Leistungsbewertung zu adaptierender Web Services in serviceorientierten Architekturen

Die Entwicklung weg von monolithischen Softwarearchitekturenhin zu einem serviceorientierten Ansatz führt bei der Entwicklungumfangreicher Anwendungen zu neuen Herausforderungen. Fürden zuverlässigen Betrieb über den gesamten Lebenszyklus einerUnternehmensanwendung hinweg sind neben den funktionalenAnforderungen die Rahmenbedingungen durch nicht-funktionaleEigenschaften der verwendeten Systeme zu beachten. DieVerbreitung des serviceorientierten Ansatzes bei Softwaresystemenführt durch einige Grundideen, die Grundlage diesesAnsatzes sind, zu der Situation, dass ein Softwareentwickler übereinige entscheidende Eigenschaften der verwendeten Serviceskeine Informationen erhält.In dieser Arbeit werden eine Teilmenge der nicht-funktionalenEigenschaften betrachtet und Test-Methodiken beschrieben, die eserlauben, wesentlich verlässlichere Aussagen über dieLeistungsfähigkeit adaptierter Services innerhalb einer serviceorientiertenArchitektur zu treffen. Dafür werden exemplarischWeb Services untersucht, die eine persistente Datenspeicherunganbieten

Lese- und Übungsbuch Datenbanken: E/R- und Relationenmodell

1 Modellierung im allgemeinen und in der Informatik - 2 Das Entity-Relationship-Modell - 3 Das Relationenmodel

Ein Semantisches Web für die Universitätsbibliothek Heidelberg

Die Masterthesis richtet sich an alle Interessierten des Semantischen Webs und des Wissensmanagements sowie an Webentwickler, die an neuen Technologien interessiert sind. In die Datenspeicher von Firmen, Universitäten oder des privaten PC gelangen täglich neue Informationen, wodurch ein Informationsüberfluss entsteht. Des Weiteren sind diese Daten oftmals unstrukturiert abgelegt. Das Problem wurde von Forschern frühzeitig erkannt. Seit mehreren Jahren wird daran geforscht, Wissen besser zu verwalten. Ein Konzept, dessen Umsetzung genau dieses zum Ziel hat, wird als das Semantische Web bezeichnet. Mit dessen Hilfe könnte sich ein weltweites strukturiertes Netz von Informationen schaffen lassen. Dabei werden XML-verwandte Technologien verwendet, welche die einzelnen Informationen mit standardisierten Attributen beschreiben und in einem Netzwerk von Verbindungen abzulegen. Durch die Spezifikation der einzelnen Attribute kann von diversen Programmen auf semantischer Ebene auf das Wissen zugegriffen werden. Die Masterthesis beschreibt das Konzept, welches hinter dem Semantischen Web steht und implementiert eine praktische Anwendung mit SemantischenWeb Technologien. Zur Realisierung dieses Projekts werden die verschiedenen Sprachen RDF/S und OWL analysiert und eingesetzt. Des Weiteren erfolgt eine Analyse verschiedener Semantischer Web Werkzeuge. Das Ergebnis der Masterthesis zeigt, dass es durch das Semantische Web möglich ist, bessere Suchresultate zu erzielen als durch gegenwärtige Datenbankrecherchen und dass sich der Mehraufwand zur Entwicklung eines semantischen Webs lohnt

Erkenntnistheoretische und begriffliche Grundlagen der objektorientierten Datenmodellierung

Ausgangsphase für die Entwicklung eines Softwaresystems sind die Modellierungen eines Wirklichkeitsausschnitts. Der Wirklichkeitsausschnitt muß zunächst erklärt, analysiert, strukturiert und modelliert werden, bevor ein brauchbares Informationssystem erstellt werden kann. Das Ergebnis dieser Modellierung bezeichnet man als Datenmodell. Der Schlüssel der Datenmodellierung liegt darin, einen Wirklichkeitsausschnitt genau zu erfassen und in adäquater Weise abzubilden, d.h. den Ausschnitt widerspruchsfrei, vollständig, formal richtig und möglichst ohne Redundanz zu beschreiben. Zwei Grundtypen der Datenmodelle sind satzorientierte und objektorientierte Datenmodelle. Im satzorientierten Datenmodell werden Informationen über einen Wirklichkeitsausschnitt als Sätze dargestellt, im objektorientierten Datenmodell als Objekte. Objekte sind Ausprägungen der Klassen. Klassen sind formalisierte Begriffe, die wir durch Abstraktionen von Gegenständen der Wirklichkeit gewonnen haben. Der objektorientierte Ansatz bietet mehrere Vorteile: adäquate einfache Modellierung (Entsprechung der menschlichen Denkweise); Wiederverwendbarkeit, Wartbarkeit, Erweiterbarkeit, Änderbarkeit von Programmen; Lokalisieren von Änderungen; Modellierbarkeit der komplexen Objekte, schneller Zugriff auf Objekte; Reduzierung der Entwicklungszeit und des Entwicklungskostens des Programms; Reduzierung der Komplexität des Problems; zentrales Konzept vieler Anwendungen; drahtloser Übergang zwischen Phasen der Softwareentwicklung usw. Alle diese Vorteile ergeben sich aus dem Klassenkonzept. Trotz der Vorzüge, die das objektorientierte Datenmodell aufweist, bereitet die Umsetzung objektorientierter Konzepte Schwierigkeiten. Die Ursachen sind verschiedener Art. Zum einen ist die Theorie aufgrund ihrer Komplexität eher verwirrend als wegweisend. Es gibt noch keinen klaren theoretischen Hintergrund. Zum anderen resultiert aus einer komplexen Sicht auf den Objektbegriff eine Reihe von Forderungen und Möglichkeiten, die derzeit nicht berücksichtigt wer den. Die Grundbegriffe der Objektorientierung sind nicht genug scharf definiert. Sie enthalten Unklarheiten und sollen deshalb präzisiert werden. Diese Arbeit befaßt sich mit den Grundbegriffen der objektorientierten Datenmodellierung. Das Ziel der Arbeit besteht darin, diese Grundbegriffe zu präzisieren, zu klären und zu begründen und damit ein besseres Verständnis des objektorientierten Ansatzes zu ermöglichen. Diese Begriffe sind nicht nur aus der Sicht der Informatik, der Logik, sondern auch aus der ontologischen Sicht zu untersuchen. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der ontologischen Untersuchung solcher Begriffe

Integration elektromechanischer CA-Anwendungssysteme über einem STEP-Produktmodell

Ein Problem der Spezialisierung industriealisierter Wirtschaftsstrukturen in einzelne Leistungserbringer ist die Kommunikation zwischen Anbietern und Nachfragern von Gütern und Dienstleistungen. Dies gilt sowohl zwischen kooperierenden Unternehmen als auch innerhalb eines Unternehmens zwischen unterschiedlichen Abteilungen. Durch die Nutzung rechnergestützter Hilfsmittel wird diese Kommunikationsproblematik nicht gelöst, sondern auf eine neue Stufe gehoben. Während die rechnergestützte Bearbeitung administrativer Unternehmensvorgänge oftmals zentralistisch organisiert und über Datenbanklösungen integriert wurde um Kommunikationsvorgänge zu minimieren, ließen sich technische EDV-Systeme bisher weder effizient koppeln noch zentral oder verteilt integrieren. Grund hierfür sind hochspezialisierte interne Datenstrukturen technischer Anwendungssysteme die allgemeingültigen Modellen wenig zugänglich waren. Mit der unter der ISO definierten Norm ISO-10303 (STER Standard for the Exchange of Product Model Data) wird ein einheitliches Modell für produktbeschreibende Informationen geschaffen. Über die Modellbildung hinaus wird jedoch sogar eine Referenzarchitektur für die Entwicklung von Anwendungs- und Implementierungsmodellen bereitgestellt. Dabei stellt die Modellierungssprache EXPRESS fundamentalen Kern der Architektur von STEP dar. Die Entwicklung von Werkzeugen zur Unterstützung der Implementierung der einzelnen Teile der Norm ISO-10303 stellt ein Ergebnis der geleisteten Arbeit dar. Insbesondere die Verarbeitung der Modellierungssprache EXPRESS, in der sowohl Anwendermodelle, Referenzmodelle sowie Metamodelle der Implementierungsprinzipien beschrieben werden, wurde effizient unterstützt. In der Arbeit wird auf ein flexibles Implementierungswerkzeug für jegliche in EXPRESS definierte Modelle gesetzt. Die Nutzung beliebiger EXPRESS-Modelle als Basis von Implementierungen wird dadurch möglich. Die vier in der Norm ISO-10303 diskutierten und teilweise genormten Implementierungsmethoden Austauschdatei, Datenbasis mit Zugriffsschnittstelle SDAI (Standard Data Access Interface), Hauptspeicherstruktur und Wissensbasis wurden prototypisch in der Arbeit realisiert. In die noch laufenden Normierungstätigkeiten konnten dadurch wertvolle Spezifikationshinweise eingebracht werden. Während zu Beginn der Entwicklung von STEP primär die Definition von Datenmodelle und daraus abgeleitet, Dateiformate zum Austausch von Produktinformationen im Vordergrund stand, stellt im weiteren Verlauf der STEP-Entwicklung die koordinierte Verwaltung von Produktinformationen einen Schwerpunkt dar. Die in Datenbanksystemen vorhandenen Fähigkeiten zur Datenverwaltung stellen einen Ansatz zur Realisierung von Produktdatenbanken dar. Die in STEP definierten Produktmodelle können dabei als Datenbankschemata benutzt werden. Die heute in industriellen Umgebungen eingesetzten Datenbankprinzipien der relationalen und objektorientierten Datenbanksysteme werden hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit als Basissysteme für STEP-Produktdatenbanken untersucht und für ein Datenbanksystem, das eine spezielle Erweiterung des relationalen Modells darstellt, eine Implementierung einer STEP-Datenbank vorgenommen. Die primären Anwendungsprobleme, für die mit Hilfe von STEP Austauschszenarien bewältigt werden können, sind im Bereich des Datenaustausches zwischen CAD/CAE- Systemen zu finden. Besonders CAD-Systeme, die die Repräsentation dreidimensionaler technischer Objekte ermöglichen, profitieren von der ausdrucksstarken Modellbildung der STEP Geometrie-Partialmodelle. Für leistungsfähige geometrische Modellierwerkzeuge wurde ein Datenaustauschszenario skizziert und mit Hilfe von realisierten STEP-Pre- und Postprozessoren unterstützt. Der Integrationsaspekt von zukünftigen, unternehmensweiten CAD/CAE-Anwendungssystemen wird durch die Fähigkeit dieser Anwendungen bestimmt, STEP-konforme Daten aus Datenbasen zu entnehmen und für diese bereitzustellen. Während neu zu realisierende Anwendungssysteme zur Verwaltung von Produktdaten eine SDAI-Schnittstelle als integralen Bestandteil realisieren können, sind vorhandene Systeme mit Schnittstellen zu einem SDAI auszurüsten. Der geometrische Modellierer Acis wurde mit einem derartigen Interface versehen, um eine Integration von CAD-Anwendungssystemen die auf diesem Modellierer beruhen, auf STEP/SDAI-basierten Datenbasen zu ermöglichen. Die Probleme der langer Transaktionen stellen in diesem Zusammenhang neue Anforderungen Datenbankmanagementsysteme. Die Bearbeitung von STEP-basierten Problemlösungen kann aus einer anwendungsfreien und einer anwendungsorientierten Sicht vorgenommen werden. Während Werkzeuge, die zur Unterstützung der Implementierung von Anwendungssystemen aus EXPRESS-Modellen heraus dienen, zunächst anwendungsfrei gehalten werden können, muß ein STEP-basiertes Anwendungssystem die Anforderungen, die aus dem Anwendungsreferenzmodell eines STEP-Anwendungsprotokolls stammen, inhaltlich berücksichtigen. Die aus der Entwicklungsmethodik für STEP-Anwendungsprotokolle abgeleitete problematische Beziehung zwischen Anwendungsmodell und Referenzmodell wurde kritisch hinterfragt und neue Lösungsansätze vorgestellt. Spritzgegossene dreidimensionale Schaltungsträger stellen ein Beispiel eines mechatronischen Produktes in einer neuen Produkt- und Produktionstechnologie dar. Das Defizit von Entwicklungswerkzeugen für die Produkt- und Produktionsgestaltung dieser Produkttechnologie ist vor allem durch fehlende und in den existierenden CAD/CAE-Systemen nur ineffizient realisierbare Modellbildung für derartige Produkte begründet. Das STEP-Anwendungsprotokoll 210 stellt einen akzeptablen Ansatz für eine integrierte elektromechanische Modellbildung bereit. Die in elektronisch oder mechanisch orientierten Systemen fehlenden Entwurfsfunktionen 3D-Layout und 3D-Entflechtung wurden auf einem geometrischen Modellierer realisiert. Der Prototyp wurde als integraler Bestandteil eines STEP-Anwendungssystems konzipiert und realisiert. Mit einem Anwendungsbeispiel konnte die prinzipielle Tragfähigkeit des integrierten Ansatzes nachgewiesen werden.One problem with the specialization of industrialized economic structures in individual service providers is the communication between suppliers and consumers of goods and services. This applies both between cooperating companies and within a company between different departments. By using computer-assisted aids, this communication problem is not solved, but raised to a new level. While the computer-assisted processing of administrative company processes was often organized centrally and integrated via database solutions to minimize communication processes, technical EDP systems have so far been neither efficiently coupled nor integrated centrally or distributed. The reason for this is highly specialized internal data structures of technical application systems that were generally inaccessible to models. The ISO-10303 (STER Standard for the Exchange of Product Model Data), defined under the ISO, creates a uniform model for product descriptive information. In addition to modeling, however, a reference architecture for the development of application and implementation models is also provided. The modeling language EXPRESS represents the fundamental core of the architecture of STEP. The development of tools to support the implementation of the individual parts of the ISO-10303 standard is a result of the work done. In particular, the processing of the modeling language EXPRESS, in which both user models, reference models and metamodels of the implementation principles are described, was efficiently supported. The work is based on a flexible implementation tool for any models defined in EXPRESS. This makes it possible to use any EXPRESS models as the basis of implementations. The four implementation methods exchange file, database with SDAI (Standard Data Access Interface), main memory structure and knowledge base, discussed and partially standardized in the ISO-10303 standard, were implemented prototypically in the work. As a result, valuable specification notes could be included in the ongoing standardization activities. At the beginning of the development of STEP, the primary focus was on the definition of data models and, derived from them, file formats for the exchange of product information. In the further course of STEP development, the coordinated administration of product information will be a focal point is an approach to the realization of product databases. The product models defined in STEP can be used as database schemes. The database principles of relational and object-oriented database systems used today in industrial environments are examined with regard to their usability as basic systems for STEP product databases and an implementation of a STEP database is carried out for a database system that represents a special extension of the relational model. The primary application problems for which STEP exchange scenarios can be dealt with can be found in the area of data exchange between CAD / CAE systems. CAD systems in particular, which enable the representation of three-dimensional technical objects, benefit from the expressive modeling of the STEP geometry partial models. A data exchange scenario was outlined for high-performance geometric modeling tools and supported with the help of implemented STEP pre- and postprocessors. The integration aspect of future, company-wide CAD / CAE application systems is determined by the ability of these applications to extract STEP-compliant data from databases and make them available for them. While newly implemented application systems for managing product data can implement an SDAI interface as an integral part, existing systems must be equipped with interfaces to an SDAI. The geometric modeler Acis was provided with such an interface to enable the integration of CAD application systems based on this modeler on STEP / SDAI-based databases. The problems of long transactions place new demands on database management systems in this context. STEP-based problem solutions can be processed from an application-free and an application-oriented perspective. While tools used to support the implementation of application systems from EXPRESS models can initially be kept application-free, a STEP-based application system must take into account the content of the requirements that come from the application reference model of a STEP application protocol. The problematic relationship between the application model and the reference model derived from the development methodology for STEP application protocols was critically examined and new solutions were presented. Injection molded three-dimensional circuit carriers represent an example of a mechatronic product in a new product and production technology. The deficit of development tools for the product and production design of this product technology is mainly inefficient due to the lack of and in the existing CAD / CAE systems feasible model formation for such products justified. The STEP application protocol 210 provides an acceptable approach for integrated electromechanical modeling. The design functions 3D layout and 3D unbundling, which are missing in electronically or mechanically oriented systems, were realized on a geometric modeler. The prototype was designed and implemented as an integral part of a STEP application system. An application example was used to demonstrate the basic sustainability of the integrated approach

CORBA und ODMG-93 als Grundlage zur Realisierung eines föderierten Datenbanksystems

Der zunehmende Einsatz von Datenbanksystemen (DBS) führte in den letzten Jahren dazu, daß heute in vielen Organisationen unterschiedliche Datenbanksysteme nebeneinander im Einsatz sind. Gründe hierfür liegen einerseits darin, daß verschiedene Datenbankmanagementsysteme (DBMS) sich in unterschiedlicher Weise gut für bestimmte Anwendungsbereiche eignen, andererseits unterstützen Hersteller von spezieller Anwendungssoftware im allgemeinen nur bestimmte DBMS. Hieraus resultiert, daß der eine Organisation betreffende Realweltauschnitt auf eine Menge von unterschiedlichen Datenhaltungssystemen abgebildet wird. Es zeigt sich, daß diese Systeme sehr oft inhaltlich verwandte Daten verwalten. Diese Situation verschärft sich auch in dem Maße, in dem Organisationen sich zusammenschließen, etwa bei Fusionierung von Unternehmen oder durch Restruktierung von Behörden. Das Betreiben dieser voneinander isolierten DBS innerhalb einer Organisation impliziert eine Reihe von gravierenden Problemen. Die redundante Haltung der gleichen Information in verschiedenen, nicht kooperien den Systemen legt dabei den Benutzern zusätzliche Mehrarbeit auf. Das Verknüpfen von Daten unterschiedlicher DBS wird in keiner Weise unterstützt, wodurch ein Informationsverlust ensteht ("das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile"). Die Entwicklung und Realisierung eines einzigen, unternehmensweiten Datenmodells als Ausweg aus der Krise führt häufig zu sehr komplexen, schlecht überschaubaren und ineffizienten Informationssystemen. Darüber hinaus ist dieser Weg häufig in ökonomischer Hinsicht nicht sinnvoll, da eine Migration erhebliche Kosten verursacht und die bereits bestehenden Anwendungen einen großen Teil des Unternehmens-Know-Hows darstellen. Ein vielversprechender Ansatz zur Integration von heterogenen Datenbeständen innerhalb einer Organisation stellen föderierte Datenbanksysteme (FDBS) dar, welche aktueller Gegenstand der Forschung sind. Föderierte Datenbanksysteme versuchen mithilfe einer zusätzlichen Softwareschicht die Heterogenität der zu integrierenden Datenbanksysteme transparent zu machen und eine neue integrierte Sicht auf die verteilten Daten einer Organisation zu unterstützen. Im Rahmen der Föderation bewahren die bestehenden Datenbanksysteme weitgehend ihre Autonomie, so daß bestehende Anwendungen unverändert weiterlaufen können. Insofern ist ein föderiertes Datenbanksystem durchaus mit einer politischen Föderation, wie etwa der Europäischen Union oder der Uno, zu vergleichen. Ähnlich wie bei einer politischen Föderation besteht die besondere Problematik bei der Entwicklung eines föderierten Datenbanksystems in der Heterogenität der zu integrierenden Teilsysteme. Die Zielse tzung dieser Diplomarbeit besteht darin, vor dem Hintergrund eines konkreten Anwendungs-Szenarios ein föderietes Datenbanksystem zu entwickeln, das versucht die Heterogenitäts-Problematik durch den Einsatz von Standards zu lösen. Als Anwendungs-Szenario wurde die Eingemeindung der Städte Bochum und Wattenscheid und die daraus resultierende Restrukturierung der städtischen Behörden gewählt. Das zu entwickelnde föderierte Datenbanksystem soll die datentechnische Kooperation ausgewählter Behörden unterstützen. Hierbei sollen insbesondere zwei wesentliche Aspekte der Heterogenität der zu integrierenden Datenbanksysteme betrachtet werden:Bezüglich der Heterogenität in der Ablaufumgebung soll in der Diplomarbeit der Ansatz verfolgt werden, die Komponenten des angestrebten FDBS als verteilte, kooperierende Objekte zu konzipieren und zu realisieren. Diese kommunizieren über einen CORBA kompatiblen Object Request Broker (ORB) miteinander. Die Common-Object-Request-Broker-Architecture (CORBA) beschreibt eine objektorientierte Infrastruktur, welche die Entwicklung von verteilten objektorientierten Systemen standardisiert. Der CORBA-Standard könnte schon bald zu einer Art Esperanto für verteilte heterogene Objekte avancieren. Die Heterogenität der Datenbankmanagementsysteme (DBMS) bzw. ihrer unterschiedlichen Datenmodelle soll durch den Einsatz des ODMG-93-Standards für objektorientierte Datenbankmanagementsysteme (ODBMS) überwunden werden. Das objektorientierte Datenmodell dieses Standards soll dabei als gemeinsames Datenmodell des föderierten Datenbanksystems fungieren. Die Rolle des gemeinsamen Datenmodells ist in etwa vergleichbar mit der Rolle der gemeinsamen Amtsprache in einer politischen Föderation. Ihre Ausdrucksstärke hat einen wesentliche Einfluß auf den Grad der erreichbaren Kooperation. Das föderierte Datenbanksystem soll unter Einsatz objektorientierter Entwurfsmethoden entwickelt werden. In der Diplomarbeit soll die Unified Modeling Language, die durch das Entwurfswerkzeug Rational Rose 4.0 unterstützt wird, eingesetzt werden

Modulares Informationsmanagement in der integrierten Produkt- und Prozeßplanung

Die Gewährleistung größtmöglicher Flexibilität in allen Stadien der Entwicklung und Produktion gewinnt angesichts schwieriger Marktbedingungen und sich immer schneller ändernder Kundenbedürfnisse immer mehr an Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wird ein Modellkonzept erstellt, das auf abstrakter Ebene Informationen, Abläufe und funktionale Komponenten innerhalb der Produkt- und Prozeßplanung abbildet. Dieses Modell dient als Grundlage für den Aufbau rechnergestützter Werkzeuge und kann integrativ bis in die Produktion eingesetzt werden. Die im Kapitel 2 aufgezeigten Defizite bestehender Rechnerlösungen zeigen vor allem die Problematik sowohl der Heterogenität als auch der stark unterschiedlichen Sichtweisen der an der Planung beteiligten Personen auf. Eine frühzeitige Berücksichtigung von Realisierungs- und Implementierungsdetails in der Entwicklung dieser Werkzeuge verstärkt die Diversifikation in den Zielsystemen noch mehr. Eine umfassende Betrachtung und Überprüfung der korrekten Abbildung des realen Ausschnittes ist damit nicht mehr möglich. In den letzten Jahren nahm der Einsatz objektorientierter Methoden gerade im Bereich der Programmentwicklung zu. Die Elemente bei der Modellierung von Realitätsabschnitten entsprechen mehr der menschlichen Vorgehensweise im Vergleich zu den rein prozeduralen Sprachen herkömmlicher Softwaresysteme. Gleichzeitig ermöglichen sie die Abbildung komplexer Elemente, die mit Hilfe der modellinhärenten Abstraktion transparent bleiben. Die in Kapitel 3 aufgezeigten Elemente der Planung werden mittels der erwähnten objektorientierten Konstrukte abgebildet und für den Bereich der Produkt- und Prozeßplanung strukturiert. Es wird darauf Wert gelegt, daß eine Entkopplung zwischen Produkt- und Ressourceninformationen stattfindet. Diese informatorische Lücke wird durch ein Modul geschlossen, das in der Lage ist, nach beiden Seiten die jeweiligen Benutzersichten mit den entsprechenden Informationen zur Verfügung zu stellen. Die Beschreibung des Produktes innerhalb des Modells wird in Kapitel 4 aufgezeigt. Durch die Abbildung der Informationen als Objekte, die bei Instanziierung den Planungsfortgang steuern, kann der Produktplaner auf beliebigen Detaillierungsebenen und entsprechend seinem Informationsstand eine neutrale Beschreibung in Form von Produktzustandsübergängen definieren. Die neutrale Abbildung beinhaltet die Aufgaben, die durch die Prozesse innerhalb der Produktion erfüllt werden sollen. Im Gegensatz zu einer statischen Betrachtung, wird in Kapitel 5 zur Anbindung der Ressourcen eine Abbildung der funktionalen Eigenschaften in den Vordergrund gestellt. Ressourcenoperationen können damit als Bestandteil der Zielfunktion der Prozeßplanung direkt ermittelt und überprüft werden. Durch einen flexiblen hierarchischen Aufbau ist darüberhinaus eine beliebige Strukturierung nach verschiedenen technologischen Gesichtspunkten möglich. Die Verknüpfung der beiden beschreibenden Module durch eine neutrale Komponente, die Informationen aus fertigungs- und montagetechnologischen Anforderungen mit funktional operationsorientierten Komponenten verbindet, erfolgt in Kapitel 6. Der Vorteil des Moduls PROZESS ist einerseits die Darstellung der Menge an Technologiemöglichkeiten als Informationsbasis, die dem Produktplaner entsprechend seiner Benutzersicht prozeßorientiertes Wissen zur Verfügung stellt. Andererseits erfolgt durch die Abbildung der Technologien auf ressourcenneutrale Operationen eine Entkopplung von ressourcenbezogenen Randbedingungen, gleichzeitig aber auch die definierte Ausrichtung der Technologielösungen nach unternehmerischen Kriterien (Kosten, Standards usw.) Auf diese Weise verfügt der Prozeßplaner über ein Netzwerk an Lösungen, das ihm auf jeder Detaillierungsstufe die möglichen Alternativen aufzeigt und die gewählte Lösung wiederum in das System integriert. Die in den Kapiteln dargestellten Ausführungen für den Bereich des automatisierten Klebstoffauftrages werden in Kapitel 7 anhand einer beispielhaften Realisierung des Moduls PROZESS präzisiert. Die Ankopplung dieses Moduls an eine reale Montagezelle zeigt den über die Planung hinausgehenden Nutzen des Konzeptes für den Betrieb exemplarisch auf. Das in dieser Arbeit gezeigte Modellkonzept berücksichtigt in umfassender Weise die unterschiedlichen Strukturen und Sichtweisen im Planungsablauf. Bei der Entwicklung rechnergestützter Werkzeuge wird deshalb auf ein übergeordnetes Konzept gesetzt, das die Integration von Daten, Abläufen und Funktionen gewährleistet. Daraus leitet sich ein erhöhter Anspruch an Softwarelösungen ab, die künftig nicht mehr nur konkreten, isoliert betrachteten und spezialisierten Aufgaben genügen dürfen, sondern sich grundsätzlich auf übergeordneter Ebene in ein Gesamtkonzept mit einer dedizierten Funktion einordnen müssen. Die Nutzung eines objektorientierten Ansatzes ermöglicht die Detaillierung in jeder Phase der Entwicklung von Lösungen und stellt gleichzeitig ein besseres Äquivalent für die Abbildung menschlichen Planungsvorgehens dar. "Human Resources” können deshalb in das Modell problemlos eingegliedert werden. Ein Vorteil, der in Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnen wird, um die menschliche Kreativität als Rationalisierungspotential verstärkt nutzen zu können, was bei vorgegebenen, starren Strukturen in weitaus geringerem Maße möglich ist. Die Entwicklungen im Bereich des "Rapid Prototyping” haben in den letzten Jahren bereits zu erheblichen Einsparungen in der Produktentwicklung geführt. Für einen bestimmten Fertigungsprozeß werden rechnergestützte Werkzeuge miteinander gekoppelt und die Prozeßkette wird für einen dedizierten Bereich optimiert. Das Ergebnis der Planung ist ein physisches Modell, das allerdings immer wieder neu erstellt werden muß, sobald eine Änderung am Produkt erfolgt. Gefordert wird heute ein System, das in jedem Stadium der Produktentwicklung Änderungen an Design, Funktionalität, Gestalt, Material usw. erlaubt, ohne daß aufwendige Neuplanungen notwendig sind. Gleichzeitig sollen Wechselwirkungen mit anderen Bereichen in kürzester Zeit dargestelit werden können. Beim "Virtual Prototyping” wird ein Ansatz verfolgt, bei dem vollständig auf physische Modelle in der Planung verzichtet wird und verschiedene rechnergestützte Werkzeuge mit Hilfe eines rechnerinternen Modells verknüpft werden sollen. Das Rationalisierungspotential, das diese Entwicklungsmethodik bietet, läßt sich weiter deutlich erhöhen, wenn sich einzelne Komponenten beliebig austauschen lassen und alle Planungsinstanzen umfassend abgebildet sind. Dabei gilt es, eine Betrachtung weitaus umfassender Strukturen als bisher durchzuführen, diese zu beherrschen und zu koordinieren. Aufgrund der damit verbundenen Integration vielschichtiger, verteilter und heterogener Informationsobjekte (Text, Bild, Ton, Video, Netzwerke usw.) kann die Analyse und Entwicklung solcher Systeme nicht mehr ausschließlich auf datentechnischer Ebene erfolgen, sondern muß künftig auf einem Abstraktionsniveau durchgeführt werden, das dem Anwender alle Informationen in seiner Sichtweise und unabhängig von ihrem Ursprung zur Verfügung stellt. Systeme, die die geforderte Flexibilität bei gleichzeitiger Kontrolle der modularen Strukturen gewährleisten, stützen sich auf ein Informationsmanagement, das auf dem in dieser Arbeit entwickelten Modellkonzept aufbaut. Künftige Lösungen, sei es auf übergreifender Ebene oder nur für Teilbereiche, werden sich deshalb beim Aufbau von rechnergestützten Werkzeugen für die Produkt- und Prozeßplanung an dem hier beschriebenen Ansatz orientieren.Ensuring the greatest possible flexibility in all stages of development and production is becoming increasingly important in view of difficult market conditions and ever faster changing customer needs. In the present work, a model concept is created that depicts information, processes and functional components within the product and process planning on an abstract level. This model serves as the basis for the construction of computer-aided tools and can be used integratively into production. The deficits of existing computer solutions shown in Chapter 2 above all show the problems of both heterogeneity and the very different perspectives of the people involved in the planning. An early consideration of implementation and implementation details in the development of these tools increases the diversification in the target systems even more. A comprehensive consideration and verification of the correct representation of the real section is no longer possible. In recent years, the use of object-oriented methods has increased, particularly in the area of program development. The elements in the modeling of reality sections correspond more closely to the human approach compared to the purely procedural languages of conventional software systems. At the same time, they enable the mapping of complex elements that remain transparent with the help of the inherent abstraction. The planning elements shown in Chapter 3 are mapped using the object-oriented constructs mentioned and structured for the area of product and process planning. It is important that there is a decoupling between product and resource information. This information gap is closed by a module that is able to provide the respective user views with the corresponding information on both sides. The description of the product within the model is shown in Chapter 4. By displaying the information as objects that control the planning process when instantiated, the product planner can define a neutral description in the form of product status transitions at any level of detail and according to his level of information. The neutral figure contains the tasks that should be carried out by the processes within the production. In contrast to a static view, chapter 5 on the connection of resources focuses on the depiction of the functional properties. Resource operations can thus be directly identified and checked as part of the objective function of process planning. Thanks to a flexible hierarchical structure, it is also possible to structure it according to various technological aspects. The combination of the two descriptive modules by means of a neutral component, which combines information from production and assembly technology requirements with functional, operation-oriented components, takes place in Chapter 6. The advantage of the PROCESS module is, on the one hand, the presentation of the amount of technology options as an information base that corresponds to the product planner provides process-oriented knowledge to its user perspective. On the other hand, by mapping the technologies to resource-neutral operations, a decoupling of resource-related boundary conditions takes place, but at the same time the defined orientation of the technology solutions according to entrepreneurial criteria (costs, standards, etc.) In this way, the process planner has a network of solutions that shows the possible alternatives at every level of detail and in turn integrates the selected solution into the system. The explanations given in the chapters for the area of automated adhesive application are specified in Chapter 7 using an exemplary implementation of the PROCESS module. The coupling of this module to a real assembly cell shows the benefits of the concept for operation that go beyond the planning. The model concept shown in this work comprehensively takes into account the different structures and perspectives in the planning process. When developing computer-aided tools, a higher-level concept is therefore used that guarantees the integration of data, processes and functions. This leads to an increased demand for software solutions, which in future will no longer only be able to meet specific, isolated and specialized tasks, but will have to be integrated into an overall concept with a dedicated function at a higher level. The use of an object-oriented approach enables detailing in every phase of the development of solutions and at the same time represents a better equivalent for the mapping of human planning procedures. "Human resources" can therefore be integrated into the model without any problems. An advantage that will become increasingly important in the future will gain in order to be able to use human creativity as a potential for rationalization, which is possible to a much lesser extent with given, rigid structures. The developments in the field of "rapid prototyping" have already led to considerable savings in product development in recent years. Computer-aided tools are coupled with one another for a specific manufacturing process and the process chain is optimized for a dedicated area. The result of the planning is a physical model which, however, has to be created again and again as soon as a change is made to the product. Today, a system is required that allows changes in design, functionality, design, material, etc. at any stage of product development without the need for time-consuming re-planning Interactions with other areas should be shown in a very short time. "Virtual prototyping" follows an approach in which physical models are completely omitted in the planning and various computer-aided tools are linked using an internal computer model should be. The rationalization potential that this development methodology offers can be further increased significantly if individual components can be exchanged as desired and all planning instances are comprehensively mapped. It is important to consider far more extensive structures than before, to master and coordinate them. Due to the associated integration of multi-layered, distributed and heterogeneous information objects (text, image, sound, video, networks, etc.), the analysis and development of such systems can no longer be carried out exclusively at the data technology level, but must in future be carried out at an abstraction level which Provides users with all information in their perspective and regardless of their origin. Systems that guarantee the required flexibility while simultaneously checking the modular structures are based on information management that is based on the model concept developed in this work. Future solutions, whether at a comprehensive level or only for sub-areas, will therefore be based on the approach described here when building computer-aided tools for product and process planning

Leistungsmessung und Leistungsbewertung von NoSQL-Datenbanken

Das Ziel der vorliegenden Masterthesis ist es, einen Überblick der verschiedenen Datenbanktypen und Leistungsanalysen zu geben. Die vergleichende Literaturstudie beschäftigt sich mit einem jungen Forschungsfeld und betrachtet insbesondere nichtrelationale NoSQL-Datenbanken, welche in den letzten Jahren immer beliebter geworden sind und einige Vorteile gegenüber relationalen Datenbanken aufweisen. Doch was können die konkreten Datenbankimplementierungen bei unterschiedliche Datenmodellen leisten und welcher Testaufbau bietet sich bei welchen Einsatzanforderungen an? Zu Anfang definiert diese Arbeit Kriterien zur Bewertung von Leistung und untersucht experimentelle Vorgehensweise verschiedener Forscher. Ein wichtiger Fokus liegt darauf, die Vergleichbarkeit der Messmethoden und Ergebnisse einzuschätzen und zu gewährleisten. Neben dem methodischen Vorgehen wird mit dem YCSB-Framework ein wichtiges Werkzeug besprochen, mit dem Leistungsmessungen in NoSQL-Datenbanken implementiert werden können