TOSCA4Mashups - Provisionierung und Ausführung von Data Mashups in der Cloud

Mit der stetig wachsenden Menge an Daten wird Datenintegration und Datenverarbeitung zunehmend schwieriger. Domänen-Experten ohne IT-Hintergrund sollen aus großen Datenmengen entsprechende Informationen gewinnen. Leicht zu bedienende Werkzeuge sind nötig, um Daten aus heterogenen Datenmengen durch Domänen-Experten zu verarbeiten. Data Mashups ermöglichen die Verarbeitung und Integration verschiedener, heterogener Datenquellen. Dabei nutzen manche Data Mashup-Lösungen dynamische Ausführungsumgebungen. Die Cloud bietet sich für die Provisionierung solcher dynamisch zusammengesetzten Ausführungsumgebungen an, da Rechenressourcen ebenso dynamisch bereitgestellt werden können. Eine Möglichkeit, um Portabilität und Management von Cloud-Anwendungen zu ermöglichen ist OASIS TOSCA. Um Anwendungen mit TOSCA automatisch zu provisionieren werden alle notwendigen Komponenten in einer sogenannten Topologie modelliert und mit allen notwendigen Informationen, um die Anwendung zu betreiben in ein selbst-enthaltenes Dateiformat, sogenannte Cloud Service Archives verpackt. Die TOSCA Laufzeitumgebung kann diese Archivdatei verarbeiten und die Anwendung automatisiert in der Cloud provisionieren. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird ein Konzept entwickelt, um Data Mashups automatisiert in der Cloud zu Provisionieren und auszuführen. Um das Konzept zu testen wurde ein Prototyp implementiert, der die TOSCA Laufzeitumgebung OpenTOSCA der Universität Stuttgart verwendet

End-user composition of interactive applications through actionable UI components

Developing interactive systems to access and manipulate data is a very tough task. In particular, the development of user interfaces (UIs) is one of the most time-consuming activities in the software lifecycle. This is even more demanding when data have to be retrieved by accessing flexibly different online resources. Indeed, software development is moving more and more toward composite applications that aggregate on the fly specific Web services and APIs. In this article, we present a mashup model that describes the integration, at the presentation layer, of UI components. The goal is to allow non-technical end users to visualize and manipulate (i.e., to perform actions on) the data displayed by the components, which thus become actionable UI components. This article shows how the model has guided the development of a mashup platform through which non-technical end users can create component-based interactive workspaces via the aggregation and manipulation of data fetched from distributed online resources. Due to the abundance of online data sources, facilitating the creation of such interactive workspaces is a very relevant need that emerges in different contexts. A utilization study has been performed in order to assess the benefits of the proposed model and of the Actionable UI Components; participants were required to perform real tasks using the mashup platform. The study results are reported and discussed

Modeling recommendations for pattern-based mashup plans

Data mashups are modeled as pipelines. The pipelines are basically a chain of data processing steps in order to integrate data from different data sources into a single one. These processing steps include data operations, such as join, filter, extraction, integration or alteration. To create and execute data mashups, modelers need to have technical knowledge in order to understand these data operations. In order to solve this issue, an extended data mashup approach was created - FlexMash developed at the University of Stuttgart - which allows users to define data mashups without technical knowledge about any execution details. Consquently, modelers with no or limited technical knowledge can design their own domain-specific mashup based on their use case scenarios. However, designing data mashups graphically is still difficult for non-IT users. When users design a model graphically, it is hard to understand which patterns or nodes should be modeled and connected in the data flow graph. In order to cope with this issue, this master thesis aims to provide users modeling recommendations during modeling time. At each modeling step, user can query for recommendations. The recommendations are generated by analyzing the existing models. To generate the recommendations from existing models, association rule mining algorithms are used in this thesis. If users accept a recommendation, the recommended node is automatically added to the partial model and connected with the node for which recommendations were given

Anforderungsbasierte Modellierung und Ausführung von Datenflussmodellen

Heutzutage steigen die Menge an Daten sowie deren Heterogenität, Änderungshäufigkeit und Komplexität stark an. Dies wird häufig als das "Big-Data-Problem" bezeichnet. Durch das Aufkommen neuer Paradigmen, wie dem Internet der Dinge oder Industrie 4.0, nimmt dieser Trend zukünftig noch weiter zu. Die Verarbeitung, Analyse und Visualisierung von Daten kann einen hohen Mehrwert darstellen, beispielsweise durch die Erkennung bisher unbekannter Muster oder durch das Vorhersagen von Ereignissen. Jedoch stellen die Charakteristiken von Big-Data, insbesondere die große Datenmenge und deren schnelle Änderung, eine große Herausforderung für die Verarbeitung der Daten dar. Herkömmliche, bisher angewandte Techniken, wie zum Beispiel Analysen basierend auf relationalen Datenbanken, kommen hierbei oft an ihre Grenzen. Des Weiteren ändert sich auch die Art der Anwender der Datenverarbeitung, insbesondere in Unternehmen. Anstatt die Datenverarbeitung ausschließlich von Programmierexperten durchzuführen, wächst die Anwendergruppe auch um Domänennutzer, die starkes Interesse an Datenanalyseergebnissen haben, jedoch diese nicht technisch umsetzen können. Um die Unterstützung von Domänennutzern zu ermöglichen, entstand ca. im Jahr 2007, im Rahmen der Web-2.0-Bewegung, das Konzept der Mashups, die es auf einfachem Wege erlauben sollen, Anwender aus unterschiedlichen Domänen beim Zusammenführen von Programmen, grafischen Oberflächen, und auch Daten zu unterstützen. Hierbei lag der Fokus vor allem auf Webdatenquellen wie RSS-Feeds, HTML-Seiten, oder weiteren XML-basierten Formaten. Auch wenn die entstandenen Konzepte gute Ansätze liefern, um geringe Datenmengen schnell und explorativ durch Domänennutzer zu verarbeiten, können sie mit den oben genannten Herausforderungen von Big-Data nicht umgehen. Die Grundidee der Mashups dient als Inspiration dieser Dissertation und wird dahingehend erweitert, moderne, komplexe und datenintensive Datenverarbeitungs- und Analyseszenarien zu realisieren. Hierfür wird im Rahmen dieser Dissertation ein umfassendes Konzept entwickelt, das sowohl eine einfache Modellierung von Datenanalysen durch Domänenexperten ermöglicht - und somit den Nutzer in den Mittelpunkt stellt - als auch eine individualisierte, effiziente Ausführung von Datenanalysen und -verarbeitung ermöglicht. Unter einer Individualisierung wird dabei verstanden, dass die funktionalen und nichtfunktionalen Anforderungen, die je nach Anwendungsfall variieren können, bei der Ausführung berücksichtigt werden. Dies erfordert einen dynamischen Aufbau der Ausführungsumgebung. Hierbei wird dem beschriebenen Problem durch mehrere Ebenen begegnet: 1) Die Modellierungsebene, die als Schnittstelle zu den Domänennutzern dient und die es erlaubt Datenverarbeitungsszenarien abstrakt zu modellieren. 2) Die Modelltransformationsebene, auf der das abstrakte Modell auf verschiedene ausführbare Repräsentationen abgebildet werden kann. 3) Die Datenverarbeitungsebene, mit der die Daten effizient in einer verteilten Umgebung verarbeitet werden, und 4) die Datenhaltungsebene, in der Daten heterogener Quellen extrahiert sowie Datenverarbeitungs- oder Analyseergebnisse persistiert werden. Die Konzepte der Dissertation werden durch zugehörige Publikationen in Konferenzbeiträgen und Fachmagazinen gestützt und durch eine prototypische Implementierung validiert