Einsatz Domänen-spezifischer Sprachen für Komponenten-basierte Web Anwendungen

In Projekten zur Entwicklung verteilter Web-basierter Systeme stellt die Spezifikation der zu entwickelnden Lösung eine zeitintensive Aufgabe dar, bei der häufig Kommunikationsschwierigkeiten zwischen Kunden, Anwendern und Entwicklern auftreten. Domänen-spezifische Sprachen (DSLs) bieten sich hier aufgrund ihrer Nähe zur Problemdomäne und der damit einhergehenden leichteren Erlernbarkeit und Verständlichkeit als ideale Alternative zu schwergewichtigen Modellierungsmethoden an. Dieser Beitrag präsentiert einen Ansatz zur Entwicklung von Web Anwendungen durch Komposition hochgradig konfigurierbarer Fachkomponenten und deren Konfiguration mittels DSLProgrammen

REBECA – eine autonome Publish/Subscribe Middleware

Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively

Beitrag zur Verhaltensanalyse und Synchronisation von steuerungstechnischen Prozessen durch verteilte echtzeitfähige Kommunikationssysteme

Aufbauend auf dem voranschreitenden Übergang zentralistischer Steuerungskonzepte über die Dezentralisierung hin zum verteilten System soll ein echtzeitfähiges Steuerungskonzept für die Antriebssynchronisation zur Patientenbewegung als lokal abgeschlossenes System erarbeitet werden. Dabei sollen Grundlagen echtzeitfähiger Steuerungstechnik, verteilter Systeme, der Prozesssynchronisation sowie entsprechende Kommunikationssysteme vorgestellt, bestehende Lösungen diskutiert und aus den Erkenntnissen entsprechende Konzeptvorschläge für die Lösung der Aufgabenstellung gemacht werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit soll aus den gewonnen Erkenntnissen und dem voranschreitenden Erfordernis der weltweiten Vernetzung technischer Systeme ein Konzept für die Integration und den echtzeitfähigen Zugriff auf dezentrale Peripheriekomponenten in das Internet erarbeitet werden. Für beide Teilaufgaben sollen Lösungsschritte aufgezeigt und evaluiert werden. Eine kritische Betrachtung der vorgestellten Konzepte erfolgt auf Basis bereits erfolgter industrieller Anwendung sowie in der Vorstellung einer zum Patent angemeldeten Lösung für den webbasierten Zugriff auf dezentral angeordnete Steuerungskomponenten

Annual Report 1999 / Department for Computer Science

Selbstdarstellung des Instituts für Informatik der BTU Cottbus und Berichte der Lehrstühle für das Jahr 1999.Presentation of the Department for Computer Science of the BTU Cottbus and reports of the chairs at the department for the year 1999

Technik als verteilte Aktion: wie technisches Wirken als Agentur in hybriden Aktionszusammenhängen gedeutet werden kann

Neben der theoretischen Deutung der Technik als sachliches Artefakt oder als kulturelles Schema wird der pragmatische Aspekt hervorgehoben: Moderne Technologie gewinnt durch ihre Performanz als Agentur ('agency') und durch die interaktive Verkopplung in einer hybriden Konstellation verteilter Aktivitäten ('distributed action') aus Menschen, Maschinen und Zeichen eine neue Qualität. Anhand von kooperierenden Robotern, Multi-agenten-Systemen und vernetzten heterogenen Systemen des Fliegens wird demonstriert, wie Technik in 'Aktion' zur Umwelt, in 'Interaktion' mit anderen technischen Elementen und in 'Interaktivität' mit personalen und sozialen Systemen beobachtet und gedeutet werden kann. Gegenüber Günter Ropohls Modell 'soziotechnischer Systeme' und Bruno Latours politischer Philosophie der 'Aktor-Netzwerke' wird ein pragmatisch-analytisches Konzept verteilter Aktion und Interaktivitäten in hybriden soziotechnischen Konstellationen entworfen. Es geht davon aus, dass Handlung und Technik nur in Zusammenhängen emergiert, Technisierung ein projektiertes Schema ist, das in unterschiedlichen Trägermedien (Sachen, Menschen, Zeichen) geformt und gefestigt werden kann, und dass avancierte moderne Technologien durch die Verteiltheit der Aktion auf viele und heterogene Instanzen sowie durch gerahmte interaktive Formen statt sequentiell oder hierarchisch integrierte Abläufe gekennzeichnet.The pragmatical aspect of technology is emphasized besides its interpretation as material artefact or cultural scheme: the rising 'agency' of artefacts and the 'distributedness' of activities in hybrid constellations are the two main characteristics of advanced technologies. The exemples of co-operating robots, multi-agent systems, and nested heterogeneous systems of air traffic are used to demonstrate how technology can be observed as being 'in action' towards the world, in 'interaction' with other technological entities, and in 'inter-activity' with personal and social systems. A pragmatical concept of distributed action and interactivities between hybrid constellations is sketched to overcome the weaknesses of Günter Ropohls model of 'sociotechnical systems' and Bruno Latours political philosophy of 'actor-networks'. It claims that action and technics only emerge in larger contexts of activities, that technology is a projected scheme that can be inscribed and incorporated in different media like physical things, humans, and signs, and that advanced technologies can be characterized by the distributedness of actions between many and heterogeneous agents and by the change from sequential or hierarchical to framed interactional integration of activities

Dezentrale, Anomalie-basierte Erkennung verteilter Angriffe im Internet

Die mittlerweile unabdingbare Verfügbarkeit des Internets wird zunehmend durch finanziell motivierte, verteilte Angriffe gestört. Deren schnelle und flächendeckende Erkennung als notwendige Voraussetzung für effektive Gegenmaßnahmen ist Ziel dieser Arbeit. Hierzu werden neue Mechanismen zur Identifikation von Angriffen und zur dezentralen domänenübergreifenden Kooperation verteilter Erkennungssysteme entworfen. Zudem werden die für die realitätsnahe Evaluierung notwendigen Werkzeuge entwickelt

Workflow Management mit kooperativen Softwaresystemen:State of the Art und Problemabriß

Ausgehend von den Forderungen nach Markt- und Kundenorientierung, organisatorischer Reaktionsschnelligkeit, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit wird derzeit in Wissenschaft und Praxis mit Hochdruck an der Entwicklung neuer organisatorischer Konzepte gearbeitet.In diesem Zusammenhang ist auch häufig von Workflow-Management-Systemen die Rede. Diese sind angetreten, um Geschäftsprozesse in einer Organisation aktiv und durch den Einsatz von Rechnertechnologie zu unterstützen. In dieser Arbeit wird zunächst der aktuelle Stand der Kunst zur Modellierung von Geschäftsprozessen einer kritischen Betrachtung unterzogen. Dabei zeigt sich, daß die Strukturierbarkeit von Aufgaben und die Komplexität der Vorgangserzeugung zwei für den Entwurf von Workflow-Management-Systemen wesentliche, diesen jedoch in unterschiedlicher Weise beeinflussende Kriterien sind. Betrachtet man nun allerdings moderne dezentralisierte Organisationen, dann stellt man rasch fest, daß die dort gegebenen Anforderungen insbesondere an die Modellierung und Steuerung von Geschäftsprozessen weit über das hinausgehen, was Workflow-Management-Systeme konventioneller Technologie leisten können. Hier bieten jedoch die in der Verteilten Künstlichen Intelligenz entwickelten Konzepte erfolgversprechende Lösungsansätze. Die Arbeit zeigt auf, wie diese zur Koordination von Geschäftsprozessen genutzt und so zur Flexibilisierung der informationstechnischen Unterstützung von Geschäftsprozessen eingesetzt werden können.<br

Systemidentifikation und Reglersynthese für örtlich verteilte Prozesse durch adaptive Takagi-Sugeno Fuzzy Systeme am Beispiel des Raumklimaverhaltens

Eine wichtige Aufgabe der „präventiven Konservierung“ ist die Stabilisierung des Raumklimas, insbesondere der relativen Luftfeuchte. Die betreffenden Raumklimagrößen unterliegen dabei einer signifikanten örtlichen Verteilung, die im Rahmen der Raumklimaregelung berücksichtigt werden muss. Durch Nutzung von Sensornetzwerken und Verwendung mobiler Aktuatoren kann das Raumklima als örtlich verteilter Prozess betrachtet werden. Bei den resultierenden Modellgleichungen handelt es sich um nichtlineare partielle Differentialgleichungssysteme, welche im Allgemeinen numerisch iterativ gelöst werden müssen, was mit erheblichem Rechen- und Zeitaufwand verbunden ist. In der vorliegenden Arbeit wird daher ein zweistufiger Ansatz zur Modellreduktion für örtlich verteilte nichtlineare Prozesse vorgestellt. Zunächst wird mit Hilfe von Finiten-Differenzen Methoden eine örtliche Diskretisierung durchgeführt. Anschließend wird die Theorie der Takagi-Sugeno Fuzzy Systeme auf die nichtlinearen Gleichungssysteme übertragen. Das Verfahren wird zunächst theoretisch eingeführt und im Anschluss auf das Raumklimaverhalten übertragen.One of the most important and challenging goals of preventive conservation is the protecting of cultural assets from unfavorable climate conditions during storage and exhibition. The longevity of these assets is best ensured by keeping the relative humidity within a suitable range. Modern approaches for modelling and controlling view indoor air conditions as lumped parameter systems, an assumption which has led to unsatisfying results for preventive conservation purposes. A long run of indoor climate measurements thus carried out for the current research, yielded the insight that some important physical values, especially relative humidity, are significantly influenced by spatial distribution. This insight led to the focus in this thesis on modelling and control of nonlinear distributed parameter systems. Since the calculation of spatial distributed systems is imperative for the preservation of cultural assets, it is advantageous to be able to accomplish these calculations quickly. A common approach to such calculations has been to first formulate a general flow problem and then solve it with Computation Fluid Dynamics (CFD). However, because a flow problem is described by a set of nonlinear partial differential equations, only numerical solutions can usually be found, e.g. in CFD. This is desirable in the sense that these numerical solutions are very detailed, but they are not widely used for controller synthesis because the process of arriving at them is very time consuming and complicated.For this reason, a reduced approach capable of simplifying controller design without neglecting the spatial distribution is developed in this thesis. First of all, a spatial discretization is performed via finite-difference methods. The set of partial differential equations is thus reduced to a set of ordinary differential equations. Subsequently, the derived nonlinear equations are approximated by a Takagi-Sugeno Fuzzy approach. In contrast to lumped parameter systems, there is a need for model reduction in distributed parameter systems, where the number of subsystems would otherwise increase exponentially. As shown in the following, this model reduction is accomplished through introducing the Hadamard-Product. Methods for controller design are then given, as well as system identification approaches. For the examined case of controlling indoor air conditions, system identification methods proved mandatory, since there is no way of deriving model parameters in real world applications. After these theoretical approaches are elucidated, they are applied to the indoor air conditions and compared to the afore-mentioned currently used methods. It is thus demonstrated that spatial distributed systems are far more beneficial for preventive conservation and can be simplified while improving accuracy for the purpose of controlling indoor climate conditions and related applications.Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modellbildung und Regelung nichtlinearer örtlich verteilter Prozesse. Als beispielhafte Anwendung wird die Regelung des Raumklimas im Rahmen der Präventiven Konservierung betrachtet. Die Präventive Konservierung umfasst dabei vorbeugende Maßnahmen zum Schutz von Kulturgütern. Eine wichtige Aufgabe ist hierbei die Stabilisierung des Raumklimas, insbesondere der relativen Luftfeuchtigkeit, in einem stationär akzeptablen Bereich. Zudem sind die kurzfristigen Schwankungen der Klimagrößen auf ein Minimum zu reduzieren. Die Betrachtung des Raumklimaverhaltens als konzentriert-parametrisches System reicht dabei zur Erfüllung der Anforderungen der Präventiven Konservierung nicht aus. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit ein Ansatz zur örtlich verteilten Betrachtung der Klimagrößen entwickelt, der sowohl die Modellbildung als auch die Regelung umfasst. Das Verhalten des Raumklimas bildet dabei ein strömungstechnisches Problem der Fluiddynamik. Dieses lässt sich durch ein System nichtlinearer partieller Differentialgleichungen beschreiben. Die Lösung solcher Strömungsprobleme erfolgt üblicherweise über numerische Methoden, wie den bekannten CFD-Simulationen. Nachteilig wirkt sich dabei der hohe rechentechnische Aufwand aus, was CFD-Simulationen zur Synthese von Reglern ungeeignet macht. Durch örtliche Diskretisierung mit Hilfe von Finite-Differenzen Methoden werden die partiellen Differentialgleichungen durch ördinäre Differentialgleichungen approximiert. Anschließend wird das hierdurch entstandene nichtlineare dynamische Gleichungssystem durch Methoden der Takagi-Sugeno Fuzzy Theorie beschrieben. Hierbei tritt für den Fall örtlich verteilter Systeme die Notwendigkeit der Modellreduktion auf, welche durch die Einführung des sogenannten Hadamard-Produktes gelöst wird. In dieser Arbeit werden sowohl Methoden zur Reglersynthese als auch Methoden zur datengetriebenen Modellbildung behandelt. Die datengetriebene Modellbildung ist dabei für eine Anwendung des Ansatzes im Rahmen einer Raumklimaregelung notwendig, da ein analytischer Ansatz für diesen Fall nicht praktikabel umsetzbar ist. Die entwickelten Ansätze werden zunächst theoretisch hergeleitet und an einem eindimensionalen Fallbeispiel verifiziert. Anschließend werden sie auf das Raumklimaverhalten übertragen. Es werden Ergebnisse zur datengetriebenen Modellbildung sowie zur Regelung des Raumklimas anhand von Untersuchungen eines kulturell genutzten Raumes gezeigt und mit gängigen Methoden zur Regelung des Raumklimas verglichen. Die Ergebnisse zeigen dabei, dass die örtlich verteilte Betrachtung deutliche Vorteile bringt

Generischer Architekturansatz für Telemedizin Portale und verteilte Krankenakten

Dieser Aufsatz beschäftigt sich mit Softwarearchitekturen und Kriterien für deren längerfristige Verwendbarkeit als Basisansatz für die Entwicklung von verteilten Krankenakten und Telemedizin-Portalen. Im Vorfeld der Entwicklung eines verteilten Krankenaktensystems mit Portalfrontend am Klinikum der Universität Regensburg werden hierfür verschiedene Architekturansätze untersucht. Dabei soll ein Architekturprinzip gefunden werden, das unabhängig von Technologien und Standards die Entwicklung flexibler und gut integrierbarer verteilter Krankenaktensysteme ermöglicht. Nichtfunktionale Anforderungen der gesuchten Lösung sind Veränderbarkeit, Anpassbarkeit, Zuverlässigkeit, Erweiterbarkeit und Fehlerrobustheit. Das hier vorgestellte Konzept wurde während der Vorstudien zum Aufbau des Portalsystems entwickelt; bisherige Erfahrungen aus dem Betrieb des Portals stützen die dort getroffenen Annahmen. Als zentraler Anwendungsfall für die beiden genannten Systemtypen wird die gemeinsame Nutzung medizinischer Dokumente innerhalb einer stark heterogenen Systemlandschaft vorausgesetzt