Neues Konzept zur skalierbaren, explorativen Analyse großer Zeitreihendaten mit Anwendung auf umfangreiche Stromnetz-Messdaten

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Anwendung eines neuen Konzepts zur skalierbaren explorativen Analyse großer Zeitreihendaten. Hierzu werden zahlreiche datenintensive Methoden aus dem Bereich des Data-Mining und der Zeitreihenanalyse hinsichtlich ihrer Skalierbarkeit mit wachsendem Datenvolumen untersucht und neue Verfahren und Datenrepräsentationen vorgestellt, die eine Exploration sehr großer Zeitreihendaten erlauben, die mit herkömmlichen Methoden nicht effizient auswertbar sind und unter dem Begriff Big Data eingeordnet werden können. Methoden zur Verwaltung und Visualisierung großer multivariater Zeitreihen werden mit Methoden zur Detektion seltener und häufiger Muster – sog. Discords und Motifs – kombiniert und zu einem leistungsfähigen Explorationssystem namens ViAT (von engl. Visual Analysis of Time series) zusammengefasst. Um auch Analysen von Zeitreihendaten durchführen zu können, deren Datenvolumen hunderte von Terabyte und mehr umfasst, wurde eine datenparallele verteilte Verarbeitung auf Basis von Apache Hadoop entwickelt. Sie erlaubt die Ableitung datenreduzierter Metadaten, welche statistische Eigenschaften und neuartige Strukturbeschreibungen der Zeitreihen enthalten. Auf dieser Basis sind neue inhaltsbasierte Anfragen und Auswertungen sowie Suchen nach bekannten und zuvor unbekannten Mustern in den Daten möglich. Das Design der entwickelten neuen Methoden und deren Integration zu einem Gesamtsystem namens FraScaTi (von engl. Framework for Scalable management and analysis of Time series data) wird vorgestellt. Das System wird evaluiert und im Anwendungsfeld der Stromnetzanalyse erprobt, welches von der Skalierbarkeit und den neuartigen Analysemöglichkeiten profitiert. Hierzu wird eine explorative Analyse hochfrequenter Stromnetz-Messdaten durchgeführt, deren Ergebnisse im Kontext des Anwendungsbereichs präsentiert und diskutiert werden

Graphdatenbanken für die textorientierten e-Humanities

Vor dem Hintergrund zahlreicher Digitalisierungsinitiativen befinden sich weite Teile der Geistes- und Sozialwissenschaften derzeit in einer Transition hin zur großflächigen Anwendung digitaler Methoden. Zwischen den Fachdisziplinen und der Informatik zeigen sich große Differenzen in der Methodik und bei der gemeinsamen Kommunikation. Diese durch interdisziplinäre Projektarbeit zu überbrücken, ist das zentrale Anliegen der sogenannten e-Humanities. Da Text der häufigste Untersuchungsgegenstand in diesem Feld ist, wurden bereits viele Verfahren des Text Mining auf Problemstellungen der Fächer angepasst und angewendet. Während sich langsam generelle Arbeitsabläufe und Best Practices etablieren, zeigt sich, dass generische Lösungen für spezifische Teilprobleme oftmals nicht geeignet sind. Um für diese Anwendungsfälle maßgeschneiderte digitale Werkzeuge erstellen zu können, ist eines der Kernprobleme die adäquate digitale Repräsentation von Text sowie seinen vielen Kontexten und Bezügen. In dieser Arbeit wird eine neue Form der Textrepräsentation vorgestellt, die auf Property-Graph-Datenbanken beruht – einer aktuellen Technologie für die Speicherung und Abfrage hochverknüpfter Daten. Darauf aufbauend wird das Textrecherchesystem „Kadmos“ vorgestellt, mit welchem nutzerdefinierte asynchrone Webservices erstellt werden können. Es bietet flexible Möglichkeiten zur Erweiterung des Datenmodells und der Programmfunktionalität und kann Textsammlungen mit mehreren hundert Millionen Wörtern auf einzelnen Rechnern und weitaus größere in Rechnerclustern speichern. Es wird gezeigt, wie verschiedene Text-Mining-Verfahren über diese Graphrepräsentation realisiert und an sie angepasst werden können. Die feine Granularität der Zugriffsebene erlaubt die Erstellung passender Werkzeuge für spezifische fachwissenschaftliche Anwendungen. Zusätzlich wird demonstriert, wie die graphbasierte Modellierung auch über die rein textorientierte Forschung hinaus gewinnbringend eingesetzt werden kann.In light of the recent massive digitization efforts, most of the humanities disciplines are currently undergoing a fundamental transition towards the widespread application of digital methods. In between those traditional scholarly fields and computer science exists a methodological and communicational gap, that the so-called \\\"e-Humanities\\\" aim to bridge systematically, via interdisciplinary project work. With text being the most common object of study in this field, many approaches from the area of Text Mining have been adapted to problems of the disciplines. While common workflows and best practices slowly emerge, it is evident that generic solutions are no ultimate fit for many specific application scenarios. To be able to create custom-tailored digital tools, one of the central issues is to digitally represent the text, as well as its many contexts and related objects of interest in an adequate manner. This thesis introduces a novel form of text representation that is based on Property Graph databases – an emerging technology that is used to store and query highly interconnected data sets. Based on this modeling paradigm, a new text research system called \\\"Kadmos\\\" is introduced. It provides user-definable asynchronous web services and is built to allow for a flexible extension of the data model and system functionality within a prototype-driven development process. With Kadmos it is possible to easily scale up to text collections containing hundreds of millions of words on a single device and even further when using a machine cluster. It is shown how various methods of Text Mining can be implemented with and adapted for the graph representation at a very fine granularity level, allowing the creation of fitting digital tools for different aspects of scholarly work. In extended usage scenarios it is demonstrated how the graph-based modeling of domain data can be beneficial even in research scenarios that go beyond a purely text-based study

Digital Intelligence – Möglichkeiten und Umsetzung einer informatikgestützten Frühaufklärung: Digital Intelligence – opportunities and implementation of a data-driven foresight

Das Ziel der Digital Intelligence bzw. datengetriebenen Strategischen Frühaufklärung ist, die Zukunftsgestaltung auf Basis valider und fundierter digitaler Information mit vergleichsweise geringem Aufwand und enormer Zeit- und Kostenersparnis zu unterstützen. Hilfe bieten innovative Technologien der (halb)automatischen Sprach- und Datenverarbeitung wie z. B. das Information Retrieval, das (Temporal) Data, Text und Web Mining, die Informationsvisualisierung, konzeptuelle Strukturen sowie die Informetrie. Sie ermöglichen, Schlüsselthemen und latente Zusammenhänge aus einer nicht überschaubaren, verteilten und inhomogenen Datenmenge wie z. B. Patenten, wissenschaftlichen Publikationen, Pressedokumenten oder Webinhalten rechzeitig zu erkennen und schnell und zielgerichtet bereitzustellen. Die Digital Intelligence macht somit intuitiv erahnte Muster und Entwicklungen explizit und messbar. Die vorliegende Forschungsarbeit soll zum einen die Möglichkeiten der Informatik zur datengetriebenen Frühaufklärung aufzeigen und zum zweiten diese im pragmatischen Kontext umsetzen. Ihren Ausgangspunkt findet sie in der Einführung in die Disziplin der Strategischen Frühaufklärung und ihren datengetriebenen Zweig – die Digital Intelligence. Diskutiert und klassifiziert werden die theoretischen und insbesondere informatikbezogenen Grundlagen der Frühaufklärung – vor allem die Möglichkeiten der zeitorientierten Datenexploration. Konzipiert und entwickelt werden verschiedene Methoden und Software-Werkzeuge, die die zeitorientierte Exploration insbesondere unstrukturierter Textdaten (Temporal Text Mining) unterstützen. Dabei werden nur Verfahren in Betracht gezogen, die sich im Kontext einer großen Institution und den spezifischen Anforderungen der Strategischen Frühaufklärung pragmatisch nutzen lassen. Hervorzuheben sind eine Plattform zur kollektiven Suche sowie ein innovatives Verfahren zur Identifikation schwacher Signale. Vorgestellt und diskutiert wird eine Dienstleistung der Digital Intelligence, die auf dieser Basis in einem globalen technologieorientierten Konzern erfolgreich umgesetzt wurde und eine systematische Wettbewerbs-, Markt- und Technologie-Analyse auf Basis digitaler Spuren des Menschen ermöglicht.:Kurzzusammenfassung 2 Danksagung 3 Inhaltsverzeichnis 5 Tabellenverzeichnis 9 Abbildungsverzeichnis 10 A – EINLEITUNG 13 1 Hintergrund und Motivation 13 2 Beitrag und Aufbau der Arbeit 16 B – THEORIE 20 B0 – Digital Intelligence 20 3 Herleitung und Definition der Digital Intelligence 21 4 Abgrenzung zur Business Intelligence 23 5 Übersicht über unterschiedliche Textsorten 24 6 Informetrie: Bibliometrie, Szientometrie, Webometrie 29 7 Informationssysteme im Kontext der Digital Intelligence 31 B1 – Betriebswirtschaftliche Grundlagen der Digital Intelligence 36 8 Strategische Frühaufklärung 37 8.1 Facetten und historische Entwicklung 37 8.2 Methoden 41 8.3 Prozess 42 8.4 Bestimmung wiederkehrender Termini 44 8.5 Grundlagen der Innovations- und Diffusionsforschung 49 B2 – Informatik-Grundlagen der Digital Intelligence 57 9 Von Zeit, Daten, Text, Metadaten zu multidimensionalen zeitorientierten (Text)Daten 59 9.1 Zeit – eine Begriffsbestimmung 59 9.1.1 Zeitliche Grundelemente und Operatoren 59 9.1.2 Lineare, zyklische und verzweigte Entwicklungen 62 9.1.3 Zeitliche (Un)Bestimmtheit 62 9.1.4 Zeitliche Granularität 63 9.2 Text 63 9.2.1 Der Text und seine sprachlich-textuellen Ebenen 63 9.2.2 Von Signalen und Daten zu Information und Wissen 65 9.3 Daten 65 9.3.1 Herkunft 65 9.3.2 Datengröße 66 9.3.3 Datentyp und Wertebereich 66 9.3.4 Datenstruktur 67 9.3.5 Dimensionalität 68 9.4 Metadaten 69 9.5 Zusammenfassung und multidimensionale zeitorientierte Daten 70 10 Zeitorientierte Datenexplorationsmethoden 73 10.1 Zeitorientierte Datenbankabfragen und OLAP 76 10.2 Zeitorientiertes Information Retrieval 78 10.3 Data Mining und Temporal Data Mining 79 10.3.1 Repräsentationen zeitorientierter Daten 81 10.3.2 Aufgaben des Temporal Data Mining 86 10.4 Text Mining und Temporal Text Mining 91 10.4.1 Grundlagen des Text Mining 98 10.4.2 Entwickelte, genutzte und lizensierte Anwendungen des Text Mining 107 10.4.3 Formen des Temporal Text Mining 110 10.4.3.1 Entdeckung kausaler und zeitorientierter Regeln 110 10.4.3.2 Identifikation von Abweichungen und Volatilität 111 10.4.3.3 Identifikation und zeitorientierte Organisation von Themen 112 10.4.3.4 Zeitorientierte Analyse auf Basis konzeptueller Strukturen 116 10.4.3.5 Zeitorientierte Analyse von Frequenz, Vernetzung und Hierarchien 117 10.4.3.6 Halbautomatische Identifikation von Trends 121 10.4.3.7 Umgang mit dynamisch aktualisierten Daten 123 10.5 Web Mining und Temporal Web Mining 124 10.5.1 Web Content Mining 125 10.5.2 Web Structure Mining 126 10.5.3 Web Usage Mining 127 10.5.4 Temporal Web Mining 127 10.6 Informationsvisualisierung 128 10.6.1 Visualisierungstechniken 130 10.6.1.1 Visualisierungstechniken nach Datentypen 130 10.6.1.2 Visualisierungstechniken nach Darstellungsart 132 10.6.1.3 Visualisierungstechniken nach Art der Interaktion 137 10.6.1.4 Visualisierungstechniken nach Art der visuellen Aufgabe 139 10.6.1.5 Visualisierungstechniken nach Visualisierungsprozess 139 10.6.2 Zeitorientierte Visualisierungstechniken 140 10.6.2.1 Statische Repräsentationen 141 10.6.2.2 Dynamische Repräsentationen 145 10.6.2.3 Ereignisbasierte Repräsentationen 147 10.7 Zusammenfassung 152 11 Konzeptuelle Strukturen 154 12 Synopsis für die zeitorientierte Datenexploration 163 C – UMSETZUNG EINES DIGITAL-INTELLIGENCESYSTEMS 166 13 Bestimmung textbasierter Indikatoren 167 14 Anforderungen an ein Digital-Intelligence-System 171 15 Beschreibung der Umsetzung eines Digital-Intelligence-Systems 174 15.1 Konzept einer Dienstleistung der Digital Intelligence 175 15.1.1 Portalnutzung 177 15.1.2 Steckbriefe 178 15.1.3 Tiefenanalysen 180 15.1.4 Technologiescanning 185 15.2 Relevante Daten für die Digital Intelligence (Beispiel) 187 15.3 Frühaufklärungs-Plattform 188 15.4 WCTAnalyze und automatische Extraktion themenspezifischer Ereignisse 197 15.5 SemanticTalk 200 15.6 Halbautomatische Identifikation von Trends 204 15.6.1 Zeitreihenkorrelation 205 15.6.2 HD-SOM-Scanning 207 D – ZUSAMMENFASSUNG 217 Anhang A: Prozessbilder entwickelter Anwendungen des (Temporal) Text Mining 223 Anhang B: Synopsis der zeitorientierten Datenexploration 230 Literaturverzeichnis 231 Selbstständigkeitserklärung 285 Wissenschaftlicher Werdegang des Autors 286 Veröffentlichungen 28

Entwicklung mathematischer Fähigkeiten von Kindern im Grundschulalter

In dem vorliegenden Tagungsband sind die Beiträge aller Vortragenden der Herbsttagung des Arbeitskreises Grundschule in der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM) in Tabarz vom 06. bis 08. November 2015 zum Thema „Entwicklung mathematischer Fähigkeiten von Kindern im Grundschulalter“ dokumentiert. Nach wie vor liegt ein Schwerpunkt der Arbeit des Arbeitskreises Grundschule in der Förderung des Austausches und der Zusammenarbeit aller am Mathematikunterricht in der Grundschule in Praxis, Theorie und Forschung unmittelbar oder mittelbar Beteiligter. Durch die jährliche Herbsttagung wird dies traditionell zur gelebten Praxis. Das diesjährige Thema wurde im Rahmen von vier Hauptvorträgen aus verschiedenen Perspektiven beleuchtet und im Plenum diskutiert. Außerdem waren auch in diesem Jahr wieder Arbeitsgruppen zu den Bereichen Arithmetik, Geometrie, Sachrechnen und Daten, Zufall & Wahrscheinlichkeit, Kommunikation & Kooperation, Vorschulische Bildung und Lernen, Lehren & Forschen mit digitalen Medien aktiv und man befasste sich intensiv mit aktuellen Forschungs- und Praxisfragen. Mit der Jahrestagung 2015 blickt der Arbeitskreis Grundschule auf eine Veranstaltung zurück, die geprägt war durch den lebendigen und konstruktiven Austausch zu mathematikdidaktischen Fragestellungen. Dies steht im Zeichen einer inzwischen 24jährigen Tradition.The Proceedings of the 2015 Conference of the Research Group on Primary Mathematics Education (Arbeitskreis Grundschule in der GDM) focus on the development of children’s mathematical competencies in primary school. Four invited talks addressed the main theme in plenum. Additionally, workings groups on the research areas arithmetic, geometry, modelling, data & probability, as well as groups on teacher education, ICT, and last not least early mathematics education offered discussions on current research issues

Der empirisch-theologische Praxis-Zyklus als methodologischer Ansatz ANSATZ innerhalb der Missionwissenschaft(The Empirical-Theological Praxix Cycle as methodological starting point in Missiology).

The intention of the empirical missiology is to systematically examine the reality of mission practice with the aid of empirical methods. To reach this aim the dissertation will attempt to combine empirical social science with missiology in a way that they positively complement one another throughout the whole process of research. This intradisciplinary procedure is new to missiology and therefore an important contribution to research. To form a basis, social as well as missiological research will be dealt with and von der Vens empirical theology examined. For the hermeneutic methodological realization of the empirical missiology an empirical-theological praxis cycle will be developed consisting of seven individual stages of research. The missiological reflection of each stage is the minor cycle. This procedure guarantees firstly a strictly methodical way of working and secondly missiological relevance that takes the context of praxis seriously and serves the mission.Christian Spirituality, Church History and MissiologyM. Th

E-Learning an der Universität Rostock: Eine explorative, quantitative Online-Trenderhebung zum tatsächlichen Einsatz von Stud.IP

In der vorliegenden Dissertation wurde der Einsatz des Lehr-/Lernmanagementsystems Stud.IP an der Universität Rostock untersucht. Die einleitenden Kapitel widmen sich einer Reflektion des E-Learnings und geben eine Übersicht zum aktuellen Stand der Online-Forschung. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Durchführung und Reflektion der dreistufigen Online-Trenderhebung. Die Ergebnisse der Befragung (126 Lehrende und 1164 Studierende) zeigen eine zurückhaltende Nutzung der vielen Funktionalitäten der Plattform. In einem abschließenden Kapitel werden neue Forschungsperspektiven aufgezeigt

Qualitative Forschung auf dem Prüfstand

Rund um die Frage der Professionalisierung qualitativ-empirischer Forschung versammelt der Band des Zentrums für Sozialweltforschung und Methodenentwicklung (ZSM) Beiträge zur Verhältnisbestimmung von Theorie und Empirie, zu Methodologien in ihrer Bedeutung und Funktion für Forschungsprozesse, zu Methoden, Methodenentwicklung und qualitativen Ergebnisformaten sowie zur Frage der Lehre und Vermittlung qualitativer Forschung.; Around the question of the professionalisation of qualitative-empirical research, the volume of the Centre for Social World Research and Methodology Development (ZSM) gathers contributions on the relationship between theory and empiricism, on methodologies in their meaning and function for research processes, on methods, method development and qualitative result formats, as well as on the question of teaching and communicating qualitative research

Organisation Kultur Geschlecht : Eine empirische Untersuchung zur (Geschlechts-)Sensibilität in und von Organisationen

Die vorliegende Arbeit trägt den Titel Organisation Kultur Geschlecht und basiert auf einer empirischen Untersuchung zur (Geschlechts-)Sensibilität in und von neun Organisationen aus dem wirtschaftlichen, öffentlichen und sozialen Bereich. Von Interesse sind Organisationen und ihre Besonderheiten in bezug auf Geschlecht, d.h. Strukturen (Geschlechterordnung) und Handlungsweisen (Geschlechterpraxis), die die Beachtung von Geschlecht und damit von Frauen und Männern in Organisationen bedingen und fördern. Die These der Geschlechtssensibilität von Organisationen wird zu einem zentralen Element der Sichtweise über Organisationen. Es stellen sich Fragen, wie gehen Organisationen mit Geschlecht um (Geschlechtsblindheit), wo werden in der Konstruktion von Geschlecht Bereiche der Sensibilität erkenn- und wahrnehmbar, welche Strategien entwickeln Organisationen in anbetracht von Forderungen, sensibel gegenüber der Ungleichheit zwischen Frauen und Männern zu werden und aktiv für Frauen- und Geschlechterförderung einzutreten (Geschlechterprogramme). Die Arbeit liefert einen theoretischen Ansatz, der von systemtheoretischen und unternehmenskulturellen Überlegungen getragen wird sowie von Erkenntnissen aus der konstruktivistisch-orientierten Geschlechterforschung. Das Forschungsprogramm (Konstruktivistisches Denken und Ethnographisches Sehen) leitet den empirischen Zugang (Empirisches Handeln) zur Welt von Organisationen (Kosmographie). In der Forschungsreise, die in der Arbeit beschrieben ist, werden Sensibilitäten der Organisationen identifiziert und in den Organisationsbereichen Förderung, Zeit und Raum beschrieben.This work, addressed to the complex project „Organization Culture Gender“, is based on an empirical study about the (gender-)sensitivity in and of nine organizations within the economical, social and civil service field. The focus of our study lies on organizations and their special characteristics with reference to gender, i. e. structures (gender-order) und activities (gender-practice), which have intended or unintended effects to the way of regarding gender and therefore women and men in organizations. Addressing the hypothesis, that organizations are highly gender-sensible, has become a central element in the view of organizations. We are looking for answers to questions like: how do organizations deal with gender (gender-blindness), where are visible and recognizable (social construction of gender) areas of sensitivity in the organization, which organizational strategies are developed, also in face of the claims, to become sensitive to the inequality between women and men in organizations, or to engage in special promotion of women and gender (gender-programs). This work is embedded in a theoretical approach which links reflections of system and organizational culture theory and findings of gender research based on constructivism. The program of research (constructivistic thinking and ethnographic seeing) guides the empirical approach (empirical work) to the world of organizations (cosmography). In the research voyage sensitivities of the organizations are identified and described in the organi-zational areas of support, time and space