwendungen in mobilen multihop Ad-Hoc-Netzwerken werden anhand einer Fallstudie erprobt. Dabei werden die Erfahrungen bei der Implementierung einer Middleware für Ad-Hoc-Anwendungen sowie bei der Entwicklung einer selbstorganisierenden Auktionsanwendung aufgezeigt.

Vorlesungsskript zur Vorlesung: Bauelemente der Technischen Informatik

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.

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.

In der Forschungsliteratur ist Medienwandel bislang überwiegend als Wandel von Kommunikationstechnologienbehandelt worden, Theorien zum Medienwandel sind ein Forschungsdesiderat. Ziel der Arbeit ist es, anhand exemplarischer Untersuchungen zu klären, ob es bestimmteGelenkstellen gibt, an denen einerseits Probleme der Medientransformation sichtbar werdenund sich andererseits gleichzeitig Anforderungen an eine Theorie des Medienwandels ableitenlassen. In der Arbeit werden dabei explizit nicht nur die Kommunikatorseite, sondern auch die Angebote selbst und ihre Nutzung mit einbezogen. Für die Arbeit wurden empirische Untersuchungen in zwei Online-Redaktionen unterschiedlicher Muttermedien vorgenommen (teilnehmende Beobachtung, Leitfadeninterview). Die Onlineangebote wurden durch eine Studie zur Rezeption dieser Angebote in die Untersuchung mit einbezogen. Betrachtet werden die Redaktionsorganisation, Präsentationsmuster des Angebots und die Rezeptionsmuster, die sich bei der Nutzung der untersuchten Angebote zeigen. Die von den untersuchten Anbietern eingesetzte Strategie der Adaption erweist sich angesichts eines Mißverhältnisses zwischen Produktionskompetenz und -möglichkeiten der Macher und der Abstimmung der Angebote auf die Nutzungskompetenz ihrer Rezipienten als problematisch. Eine Theorie des Medienwandels muss mehrdimensional und integrativ sein, um den verschiedenen wechselseitigen Abhängigkeiten der Medienkommunikation gerecht zu werden.