Themenvorstellung für Seminare im Wintersemester 13/14

Transkript

1 Themenvorstellung für Seminare im Wintersemester 13/14

2 Agenda Organisatorisches & Termine Vorstellung der Seminarthemen für SoCware Engineering verteilter Systeme (Bereich SWT) AutomoLve SoCware Engineering (Bereich SWT) Avionic SoCware Engineering (Bereich SWT) SemanLsche Technologien (Bereich TI) Übersicht & Betreuer

3 Organisatorisches n Bewerbung per E- Mail an Betreuer (hrp:// augsburg.de/lehrstuehle/swt/vs/mitarbeiter/) Pflichtangaben siehe letzte Folie n STUDIS zusätzliche Anmeldung in STUDIS ist zwingend erforderlich (Termine siehe nächste Folie) n Seminararbeit Formatvorlage auf der SMDS- Website (LaTeX - Pflicht) Umfang: Seiten Ausarbeitung (exkl. Anhang) Abgabe aller für die Kompilierung notwendigen Ressourcen & Arbeit im PDF + Tex- Format n Seminarvortrag Formatvorlage auf der SMDS- Website (PowerPoint, andere Programme erlaubt) Dauer: ca. 30 min / Person (20-25 Min Vortrag, 5-10 Min Diskussion) n Anrechnung des Seminars SoCware Engineering verteilter Systeme, Avionic SoCware Engineering und AutomoLve SoCware Engineering können in den Bereich SoCwaretechnik & Programmiersprachen eingebracht werden SemanLsche Technologien kann in den Bereich TheoreLsche InformaLk eingebracht werden.

4 Termine n Kickoff- MeeLng: n Bewerbungsschluss: n Themenvergabe: n Anmeldung in STUDIS: 7. bis 16. Januar 2014, jeweils 12 Uhr n 1. Besprechung: Literaturüberblick abgeschlossen Grobgliederung erstellt n 2. Besprechung: Feingliederung erstellt Seminararbeit ~90% geschrieben KW 48 (spätestens) KW 2 (spätestens) n Abgabe der Seminararbeiten: (spätestens) n Abgabe der Foliensätze: (spätestens) n Seminarvorträge: Ende Februar, Blockveranstaltung Anwesenheitspflicht

5 So9ware Engineering verteilter Systeme Seminar WS 13/14 Einbringung in SoCware Engineering

6 SEvS: Thema 1 Evaluierung bestehender Goal- Refinement- Ansätze Simon Lohmüller Selbst- adaplve und selbst- organisierende Systeme KonfiguraLon eines Systems auf höherer (abstrakter) Ebene Verfeinerung von abstrakten Goals zu konkreteren Zielen MoLvaLon (Geschichte, DefiniLon, Notwendigkeit, Anwendungs- domäne, ) Beschreibung und Vergleich von mindestens 4-5 Ansätzen» Herausheben der CharakterisLka der einzelnen Ansätze» PosiLve / NegaLve Aspekte gegenüber den jeweils anderen Ansätzen» Eignung für gewisse Anwendungsdomänen Eigene Bewertung der Ansätze Trends und Ausblick

7 SEvS: Thema 2 Evaluierung bestehender Ansätze zur Modellierung von Präferenzen Simon Lohmüller Kontext Selbst- adaplve und selbst- organisierende Systeme Ziele versehen mit Prioritäten AutomaLsierung / Unterstützung der Entscheidungsfindung Aufgabenstellung und erwartete Ergebnisse MoLvaLon (Geschichte, DefiniLon, Notwendigkeit, ) Vorstellung des Konzepts der Präferenzen Beschreibung und Vergleich von mindestens 3 Ansätzen» Herausheben der CharakterisLka der einzelnen Ansätze» PosiLve / NegaLve Aspekte gegenüber den jeweils anderen Ansätzen» Eignung für gewisse Anwendungsdomänen Modellierung von 2-3 Beispielen Trends und Ausblick

8 SEvS: Thema 3 Evaluierung verschiedener Business- Rule- Engines Simon Lohmüller Trennung von GeschäCs- und Programmlogik Effiziente Ausführung von GeschäCsregeln MoLvaLon (Geschichte, DefiniLon, Notwendigkeit, ) Kurze DefiniLon und Vergleich mit anderen Konzepten (ECA, ) Vergleich von mindestens 3 Engines» PosiLve / NegaLve Aspekte» ImplementaLon eines kleinen Beispiels zu jeder Engine, das Möglichkeiten der Engine hervorhebt bzw. hervorhebt, was Vergleichs- Engines nicht können Persönliche Einschätzung

9 Automo>ve So9ware Engineering Seminar WS 13/14 Einbringung in SoCware Engineering

10 AutomoLve SE: Thema 4 Überblick von Sicherheitsaspekten und - normen Julian Kienberger MoLvaLon (Geschichte, Notwendigkeit, Rahmenbedingungen..) Gesetze und Normen ( 823 BGB, 1 ProdhaCG, ISO 26262, IEC 61508) Gefahrenbewertung (ECS, ASIL, DekomposiLon) WichLge Konzepte: FuncLonal Safety, Safety Lifecycle, Safety Case Beziehung zwischen ISO und ISO 15504

11 AutomoLve SE: Thema 5 Vergleich gängiger Feldbusse Julian Kienberger MoLvaLon (Geschichte, Abgrenzung, DefiniLon ) Beschreibung und Vergleich gängiger Bussysteme:» Herausstellung besonderer EigenschaCen, Eignung und Verbreitung» Vergleich mit ähnlichen Systemen soweit möglich und angemessen» betrachtete Systeme: LIN, CAN/CAN- FD, FlexRay, MOST, X- Bus Trends und Ausblick über zuküncige Entwicklungen (Ethernet?)

12 AutomoLve SE: Thema 6 Modelle für die Bewertung von Prozessen Julian Kienberger MoLvaLon (Geschichte, Notwendigkeit ) Vorstellung und Vergleich von Referenz- bzw. Reifegradmodellen für die Bewertung von (Entwicklungs- )Prozessen:» CMMI» SPICE» AutomoLveSPICE» und weitere Ansätze Eingehen auf Anwendungsdomäne, bes. EigenschaCen, Schwächen Ausblick zu küncigen Neu- und Weiterentwicklungen

13 Avionic So9ware Engineering Seminar WS 13/14 Einbringung in SoCware Engineering

14 Avionic SE: Thema 7 CNLP für V- Modell XT konforme Artefakte Thomas Driessen Die verschiedenen Artefakte des V- Modell XT sollen auf ihre syntaklschen und semanlschen EigenschaCen hin untersucht werden Erstellung einer Taxonomie zur Klassifizierung der Artefakte Prototypische ImplemenLerung einer automalsierten Klassifizierung in Java Voraussetzungen Fundierte Kenntnisse der Programmiersprache Java

15 Avionic SE: Thema 8 Mapping von V- Modell XT und DO178B Artefakten Thomas Driessen Erstellung einer Übersicht über die vorhandenen Artefakte des V- Modell XT und des DO178B Auzruch der gefundenen Artefakte in sinnvolle FunkLonsblöcke Erstellen eines Sets von RelaLonen zur sinnvollen Verknüpfung von FunkLonsblöcken Mapping der gefundenen Funtkionsblöcke mirels der ermirelten RelaLonen

16 Avionic SE: Thema 9 Traceabilitykonzepte für Artefakte des V- Modell XT Thomas Driessen Untersuchung und Gegenüberstellung von State of the art Traceability Konzepten Prototypische Umsetzung eines ausgewählten Konzepts für die Artefakte des V- Modell XT

17 Seman>sche Technologien Seminar WS 13/14 Einbringung in TheoreLsche InformaLk

18 SemTech: Thema 10 Modellierung nach OMG (UML/MOF) vs. Ontologien Melanie Langermeier Modellierungssprachen wie UML werden mirels einer beslmmten Sprache, mit Syntax und SemanLk, beschrieben Die Sprache selber ist auch mit einer beslmmten Syntax und SemanLk definiert, welche zur Erstellung der Modelle verwendet werden kann Ontologien beschreiben Konzepte und RelaLonen, die einen formale Wissensgrundlage bilden um ein Wissensmodell abzubilden Besonderheiten von Ontologien im Vergleich zu Klassendiagrammen aufzeigen Unterschiede zwischen dem Entwurf einer Ontologie und einem Klassendiagramm AusdrucksmächLgkeit von UML- Diagrammen mit Constraints im Vergleich zu Ontologien

19 SemTech: Thema 11 OWL2 Profiles Melanie Langermeier Die OWL 2 SpezifikaLon der W3C beinhaltet drei verschiedenen OWL 2 Profiles: OWL 2 EL, OWL 2 QL und OWL 2 RL Ein OWL 2 Profile ist eine abgespeckte Version von OWL 2, bei der auf AusdrucksmächLgkeit verzichtet wird um die Effizienz des Reasoning zu erhöhen Erarbeitung der Unterschiede der verschiedenen OWL 2 Profiles Veranschaulichung der unterschiedlichen AusdrucksmächLgkeit mit Beispielen

20 SemTech: Thema 12 SPARQL und relalonale Algebra Melanie Langermeier Abfragen sollen analog zu Sprachen wie SQL auch auf Ontologien und RDF- Tripeln möglich sein Dazu wurde die SPARQL Protocol and RDF Query Language neben anderen Abfragesprachen im SemanLc Web Bereich entwickelt. Einführung in die Sprachkonstrukte von SPARQL Übersetzung von SPARQL in relalonale Algebra Interne Algorithmen für die Bearbeitung dieser Abfragen in ARQ beschreiben Spezialform SPARQL- DL für OWL- Ontologien im Vergleich zu normalen SPARQL beschreiben

21 SemTech: Thema 13 Rule Interchange Format (RIF) Melanie Langermeier Regeln werden zu WissensrepräsentaLon und bei der Modellierung der Fachlichkeit verwendet RIF ist eine RecommendaLon der W3C um Regeln zu beschreiben, damit diese zwischen Regelsystemen ausgetauscht werden können Einführung in die PresentaLon Syntax von RIF Detaillierte Erarbeitung der verschiedenen RIF Dialekte Abgrenzung RIF zur SemanLc Web Rule Language SWRL Tool Support

22 SemTech: Thema 14 Vergleich von SPARQL und RIF Melanie Langermeier Regeln werden zu WissensrepräsentaLon und bei der Modellierung der Fachlichkeit verwendet. RIF ist eine RecommendaLon der W3C um Regeln zu beschreiben. SPARQL ist eine Anfragesprache für RDF Graphen (W3C RecommendaLon) mit der Anfragen an Data Stores gestellt werden können, über insert/ delete aber auch Veränderungen vorgenommen werden können. Einarbeitung in SPARQL und RIF Vergleich der AusdrucksmächLgkeit und Veranschaulichung an Beispielen Aufzeigen von empfohlenen Anwendungsszenarien von SPARQL und RIF

23 SemTech: Thema 15 RETE (und Jena) Melanie Langermeier Der RETE Algorithmus ist ein parern- matching Algorithmus mit dem ProducLon Rule Systeme implemenlert werden können RETE ist eine Hauptbestandteil des von Jena bereitgestellten Standardreasoners für OWL General Purpose Reasoning Engine in Jena» KombinaLon aus RETE und LP Engine mit Tabling Detaillierte Erarbeitung des RETE Algorithmus KombinaLon von RETE und LP Engine in Jena Realisierbarkeit von OWL Reasoning mit RETE MächLgkeit, Komplexität, etc.

24 SemTech: Thema 16 Hypertableau Reasoning Melanie Langermeier Hypertableau Reasoning ist ein Kalkül für Beschreibungslogiken, der bessere Performance als der klassische Tableau Kalkül verspricht Mit HermiT steht eine frei verfügbare ImplemenLerung bereit Detaillierte Beschreibung des Hypertableau Kalküls anhand eines eigenen, anschaulichen Beispiels Beschreibung der Vor- und Nachteile gegenüber dem Tableau Kalkül Entscheidungshilfe für den Einsatz von Hypertableau anhand mehrere typischer EigenschaCen von Ontologien (z. B. AusdrucksmächLgkeit, Komplexität TBox, Umfang ABox, )

25 SemTech: Thema 17 JusLficaLons Melanie Langermeier Die Arbeit mit großen Ontologien ist komplex, denn ein kleiner Fehler kann die gesamte Ontologie inkonsistent machen. JusLficaLons sind Erklärungen, wie eine logische Konklusion zustande kommt. Deshalb sind sie ein unverzichtbares Werkzeug für das Debugging von Ontologien. Beschreibung von JusLficaLons (Einsatzgebiete, Komplexität, ) Detaillierte Darstellung eines effizienten Algorithmus zum Berechnen von JusLficaLons Nutzung von JusLficaLons in Protegé

26 SemTech: Thema 18 ProbabilisLc OWL Melanie Langermeier OWL ist der de- facto Standard für die Erstellung komplexen Wissens in Form von Ontologien. ProbabilisLsche Inferenz (insbesondere mit Hilfe von Bayes schen Netzen) ist ein Standardwerkzeug für Schlussfolgerungen in unsicheren Umgebungen Probabilisitc OWL versucht beide Ansätze zu verknüpfen Detaillierte Beschreibung des ProbabilisLc OWL Ansatzes (inkl. Algorithmus) Darstellung der Komplexität in Zeit und Speicherplatz Gegenüberstellung mit anderen OWL- Erweiterungen für unsicheres Schließen

27 SemTech: Thema 19 Strong and Weak CogniLve Adequacy Melanie Langermeier Strong CogniLve Adequacy (SCA) und Weak CogniLve Adequacy (WCA) beschreiben Prinzipen für die Nutzbarkeit von Ontologien Da die Erstellung und Nutzung von Ontologien kognilv herausfordernde TäLgkeiten sind, ist es notwendig diese Konzepte zu verstehen Beschreibung von SCA und WCA und ihre Beziehung zueinander Auswirkungen und Empfehlungen daraus für die Ontologie- Entwicklung

28 SemTech: Thema 20 Ontology Design Melanie Langermeier Die Erstellung von großen Ontologien ist zeitaufwendig und komplex Glücklicherweise haben viele große Projekte schon einige Best PracLces zusammengestellt. Darstellung verschiedener Ontology Design Vorgehen (z.b. mit Pre- oder Post- CoordinaLon) inkl. ihrer Auswirkungen auf die Komplexität der Ontologie Beschreibung von Ontologie- NormalizaLon als Entwicklungsmethode um Ontologien zusammenzuführen

29 SemTech: Thema 21 Modules in OWL Melanie Langermeier Die Erstellung und Nutzung großer Ontologien ist zeitaufwendig und komplex Modularity beschreibt die Zerlegung einer Ontologie in kleinere Modules anhand ausgewählter Axiome Diese Modules müssen dabei aber einige EigenschaCen erfüllen, z. B. logisch konsistent bleiben, weshalb Modularity nicht trivial ist Einführung in Modules inklusive einer formalen DefiniLon Darstellung eines Algorithmus zum Finden minimaler Module inklusive Komplexität Beschreibung von Einsatzszenarien

30 SemTech: Thema 22 Ontologie- Methodiken & - Design Melanie Langermeier Wozu Ontologie- Methodiken &- Design» Um ein gemeinsames Verständnis für einen Sachverhalt zu definieren» Um die Wiederverwendung zu verstärken» Um Standards für die Interoperabilität einzuführen Prinzipiellen Entwurf von Ontologien zeigen Unterschiede zwischen Entwurf einer Ontologie und einem Ontologie Design PaRerns Ontologie Design und mögliche Einschränkungen durch OWL

31 SemTech: Thema 23 Ontology Mapping Melanie Langermeier Kontext Ontology Mapping (/Matching) hat das Ziel Zusammenhänge zwischen den Elementen unterschiedlicher Ontologien zu indenlfizieren und auszudrücken Ansätze:» C- OWL: Contextualizing Ontologies» DL- safe Rules: A Mapping System for the IntegraLon of OWL- DL Ontologies Vergleich:» Serafini, Stuckenschmidt, Wache: A Formal InvesLgaLon of Mapping Language for Terminological Knowledge Aufgabenstellung und erwartete Ergebnisse Einführung in die Problemstellung (Local- as- View vs. Global- as- View) Detaillierte Erarbeitung des C- OWL und des DL- safe Rule Ansatzes zzgl. Beispielen Detaillierte Erarbeitung des Vergleichs von Mapping Sprachen

32 SemTech: Thema 24 Epsilon ConnecLons Melanie Langermeier Epsilon ConnecLons sind eine Methode um logische Sprachen, z.b. DL Sprachen zu kombinieren Epsilon ConnecLons können in OWL verwendet werden um Ontologien mit so genannten link proper*es zu verknüpfen Detaillierte Erarbeitung des Konzeptes und der logischen Grundlagen der Epsilon- ConnecLons Veranschaulichung der Verwendung von Epsilon- ConnecLons um OWL 2 Ontologien zu verbinden an einem Beispiel Vor- und Nachteile der Verwendung von Epsilon ConnecLons um modulare Ontologien zu verknüpfen

33 SemTech: Thema 25 Package Based DescripLon Logics (P- DL) Melanie Langermeier P- DL ermöglicht eine kontext- abhängige Wiederverwendung von Wissen aus verschiedenen Ontologie- Modulen (= Packages) Packages können Begrifflichkeiten aus anderen Packages imporleren um eine modulare Ontologie zu erstellen Detaillierte Erarbeitung der Syntax und SemanLk von P- DL, sowie der Reasoning Möglichkeiten Veranschaulichung der Verwendung von P- DL um OWL 2 Ontologien zu verbinden an einem Beispiel Vor- und Nachteile der Verwendung von P- DL um modulare Ontologien zu verknüpfen

34 SemTech: Thema 26 Distributed DescripLon Logics (DDL) Melanie Langermeier DDL ist ein Knowledge RepresentaLon Formalismus der ein Reasoning zwischen mehreren, miteinander verbundenen, Ontologien ermöglicht Verwendung eines gerichteten semanlschen Mappings (bridge rules) Detaillierte Erarbeitung des Konzeptes und der logischen Grundlagen von DDL Veranschaulichung der Verwendung von DDL um OWL 2 Ontologien zu verbinden an einem Beispiel Vor- und Nachteile der Verwendung von DDL um modulare Ontologien zu verknüpfen

35 SemTech: Thema 27 Interface- based modular ontology Formalism (IBF) Melanie Langermeier IBF unterstützt die modulare Entwicklung von Ontologien, basierend auf den Konzepten von Interfaces und Kapselung des Wissens Detaillierte Erarbeitung des Konzeptes und der logischen Grundlagen von IBF Veranschaulichung der Verwendung von IBF um OWL 2- Ontologien zu verbinden an einem Beispiel Vor- und Nachteile der Verwendung von IBF um modulare Ontologien zu verknüpfen

36 SemTech: Thema 28 Linked Open Data Melanie Langermeier Kontext Linking Open Data cloud diagram, by Richard Cyganiak and Anja Jentzsch. hrp://lod- cloud.net/ Linked Open Data (LOD) ist ein Ansatz zusammenhängende Daten zu veröffentlichen und zu vernetzen, die zu zuvor nicht vernetzt und nicht öffentlich waren Anwendungen können dann aus der LOD Cloud InformaLonen beziehen und verarbeiten Aufgabenstellung und erwartete Ergebnisse Detaillierte Beschreibung der verwendete Technologien um Linked Open Data zu ermöglichen» Triplestores, Mappings,

37 SemTech: Thema 29 Aktuelle Anwendungen des SemanLc Web Melanie Langermeier RDFa ist eine RecommendaLon der W3C. Um strukturierte Daten in jeder Markup Sprache ausdrücken zu können, werden in mit RDFa ARribute spezifiziert die dies ermöglichen. Mikroformate sind ein Markup- Format zur semanlschen AnnotaLon von HTML oder XHTML. Websiten können Mikroformate verwenden um eine Standard API zu veröffentlichen, die von Suchemaschinene, Browsern und anderen Seiten verwendet werden kann. Erarbeitung der Konzepte von RDFa und Mikroformaten Detaillierte Beschreibung der Anwendung dieser Konzepte im Open Graph Protocol und in schema.org

38 Bewerbung Bewerbung bis inkl per Mail an jeweiligen Betreuer Pflichtangaben:» Name, Matrikelnummer, Studiengang, Semester» bereits gehörte Vorlesungen und Seminare im Hauptstudium» gegebenenfalls weitere qualifizierende Vorkenntnisse» drei priorisierte Themenwünsche Nur vollständige Bewerbungen werden berücksichlgt Themen im Bereich SoCwaretechnik und Programmiersprachen : Thema 1, SEvS (Goal- Refinement): Simon.Lohmueller@DS- Lab.org Thema 2, SEvS (Präferenz- Modellierung): Simon.Lohmueller@DS- Lab.org Thema 3, SEvS (Business- Rule- Engines): Simon.Lohmueller@DS- Lab.org Thema 4, AutomoLve SE (Sicherheit): Julian.Kienberger@DS- Lab.org Thema 5, AutomoLve SE (Feldbusse): Julian.Kienberger@DS- Lab.org Thema 6, AutomoLve SE (Prozessbewertung): Julian.Kienberger@DS- Lab.org Thema 7, Avionic SE (CNLP): Thomas.Driessen@DS- Lab.org Thema 8, Avionic SE (Artefakte für VMXT und DO178B): Thomas.Driessen@DS- Lab.org Thema 9, Avionic SE (KurzLtel): Thomas.Driessen@DS- Lab.org

39 Bewerbung Themen im Bereich TheoreLsche InformaLk : Thema 10, SemTech (OMG vs. Ontologien): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 11, SemTech (OWL2 Profiles): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 12, SemTech (SPARQL): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 13, SemTech (RIF): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 14, SemTech (SPARQL vs. RIF): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 15, SemTech (RETE): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 16, SemTech (Hypertableau Reasoning): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 17, SemTech (JusLficaLons): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 18, SemTech (ProbabilisLc OWL): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 19, SemTech (Strong and Weak CogniLve Adequacy): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 20, SemTech (Ontology Design): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 21, SemTech (Modules in OWL): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 22, SemTech (Ontologie- Methodiken & - Design): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 23, SemTech (Ontology- Mapping): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 24, SemTech (Epsiolon- ConnecLons): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 25, SemTech (P- DL): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 26, SemTech (DDL): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 27, SemTech (IBF): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 28, SemTech (LOD): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org Thema 29, SemTech (SemanLc Web aktuell): Melanie.Langermeier@DS- Lab.org