Analyse natürlichsprachlicher Numeralkonstruktionen

Die Bezeichnung von Anzahlen durch Numeralia und andere sprachliche Mittel ist ein universelles Charakteristikum natürlicher Sprachen, ein Sachverhalt, der bereits auf die große Bedeutung des Zahlkonzepts für das menschliche Denken hinweist: Der Begriff der Zahl, der in der Auffassung diskreter Objekte wurzelt, bildet nach neueren kognitionswissenschaftlichen Ansätzen neben dem Begriff des Raumes - der kontinuierlichen Einheit - das grundlegende Mittel zur Erfassung der Wirklichkeit

Semantische und konzeptuelle Strukturen von Numeralkonstruktionen : Untersuchung zu Kardinal-, Ordinal- und Nummer-Konstruktionen

Ich werde im folgenden einige Überlegungen zur konzeptuellen und semantischen Struktur von Numeralkonstruktionen im Deutschen anstellen, in deren Rahmen ich sowohl die Repräsentation von Zahlen und die Modellierung von Numeralkonstruktionen diskutieren als auch einige Aspekte der Schnittstelle Syntax-Semantik erhellen will. Ich führe meine Untersuchung im Rahmen des „Zwei-Ebenen-Modells“ der Semantik durch (vgl. Bierwisch 1983;1987;1988; Lang 1987; Zimmermann 1987; 1992), nehme also neben dem semantischen System SEM ein autonomes konzeptuelles System CS an, das „die mentale Form dessen, was durch sprachliche Äußerungen wiedergegeben wird, [determiniert]“ (Bierwisch 1987:6)

Erweiterte Kontroll- und Datenflusskonzepte in ADEPT

Durch den zunehmenden Wettbewerbsdruck wird es für Unternehmen immer wichtiger, innerbetriebliche Prozesse zu optimieren - beispielsweise durch den Einsatz von Workowmanagementsystemen. An der Universität Ulm wird deshalb seit über zehn Jahren im Bereich des Workowmanagements geforscht. Im Rahmen dieser Forschung wurde unter Anderem mit dem ADEPT-Metamodell eine Workowsprache und - mit dem ADEPT2-Workowmanagementsystem - eine zugehörige prototypische Implementierung dieser Sprache entwickelt. ADEPT wurde mit dem Ziel entworfen, die in der Praxis relevanten Prozessabläufe bestmöglich zu unterstützen und dabei gleichzeitig die Robustheit und Korrektheit der Prozesse zu garantieren. Wie sich im Laufe der Zeit immer wieder gezeigt hat, lassen sich die meisten in der Praxis vorkommenden Prozesse mit ADEPT2 problemlos modellieren, dieses Ziel wurde also im Groÿen und Ganzen erreicht. Allerdings sind in den letzten Jahren in der Praxis auch einige Prozessabläufe aufgefallen, die bislang vom System nicht optimal unterstützt werden, so dass hier ein gewisser Verbesserungsbedarf besteht. Langfristig wird selbstverständlich eine bestmögliche Unterstützung auch dieser Abläufe angestrebt, so dass untersucht werden muss, wie eine Unterstützung der dafür nötigen Ablaufkonzepte sowohl in das Metamodell als auch in die konkrete Implementierung des Systems integriert werden kann. In dieser Arbeit wird genau dieses für die folgenden Konzepte anhand von Anforderungen aus der Praxis untersucht: - Variable Parallelität bzw. Multiinstanzaktivitäten - Lose Synchronisation paralleler Verzweigungen - Flexible Endknoten - Abhängige XOR-Entscheidungen - Verzögerte XOR-Entscheidungen - ODER-Verzweigungen Zu jedem dieser Konzepte wird die prinzipielle Umsetz-barkeit diskutiert und wenn nötig die erforderlichen Erweiterungen des ADEPT-Metamodells beschrieben. Desweiteren wird ein Weg zur Implementierung des jeweiligen Konzepts skizziert und ein Abgleich mit den Workow Patterns vorgenommen. Als Abrundung wird schlieÿlich die Verfügbarkeit der untersuchten Konzepte in zwei anderen Workowsprachen (YAWL und WS-BPEL 2.0) untersucht

Multiple Informationsstrukturierung mit Auszeichnungssprachen : XML-basierte Methoden und deren Nutzen für die Sprachtechnologie

Witt A. Multiple Informationsstrukturierung mit Auszeichnungssprachen : XML-basierte Methoden und deren Nutzen für die Sprachtechnologie. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2002.Im Zentrum der Dissertation steht der Begriff Informationsmodellierung oder genauer der Begriff der "textuellen Informationsmodellierung", wobei auf einer bereits vorgeschlagenen Unterscheidung einer primären und einer sekundären Ebene der Informationsstrukturierung aufgebaut wird. Der Gegenstand der primären Ebene sind die textuellen Daten selbst sowie ihre Strukturierung, wohingegen die sekundäre Ebene beschreibt, wie die für die primären Ebenen verwendeten Regelwerke mit alternativen Regelwerken in Beziehung gesetzt werden können. Der Einteilung in eine primäre und eine sekundäre Informationsstrukturierung wird in der Dissertation das Konzept der multiplen Informationsstrukturierung nebengeordnet. Dieses Konzept ist so zu verstehen, dass die primäre Ebene bei Bedarf vervielfacht wird - jedoch bezieht sich jede dieser Ebenen auf dieselbe Datengrundlage. Hierbei ergeben sich auch Auswirkungen auf die sekundäre Informationsstrukturierung. Die Informationsmodellierung erfolgt mit Auszeichnungssprachen. Die Standard Generalized Markup Language (SGML) stellt hierfür einen Rahmen dar, jedoch wurde dieser Formalismus seit seiner 1986 erfolgten Standardisierung nicht nur weiterentwickelt, sondern es wurde mit der Extensible Markup Language (XML) im Jahr 1998 eine wesentlich einfachere Untermenge dieser Sprache definiert, die zudem das derzeitige Zentrum weiterer Entwicklungen auf dem Gebiet der Auszeichnungssprachen darstellt. Der entwickelte Ansatz zur Modellierung linguistischer Information basiert auf der Extensible Markup Language (XML), wobei die weitergehenden Möglichkeiten von SGML selbstverständlich ebenfalls dargestellt und diskutiert werden. Mittels XML können Informationen, die sich nicht in bestimmten Hierarchien (mittels mathematischer Bäume) strukturieren lassen, nicht in einer natürlichen Weise repräsentiert werden. Eine Lösung dieses Problems liegt in der Aufteilung der Strukturierung auf verschiedene Ebenen. Diese neue Lösung wird dargestellt, diskutiert und modelliert

Entwicklung und Anwendung eines Softwaresystems zur Simulation des Wasserhaushalts und Stofftransports in variabel gesättigten Böden

Die Bodenzone, in der Literatur vielfach auch Wurzelzone, Aerationszone oder ungesättigte Zone genannt, ist geprägt durch variabel-wassergesättigte Verhältnisse und nimmt in vielen Disziplinen eine wichtige Rolle ein. Aus Sicht des Schutzguts Grundwasser stellt sie eine Schutz- und Pufferzone vor oberirdischen Umwelteinflüssen dar, in der eindringende oder eingebrachte Schadstoffe durch die dort ablaufenden Transport-, Abbau- und Sorptionsprozesse retardiert, teilweise bis vollständig abgebaut oder in andere Stoffe umgesetzt werden können, und somit eine Verunreinigung des Grundwassers verhindern kann. Um potenzielle Gefährdungen des Grundwassers anhand einer Altlast oder eines Schadensfalls abschätzen zu können, ist in Deutschland eine Sickerwasserprognose nach dem Bundesbodenschutzgesetz und der Bundesbodenschutzverordnung vorgeschrieben. Hierbei übernimmt die ungesättigte Zone die Funktion des Quell- und Transportterms für den Schadstoff. Der Quellterm dient der Beschreibung des zeitlichen Austragsverhaltens von Schadstoffen aus der Schadstoffquelle mit dem Sickerwasser, der Transportterm beschreibt den Wirkungspfad im Boden von der Geländeoberkante bis zur Grundwasseroberfläche. Die Anforderungen und Aufgaben des vom BMBF geförderten Forschungsvorhabens „Prognose des Schadstoffeintrags in das Grundwasser mit dem Sickerwasser“ (SiWaP) motivierten die Entwicklung des Programms PCSiWaPro. Innerhalb des Vorhabens sollte die Möglichkeit geschaffen werden, mit geringem Aufwand eine modellgestützte Sickerwasserprognose unter Berücksichtigung der Forschungsergebnisse aus SiWaP durchführen zu können. Kommerziell verfügbare Software blieb dabei außen vor, da die Implementierung eigener Prozesse, Datenbanken und Parameter damit nicht möglich ist. Gleichzeitig war eine komplexe Betrachtung der ablaufenden Prozesse erforderlich sowie die Dokumentation der Ein- und Ausgabedaten für eine entsprechende Nachweispflicht. Dies führte zur Entwicklung einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) mit einem Assistenten, der den Anwender in 5 sequenziell ablaufenden Schritten zu einem physikalisch begründeten Ergebnis führt (Protokoll). Alle notwendigen Eingaben werden dazu mit sinnvollen Werten vorbelegt und bei Änderung durch den Nutzer auf Plausibilität geprüft. Gleichzeitig sollte die Funktionalität nicht auf die Möglichkeiten des Assistenten beschränkt bleiben und dem erfahrenen Modellierer alle Optionen der numerischen Simulation bereitstellen. Die Dokumentation der Ein- und Ausgabedaten wird dabei durch die Verwendung von Datenbanken sichergestellt. Für den Einsatz in Ingenieurbüros, Behörden oder auch international war die GUI mehrsprachig zu implementieren. Diese Anforderungen begründeten die Entwicklung eines Simulationssystems, um den Wasserhaushalt und Stofftransport in ungesättigten Böden auch unter komplexen Bedingungen berechnen zu können. Das aus dem zuvor genannten BMBF-Verbundvorhaben SiWaP entstandene Programm PCSiWaPro war wesentlicher Bestandteil nachfolgender Forschungsvorhaben, deren Ergebnisse in die weitere Entwicklung des Programms einflossen und dessen Anwendungsgebiete außerhalb der Sickerwasserprognose erweiterten. So sind erforderliche Eingangsdaten wie bodenhydraulische und Stofftransportparameter oft mit Unsicherheiten behaftet oder können nur in Wertebereichen gefasst werden. Um derartige Unschärfen auch in den Berechnungsergebnissen von numerischen Simulationen ausweisen zu können, wurde die Fuzzy-Set-Theorie verwendet, die eine Zuordnung der Unsicherheiten über sogenannte α-Schnitte ermöglicht. Für jeden unscharfen Parameter kann dessen Schwankungsbreite definiert und in der Simulation berücksichtigt werden. Die Ausweisung der Unschärfen im Ergebnis erfolgt unter Angabe des sich ergebenden Minimums und Maximums der berechneten Größe (Druckhöhe, Konzentration). Anhand verschiedener Beispielanwendungen werden die in der Arbeit vorgestellten Problemstellungen durch Einsatz von PCSiWaPro behandelt. Die Arbeit gibt ebenso einen Ausblick auf weiterführenden Forschungs- und Entwicklungsbedarf, der sich aus den in der Arbeit erzielten Ergebnissen und Betrachtungen ableiten lässt.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Symbolverzeichnis 1 Einleitung 2 Wasserhaushaltsberechnung in variabel gesättigten porösen Medien 2.1 Zugrundeliegende Gleichung 2.2 Numerische Lösung 3 Transport- und Umsetzungsprozesse 3.1 Erhaltungsgleichung 3.2 Transportprozesse 3.3 Umsetzungsprozesse 3.4 Basisgleichung für den Stofftransport in PCSiWaPro 3.5 Numerische Lösung 4 Entwicklung des Programms PCSiWaPro 4.1 Softwarearchitektur 4.2 Datenbankkonzept 4.3 Benutzeroberfläche für das Preprocessing 4.4 Ergebnisvisualisierung und Postprocessing 4.5 Parallelisierung des Rechenkernels 4.6 Dual-Porosität nach DURNER 4.7 Strömungsrandbedingung als zeitvariable Polygonfunktion 4.8 Berücksichtigung von Unsicherheiten in den Eingangsdaten 5 Anwendungsbeispiele 5.1 Deichdurchströmung 5.2 Modellgestützte Sickerwasserprognose mit unscharfen Eingangsdaten 5.3 Test der Parallelisierung am synthetischen Beispiel 5.4 Zusammenfassung Anwendungsbeispiele 6 Zusammenfassung und Ausblick 7 Literaturverzeichnis 8 AnhangThe soil zone, often referred to as root zone, aeration zone or unsaturated zone in the literature, is characterized by variably saturated conditions and is of particular importance in many disciplines. From the groundwater point of view, it is a zone for protection and buffering of environmental processes at the surface. Penetrating hazardous substances can be retarded or even completely decayed due to the transport, degradation and sorption processes which occur and thus, can prevent a contamination of the groundwater. In order to estimate potential threats to the groundwater based on a contaminated site or a damage, a leachate forecast is required in Germany according to the Federal Soil Protection Act (BBodSchG) and the Federal Soil Protection Ordinance (BBodSchV). The unsaturated zone takes on the function of the source and transport term for the pollutant. The source term function is used to describe the temporal discharge behavior of pollutants from the contaminant source with the leachate, the transport term describes the action path in the soil from the top of the site to the groundwater surface. The requirements and tasks of the BMBF-funded research project 'Prognosis of Pollutant Infiltration into Groundwater with Leachate' (“Prognose des Schadstoffeintrags in das Grundwasser mit dem Sickerwasser”) (SiWaP) motivated the development of the PCSiWaPro program. Within the project, the possibility should be created to be able to carry out a model-based leachate forecast with little effort, taking into account the research results from the SiWaP project. Commercially available software had to be left out, since the implementation of new processes, databases and parameters is not possible. At the same time, a total consideration of the complex processes taking place was necessary, as was the documentation of the input and output data to provide evidence. This led to the development of a graphical user interface (GUI) with an assistant that leads the user in 5 sequential steps to a physically based result including a protocol. All necessary input data are pre-assigned with useful values and checked for plausibility when changed by the user. At the same time, the functionality should not be limited to the possibilities of the assistant and the GUI must provide all available options of a numerical simulation to advanced users. The documentation of the input and output data is ensured by using databases. The GUI provides multiple languages for use in engineering offices, authorities or international projects. These requirements justified the development of a simulation system to be able to calculate the water balance and solute transport in unsaturated soils even under complex conditions. The PCSiWaPro program, emerged from the BMBF joint project SiWaP mentioned above, was an integral part of subsequent research projects, the results of which were incorporated into the further development of the program and expanded its fields of application outside of the leachate forecast. Required input data such as soil hydraulic and solute transport parameters are often subject to uncertainties or can only be captured in value ranges. In order to show such blurring in the calculation results of numerical simulations, the fuzzy set theory was used, which enables the uncertainties to be assigned using so-called α-cuts. The fluctuation range for each uncertain parameter can be defined individually and considered in the simulation. The blurring in the result is indicated by specifying the resulting minimum and maximum of the calculated quantity (pressure level, concentration). Using various sample applications, the problems presented in the thesis are dealt with by using PCSiWaPro. The thesis also gives an outlook on further research and development perspectives, which are derived from the results achieved in this thesis and the demands from the daily practice.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Symbolverzeichnis 1 Einleitung 2 Wasserhaushaltsberechnung in variabel gesättigten porösen Medien 2.1 Zugrundeliegende Gleichung 2.2 Numerische Lösung 3 Transport- und Umsetzungsprozesse 3.1 Erhaltungsgleichung 3.2 Transportprozesse 3.3 Umsetzungsprozesse 3.4 Basisgleichung für den Stofftransport in PCSiWaPro 3.5 Numerische Lösung 4 Entwicklung des Programms PCSiWaPro 4.1 Softwarearchitektur 4.2 Datenbankkonzept 4.3 Benutzeroberfläche für das Preprocessing 4.4 Ergebnisvisualisierung und Postprocessing 4.5 Parallelisierung des Rechenkernels 4.6 Dual-Porosität nach DURNER 4.7 Strömungsrandbedingung als zeitvariable Polygonfunktion 4.8 Berücksichtigung von Unsicherheiten in den Eingangsdaten 5 Anwendungsbeispiele 5.1 Deichdurchströmung 5.2 Modellgestützte Sickerwasserprognose mit unscharfen Eingangsdaten 5.3 Test der Parallelisierung am synthetischen Beispiel 5.4 Zusammenfassung Anwendungsbeispiele 6 Zusammenfassung und Ausblick 7 Literaturverzeichnis 8 Anhan

Semantic technologies for the domain specific and formal description of time series in databases

Messdaten werden zur effizienten Organisation und Weiterverarbeitung in relationalen Datenbanken gespeichert. Die in den letzten Jahren entstandenen Semantic Web Technologien bieten eine hervorragende Basis zur Wissensmodellierung und Beschreibung von Domäneninhalten in Form von Ontologien. Aufgrund der offenen Architektur dieses Ansatzes können leicht fremde Ontologien und Ressourcen mit eingebunden und berücksichtigt werden. Semantic Web Technologien stellen eine formale Modellierungsgrundlage dar. Mittels Reasoning kann deshalb aus Ontologien implizites Wissen abgeleitet werden. In dieser Arbeit werden semantische (Datenbank-) Annotationen und deren Interpretation fokussiert. Sie verknüpfen Datenbanken und das Semantic Web miteinander. Die Annotationen erlauben es, Inhalte von Datenbanken mit Semantic Web Technologien in verschiedenen Nutzungsszenarien zu beschreiben. Außerdem wird für die gemeinsame Behandlung und den Einsatz beider Technologien eine Architektur entwickelt. Auf dieser Basis werden Konzepte zur Visualisierung und Interaktion mit den Annotationen eingeführt. Weiterhin wird deren Einsatz zur formalen Modellierung von Ereignissen mittels Automaten betrachtet, sodass ein Reasoning zur Berechnung durchgeführt werden kann. Mittels einer Implementierung werden die eingeführten Konzepte demonstriert. Die Applikation Semantic Database Browser erlaubt die integrierte Verwendung von Messdaten und deren formaler Beschreibung. Modelle können ausgetauscht und wiederverwendet werden, sodass die Wiederverwendung von Wissen gefördert wird. Anhand des Beispiels von Ereignissen während Autofahrten wird demonstriert, wie auf Basis der formalen Beschreibung Schlussfolgerungen gezogen werden können. So können durch das Schlussfolgern ohne zusätzlichen Aufwand neue Erkenntnisse über auftretende Fahrmanöver generiert werden. Aufgrund des domänenunabhängigen Charakters der skizzierten Lösungsansätze wird gezeigt, dass diese sich leicht auf andere Anwendungsfälle anwenden lassen.Measurement data in form of time series of scientific experiments is stored in relational databases for efficient processing. Complementary, Semantic Web technologies have been developed in the last years for describing domain knowledge in form of ontologies. Due to their open architecture, foreign ontologies and resources can be easily referenced and integrated. Since Semantic Web technologies are based on predicate logic, they are suitable for formal modeling. Therefore, using reasoning implicit knowledge can be derived from ontologies. This work introduces semantic (database) annotations to link databases and ontologies to take advantage of both together by describing database contents with Semantic Web technologies. An architecture is developed for the combined handling and usage of these two technologies, which is designed in respect of scalability of large amounts of measurement data. Based on this architecture, concepts for visualizing and interacting with annotations are introduced. Furthermore, semantic annotations are used for formally modeling events in time series using finite state machines, which are computed using reasoning. An implementation is introduced to demonstrate the feasibility and advantages of the discussed concepts. The presented application Semantic Database Browser allows using semantic database annotations and interactively working with them for integrated handling of formally described measurement data. Formal models can be easily exchanged and reused to support reusability of knowledge and cooperation. By describing measurement data with models, data becomes much easier to understand. Using an example of events during driving, it is demonstrated how formal description can be used for automatic reasoning to generate additional knowledge about driving maneuvers without any additional effort. Because the presented approaches are domain independent, they can be easily adapted for other use cases