EPILOG. Präsentation der Diplomarbeiten der Fakultät für Informatik. Wintersemester 2010/11

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1 EPILOG Präsentation der Diplomarbeiten der Fakultät für Informatik Wintersemester 2010/11

2 Diese Veranstaltung der Fakultät für Informatik wird unterstützt von Hauptsponsor sowie

3 Die Fakultät für Informatik präsentiert die Diplomarbeiten des letzten halben Jahres in einer Posterausstellung und ausgewählten Vorträgen. Ziel der Veranstaltung ist es, einen Einblick in das breite Spektrum der Themen und Aufgabenstellungen der Abschlussarbeiten an den verschiedenen Instituten und Arbeitsbereichen zu geben. P R O G R A M M 2. Dezember :00 Uhr Eröffnung der Posterausstellung unter Anwesenheit der AutorInnen und BetreuerInnen der ausgestellten Poster. 16:00 Uhr Vorträge (im Hörsaal FH 6) Begrüßung und Einleitung Dekan G. Steinhardt, Vizerektor A. Prechtl Vorträge zu den nominierten Diplomarbeiten Erstmalige Verleihung des Lehrenden Award der Fachschaft Informatik in den Kategorien: - Beste Lernunterlagen - Beste Übungsunterstützung - Bester Vortrag - Beste Wissensvermittlung 18:00 Uhr Vergabe der Auszeichnungen mit anschließendem Buffet 4

4 V O R T R Ä G E Für die beste Diplomarbeit wird von einer Jury aus Professorinnen und Professoren der Fakultät unter dem Vorsitz des Studienkommissions- Vorsitzenden Gernot Salzer, der mit dotierte "Distinguished Young Alumnus/Alumna"-Award vergeben. Beurteilungskriterien sind dabei die Diplomarbeit sowie der gehaltene Vortrag der von den Instituten nominierten Absolventinnen und Absolventen. Lukas Krammer Motion Planning for Car-like Robots Institut für Rechnergestützte Automation, Arbeitsbereich Automatisierungssysteme Andreas Pieber Flexible Engineering Environment Integration for (Software+) Development Teams Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme, Arbeitsbereich Information & Software Engineering Ernst Schwartz Measuring the effects of aortic branch transposition onto the vessel dynamics of the Aorta Institut für Rechnergestützte Automation Magdalena Widl Memetic Algorithms for Break Scheduling Institut für Softwaretechnik Informationssysteme, Arbeitsbereich Database and Artificial Intelligence Das beste ausgestellte Poster wird mit dem mit dotierten Best Poster Award ausgezeichnet. Zusätzlich gibt es für Firmen die Möglichkeit, spezielle "Firmenpreise" an die von der Fakultät nominierten Vortragenden zu vergeben: Microsoft sponsert einen Förderpreis, weiters wird ein Poster Award sponsored by Bank Austria vergeben. 5

5 D I P L O M A R B E I T E N I NSTITUT FÜR TECHNISCHE INFORMATIK Arbeitsbereich Real Time Systems Kenan Bilic Experimenteller Vergleich von Lösungen zur Integration zeitgesteuerter und ereignisgesteuerter Kommunikation auf Basis von FlexRay Studium: Masterstudium Technische Informatik BetreuerIn: Privatdoz. Dr. Roman Obermaisser Abstract: In verteilten Systemen erfolgt die Kommunikation zwischen den Komponenten nach dem ereignisgesteuerten oder dem zeitgesteuertem Paradigma. Bei diesen Paradigmen gibt es Unterschiede bei signifikanten Eigenschaften wie Zeitverhalten (z.b. Latenz, Bandbreitenausnutzung), Fehlerisolation und der Stabilität von bereits validierten Services. Das Ziel dieser Arbeit war es FlexRay als Grundlage zu verwenden um ereignisgesteuerte Kommunikationen im statischen und dynamischen FlexRay Segment zu implementieren und diese Implementierungen auf ihre signifikanten Eigenschaften zu überprüfen. Zu diesen Zweck wurde eine Overlay-Networkebene implementiert, welche die zeitgesteuerte Kommunikation im statischen FlexRay Segment verwendet um einen ereignisgesteuerten Kommunikationsdienst zu realisieren. Diese Implementierung wird "ereignisgesteuertes System aufbauend auf einem zeitgesteuerten System" genannt. Für den zweiten Ansatz zur Implementierung der ereignisgesteuerten Kommunikation wurde das dynamische Segment von FlexRay benutzt. Das dynamische Segment implementiert die ereignisgesteuerte Kommunikation direkt am Media Access Control (MAC) Layer. Dieser Ansatz wird "ereignisgesteuertes System parallel zu einem zeitgesteuerten System" genannt. Ein experimenteller Aufbau wurde auf Grundlage eines Clusters mit vier Powerlink PL5A1-Knoten, dem FlexRay- Kommunikationskontroller MFR4200 und dem Betriebssystem TTX-OS realisiert. Die experimentellen Ergebnisse haben gezeigt, dass das ereignisgesteuerte System parallel zu einem zeitgesteuerten System bessere durchschnittliche Latenzzeiten und eine höhere Bandbreitenausnutzung bietet. Fehlerisolation und die Stabilität von bereits validierten Services sind nur im ereignisgesteuerten System aufbauend auf einem zeitgesteuerten System gegeben. Bernhard Fischer Model-Based Development of Distributed Embedded Systems by the Example of the Scicos/SynDEx Framework Studium: Masterstudium Software Engineering & Internet Computing BetreuerIn: Privatdoz. Dr. Wilfried Elmenreich 6 Abstract: Die Erstellung eingebetteter Systeme wird mit erhöhten funktionellen Anforderungen, der raschen Weiterentwicklung von Komponenten, und

6 verkürzten Lieferzeiten konfrontiert. Eine Antwort auf erhöhte Anforderungen und Komplexität sind Entwicklungsmethoden basierend auf Modellen. Die modellbasierte Entwicklung trennt fachliche und technische Belange auf verschiedenen Ebenen, und unterstützt dabei die konzeptuelle Erfassung von Systemen, automatisierte Codegenerierung, formale Verifikation, und Zertifizierung. Diese Arbeit demonstriert den modellbasierten Entwurf von eingebetteten Systemen mit dem quelloffenen Scicos/SynDEx Framework. Scicos ist ein Modellierungs- und Simulationswerkzeug für hybride Systeme. SynDEx ist eine integrierte Entwicklungsumgebung für die Prototypenerstellung verteilter Systeme. Die Umsetzung des modellbasierten Ansatzes wird mit zwei konkreten Beispielen aus dem Bereich der Regelungstechnik auf einer Entwicklungsplattform bestehend aus mehreren vernetzten Mikrokontrollern, Sensoren, und Aktuatoren durchgeführt. Resultierende Ergebnisse helfen für mittelgroße eingebettete Systeme Vorund Nachteile des modellbasierten Ansatzes gegenüber traditionellen, handgeschriebenen Ansätzen abzuwiegen. Einprozessoranwendungen zeigten einen erhöhten dynamischen und statischen Speicherverbrauch im Vergleich zu handgeschriebenen Ansätzen - dagegen ist der von den Werkzeugen gebotene Komfort durch Simulation, Verifikation und automatischer Codegenerierung abzuwiegen. Unökonomisch ist der Einsatz des Frameworks für einzelne Applikationen, dies wurde durch den nötigen Aufwand für die Erstellung eines nahtlosen Modellierungs-Frameworks und den erhöhten Entwicklungsaufwand bezeugt. Der mittels SynDEx generierte Code konnte nicht an Mikrokontroller angepasst werden ohne das Zeitverhalten der Applikation signifikant zu verändern. Das Scicos/SynDEx Framework wird deshalb nur für experimentelle Zwecke empfohlen. Arbeitsbereich Embedded Computing Systems Andreas Dielacher A Pipelined Distributed Fault-Tolerant Clock Generation Algorithm in VLSI - Proofs and Implementation Studium: Masterstudium Technische Informatik BetreuerIn: Univ.Prof. Dr. Ulrich Schmid Abstract: Aufgrund der sinkenden Strukturgrößen und Taktdurchlaufzeiten ist die Leistungsfähigkeit von VLSI (very large scale integration) Schaltungen enorm angestiegen. Diese Entwicklung gibt den Hardwaredesignern einerseits die Möglichkeit, hochkomplexe Systeme zu bauen, andererseits führt das zu Nebeneffekten in Bezug auf die Takterzeugung: (i) Die geringen Strukturgrössen machen die Transistoren anfälliger für SEUs und SETs (single event upsets und transients), die durch Strahlung verursacht werden, und (ii) die zunehmende Komplexität macht eine voll synchrone Verteilung des Taktes sehr kostspielig oder gar unmöglich. Eine offensichtliche Lösung für (i) und (ii) ist die des GALS (Globally Asynchronous Locally Synchronous) Konzepts: Die Idee ist die Partitionierung des Chips in lose gekoppelten funktionalen Einheiten. Im Projekt DARTS wurde ein alternatives Taktgenerierungssystem für GALS entwickelt, das fehlertolerant ist und eine ausreichende Synchronität zwischen den funktionalen Einheiten 7

7 8 aufrechterhält. Anders als beim herkömmlichen GALS Ansatz wird bei DARTS der lokale Takt durch Taktgenerationsmodule erzeugt, welche einen Byzantinisch fehlertoleranten verteilten Algorithmus realisieren. Ein Nachteil von DARTS ist, dass die erreichbare Taktfrequenz von den Laufzeiten der Verbindungen zwischen den einzelnen funktionalen Einheiten abhängt, welche nicht beliebig klein gemacht werden können. In dieser Arbeit wird eine pipelined Version von DARTS (pdarts) präsentiert, die eine Erhöhung der Taktrate bis zur Geschwindigkeit der lokalen Funktionsblöcke erlaubt. Mittels formal-mathematischer Analyse wird gezeigt, dass der Algorithmus korrekt ist und auch im schlechtesten Fall die Synchronisationseigenschaften garantiert werden. Eine FPGA Prototyp-Implementierung von pdarts demonstriert die praktische Umsetzbarkeit und zeigt die Effizienz des Pipelining-Konzepts im Kontext von DARTS.

8 INSTITUT FÜR RECHNERGESTÜTZTE AUTOMATION Arbeitsbereich Rechnergestützte Automation Werner Kloihofer Recognition based Tracking Studium: Masterstudium Computational Intelligence BetreuerIn: Privatdoz. Dr. Martin Kampel Abstract: In this thesis, known techniques from the research area of object recognition are analyzed according to their ability to track objects in video sequences. This approach is chosen to overcome the problems of traditional object tracking algorithms, relying on temporal coherence, which are infeasible in some situations - for instance in cases of video material with low frame rate. Objects move too far from one frame to the next, therefore it is hard to predict their movement. Another example is a nonstationary camera, where one cannot use a background model and has to deal with object motion as well as camera motion. Most object recognition methods rely on supervised training from examples, but the nature of the tracking task suggests utilizing online learning methods. The main contribution of this thesis is the IPTracker, a novel interest point based object tracking method. In the first step, interest points are detected and feature descriptors around them are calculated. Sets of known points are created, allowing tracking based on point matching. The set representation is updated online in every tracking step. The method uses oneshot learning with the first frame. Thus, neither offline nor supervised learning is required. An object recognition based approach does not need a background model or motion model, and therefore allows tracking of abrupt motion as well as with nonstationary cameras. In the evaluation, we experiment with the IPTracker as well as with an own implementation of an online boosting based tracker. The methods are compared to the state of the art mean shift method using a simple tracking rate metric and widely used evaluation datasets. The influence of image quality, object size and partial occlusions is analyzed, showing the benefits of the IPTracker. Long-term stability is evaluated and the speed, which is very important for real-time tracking, receives particular attention. Ernst Schwartz Measuring the effects of aortic branch transposition onto the vessel dynamics of the Aorta Studium: Masterstudium Medizinische Informatik BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Robert Sablatnig Abstract: Total supra-aortic rerouting - as well as double vessel transposition - followed by endovascular stent graft placement are established tools for treatment of pathologies of the aortic arch. However, details about the motion of the aortic arch after these procedures remain unknown. To address this issue, we propose a fully automated method to quantify the deformation patterns of the aortic arch in contrast enhanced echocardiogram-gated 9

9 computed tomography sequences. The vessel lumen is segmented in each frame of the sequence by a level set approach. Consequently, correspondences between sets of landmarks extracted from theses segmentations are established using Coherent Point Drift registration. The resulting model of the aorta allows us to measure salient deformation properties of the vessel, like stretching and bending. Applying the same coherent point drift registration procedure to the models acquired pretreatment, post-transposition, and post-stent-graft-placement then allows to compare these measurements of vessel dynamics and enables the quantification of change caused by the intervention to the aortic arch motion. Arbeitsbereich Automatisierungssysteme Max Amanshauser On the Detection of Cheating on Private BitTorrent Trackers Studium: Masterstudium Computational Intelligence BetreuerIn: Privatdoz. Dr. Christopher Krügel Abstract: BitTorrent has become the most important protocol for peer-to-peer file sharing, and BitTorrent-related communication makes up a significant fraction of the total traffic on the Internet. The incentive mechanism to ensure a fair exchange of data between peers is a ``tit-for-tat'' variant, a mechanism that rewards other users connected to the same swarm for uploading, by reciprocally uploading to them. Unfortunately, as previous work has shown, this mechanism is not only largely ineffective against selfish peers, but it also does not help against ``hit-and-run'' peers (peers that disconnect once they have completed their download), which leads to the starvation of torrents. Private BitTorrent trackers attempt to solve the problem of misbehaving peers by requiring their users to maintain a certain ratio between uploaded and downloaded traffic. However, the tracker has to rely on traffic statistics that the peers provide themselves. As a result, malicious peers can misrepresent the traffic volume that they have exchanged, refuse to report back, or pretend not to be connected at all. This results in problems similar to the ones faced by public trackers. In this thesis, we first present the inner workings of private BitTorrent trackers and the way in which they keep track of user traffic statistics. Then, we discuss attack techniques used by malicious peers (cheaters) to download more data than they are entitled to and dissect them in turn. We then focus on cheaters, who spoof uploads and we present two techniques to identify cheaters in swarms. The first technique checks for the consistency of the traffic volumes that peers report within a single BitTorrent swarm. The second technique aggregates and correlates the activity of peers when they are active in multiple swarms. Our evaluation shows the effectiveness of both approaches, even when being faced with countermeasures cheaters might employ to stay undetected. 10

10 Krunoslav Barta Entwurf und Etablierungsaspekte einer IT-Roadmap für ein Tageszeitungsmedium Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig Abstract: Während die Wurzeln der Tageszeitungen im klassischen Printmedium liegen, steigen heutzutage durch den technologischen Fortschritt die Anforderungen hinsichtlich der Abdeckung moderner Trends wie der Bereitstellung von Online und Mobile Content. Dabei werden alle Geschäftsund speziell Produktionsprozesse durch die Informationstechnologien unterstützt und insbesondere bei digitalen Medien wie Online erst ermöglicht. Die Entwicklung und Etablierung einer IT-Strategie für Medienunternehmen stellt eine besondere Herausforderung dar, da maximale Verfügbarkeit im Ausmaß von 24 Stunden für 7 Tage in der Woche gewährleistet und genau definierte Produktionspläne des Printmediums mit fixen Andruckzeitpunkten eingehalten werden müssen. Zusätzlich gilt es, Trends im Medienkonsumverhalten der Leser bzw. Benutzer rasch zu erkennen und die Integration neuer Technologien in bestehende Infrastrukturen zu ermöglichen. Medienunternehmen sind heute oft Teil eines Konzerns und somit ist in diesem Zusammenhang eine Bündelung der IT-Abteilungen bzw. IT- Outsourcing ein wichtiges Thema. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden anhand eines konkreten Fallbeispiels die Erfahrungen mit der Umsetzung einer Ausgliederung der IT-Abteilung näher erläutert. Dabei wird der Fokus auf den Entwurf und die Etablierung einer IT-Roadmap gelegt, die als Tool die zukünftige Infrastruktur bestehend aus Hardware, Software und Personal unter Berücksichtigung der zeitlichen und budgetären Möglichkeiten steuert. An den Fallbeispielen der Realisierung von Applikations- und Infrastrukturprojekten werden die Probleme und Herausforderungen in der Etablierung und Umsetzung der Roadmap detailliert analysiert. Abschließend werden Lessons learned herauskristallisiert und konkrete Empfehlungen für die Etablierung und Umsetzung der IT-Roadmap zusammengefasst. Stefan Baumgartner Mobile Learning - eine kritische Betrachtung des State of the Art am Beispiel der Mobile Learning Engine Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ass.Prof. Dr. Monika Di Angelo Abstract: Die vorliegende Magisterarbeit befasst sich mit der Disziplin Mobile Learning. Mobile Learning ist eine Teildisziplin von E-Learning und dahingehend ein Schnittpunkt der Informatik und der Didaktik. Im Rahmen der Arbeit wurde der State of the Art der Disziplin erarbeitet. Zudem wurde die Open Source Anwendung Mobile Learning Engine evaluiert. Für die Erarbeitung des State of the Art wurde aktuelle wissenschaftliche Literatur beleuchtet und diskutiert. Im Rahmen der Evaluierung der Anwendung wurden die Entwicklung, sowie das Konzept und die Architektur dargestellt. Abgesehen davon wurde eine Testinstallation durchgeführt und der Betrieb 11

11 des Systems wurde untersucht. Es konnten eine Reihe aktueller Architekturen der Disziplin beleuchtet werden, ein Großteil von ihnen zielt auf die Wiederverwendung bestehender E-Learning Inhalte für Projekte des Mobile Learnings ab. Eine Reihe von praktischen Feldversuchen führte zu positiven Resultaten, sowohl was den Nutzen, als auch die Akzeptanz dieses Ansatzes anbelangt. Zudem wurden Modelle für Entwicklungsländer dargestellt, welche der dortigen Bevölkerung mittels Mobile Learning Zugang zu Bildung ermöglichen sollen. Bedingt durch eine unzureichende Infrastruktur, hat der überwiegende Teil der Bevölkerung dieser Regionen der Welt keinerlei Zugang zu Bildung. Die Evaluierung der Anwendung Mobile Learning Engine zeigte eine durchaus gelungene Open Source Erweiterung für die E-Learning Plattform Moodle. Mittels der Erweiterung ist ein mobiler Zugriff auf eine ganze Reihe bestehender Funktionen der Plattform möglich, zudem wurden einige neue Funktionen speziell für mobiles Lernen hinzugefügt. Abgesehen davon unterstützt die Anwendung das Erstellen und Verwenden von multimedialen Inhalten im Rahmen von Kursen. Ingrid Götzl E-Government in Wien im Schnittpunkt von stadtpolitischen Leitlinien, Verwaltungsprinzipien und IKT-Strategie: Lessons learned Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig Abstract: Im Zentrum der vorliegenden Arbeit steht die Implementierung von Electronic Government (E-Government) in einer großen Stadt, die das Ziel verfolgte, den Wandel ihrer Verwaltung zu einem kundennahen öffentlichen Servicebetrieb zu unterstützen. In den Jahren realisierte die Stadt Wien im Rahmen eines E-Government-Schirmprojekts 68 Einzelprojekte aus fast allen Zuständigkeitsbereichen der Stadt. Damit war Wien zwar unter den ersten Stadtverwaltungen, die sich an ein solches Gesamtprojekt heranwagten, konnte jedoch auch bedingt durch Größe und Aufgabenvielfalt seiner Verwaltung kaum auf Erfahrungswerte anderer zurückgreifen. Dies machte die Implementierung zu einem Pionierprojekt von E-Government, das erstmals in einer gesamthaften Übersicht dargestellt wird. Insbesondere wird anhand des Fallbeispiels herausgearbeitet, welch hohe Bedeutung koordiniertes Zusammenspiel und Engagement von politischer Ebene, Verwaltung und IKT-Strategie für den zielführenden E-Government-Einsatz hatten und wie diese Verknüpfung im vorliegenden Fall realisiert wurde. Als praktisches Ziel zeigt die Arbeit basierend auf den Ergebnissen des Schirmprojekts die Erfolgsfaktoren und positiven Rahmenbedingungen für ein E-Government-Projekt auf und schließt mit Empfehlungen für die Realisierung eines derartigen Projekts. Ein Relaunch eines großen E-Government- Programmes in Wien wird sich im Rahmen der genannten Erfolgsfaktoren bewegen. 12

12 Johannes Harms An online wayfinding aid for the Vienna University of Technology Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig Abstract: Wayfinding aids communicate route and survey knowledge to help the user reach a distant goal. This knowledge can be objectified and transmitted using different media, e.g. through maps or verbal instructions. This work investigates web applications as technical medium for wayfinding aids: The focus of this work is the design of a new online wayfinding aid for students, teachers, and visitors at the Vienna University of Technology. One challenge with indoor route descriptions is that they will often include threedimensional instructions such as when to change into a particular floor. These instructions can be described verbally in a comprehensible way, but are difficult to depict graphically together with a street map. As a solution, this work proposes to place two-dimensional floorplan images over a regular street map, and to add additional, verbal instructions concerning the floor levels. Usability Engineering methods have been employed in this work. It is structured by an iterative design process where prototyping and evaluation are used repeatedly during the design phase. The process kept a focus on users by involving them in interviews and usability tests. This work results in a prototype of a campus wayfinding aid built as a web application. The prototype features an interactive, two-dimensional street map with floorplans, and photos, text, and a hypertext structure. The interaction design of the prototype offers several different ways of accessing the system: navigation on the map, textual search, hyperlinks from other systems, and browsing in the hypertext structure. In summary, the work at hand provides an overview on relevant wayfinding theory and employs usability engineering methods for the construction of a prototype. It thereby offers a detailed specification of the content, appearance and interaction of an online campus wayfinding aid. Fabian Kögler Informatikunterricht an der AHS mit LEGO MINDSTORMS NXT Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ass.Prof. Dr. Monika Di Angelo Abstract: Der Informatikunterricht an der AHS ist knapp bemessen. Dennoch verfolgt er das Ziel, allgemein bildend zu sein. Eine verwertbare Berufsausbildung liefert er nicht. Ausgehend von lerntheoretischen Grundlagen, werden Ansätze beleuchtet, wie Schülern ohne spezifisches Vorwissen und in kurzer Zeit die Informatik näher gebracht werden kann. Game-based Learning im Team stellt sich als besonders geeignete Methode heraus. In einzelnen Projekten interagieren Schüler mit ihrer Umwelt und begreifen den Schulcomputer als Werkzeug zur Problemlösung. Die Voraussetzungen sind laut PISA-Sonderauswertung geschaffen. Österreich liegt bei Computerausstattung und zugang im OECD-Spitzenfeld. Woran es mangelt, ist demzufolge nicht die Möglichkeit an einen Schul-PC zu gelangen, sondern an aktuellen Unterrichtskonzepten, die den Schüler befähigen, den 13

13 Computer effektiv einzusetzen. Der Einsatz von LEGO MINDSTORMS NXT- Robotern befreit den Schüler vom Irrglauben, den Schul-PC, einem Fernseher gleich, nur zur passiven Unterhaltung nutzen zu können. Anhand des Unterrichtkonzeptes RENNWOCHENENDE werden jene didaktischen Aspekte herausgearbeitet, die den Einsatz von LEGO MINDSTORMS NXT-Robotern für den Informatikunterricht an einer AHS so interessant machen. Die acht verpflichtenden Lernziele des Lehrplans fließen sowohl bei Erstellung als auch bei der Bewertung des Unterrichtskonzepts ein. Unterhaltung wird geboten, das Ziel, den Schüler auf das Leben, in bester allgemein bildender Manier, vorzubereiten, dabei aber nie aus den Augen verloren. Lukas Krammer Motion Planning for Car-like Robots Studium: Masterstudium Technische Informatik BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Wolfgang Kastner Abstract: Motion planning is one of the most challenging tasks in robotics. An interesting research area within this field is motion planning for car-like robots. In the last few years, car-like robots became increasingly important, because precise positioning systems like GPS and modern sensor technologies allowed navigating in rural or even in urban terrains. These car-like robots can be used, for example, in the agriculture area where applications like harvesting, fertilizing or lawn mowing can be realized. This thesis focuses on motion planning for car-like robots and particularly on applications where an arbitrary working area should be covered as efficient as possible. The aim of this thesis is to develop a path planning application which is able to compute a feasible path that fully covers a predefined area avoiding obstacles. Moreover, it is desired that the predefined working area is cruised in parallel lanes (e.g., for mowing a soccer field). At the beginning, basic concepts of system theory and system modeling will be studied. Next, different approaches for solving the basic motion planning problem will be discussed. Then, system models for car-like robots will be addressed and motion planning concepts for car-like robots are examined. Considering the benefits and the drawbacks of all investigated algorithms, a solution based on randomized trees is proposed. Finally, a motion planning algorithm covering predefined areas in parallel lanes is introduced. A proof-of-concept implementation in combination with a simulation framework allows evaluating the quality and the feasibility of the computed path. The simulation is based on a simple path following controller and a realistic system model for a car-like robot which considers errors of the system (e.g., GPS and heading errors) close to reality. Analyses of the simulation show that the car-like robot is able to follow the computed path even in presence of system errors. Michael Krieber Evaluation von Methoden zur Abwehr von SPIT in VoIP 14 Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig

14 Abstract: Ziel der Diplomarbeit ist es, verschiedene Methoden zur Abwehr von SPIT in Voice over IP zu ermitteln und anschließend zu evaluieren. Zu Beginn wurde das Augenmerk auf das Thema IT-Security gelegt. Die Grundlagen der IT-Security bilden eine Einleitung in die Grundbegriffe und Thematik der IT- Security. Darauf aufbauend, bildet das Kapitel Grundlagen von Voice over IP einen detaillierten Einblick in das Thema VoIP, in dem Inhalte wie die Geschichte von VoIP bis hin zur technischen Übertragung behandelt werden. Ein weiteres Kapitel wurde dem Thema SPAM gewidmet. Dieses Kapitel erklärt dessen Problematik näher und gibt einen umfangreichen Überblick über die verschiedenen Arten von SPAM. Anschließend bildet das Kapitel SPAM over Internet Telephony eine Einleitung in die Thematik von SPIT. Darauf aufbauend bilden Kapitel 6, Methoden zur Abwehr von SPIT und Kapitel 7, Evaluation von Methoden zur Abwehr von SPIT, die beiden Kernpunkte dieser Diplomarbeit. In Kapitel 6 werden verschiedene aktuelle Methoden zur Abwehr von SPIT im Detail untersucht und beschrieben. Im Kapitel 7 werden die Methoden aus Kapitel 6 durch verschiedene Bewertungskriterien zuerst einzeln evaluiert und anschließend miteinander verglichen. Den Abschluss der Diplomarbeit bildet ein kurzer Ausblick in die Zukunft in Kombination mit einer Conclusio der gesamten Arbeit. Gerd Niederkofler Katalysatoreffekte von Groupware im Wissensmanagement von Know-How intensiven KMU Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig Abstract: Das Management von Wissen ist in heutiger Zeit ein fundamentaler Bestandteil der Unternehmens- und Organisationspraxis. Je nach Betrachtungswinkel werden Wissensmanagement unterschiedliche Aufgaben zugeordnet, denen mittels Groupware begegnet werden kann. Groupware als informationstechnologisches Werkzeug zur Unterstützung von Zusammenarbeit ist ein ebenso wichtiges wie auch vielschichtiges Thema, über das es bereits viele Abhandlungen in der Literatur gibt. Die Kombination beider Konzepte, sowohl von WM als auch Kollaboration realisiert mittels Groupware, sind entscheidend für den organisationalen Erfolg von Unternehmen in Know-How-intensiven Branchen. Ziel dieser Arbeit ist eine Analyse der Katalysatoreffekte von Groupware im Wissensmanagement von Kleinst-, Klein- und Mittleren Unternehmen (KMU). Um dies zu erreichen, werden zunächst unterschiedliche theoretische Konzepte wie wissenschaftliche Wissensmanagement-Modelle vergleichend gegenübergestellt. Zusätzlich werden die konkreten Bedürfnisse von Unternehmen bzgl. des Wissensmanagements zu erfassen. Wissensmanagement kann je nach Zweck und Ziel des Unternehmens viele Aufgaben erfüllen, bedient sich aber Wissensmanagement-Systemen auf Basis von Groupware. Die Auswahl, Erfolgs- und Risikofaktoren werden in der vorliegenden Arbeit analysiert und es wird klar aufgezeigt, unter welchen Voraussetzungen Lösungspotential gegeben ist. Um praktische Aspekte von Wissensmanagement näher zu wird eine empirische Unternehmensstudie in 15

15 drei ausgewählten KMU durchgeführt, durch die ein Vergleich praktischer und theoretischer Aspekte von WM möglich ist. Eine zentrale Ableitung der wissenschaftlichen Arbeit ist die Formulierung von Katalysatoreffekten in der WM von KMU durch Groupware und deren Rahmenbedingungen. Des Weiteren werden Gestaltungsempfehlungen zum Betrieb von WM und WMS in KMU beschrieben. Abschließend wird ein Vorgehensmodell zur Integration von WMS in eine bestehende WM-System- sowie Prozesslandschaft abgeleitet Michael Riszt Webkonferenzen als e-classroom - Evaluierung, Implementierung und Lehrszenario Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ass.Prof. Dr. Monika Di Angelo Abstract: Im Fokus dieser Arbeit steht die Betrachtung von Server-Software bzw. Systemlösungen, die zentral in einem Unternehmen, einer Bildungsorganisation oder Hochschule aufgebaut und betrieben werden können und in eigener administrativer Hoheit liegen. Eine mögliche Nutzung von Webkonferenzdiensten, die auf monatlicher oder jährlicher Basis angemietet werden können und in der Hand eines externen Anbieters liegen, werden nicht betrachtet. Zu Beginn werden die Grundlagen des E-Learnings wie Grundbegriffe, Kommunikationsformen und Arten des E-Learning behandelt, danach werden die organisatorischen, technischen, didaktischen und medialen Anforderungen von E-Learning Systemen im Allgemeinen und im Speziellen des virtuellen Klassenzimmers erörtert. Daraus abgeleitet erfolgt eine detaillierte Erstellung eines Kriterienkatalogs, mit dessen Hilfe eine Evaluierung spezifischer, dem Anwendungszweck entsprechende Webkonferenzsoftware durchgeführt wird. Geeignete Produkte und Lösungen sollen im Rahmen einer Marktbetrachtung als mögliche Evaluierungskandidaten herausgefunden werden, die am besten bewertete Konferenzsoftware oder -System wird auf einem Server installiert werden. Die einzelnen Vorraussetzungen und Installationsschritte werden detailliert beschrieben. Konfigurationsmöglichkeiten und Customization, kundenspezifische Anpassung, des Webkonferenzsystems bzw. des virtuellen Klassenzimmers werden ebenso angeführt. Zum Abschluss werden nach Vorstellung der Modelle zur Planung allgemeiner Unterrichtsszenarien die spezifischen Aspekte zur Konzeption von Lehrszenarien in E-Learning Umgebungen und insbesondere in virtuellen Klassenzimmern erarbeitet. Dies erfolgt zu dem Zweck, ein detailliertes Lehrkonzept für ein Lehrszenario im virtuellen Klassenzimmer zur Durchführung eines technischen Trainings zu planen. 16

16 Dieter Schwarzinger Entwurf und Entwicklung einer verbesserten Middleware für das Tangible Table ToolkiT Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig Abstract: Tangible User Interfaces (TUI) unterstützen auf natürliche Weise die haptischen Fähigkeiten des Menschen, indem digitale Informationen durch physische Repräsentationen visualisiert werden. Manipulationen des realen Objekts haben direkten Einfluss auf seine virtuelle Verkörperung im System. Die Bedienung des TUIs ist intuitiv, unterstützt kooperative Gruppenarbeit und ist ohne langwierige Einschulung nachvollziehbar. Allerdings kam es bislang zu keiner Standardisierung der Computerschnittstellen. Zusätzlich sind die Anschaffung und Lizenzierung kommerzieller Systeme mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Als kostengünstige Alternative zu herkömmlichen TUI Systemen wird im Rahmen der vorliegenden Magisterarbeit das Tangible Table ToolkiT (4T) Framework, entwickelt von der Forschungsgruppe INSO der TU Wien, sowie die zugrundeliegenden Technologien im Detail vorgestellt. Es dient der Gestaltung von TUI Applikationen, insbesondere jener der tischbasierten Variante Tangible Tabletop. Zusammen mit dem 4T Rückprojektionstisch bildet das Framework ein innovatives TUI System. Des Weiteren werden auch die Unterschiede von TUIs gegenüber herkömmlichen GUIs vergleichend diskutiert. Die vorliegende Magisterarbeit umfasst die technische Beschreibung und intensive Analyse des 4T Frameworks sowie seine Erweiterung um reactivision. Im Zuge des 4T Projekts wurde ein Framework geschaffen, das mittels optischer Trackingtechnologien (ARToolKit, reactivision) und geeignetem Rahmensystem (OpenTracker) vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten bietet. Dabei wird die didaktische Relevanz physischer Verkörperungen und Manipulationen zur Gestaltung intuitiver Computerschnittstellen anhand erkenntnistheoretischer Aspekte betrachtet. Der Designer muss über keine bemerkenswerten Programmierkenntnisse verfügen und kann sich auf die Umsetzung seiner Ideen konzentrieren. Zusammenfasend kann die vorliegende Arbeit als Leitfaden für die Entwicklung neuer TUI Anordnungen herangezogen werden. Pujan Shadlau Entwurf und Entwicklung einer dynamischen Prüfkomponente für den Pseudonymisierungsgrad zum Zweck des Peer-to-Peer Austauschs medizinischer Daten in Forschung und Lehre Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig Abstract: Diese wissenschaftliche Arbeit hat eine Prüfkomponente für das Projekt SPICS der Forschungsgruppe INSO am Institut für Rechnergestützte Automation der TU Wien zum Ziel. Aufgabe dieser Prüfkomponente ist die Überprüfung und die Bereitstellung einer Entscheidungsbasis für das Versenden von Daten, um sicherzustellen, dass diese keiner Person eindeutig zugeordnet werden können. Die Prüfkomponente stellt also ein gewisses 17

17 Pseudonymisierungsniveau der Daten bezüglich ihrer Diversität und Anonymität sicher. Barbara Stiel Evaluating Folding and Sonification for a Wearable Device Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig Abstract: The advent of information technology has led to a growth of available information and consequently to the necessity of developing appropriate ways of information representation. The current trend of using social networking sites among others to publish personal data indicates the users desire for selfexpression. Furthermore miniaturisation of hardware enabled mobile computers and subsequently wearable computing and furthermore wearable visualisation has evolved. Inspired by these evolving directions previous research has led to a wearable, publicly viewable device, which combines physical information visualisation with sonification to represent data about the users activity and environment. For aesthetic and privacy concerns fabric folding was chosen as the physical visualisation method and abstract sounds were used for sonification. The goal of this thesis project is to finish a seconditeration prototype for this device and to evaluate this prototype. To verify the value of this device a user evaluation study was designed to indicate the directions for further developments in this domain of information representation. As the device is a novel development in this field of research a new evaluation methodology based on common methods and measurements was modelled. The main research result revealed folding and sonification are able to fulfil the designers intentions of creating a useful and comprehensible wearable display. The method to realise the folds needs to be improved, to increase the value of the folding and sonifying device. Thomas Thier Die Etablierung eines Change Management Systems im Rahmen von IT- Service Management in einer öffentlichen Institution Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig 18 Abstract: Die meisten mittleren und größeren Unternehmen sind für die Durchführung ihres Kerngeschäfts auf den Einsatz verschiedener Informations Technologien (IT) angewiesen. Durch den kontinuierlichen Wandel innerhalb der IT (Hard- und Software), sowie durch die laufenden Änderungen bei den IT-Anforderungen durch das Kerngeschäft, haben sich in den meisten Unternehmen individuelle Änderungsprozesse entwickelt. Da durch historische Entwicklungen oft sogar innerhalb des gleichen Unternehmens verschiedenste Änderungsprozesse existieren, stehen diese Unternehmen früher oder später vor der Frage, wie diese Prozesse vereinheitlicht werden können, um dadurch Verbesserungen bei deren Qualität und in weiterer Folge auch finanzielle Einsparungen zu erzielen. In der vorliegenden Arbeit werden zuerst die

18 theoretischen Grundlagen, wie die unter der Bezeichnung Information Technology Infrastructure Library (ITIL) veröffentlichte Sammlung an Best Practices und die darauf abgestimmte Norm ISO/IEC analysiert. Dabei wird vor allem der Change Management-Prozess und die beteiligten Nachbarprozesse (Service Asset and Configuration Management, Release Management, Incident Management, Problem Management, Service Level Management, Capacity Management, Qualitätsmanagement, Risikomanagement) näher betrachtet. Darauf aufbauend wird anhand des Fallbeispiels einer öffentlichen Institution untersucht, wie ein ITIL-konformer Change Management-Prozess modelliert und umgesetzt werden kann. Dabei wird der gesamte Projektablauf, von der Planung über die Analyse der bisherigen Prozesse und der Modellierung neuer Prozesse, bis hin zur Produktivsetzung und dem Projektabschluss alle nötigen Schritte beschrieben. Das Ergebis geht zwar auf die im öffentlichen Bereich erforderlichen Rahmenbedingungen ein, ist aber trotzdem so allgemein gehalten, dass es auch auf andere Unternehmen angewendet werden kann. Markus Unger Didaktisches Konzept zum Gegenstand angewandte Datentechnik an einer HTL Studium: Masterstudium Informatikmanagement BetreuerIn: Ass.Prof. Dr. Monika Di Angelo Abstract: Heutige Lehrkräfte sehen sich im Unterricht zunehmend mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Um diesen neuen Herausforderungen entgegenzutreten existieren bereits jetzt didaktische Konzepte bzw. Methoden. Jedoch zeigt die Praxis, dass die Umsetzung bzw. Anwendung dieser Konzepte und Methoden im konkreten Unterricht nur spärlich stattfindet. Ziel dieser Arbeit ist es ein Unterrichtskonzept anhand des Unterrichtsgegenstandes Angewandte Datentechnik an einer HTL bereitzustellen, dass sowohl didaktische Methoden als auch inhaltliche Aspekte berücksichtigt. Hierzu werden die bestehenden didaktischen Konzepte und Methoden dargestellt, und in den Informatikunterricht eingeordnet. Ein weiterer Themenschwerpunkt ist die Unterrichtsplanung und vor allem die Bewertung von Unterricht, sowie die Klärung der Frage Was ist guter Unterricht? Das Unterrichtskonzept wird mittels Stundenbildern der ersten 15 Unterrichtseinheiten dargestellt. Anschließend werden die didaktischen Aspekte und Inhalte, sowie Übungs- bzw. Praxisbeispiele, zu den jeweiligen Unterrichtseinheiten detailliert beschrieben. Abschließend werden zu jeder Einheit die Wiederholungsfragen des zugehörigen Stoffgebietes angeführt. Matthias Vilsecker Heuristiken zur Verbesserung der Mehrbenutzer-Anwendung an Multitouch- Tischen Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig 19

19 Abstract: Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit werden aktuelle Trends in der Mehrbenutzer-Anwendung an Multitouch-Tischen untersucht. Der Fokus der Arbeit liegt dabei darauf, auftretende Probleme zu erheben und Möglichkeiten aufzuzeigen, um deren Auswirkungen in Form von Heuristiken und Algorithmen zu minimieren. Es wird von der These ausgegangen, dass Heuristiken in Form algorithmischer Ansätze und Design Guidelines die Usability bei Kollaborationen erhöhen können, während in verwandten Arbeiten vorwiegend der Einsatz von zusätzlicher Hardware zur Verbesserung der Mehrbenutzer-Fähigkeit evaluiert wird. Häufige Probleme in der Mehrbenutzer-Anwendung stellen beispielsweise inkorrekte Gruppierungen oder Interpretationen von Gesten dar, die durch zu etablierende Heuristiken hinsichtlich Korrektheit, Performance, Stabilität und Robustheit verbessert werden sollen. Dabei werden zahlreiche Möglichkeiten dargestellt, wie mit Algorithmen und der Umsetzung von Design Guidelines Probleme der Mehrbenutzer-Anwendung verhindert werden können: Diese erschließen sich auf den Ebenen der gestenspezifischen, räumlichen, objektspezifischen und benutzerspezifischen Segmentierung. So wurde für jedes identifizierte Problem mindestens eine Verbesserungsmöglichkeit aufgezeigt. Im Vergleich zum Einsatz zusätzlicher Hardware, wie dies in der verwandten Literatur der Fall ist, sind die Heuristiken flexibel einsetzbar - bei der Benutzeridentifikation und den sich ergebenden zusätzlichen Interaktionsarten müssen jedoch Abstriche gemacht werden. Unter Einsatz einer explorativen, vergleichenden Evaluierung zweier in der Arbeit entwickelten Prototypen - einem mit und einem ohne implementierten Verbesserungen - wurden die Heuristiken validiert. Zusammenfassend zeigt diese Evaluierung klar auf, dass die getesteten Benutzer zufriedener mit der durch Heuristiken verbesserten Version des Prototyps sind und in dieser Version in Summe deutlich weniger Probleme auftreten. Viliam Zboray Planning and Implementing a Test Management and Requirements Engineering Infrastructure for a Trans-Institutional e-health Software Product Line Studium: Masterstudium Wirtschaftsinformatik BetreuerIn: Ao.Univ.Prof. Dr. Thomas Grechenig 20 Abstract: SPICS (Secure Platform for Integrating Clinical Services) is an e- health research project at the Vienna University of Technology. The application allows different health care providers to share a common database of patients data for global surveys (e.g. progress of wound healing, effects of medications, etc.). Doctors, hospitals, and other specialist working groups can share their anonymized data and perform large-scale and long-term scientific analysis. The platform is implemented as a software product line to fulfill a number of critical requirements and special needs of the medical sector. After an initial pilot phase, the SPICS product portfolio started to grow and the platform has been enriched with more functionality. As the user group grew steadily, the decision was made to improve the quality assurance process in SPICS. The goal was to increase the quality of the products and minimize the

20 test efforts by implementing a test management and requirements engineering structure that supported the variability concept of the product line. This thesis will describe the implementation of this process by means of a case study. 21