EPILOG. Die Diplomarbeitspräsentation der Fakultät für Informatik Sommersemester 2011

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1 EPILOG Die Diplomarbeitspräsentation der Fakultät für Informatik Sommersemester 2011

2 Diese Veranstaltung der Fakultät für Informatik wird unterstützt von

3 EPILOG Diplomarbeitspräsentation Das breite Themenspektrum und die vielfältigen Aufgabenstellungen der Abschlussarbeiten an der Fakultät für Informatik werden jedes Semester beim EPILOG präsentiert. In einer Posterausstellung sowie in ausgewählten Vorträgen präsentieren die AbsolventInnen der Fakultät ihre Projekte und stellen sich der Diskussion mit den Anwesenden. Der EPILOG als Plattform für die Präsentation hervorragender Abschlussarbeiten dient gleichzeitig dem Austausch über die aktuelle wissenschaftliche Forschung in den unterschiedlichen Bereichen der Informatik. Auszeichnungen und Preise Die Jury setzt sich aus den BetreuerInnen der nominierten Diplomarbeiten des letzten halben Jahres zusammen. Sie verleiht an eine/n der Vortragenden den mit Euro dotierten Distinguished Young Alumnus/Alumna -Award der Fakultät für Informatik. Beurteilungskriterien sind die Qualität der Diplomarbeit sowie des gehaltenen Vortrags. Das beste Poster aller beim EPILOG anwesenden AutorInnen wird mit dem Best Poster -Award in der Höhe von Euro ausgezeichnet. Zudem vergibt die Bank Austria den Firmenpreis Poster-Award sponsored by Bank Austria in der Höhe von Euro an ein weiteres Poster. Lehrenden-Award Die Fachschaft Informatik zeichnet Lehrende der Fakultät für Informatik in den Kategorien Beste Lernunterlagen, Beste Übungsunterstützung, Bester Vortrag und Beste Wissensvermittlung aus. 1

4 Programm 9. Juni :00 Eröffnung der Posterausstellung 16:00 Begrüßung und Einleitung Gerald Steinhardt, Dekan der Fakultät für Informatik, TU Wien Adalbert Prechtl, Vizerektor für Lehre, TU Wien 16:15 Vorträge zu den nominierten Diplomarbeiten 17:15 Videopräsentation aus der Lehrveranstaltung Multimedia - Produktion Karyn Laudisi und Julian Pölsler Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme, TU Wien 17:45 Verleihung des Lehrenden-Award 18:00 Vergabe der Auszeichnungen 2

5 Vorträge zu den nominierten Diplomarbeiten Sebastian Gabmeyer Formalization of the Operation Recorder based on Graph Transformation Theory Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme, Arbeitsbereich Business Informatics Abstract der Diplomarbeit siehe Seite 9 Günter Anton Khyo Language Support for Linux Device Driver Programming Institut für Computersprachen, Arbeitsbereich für Programmiersprachen und Übersetzerbau Abstract der Diplomarbeit siehe Seite 33 Michael Morak dynasp A Dynamic Programming-based Answer Set Programming Solver Institut für Informationssysteme, Arbeitsbereich Database and Artificial Intelligence Abstract der Diplomarbeit siehe Seite 39 Daniel Prokesch A Light-Weight Parallel Excecution Layer for Shared-Memory Stream Processing Institut für Technische Informatik, Arbeitsbereich Real Time Systems Abstract der Diplomarbeit siehe Seite 65 3

6 4

7 DIPLOMARBEITEN Institute der Fakultät für Informatik Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme... 7 Arbeitsbereich E-Commerce... 7 Arbeitsbereich Business Informatics... 9 Arbeitsbereich Interactive Media Systems Arbeitsbereich Information and Software Engineering Institut für Gestaltungs- und Wirkungsforschung Arbeitsbereich Human Computer Interaction Arbeitsbereich Multidisciplinary Design Institut für Computergraphik und Algorithmen Arbeitsbereich Computergraphik Arbeitsbereich Algorithmen und Datenstrukturen Institut für Computersprachen Arbeitsbereich Theoretische Informatik und Logik Arbeitsbereich Programmiersprachen & Übersetzerbau Institut für Informationssysteme Arbeitsbereich Knowledge Based Systems Arbeitsbereich Database and Artificial Intelligence Arbeitsbereich Distributed Systems Institut für Rechnergestützte Automation Arbeitsbereich Computer Vision Arbeitsbereich Automatisierungssysteme Institut für Technische Informatik Arbeitsbereich Embedded Computing Systems Arbeitsbereich Real Time Systems

8 Andere Institute der TU Wien Institut für Computertechnik Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik Institut für Managementwissenschaften Department für Raumentwicklung, Infrastruktur- und Umweltplanung Institut für Geoinformation und Kartographie Institut für Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie Institut für Wirtschaftsmathematik Institut für Analysis und Scientific Computing Institut Integriert Studieren In Zusammenarbeit mit anderen wissenschaftlichen Einrichtungen Universität Wien Technische Universität Graz Medizinische Universität Wien

9 Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme Arbeitsbereich E-Commerce Stefan Kögl Analyse von Kommunikationsstrukturen und Nachrichtenausbreitung am Beispiel des Microblogging Dienstes Twitter Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Wolfdieter Merkl Twitter, die derzeit wohl bekannteste aller Microblogging Plattformen, war der Begründer einer neuen Form der Kommunikation. Anfangs per SMS, mittlerweile über Webseiten und Clients von Drittanbietern ermöglicht es den Austausch von Kurznachrichten zwischen Benutzern, die asynchrone Beziehungen eingehen. Ursprünglich für den privaten Gebrauch gedacht, gewinnt es immer mehr an Bedeutung für eine kommerzielle Verwendung und die rasche Verbreitung von Nachrichten. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entstehungsgeschichte sowie aktuellen Entwicklungen der Plattform. Außerdem werden Motive zur Nutzung und die Bedeutung von Twitter in der heutigen Zeit erläutert. Im praktischen Teil wurde mit Hilfe der von Twitter zur Verfügung gestellten Programmierschnittstelle eine Datenbasis mit rund Tweets und Benutzern angelegt. Auf Grundlage dieser werden Kennzahlen berechnet, Auswertungen über Retweets sowie die Herkunft und den Zeitpunkt der Erstellung von Tweets gezeigt. Außerdem werden Charakteristika der Twitterer analysiert. Eine Webanwendung, die auf Basis einer Google Map eine geografische Aufbereitung der geocodierten Daten ermöglicht, wurde ebenfalls erstellt. Sie erlaubt es, die Ausbreitung von Retweets auf einer Karte zu visualisieren. Michael Leitner Next Generation Learning in virtuellen Welten am Beispiel von SLOODLE Studium: Masterstudium Informatikmanagement Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Wolfdieter Merkl Die vorliegende Diplomarbeit beleuchtet das Thema des Lernens im virtuellen Raum am Beispiel des Open Source-Projekts SLOODLE. Im Zuge des stetigen Wandels zur Informationsgesellschaft lässt sich beobachten, dass sich Lernund Wissensvermittlungsprozesse zunehmend in den virtuellen Raum verlagern und neue Lernformen wie E-Learning es Institutionen ermöglichen, ihr Bildungsangebot bzw. ihre Bildungsaktivitäten online abzubilden. Den potentiell nächsten Schritt stellt die Gestaltung von immersiven dreidimensio- nalen Lernumgebungen als Verbindung von Virtual Learning Environments (VLEs) mit Multi User Virtual Environments (MUVEs) zur Schaffung eines neuen Lernerlebnisses dar. Das im Zuge dieser Diplomarbeit einer kritischen Betrachtung 7

10 unterzogene SLOODLE-Projekt versteht sich als Integration des Moodle Kursmanagementsystems in die Onlinewelt von Second Life. Ausgehend von einer jeweils separaten Betrachtung führt diese Diplomarbeit die beiden Themenkomplexe "Neue Lernformen" und "Virtuelle Welten" zu einer Behandlung des Lernprozesses im virtuellen Raum zusammen. Im darauffolgenden Kapitel soll ein Einblick in das Prinzip und die Funktionsweise von SLOODLE gegeben sowie Möglichkeiten und Einschränkungen beleuchtet werden. Als praktisches Beispiel wird im nächsten Kapitel ein im Zuge dieser Arbeit erstellter Prototyp vorgestellt, der als kurzer Showcase einer möglichen SLOODLE-Unterrichtssequenz dient. Abschliessend soll, basierend auf den Erfahrungen mit dem Prototyp, ein Ausblick auf die mögliche Entwicklung zukünftiger Lernformen dargelegt werden. Roland Piazzi Analyse der Netzwerkstruktur des österreichischen E-Tourismus-Marktes und Bestimmung der zentralen Knoten Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik Betreuer: Univ.Prof. Dr. Hannes Werthner In dieser Arbeit wird eine Analyse der Netzwerkstruktur des österreichischen E-Tourismus-Marktes durchgeführt und die zentralen Knoten dieses Netzwerks werden mit Hilfe der wichtigsten Zentralitätskennzahlen (Grad-basierte Zentralität, Nähe-basierte Zentralität, Zwischenzentralität) der sozialen Netzwerkanalyse bestimmt. Das Netzwerk besteht aus den Websites der Tourismusanbieter Österreichs, die durch Links miteinander verbunden sind. In den Kapiteln 2 und 3 wird eine theoretische Einführung in die Themenge biete E- Tourismus und Netzwerkanalyse gegeben. Danach folgt in Kapitel 4 die Beschreibung des Crawlers, mit dem die Daten für die Analyse gesammelt werden. In Kapitel 5 wird die methodische Vorgehensweise beim Sammeln der Daten und der Analyse der Ergebnisse dargelegt. Schließlich werden in Kapitel 6 die Ergebnisse präsentiert, wobei das Netzwerk zuerst graphisch dargestellt wird und die berechneten Zentralitätskennzahlen für die Knoten des Netzwerks angeführt werden. Auch wird das Netzwerk mit einem ähnlichen Netzwerk aus dem Tourismusbereich und mit dem Netzwerk des World Wide Webs anhand wichtiger Eigenschaften von Netzwerkmodellen verglichen. In der Folge wird die Grad-basierte Zentralität allgemein und die Zentralitätskennzahl des Eingangsgrads speziell, als relevanteste Kennzahl für die Ermittlung der zentralen Knoten eines Netzwerks des World Wide Webs ermittelt, und die zentralen Knoten werden anhand dieser Kennzahl bestimmt und beschrieben. Insgesamt ergab diese Untersuchung, dass die zentralsten Websites im Netzwerk die sozialen Medien (Facebook, Youtube und Twitter), das Tourismusportal Tiscover, das Portal der ÖBB sowie ein Destinationsmanagement-Portal aus Oberösterreich sind. 8

11 Arbeitsbereich Business Informatics Sebastian Gabmeyer Formalization of the Operation Recorder based on Graph Transformation Theory Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik Betreuerin: O.Univ.Prof. Dr. Gertrude Kappel With the advent of model-driven development, which places models at the center of all development efforts, some of the existing deficiencies of codecentric software development approaches have been addressed. However, at the same time new problems arose, which require, e.g., techniques to describe, control and verify the evolution of models. Drawing from past findings in the field of code-centric software evolution is only partly feasible due to the graph-based nature of models, which renders the porting of solutions for text-based software development impractical. The graph-based nature of models suggests the application of graph transformation-theoretic concepts to models, to formally describe their manipulation by means of graph-rewriting rules. Though the concepts provided by the theory of graph transformation may seem intuitive, the specification of rewriting rules is a non-trivial task, which requires adequate tool support and knowledge of the underlying theory. Due to the heterogeneity of the employed approaches, a tool's capability to specify graph rewriting rules and the degree of assistance offered is hard to determine without prior investigation. Thus, a survey of existing tools was conducted, which revealed the Operation Recorder as a suitable tooling environment. In contrast to all other surveyed tools, it offers a by-demonstration environment, which allows to showcase the intended transformation instead of requiring its manual construction. The Operation Recorder, however, lacks a formal basis which prevents the verification of its transformations. Therefore, a framework to describe attributed graphs with inheritance, composition and multiplicities is presented with the aim to embed the Operation Recorder into this framework. For this purpose, a conceptual alignment is pursued which demonstrates the equivalence and interchangeability of the concepts provided by the Operation Recorder and those provided by the theory of graph transformation. 9

12 Patrick Zwickl Visual Design and Analysis Support for Answer Set Programming Studium: Masterstudium Information & Knowledge Management Betreuerin: O.Univ.Prof. Dr. Gertrude Kappel In the last decade, logic programming experienced new impetus by the growth of Answer Set Programming (ASP) as one of the key drivers in the academic world. However, ASP could not attract the same interest as other declarative programming languages in practice so far. This lack of interest in ASP may be explained by the absence of a sufficiently supported software engineering methodology resulting in a difficulty of designing and developing ASP programs. No tools supporting the development of ASP programs are available. So far, no modeling environment has been introduced in the context of software development based on the ASP paradigm, which offers valuable abstraction and visualization support during the development process. This thesis aims at establishing a novel method for visually designing and analyzing ASP programs. Therefore, a graphical approach for the visualization of ASP is proposed, which is based on concepts presented in literature for other declarative approaches. Moreover, concepts of model engineering are combined with the field of logic programming. Following a Model-Driven Engineering approach, an ASP-specific modeling language is established which is able to visualize important facets of ASP. The modeling language is applied within a graphical editor for the model creation. The resulting models are transformed to textual ASP programs by a code generator. The model engineering approaches are used to define the metamodel, a graphical editor, and to generate the ASP program code from models. Therefore, the link between the formalism of ASP and the graphical representation has to be established. Due to the close connection between ASP and deductive databases---databases with logical reasoning capabilities--- the widely used Entity Relationship diagram is applied as initial visualization method for ASP programs. Arbeitsbereich Interactive Media Systems 10 Markus Autengruber A Vision-Based System for Fingertip Detection on Tracked Interactive Surfaces Studium: Masterstudium Medieninformatik Betreuer: Privatdoz. Dr. Hannes Kaufmann Multi-touch sensing on interactive tabletops and other flat surfaces has become a major trend in the field of human-computer interaction over the past years. The main objective is to provide a touch interface for the direct manipulation of digital content by multiple users at the same time. Within these terms the appropriate design of the interactive surface as well as the

13 automatic detection and tracking of fingertips are crucial. Popular techniques for fingertip and touch detection use specific contact-sensitive computer hardware that is either relying on optical sensing in a controlled environment or capacitive surface technology. Since such hardware is usually custommade, those interaction systems are mostly expensive, inconvenient to move, install and operate and not scalable. To overcome these drawbacks, a number of multi-touch researchers strive for alternative techniques to provide more adjustable interfaces. Here, everyday surfaces shall be augmented with the functionality of touch-based user interfaces, while using none but off-theshelf and affordable vision hardware and relying on state-of-the-art computer vision methods and algorithms. This work starts off with the description, discussion and evaluation of common surface hardware technologies as well as existing techniques based on simple video hardware. After that, a set of straightforward computer vision algorithms is selected in order to develop a stand-alone software application. The application is capable of continuously tracking a rectangular surface as well as detecting multiple fingertips that hover above its top. This work is concluded by providing relevant empirical results on computer vision-based rectangle and fingertip detection in natural indoor environments. Harald Jordan Runtime-optimised Intra Coding Mode Selection for Real-time H.264/AVC Video Coding Studium: Masterstudium Informatikmanagement Betreuerin: Ao.Univ.Prof. Dr. Margrit Gelautz H.264 is a powerful video compression standard using advanced spatial and temporal encoding techniques. Compared to the MPEG4 Part 2 standard, H.264 achieves the same visual quality at half of the bitrate. The coding efficiency of H.264 makes it well suitable for quality- and time-critical video applications such as low-latency video transmission. This work concentrates on a part of the H.264 coding process that is used in many of these applications - the spatial (Intra) prediction. This coding tool propagates pixels in a frame for predicting unknown neighbouring pixel regions. H.264 supports multiple propagation patterns which are referred to as coding modes. The challenge of most realtime video encoders is to choose an efficient coding mode in a reasonable amount of time. This process is called coding mode selection (CMS) and involves the computation of all possible coding modes and choosing the best one. This thesis focuses on reducing the computational complexity of the CMS. First, we investigate the behaviour of the CMS on a set of test sequences. The impact on the coding efficiency when using only a reduced number of coding modes is analyzed. Second, we develop two methods for speeding up the CMS. Both methods skip the computation of coding modes that are unlikely to improve the coding efficiency. This results in a significant reduction in the computational complexity of the encoder. 11

14 Wolfgang Knecht Clustered Deep Shadow Maps for Multiple Volumes and Geometry Using CUDA Studium: Masterstudium Computergraphik & Digitale Bildverarbeitung Betreuer: Univ.Prof. Dr. Dieter Schmalstieg In der Computergrafik spielen Schatten eine bedeutende Rolle und tragen wesentlich zur Atmosphäre in einer drei dimensionalen Szene bei. Das Zusammenspiel von Schatten volumetrischer Objekte, wie etwa Wolken oder Rauch, als auch Schatten von polygonaler Geometrie stellt in der Echtzeitgrafik eine besondere Herausforderung dar. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, qualitativ hochwertige Schatten in Szene mit mehreren volumetrischen sowie lichtdurchlässigen polygonalen Objekten zu berechnen. Schatten werden dabei auf Objekte vom selben Typ als auch auf Objekte von unterschiedlichem Typ geworfen. Dazu wird die Implementierung von Deep Shadow Maps auf Basis eines Polyhedral Volume Renderers beschrieben. Die Implementierung unterstützt neben Spot-Lichtquellen auch omnidirektionale Lichtquellen. Des Weiteren werden zwei verschiedene Methoden beschrieben wie Deep Shadow Maps abgespeichert werden. Um qualitativ bessere Ergebnisse zu erzielen, werden Objekte der Szene in Gruppen zusammengefasst und für jede Gruppe eine separate Deep Shadow Map berechnet. Auf aktueller Hardware können Schatten in Szenen, bestehend aus mehreren volumetrischen Objekten sowie polygonaler Geometrie, mit interaktiven Frameraten berechnet werden. Wolfgang Morgenbesser Spracherkennung in mobilen Endgeräten Studium: Masterstudium Medieninformatik Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Horst Eidenberger In dieser Arbeit wird ein Spracherkennungssystem mit einfacher Wortübersetzung für mobile Endgeräte wie Mobiltelefone und PDAs geplant und auf einem Zielgerät umgesetzt. Dazu werden im ersten Teil die theoretischen Grundlagen von Sprache und Spracherkennung beleuchtet. Im Anschluss wird auf prominente Verfahren im Verlauf des Spracherkennungsprozesses eingegangen. Auch werden potentielle Störquellen und Restriktionen im mobilen Einsatz untersucht. Im zweiten Teil wird die Java ME- Plattform vorgestellt, welche als Basis für die praktische Umsetzung des Spracherkennungssystems dient. Der eigentliche Entwicklungsprozess wird von der Technologieauswahl, über die tatsächliche Umsetzung bis hin zu Optimierungen und Schwierigkeiten im Rahmen der praktischen Arbeit ausgeführt. Die experimentelle Validierung liefert schließlich Informationen und Aufschlüsse über das eingesetzte System. 12

15 Arbeitsbereich Information and Software Engineering Daniel Bründl Einbettung der Risk Oriented Process Evaluation in das (IT-) Projektmanagement Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik Betreuer: Privatdoz. Dr. Edgar Weippl Projektmanagement, derzeit ein beliebtes Schlagwort in verschiedenen Bereichen der Wirtschaft, gewinnt speziell in der Softwareentwicklung immer mehr an Bedeutung. Kaum ein Vorhaben, und sei es vermeintlich ein noch so kleines, wird heutzutage ohne ein zumindest rudimentäres Projektmanagement abgewickelt. Einen der Hauptgründe für diese Tatsache kann man in der Globalisierung orten. Arbeitsverhältnisse werden kontinuierlich aufgeweicht und hierarchische Strukturen gleichzeitig flexibler gestaltet, um den neuen Anforderungen schneller und effizienter begegnen zu können. Diese Strömungen sind grundsätzlich richtig und wichtig; allerdings wird etwaigen Risiken, welche mit einem derartigen Umstrukturierungsprozess verbunden sein können, zu wenig Beachtung geschenkt beziehungsweise verfügt das klassische Projektmanagement über zu wenig brauchbare Vorgehensweisen. Genau diese Risiken werden jedoch gegebenenfalls über Erfolg oder Misserfolg eines Projekts entscheiden. Der derzeitige Status quo im (IT)- Projektmanagement legt daher den Schluss nahe, dass etwaige auftretende Risiken nicht in geeigneter Art und Weise behandelt werden. In dieser Arbeit wird ein möglicher Lösungsvorschlag für dieses Problem erarbeitet. Ein neues Vorgehensmodell - Risk Driven Process - enthält Elemente der Prozessmodellierung, mit dem ein neues Risikomanagement im Projektmanagement installiert werden kann. Risk oriented process evaluation nach Jakoubi und Tjoa wird dabei als Grundlage für den neuen Ansatz verwendet und um die Anwendung im Projektmanagement erweitert. Schließlich wird das neue Modell mittels Abarbeitung eines Fallbeispiels untermauert. Alexander Duggleby Software-based Atomation of Risk Assessment Studium: Masterstudium Software Engineering & Internet Computing Betreuer: O.Univ.Prof. Dr. A Min Tjoa Due to the complex world we live the outcome and consequences of the decisions we make cannot be fully understood. We have evolved to cope with this uncertainty in our daily lives. It becomes a challenge when multiple stakeholders are involved and we are held responsible by others for our actions. The field of risk research has occupied researches for decades and produced numerous methods for managing these risks. Even so they are often incompatible with each other and the results are highly subjective causing low adoption rates by organisations. These methods seldom define 13

16 details in process implementation and a lack of tooling support makes the actual risk assessment phase very cost intensive. The expert sources required are often interviewed personally and the data processed by hand. This ultimately leads to less assets being surveyed. This thesis attempts to automate large parts of the aforementioned process with the help of software tools. The cost of the whole process can be reduced by designing an integrated and automated software solution for risk assessment which in turn allows more assets to be assessed. The basis for the automation is a systematic assessment of the assets state and hierarchical aggregation of the resulting risk levels. Common risk management methodologies were examined, commonalities identified and a generic risk assessment approach defined. A data model was developed to describe processes based on this approach. A software prototype based on the derived technical data model was used to test the validity and aggregation capabilities of the concept based upon a common risk management methodology for IT security. The main results of this work are the generic risk assessment process, the design of a technical model for describing and documenting it and the software prototype application that supports it. Riccardo Gottardi Complex Digital Object Preservation Studium: Masterstudium Software Engineering & Internet Computing Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Andreas Rauber 14 Diese Arbeit analysiert die Problematik der langfristigen Bewahrung von elektronischen Dokumenten. Eine neue Herausforderung im Bereich der digitalen Langzeitarchivierung betrifft komplexen Objekte, die aus mehrerem einzelnen Objekten bestehen. Um die Erhaltung und Verwendung dieser Objekte sicherzustellen, müssen deren einzelne Teile analysiert und falls erforderlich behandelt werden. Das Problem der langfristigen Bewahrung von digitalen Objekten ist, den Zugriff auf diese unbegrenzt zu sichern. Alle Teile im Dokument, die sich in obsoleten oder proprietären Formaten befinden, werden für die langfristige Verwendung in bevorzugte und geeignetere Formate migriert. Im ersten Teil dieser Arbeit wird der Prozess der extrahierung der einzelnen Elementen des komplexen Objektes beschrieben. Danach werden die Objekte migriert und in ein neues komplexes Objekt des gleichen Formats wie das Ausgangsobjekt zusammengesetzt. Der zweite Teil der Arbeit zeigt einen Musterfall, wo unterschiedliche Dokumente in ODF oder ooxml Format mit verschiedenen Alternativen, einschließlich der Migration mit dem COP Plug-in, migriert werden. Das COP Plug-in ist ein selbst implementiertes Plug-in für jhove, das die Standard-Features wie die jhove Identifizierung, Validierung und Charakterisierung der digitalen Dokumente auf ODF oder ooxml Format einschliesst. Außerdem ermöglicht die Software die Extraktion der Struktur der Formate und die Herauslösung kritischer Objekte aus dem komplexen Objekt. Die Ergebnisse dieses Experimentes zeigen, dass wenn das digitale Dokument als ein komplexes

17 Element behandelt wird, die Qualität der Migration für eine lang-zeit Archivierung erhöht wird. Dies ist möglich, weil das originale Format bewahrt bleibt und die Probleme der Unterlemente individuell gelöst werden oder in einen neuen Format unmgewandelt werden können. Michael Handler Semantic Data Integration in (Software+) Engineering Projects Studium: Masterstudium Software Engineering & Internet Computing Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Stefan Biffl The major problem that arises, when complex systems have to be engineered, is weak interoperability of tools in one engineering domain and especially between tools of different engineering domains. Incompatible syntactical representations of the same semantic concepts make efficient integration of engineering tools especially difficult. In addition high quality standards and rapidly changing requirements for large engineering projects create the need for advanced project management and quality assurance applications, like end-to-end tests across tool and domain boundaries. To solve the integration problem often costly and hard to maintain point to point integration between the tools is done. But these systems are not capable of fulfilling the requirements of a modern engineering environment, like robustness, flexibility and usability. The Engineering Knowledge Base (EKB) is a framework for semantic engineering environment integration. In this thesis a semantic data integration solution for (software+) engineering is developed based on the EKB concept. A prototype of the EKB is developed and integrated into the Open Engineering Service Bus (OpenEngSB). The prototype is evaluated against the current technical-only integration provided by the OpenEngSB with the help of two use cases: (1) Definition Of Quality Criteria Across Tool Data Models in Electrical Engineering and (2) Change Impact Analysis for Requirement Changes. The empirical evaluation shows that the EKB is an effective and efficient way to provide the necessary infrastructure for advanced applications like end-to-end tests across tool boundaries. Nevertheless additional configuration and maintenance effort is needed to manage the semantic knowledge. Yet if applications like those described in the real world use cases have to be performed, the additional features of the proposed semantic integration framework outbalance these disadvantages. 15

18 Mario Imber A Unified Tooling Framework for Pedestrian Simulation Studium: Masterstudium Software Engineering & Internet Computing Betreuer: Privatdoz. Dr. Edgar Weippl Mathematical models of walking behaviour of pedestrians find application in numerous areas including architecture, panic analysis, traffic control, urban design, retail industry or entertainment. Pedestrian modelling evolved into a broad field of research with approaches following various different base concepts. Commercial and prototypical software tools exist to enable analysis and simulation of pedestrians in a given environment. Existing software solutions provide highly integrated components used to design simulation scenarios, run simulations or calculations and visualize or analyse the results. Though this application structure supports a consistent user experience, it prohibits the reuse of scenario definitions with different simulation models due to proprietary interfaces or tightly coupled implementations. This thesis follows an alternative approach of decoupled scenario creation, attempting to develop a more flexible tooling framework for unified definition of pedestrian scenarios. The framework consists of two parts, first the specification of a generic interface used to describe the parameterization of scenarios expected by a simulation model and to specify scenario instances following that parameterization, and second a software tool supporting the creation of simulation scenarios conforming to that interface. The interface specification is developed based on a generic model of scenario input data, which is derived from an analysis of existing models. A categorization of modelling approaches is given, followed by reviews of selected proposals in literature providing a broad coverage of the problem field. The technical realization of the interface in XML is discussed using UML class diagrams. A Java implementation, the Scenario Builder, is presented as the second framework part, a software tool realizing user interface concepts that enable practical adoption of the proposed interface. Martin Leonhartsberger-Schrott ASTER - Entwurf und Implementierung eines sensorenbasierenden Rubik- Würfels als Lernspiel Studium: Masterstudium Informatikmanagement Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Gerald Futschek 16 Der 1974 von Ern Rubik erfundene "Zauberwürfel" ist für Kinder und Erwachsene gleichermaßen eines der beliebtesten Puzzlespiele. Diese Arbeit beantwortet die folgenden Frage: Wie kann eine Implementierung einer interaktiven, sensorenbasierenden Version des Rubik-Würfels und deren Einbettung in eine didaktisch wertvolle Software aussehen? Ein würfelförmiges Eingabegerät wurde gebaut und dokumentiert, welches im Inneren einen Mikrocontroller und diverse Sensoren verbirgt. Deren Messergebnisse

19 werden zu einem Computer übertragen, auf welchem der zweite Teil der Arbeit zum Einsatz kommt: Ein Programm, das diese Werte interpretiert und einen virtuellen Rubik-Würfel rendert. Dieser folgt dem Eingabegerät sowohl in Konfiguration als auch bezüglich der Orientierung im Raum. Diese Arbeit beschreibt die technischen und mathematischen Grundlagen des Prototyps und argumentiert die didaktischen Prinzipien der Lernsoftware. Zusätzlich werden konkrete Unterrichtsszenarien präsentiert, die das entwickelte System inkorporieren. Außerdem wird die entwickelte Hard- und Software in Bezug auf ihre Einsetzbarkeit auf älteren Systemen einer Evaluation unterzogen. Abschließend werden mögliche zukünftige Weiterentwicklungen diskutiert. Ludwig Meyer Lightweight UML Model Creation Studium: Masterstudium Software Engineering & Internet Computing Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Stefan Biffl UML ist ein industrieweit anerkannter Modellieungs-Standard mit 13 Diagrammtypen und einfacher Notation. Obwohl es breite Tool-Unterstützung gibt, sind viele dieser Tools nur schwer bedienbar. Sie leiden unter nicht optimal entworfenen Benutzeroberflächen mit schwer entzifferbaren Icons, Pop-Up Fenstern, verschachtelten Menüs und Tab-Panes, etc. Textbasierte Benutzereingabe bietet eine Alternative zu bekannten grafischen Metaphern. Das open-source Tool UMLet integriert den text-basierten Ansatz beim Modellieren, um Elemente und Diagramme mittels einfacher Grammatik zu erstellen. Diese Arbeit vergleicht die Effizienz herkömmlicher GUIs mit UMLets textbasiertem Interface im Kontext des explorativen UML Modellierens auf Basis repräsentativer Use-Cases. Die Evaluierung beruht auf einer vereinfachten Methode zur quantifizierten Messung von Benutzeroberflächen. Sie betrachtet die Anzahl der durch den Nutzer erforderlichen Interaktionen zur Erfüllung einer Aufgabe. UMLet ist ein leichtgewichtiges Werkzeug zur UML Modellierung. Der Fokus liegt auf einem einfachen und verständlichen Bedienungskonzept. Die Erstellung von Diagrammen so einfach und schnell wie mit Papier und Bleistift, aber mit den Vorteilen bei der Modifikation und Verfeinerung am Bildschirm. Ein text-basiertes Interface erhöht die Bedienungsgeschwindigkeit bei der Erstellung von Diagrammen. Einfache aber zugleich mächtige Syntax erlaubt die Modifikation einzelner Elemente, und sogar ganzer Diagrammtypen. Eines der Schlüsselfeatures UMLets ist seine erweiterbare, modulare Struktur mithilfe eines integrierten Java- Compilers. Die Benutzer können anhand eines einfachen Templates, das bereits alle notwendige Basisfunktionalität aufweist, einfach und schnell mittels Java ihre eigenen Elemente erstellen. UMLet bietet eine fast komplette Unterstützung für UML 2.0 und ist nicht zuletzt durch die Erweiterbarkeit mit Hilfe der genannten Custom-Elements an die jeweiligen Anforderungen leicht anpassbar. 17

20 Christian Österle Extension of the Business Process Execution Language (BPEL) with probabilistic time management of choreographies and time constraints in workflow systems Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik Betreuer: O.Univ.Prof. Dr. A Min Tjoa WS-BPEL provides a language for describing the behavior of a business process based on interactions between the process and its partners. The interactions of partners occurs through web service interfaces which ensure interoperability between applications by using web standards. Time management and temporal conformance is an important criteria for business processes. It ensures that activities are performed in a timely manner and that the right information is delivered to the right activities at the right time, such that overall temporal restrictions are satisfied and no deadline is violated. Deadline violations increase the execution time and cost of business processes because they require some type of exception handling. The contribution of this diploma thesis will be the implementation of a tool that enables users to augment WS-BPEL-processes with temporal information in design time and a run time component for checking the temporal behavior of the processes at run time. In design time a valid temporal interval for (activities of) each process is calculated with consideration for the structure of each process and the interactions between different processes and then checked if the model is temporally feasible, i.e. there is a solution satisfying all temporal constraints. Calculating the temporal intervals and checking the temporal conformance will be performed for two cenarios. The interval-based scenario, which allows a variable duration of activities within an interval. The stochastic scenario, that allows the definition of different activity durations with different probabilities and also takes the conditional branching behavior into account. In run time, it is checked if the activities are executed within the valid calculated intervals at design time. Therefore the time points of all processes are mapped to a calendar with current dates and times. Then, the temporal status of each process instance can be monitored. Alexander Pucher Resource Efficiency in Tritonsort - Optimization of Resource Utilization in large-scale external Sorting Studium: Masterstudium Software Engineering & Internet Computing Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr. Stefan Biffl 18 Internet scale services like Google Search and Cloud services operate on massive amounts of information. Timely processing of this data at the scale of Tera- and Petabytes requires the use of DISC systems, orchestrating large assets of hardware with frameworks such as Apache Hadoop. Annually, DISC system performance is compared by Sort Benchmark. Recent results show

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