MIRU-VNTRplus: datenbankgestützte polyphasische Analyse von Mycobacterium tuberculosis complex Genotypisierungsdaten

Die molekulare Typisierung von Isolaten des Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) ist für viele epidemiologische Anwendungen von Bedeutung. Das Verfahren der Variable Number Tandem Repeats (VNTR) Typisierung wird hierzu immer wichtiger, da es sehr diskriminierend und sehr reproduzierbar ist. Bis jetzt gibt es noch keine Software zur Analyse von VNTR-Typisierungsdaten, die eine repräsentative und gut charakterisierte Referenzdatenbank beinhaltet. In die hier vorgestellte Datenbank wurden 187 Stämme der wichtigsten Lineages des MTBC aufgenommen. Für jeden dieser Stämme sind neben den Basisdaten auch VNTR-Daten für 24 Loki und vier weitere genetische Marker vorhanden. Benutzer können ihre Isolate auf zwei Arten mit der Referenzdatenbank vergleichen, durch Ähnlichkeitssuche oder durch Auswertung der Gruppierung in einem phylogenetischen Baum. Die für die Ähnlichkeitssuche notwendigen Schwellenwerte wurden durch eine Auswertung der Suchergebnisse für die Referenzstämme bestimmt

Computerunterstützte Sacherschließung mit dem Digitalen Assistenten (DA-2)

Wir beschreiben den Digitalen Assistenten DA-2, den wir zur Unterstützung der Sacherschliessung im IBS-Verbund implementiert haben. Diese webbasierte Anwendung ist eine vollständige Neuimplementierung, welche die Erkenntnisse des Vorgängersystems bei der Zentralbibliothek Zürich berücksichtigt. Wir stellen Überlegungen zur Zukunft der Sacherschliessung an und geben eine Übersicht über Projekte mit ähnlichen Zielsetzungen, die Sacherschließung mit Computerunterstützung effizienter und besser zu gestalten. We describe the digital assistant DA-2 which we have implemented to support the subject indexing process in the IBS-Verbund. This web-based service is a new implementation from scratch based on the lessons learned with its predecessor used by the Zentralbibliothek Zürich. We also discuss the future of intellectual subject indexing and we give an overview on related projects also aiming at digitizing and economizing this challenging process

Visuelle Exploration multidimensionaler Informationsräume: Ein Interface-Baukasten für die Produktsuche

Suchmaschinen bieten Zugang zu großen Datenmengen und viele Möglichkeiten, die Nutzeranfragen zu interpretieren und mit Korrekturen oder Empfehlungen zu unterstützen. Neben diesen technologischen Vorteilen, hat sich am Suchparadigma selbst in den letzten Jahren nicht viel geändert. Die meisten Suchinterfaces bestehen auch heute noch aus den typischen Eingabemasken und linearen Ergebnislisten. Jedoch ist es besonders für Nutzer mit wenig Erfahrung in der aktuellen Suchdomäne oder mit einem sehr unscharfen Informationsbedürfnis schwierig, ihre vagen Vorstellungen in eine spezifische Suchanfrage zu transformieren. Die herkömmlichen eindimensionalen Ergebnislisten bieten oft nur eine einfache Sortierfunktion. Verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung bieten jedoch weitaus mehr Möglichkeiten, um multidimensionale Datensätze zu visualisieren und vergleichbar zu machen. Ziel der Arbeit ist es, den Suchprozess am Beispiel der Produktsuche aus der Nutzerperspektive zu analysieren und Anforderungen zu formulieren, welche verschiedene Strategien und Phasen der Suche unterstützen. Die Anwendungsfälle stützen sich dabei vor allem auf komplexere Suchaufgaben mit einem vagen Informationsbedürfnis wie der Planung eines Urlaubs oder dem Finden einer passenden Finanzierungsmöglichkeit. Weiterhin werden verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung untersucht, um sowohl die visuelle Exploration und Analyse der multidimensionalen Datenmengen als auch eine schnelle Interpretation und den Vergleich der gefundenen Suchergebnisse zu ermöglichen. Die Betrachtung verschiedener verwandter Arbeiten aus dem kommerziellen und akademischen Bereich führen zu fünf verschiedenen Suchmusterkategorien, die in explorativen Suchszenarien miteinander kombiniert werden können, um den Suchraum einzugrenzen oder aufzufächern. Unter Berücksichtigung der Suchmusterkategorien der schlagwortbasierten Suche, der Ähnlichkeitssuche, der Facettennavigation, der empfehlungsbasierten Suche und des Browsing in strukturierten Inhalten werden verschiedene Lösungsansätze entwickelt, welche die Exploration unterschiedlicher Produktdatenmengen ermöglichen. Basierend auf diesen Fallbeispielen wird ein Baukasten für visuelle Suchinterfaces vorgeschlagen, der vorwärtsgerichtet oder rückwärtsgerichtet im Sinne des Reverse-Engineering angewandt werden kann. Die Bausteine geben einen Gestaltungsraum vor, der den Designer vor allem in der Konzeptionsphase unterstützt. Durch die Kombination verschiedener Bausteine werden der Entwurf neuer Interfacekonzepte und deren Variation ermöglicht. Weiterhin können erprobte Lösungen in Entwurfsmuster überführt werden, welche die Wiederverwendung in ähnlichen Problemkontexten erlauben. Durch das Reverse-Engineering können bekannte Interfaces in einzelne Bestandteile zerlegt und innere Strukturen sowie Zusammenhänge analysiert werden.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Problemdarstellung und Zielsetzung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Interdisziplinäre Grundlagenbetrachtung 2.1 Informationssuche 2.1.1 Informationsbedürfnis 2.1.2 Modelle der Informationssuche 2.1.3 Suchstrategien 2.2 Informationsvisualisierung 2.2.1 Visualisierungsprozess 2.2.2 Datenstrukturen 2.2.3 Visuelle Strukturen 2.2.4 Visualisierungstechniken 2.2.5 Interaktionstechniken 2.3 Entwurfsproblematik in der Mensch-Computer-Interaktion 2.3.1 Entwurfsprozess 2.3.2 Entwurfsmuster und -prinzipien 2.3.3 Baukastensysteme 2.3.4 Semiotik 2.4 Zusammenfassung 3 Suchmuster im Kontext der Produktsuche 3.1 Schlüsselwortsuche 3.1.1 Kommerzielle Anwendungen 3.1.2 Akademische Arbeiten 3.2 Ähnlichkeitssuche 3.2.1 Kommerzielle Anwendungen 3.2.2 Akademische Arbeiten 3.3 Facettennavigation 3.3.1 Kommerzielle Anwendungen 3.3.2 Akademische Arbeiten 3.4 Empfehlungsbasierte Suche 3.4.1 Kommerzielle Anwendungen 3.4.2 Akademische Arbeiten 3.5 Browsing in strukturierten Inhalten 3.5.1 Kommerzielle Anwendungen 3.5.2 Akademische Arbeiten 3.6 Zusammenfassung 4 Motivbasierte Suche 4.1 Nutzerbefragung 4.2 Aspekte der motivbasierten Suche 4.2.1 Exploration 4.2.2 Recherche 4.2.3 Evaluation 4.3 Zusammenfassung 5 Schlagwortbasierte Suche 5.1 Datengrundlage 5.1.1 Klassifikationsschema 5.1.2 Datenanalyse 5.2 DelViz 5.2.1 Konzept für die Explorative Suche 5.2.2 Analysekonzept 5.2.3 Browsing-Konzept 5.2.4 Prototyp 5.3 TagCircus 5.4 Facettice 5.5 Zusammenfassung 6 Ähnlichkeitssuche 6.1 Glyphdarstellungen 6.1.1 Many-to-One-Mapping 6.1.2 One-to-One-Mapping 6.2 Nutzerstudien 6.2.1 Evaluation von Differenzglyphen 6.2.2 Evaluation von Star-Plots und Flower-Glyphen 6.3 Ähnlichkeitssuche mittels Glyphen 6.3.1 Beispielbasierte Suche 6.3.2 Exploration multidimensionaler Datenmengen 6.4 Zusammenfassung 7 Facettennavigation 7.1 Datengrundlage 7.2 Basiskonzept 7.2.1 Interaktion mit den Achsen 7.2.2 Facettenfilter 7.2.3 Ergebnisliste 7.2.4 Suchhistorie 7.3 Parallele Koordinaten 7.3.1 Vergleich 7.3.2 Unscharfer Filter 7.4 Parallel Sets 7.5 Prototyp 7.6 Nutzerstudie 7.6.1 Methodik 7.6.2 Ergebnisse 7.6.3 Diskussion 7.7 Adaption des Konzepts 7.8 Zusammenfassung 8 Empfehlungsbasierte Suche 8.1 Get Inspired 8.1.1 Datengrundlage 8.1.2 Konzeption 8.1.3 Prototyp 8.1.4 Nutzerstudie 8.2 Motbasi 8.2.1 Prototyp 8.2.2 Nutzertest 8.3 Movie-Recommender 8.4 Findr 8.5 Zusammenfassung 9 Baukasten für visuelle Suchinterfaces 9.1 Bausteine 9.2 Baumuster 9.3 Baumusterpläne 9.3.1 Verbindungselemente 9.3.2 Referenzbausteine 9.4 Semiotische Aspekte des Baukastens 9.5 Anwendungsszenarien 9.5.1 Mustererstellung zur Wiederverwendbarkeit 9.5.2 Variantenerzeugung 9.5.3 Inspiration im Entwurfsprozess 9.5.4 Design- und Lehrmethodik 9.6 Zusammenfassung 10 Zusammenfassung 10.1 Zusammenfassung der Kapitel 10.2 Diskussion 10.3 Ausblick Anhang Glossar Abkürzungsverzeichnis Literatur Eigene Veröffentlichungen Betreute studentische Arbeiten Forschungsprojekte Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Verzeichnis der Code-Beispiel

Neue Indexingverfahren für die Ähnlichkeitssuche in metrischen Räumen über großen Datenmengen

Ein zunehmend wichtiges Thema in der Informatik ist der Umgang mit Ähnlichkeit in einer großen Anzahl unterschiedlicher Domänen. Derzeit existiert keine universell verwendbare Infrastruktur für die Ähnlichkeitssuche in allgemeinen metrischen Räumen. Ziel der Arbeit ist es, die Grundlage für eine derartige Infrastruktur zu legen, die in klassische Datenbankmanagementsysteme integriert werden könnte. Im Rahmen einer Analyse des State of the Art wird der M-Baum als am besten geeignete Basisstruktur identifiziert. Dieser wird anschließend zum EM-Baum erweitert, wobei strukturelle Kompatibilität mit dem M-Baum erhalten wird. Die Abfragealgorithmen werden im Hinblick auf eine Minimierung notwendiger Distanzberechnungen optimiert. Aufbauend auf einer mathematischen Analyse der Beziehung zwischen Baumstruktur und Abfrageaufwand werden Freiheitsgrade in Baumänderungsalgorithmen genutzt, um Bäume so zu konstruieren, dass Ähnlichkeitsanfragen mit einer minimalen Anzahl an Anfrageoperationen beantwortet werden können.A topic of growing importance in computer science is the handling of similarity in multiple heterogenous domains. Currently there is no common infrastructure to support this for the general metric space. The goal of this work is lay the foundation for such an infrastructure, which could be integrated into classical data base management systems. After some analysis of the state of the art the M-Tree is identified as most suitable base and enhanced in multiple ways to the EM-Tree retaining structural compatibility. The query algorithms are optimized to reduce the number of necessary distance calculations. On the basis of a mathematical analysis of the relation between the tree structure and the query performance degrees of freedom in the tree edit algorithms are used to build trees optimized for answering similarity queries using a minimal number of distance calculations

Datenfusion und Datenintegration: 6. wissenschaftliche Tagung

"Der vorliegende Tagungsband dokumentiert die Beiträge der wissenschaftlichen Tagung 'Datenfusion und Datenintegration', die am 30. Juni und 01. Juli 2005 gemeinsam vom Statistischen Bundesamt, dem ADM Arbeitskreis Deutscher Markt- und Sozialforschungsinstitute e.V. und der Arbeitsgemeinschaft Sozialwissenschaftlicher Institute e.V. (ASI) in Wiesbaden durchgeführt wurde." (Autorenreferat). Inhaltsverzeichnis: Hartmut Scheffler: Datenfusion und Datenintegration: Machbar - wünschbar!? (11-16); Hans Kiesl, Susanne Rässler: Techniken und Einsatzgebiete von Datenintegration und Datenfusion (17-32); Michael Wiedenbeck: Techniken der Datenfusion (33-44); Uwe Czaia: Media-Analysen & Fusionen (45-52); Heiner Meulemann, Jörg Hagenah, Haluk Akinci: Die Media-Analysen. Synopse des Datenbestands und Nutzungschancen für Sekundäranalysen des sozialen Wandels in Deutschland seit 1954 (53-70); Hans Gerd Siedt: Ergebnisse des Zensustests. Einfluss von Dubletten auf die Qualität der Melderegister (71-90); Stefan Tuscht: Data Matching: Integration von Umfrageergebnissen und Unternehmensdaten (91-98); Raimund Wildner: Integration von Umfragedaten und mikrogeografischen Informationen (99-110); Jürgen H.P. Hoffineyer-Zlotnik: Ersatz von Umfragedaten durch Regionalisierung. Wohnquartiersbeschreibung zur Beschreibung von Interviewausfällen (111-140); Jürgen Krause, Maximilian Stempfhuber: Nutzerseitige Integration sozialwissenschaftlicher Text- und Dateninformationen aus verteilten Quellen (141-158); Erich Wiegand: Fusion und Integration von Daten: Datenschutz und Standesregeln (159-166)

Basiskomponenten von XML Datenbanksystemen

Für die Entwicklung von vielen kleinen und großen Softwaresystemen reichen herkömmliche (objekt-)relationale Datenbanksysteme nicht mehr aus. Viele interessante Daten sind in der Praxis nicht voll strukturiert und somit nicht effektiv mit einem Standarddatenbanksystem zu verwalten. Es werden deshalb neuartige standardisierte Systeme für unstrukturierte bzw. semi-strukturierte Daten benötigt. Diese Lücke wird nun von nativen XML Datenbanksystemen geschlossen, die als Datenformat das vom W3C standardisierte XML verwenden. XML Datenbanksysteme unterstützen außerdem viele weitere XML Standards, wie beispielsweise XSchema für Grammatiken, XPath und XQuery für die Anfrageverarbeitung, XSLT für Transformationen und DOM und SAX für die Applikationsanbindung. In dieser Arbeit werden Grundlagen von nativen XML Datenbanksystemen betrachtet, sowie neue Strukturen vorgeschlagen und alte Strukturen optimiert. Es wird auf eine solide Basis zum Testen von Algorithmen Wert gelegt. Hierzu wurde ein Testframework innerhalb der Java-Bibliothek XXL implementiert und anschließend verwendet. Die XXL Bibliothek enthielt bereits vor dieser Arbeit einige Komponenten, die für die Implementierung von Datenbanksystemen eingesetzt werden konnten, beispielsweise eine generische Anfrageverarbeitung und Indexstrukturen. Zusätzlich zu den vorhandenen Komponenten wurden nun neue hinzugefügt, so z.B. eine Komponente für den direkten Festplattenzugriff, ein frei konfigurierbarer Recordmanager, sowie ein Datenbank-Framework. Das zentrale Anliegen der Arbeit ist die Optimierung der Speicherungsebene von nativen XML Datenbanksystemen. Wichtig ist, dass bei der Abbildung von XML Dokumenten auf den Externspeicher die Baumstruktur erhalten bleibt und somit eine performante Anfragenverarbeitung mit wenigen Externspeicherzugriffen möglich wird. Ähnlich wie bei R-Bäumen, können für XML Speicherungsstrukturen verschiedene Splitalgorithmen angegeben werden, die gewisse Heuristiken verfolgen. Hier zeigte sich der neu entwickelte, so genannte OneCutSplit mit Scaffold als klar überlegen gegenüber den bisher bekannten Splitalgorithmen aus der Literatur. Für das Einfügen von Dokumenten wurde weiterhin ein Bulkloading Mechanismus implementiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Speicherstruktur für die hiermit erzeugten Dokumente deutlich besser war als bei der Benutzung von Splitalgorithmen. Dies macht sich erheblich in den Antwortzeiten von Anfragen bemerkbar. Zur Beschleunigung der Anfrageverarbeitung sind in nativen XML Datenbanksystemen Indexstrukturen unverzichtbar. Zu diesem Zweck wurde ein neuartiger Signaturindex entwickelt und in die XML Speicherungsstruktur unter Verwendung von Aggregaten integriert. Die Evaluierung des Indexes zeigte einen deutlichen Vorteil bei der Auswertung von XPath-Ausdrücken. Weiterhin konnten erstmals durch die Benutzung des Datenbank-Frameworks von XXL native Speicherungsverfahren für XML mit solchen verglichen werden, die auf relationalen Datenbanksystemen aufsetzen. Hierbei zeigte sich, dass nativer XML Speicher auch bei einfachen XPath-Anfragen gute Leistungswerte besitzt. Bei Navigations- und Änderungsoperationen ist der native XML Speicher den relationalen Verfahren deutlich überlegen. In der Anfrageverarbeitung auf XML Daten spielen allerdings nicht nur XPath und XQuery eine Rolle. Für die Bearbeitung von großen Mengen von XML Dokumenten sind Operatoren sinnvoll, welche eine Verarbeitung durch Abbildung von XML Dokumenten auf neue XML Dokumente realisieren. Dies ist analog zur relationalen Algebra, in der allerdings der Grunddatentyp Tupel Verwendung findet. Im Vergleich zum relationalen Modell werden für XML jedoch viele verschiedene Operatoren benötigt, die nicht auf wenige Grundoperationen zurückgeführt werden können. In dieser Arbeit werden einige neue Operatoren vorgestellt, die nicht nur für die Anfrageverarbeitung innerhalb von XML Datenbanksystemen, sondern auch für Anfragen im Internet geeignet sind. Durch das entwickelte Framework soll es Anwendern in Zukunft auf einfache Art und Weise möglich sein, Internetquellen in eigene Anfragen einzubauen

Mehrwert oder Mehrarbeit? : Voraussetzungen und Möglichkeiten des Einsatzes von Normdaten in der Sacherschließung des Bundesarchivs am Beispiel des „Themenportals Wiedergutmachung“ : Transferarbeit des 55. wissenschaftlichen Lehrgangs an der Archivschule Marburg

In der vorliegenden Transferarbeit soll untersucht werden, ob eine Sacherschließung durch Verschlagwortung u. a. mit GND-Sachbegriffen aktuell in Bezug auf Archivgut mit thematischem Schwerpunkt und perspektivisch für das gesamte Archivgut im Bundesarchiv in Frage kommen kann, ob der Mehrwert also den Mehraufwand rechtfertigen oder sogar unter bestimmten Voraussetzungen überwiegen kann. Nach einer eher theoretischen Darstellung zur Relevanz einer Erschließung mit Normdaten im Archivbereich sowie des diesbezüglichen Status-Quos und den Planungen im Bundesarchiv soll der Aufwand einer nachträglichen, normdatenbasierten Verschlagwortung von Archivgut beispielhaft anhand der Erstellung eines Konzepts für eine Teilsystematik für das „Themenportal Wiedergutmachung“ überprüft werden. Geht es hier bereits darum, Voraussetzung und Möglichkeiten einer Reduzierung der Anstrengungen durch ein strukturiertes Vorgehen unter den gegenwärtigen Bedingungen zu beschreiben, sollen im Anschluss heute schon in Ansätzen mögliche bzw. künftige Alternativen einer sich teilweise auf Künstliche Intelligenz stützenden Automatisierung von Datenbereinigung, Verschlagwortung und Normdatenanreicherung in den Blick genommen werden. Das abschließende Fazit wird die Ergebnisse dieses zweigeteilten Lösungsvorschlags zusammentragen und die voranstehende Leitfrage (Mehrwert oder Mehrarbeit?) beantworten