Vorteile von Frameworks zur Entwicklung objektorientierter, datenbankbasierter Softwarelösungen mit Oracle Business Components for Java

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Visualisierung von Informationsräumen

Summary of the thesis topic: Visualization of information spaces For a user it is hard to recognize the relevance of documents based on a a textual information list, which is returned by a search engine after searching in the World Wide Web. Neither is he is able to discover the relevant information through navigating the document references, since the navigation does not occur in a closed space. The user has to browse through references of one document to the next, and does not always come back to the starting point. The user thereby loses the overview of the found documents. It becomes problematic to search information with several keywords. The proximity of the found documents for the individual search keyword is not clear from the result list. This is particularly disadvantageous if an indistinct information search is accomplished. A solution for this problem lies in the graphic representation of the information space (the document amount was determined with the search keywor). This work analyzes existing approaches of information visualization from different grounds in the practice, that are, however, limited on a pure graphic representation. Therefore, it is necessary to develop a new approach, that supports user representation and analysis of the set of results as well as providing the means for effective isolation of the actual interesting set of documents. In this work the requirements for the information search are analyzed and converted into a system model. The result is a design with the following characteristics: -- modular structure of the system, -- platform-independence, -- extensibility, -- the system contains open interfaces for integration with arbitrary search engines, -- filter mechanisms are integrated into the system, which permit an effective reduction of the set of documents. -- the system is able to work online and may also be used to analyse a once determined search result later, -- several variants of the graphic representation which can be used for the different types of information space are available. Due to the extensibility the system offers a special visualization and a filter combination for every user, which corresponds to his personal preferences. The user will formulate his need of information through his action in the space. He has the possibility to move through the space, to explore all objects exactly and to find the "interesting regions" of the information space. All integrated visualization techniques contain an own interaction model. This permits the selection and manipulation of the graphic information-objects in each case. The Interaction allows intensive investigation of the amount of information and its contents. The user can remove the information objects examined during the exploration or mark them as "relevant" and is able to find them later. Because of the combination of visualization and a series of filter mechanisms the system supports both - the "precise search" (for a specific document) and the "indistinct search" (for topics or fields) - well. This work further describes the implementation of a prototype, which serves for the verification of the design draft. Experiments show, that the efficiency of the search for information can be increased by the use of the presented technologies.Für den Benutzer ist es schwer, in der textbasierten Informationssliste, die durch eine Suchmaschine nach einer Suche im World Wide Web geliefert wird, zu erkennen, welche Dokumente für ihn relevant sind. Er ist auch nicht in der Lage, durch das Navigieren anhand der Dokumentverweise die relevanten Informationen aufzufinden, da die Navigation nicht in einem Raum stattfindet. Der Benutzer geht anhand von Verweisen von einem Dokument zum anderen und nicht in jedem Fall führt ein Weg zum Ausgangspunkt zurück. Der Benutzer verliert dadurch den Überblick über die gefundenen Dokumente. Problematisch wird es bei der Suche von Informationen mit mehreren Suchbegriffen. Die Nähe der gefundenen Dokumente zu den einzelnen Suchbegriffen wird aus der Ergebnisliste nicht ersichtlich. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn eine unscharfe Informationssuche durchgeführt wurde. Eine Lösung dieses Problems besteht in der grafischen Darstellung des Informationsraumes (die Dokumentenmenge, die mit den Suchbegriffen ermittelt wurde). Diese Arbeit analysiert zunächst bereits existierende Ansätze zur Informationsvisualisierung, die allerdings auf eine reine grafische Darstellung begrenzt sind und sich aus verschiedenen Gründen in der Praxis nicht durchgesetzt haben. Daher ist ein neuer Ansatz notwendig, der den Benutzer bei der Darstellung und der Analyse der Ergebnismenge unterstützt sowie ihm die Mittel zum effektiven Eingrenzen der tatsächlich interessanten Dokumentenmenge gibt. In dieser Arbeit werden die Anforderungen an die Informationssuche analysiert und diese in einem Systementwurf umgesetzt. Das Ergebnis ist ein Entwurf mit folgenden Eigenschaften: -- modularer Aufbau des Systems, -- plattformunabhängig, -- erweiterbar, -- das System verfügt über offene Schnittstellen zur Ankopplung an beliebige Suchmaschinen, -- im System sind Filtermechanismen integriert, die eine wirksame Reduktion der Dokumentenmenge gestatten, -- das System kann sowohl online arbeiten als auch zur späteren Analyse eines einmal ermittelten Suchergebnisses eingesetzt werden, -- es sind mehrere Varianten der grafischen Darstellung vorhanden, die für die verschiedenen Typen von Informationsräumen eingesetzt werden können. Aufgrund der Erweiterbarkeit kann das System perspektivisch jedem Benutzer eine Visualisierung und eine Filterkombination anbieten, die seinen persönlichen Preferenzen entspricht. Der Benutzer wird seine Informationsbedürfnisse durch seine Handlung im Raum formulieren. Er hat die Möglichkeit, sich durch den Raum zu bewegen, alle Objekte genau zu untersuchen und die "interessanten Regionen" des Informationsraums zu finden. Alle integrierten Visualisierungsverfahren beinhalten ein eigenes Interaktionsmodell. Dieses gestattet in jedem Fall die Selektion und Manipulation der grafischen Informations-Objekte. Die Interaktion ermöglicht das intensive Erforschen der Informationsmenge und ihrer Inhalte. Der Benutzer kann die während der Interaktion einmal untersuchten Informations-Objekte entfernen oder als "relevant" kennzeichnen und dadurch schnell wieder auffinden. Durch die Kombination von Visualisierung und einer Reihe von Filtermechanismen wird vom System sowohl die "zielgerichtete Suche" (nach einem ganz bestimmten Dokument) als auch die "unscharfe Suche" (nach Themen oder Gebieten) gut unterstützt. Diese Arbeit beschreibt weiterhin die Implementierung eines Prototyps, der zur Verifizierung des Entwurfs dient. Experimente zeigen, wie die Effizienz bei der Suche nach Informationen durch den Einsatz der vorgestellten Technologien gesteigert werden kann

Objektorientierter Softwareentwurf in der Sekundarstufe II

Der objektorientierte Softwareentwurf spielt in der Bildung eine immer wichtigere Rolle. Mit ihm kann die Modellbildungskompetenz und die Problemlösefähigkeit, wie sie u.a. in der Pisa-Studie gefordert werden, gut gefördert werden. In dieser Arbeit wird ein Konzept hierfür entwickelt, umgesetzt und evaluiert. Als Leitgedanken bei der Entwicklung dient die Förderung der Modellbildungskompetenz und der Problemlösefähigkeit, wobei der objektorientierte Softwareentwurf in seiner ganzen Breite von der Anforderungsanalyse über das Design bis zur Implementierung bearbeitet wird. Dazu werden zuerst die fachlichen Inhalte strukturiert und diese anschließend zusammen mit einer Lernzieltaxonomie in einer Lehrzielmatrix verknüpft, um so die Lernziele festzulegen. Als didaktisches Konzept wird ein dem üblichen Entwicklungsverlauf beim Softwareentwurf entgegengesetztes Vorgehen gewählt und begründet. Die entwickelten Lernprozesse werden dann mit Hilfe von Aktivitätsdiagrammen dargestellt und feiner ausgearbeitet. Zur Evaluation des Konzepts wurden die ausgearbeiteten Einheiten an 3 Schulen umgesetzt und mit einer Kontrollgruppe an 3 weiteren Schulen verglichen. Dazu wurde ein Test entwickelt und zusammen mit einem IQ-Test und Fragebögen zu den Randbedingungen von den Schülern und Eltern ausgefüllt. Das Ergebnis der Evaluation zeigt, dass die Verwendung dieses Konzepts aber auch der Einfluss des Lehrers und die Beschäftigung der Schüler mit dem Programmieren in der Freizeit wichtige Faktoren sind. Das entwickelte Konzept ist gut geeignet in den objektorientierten Softwareentwurf einzuführen und die Problemlösefähigkeit und die Modellbildungskompetenz im Vergleich zur Kontrollgruppe zu fördern

A software-framework for the development of business application systems based on business process models

Die Geschäftsprozessmodellierung hat sich in der Praxis als Grundlage für die Ableitung fachlicher Anforderungen an betriebliche Anwendungssysteme weitgehend etabliert. Die anschließende Übertragung der fachlichen Modelle auf eine software-technische Implementierungsplattform bedeutet hingegen häufig einen methodischen Bruch und ist daher sehr aufwändig sowie komplex. Eine software-technische Implementierungsplattform, deren Konzepte sich an den Fachkonzepten der Geschäftsprozessmodellierung orientieren, kann diesen Übergang vereinfachen und die Systementwicklungsaufgabe hinsichtlich Aufwand und Komplexität deutlich verringern. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Konzeption und Realisierung eines Software-Frameworks als flexible Basismaschine für die Entwicklung betrieblicher Anwendungssysteme auf Basis der SOM-Methodik. Das Framework bietet ausgehend von den fachlichen Modellen des Anwendungssystems anwendungsneutrale Software-Komponenten zu dessen vollständiger software-technischer Abbildung.Business process modeling is in practice an established way to deduct business and functional requirements for business application systems. The subsequent mapping of such business models onto a software-technical implementation platform usually implies a methodic break and is in consequence both costly and complex. A software-technical implementation platform, in contrast, whose concepts are aligned with the functional concepts of business process modeling, can simplify this transition and significantly reduce the task of application development regarding effort and complexity. This thesis describes the conception and implementation of a software-framework as a flexible basis machine for the development of business application systems based on the SOM-methodology. Based on the methodology‘s functional models of an application system the framework offers application-neutral software-components for a comprehensive mapping of the model and implementation of the application

Entwicklung einer Software zur Akquisition von Autofluo-reszenzlebensdauern und Autofluoreszenzintensitätsbildern der Retina

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Aufnahmesoftware sowie der Optimierung einer Aufnahmeapparatur zur Messung von Autofluoreszenzlebensdauern und Autofluoreszenzintensitäten im Bereich der Retina. Mithilfe eines blauen Lasers werden fluoreszierende Moleküle in der Retina, Fluorophore, zum Abstrahlen von Licht, der so genannten Fluoreszenz, angeregt. Die Abklingzeit der Fluoreszenzintensität bis zum Ende der Lichtemission eines Moleküls, wird als Fluoreszenzlebensdauer bezeichnet. Die Software ermöglicht es, durch den Einsatz eines speziellen Detektors und einer sehr genauen Stoppuhr diese Fluoreszenzlebensdauer im Pikosekundenbereich zu messen. Anhand der für jeden Stoff individuellen Fluoreszenzlebensdauer können die Moleküle exakt bestimmt werden. Mit einem Messgerät, welches die im Auge vorkommenden Substanzen und deren Verhältnis zueinander messen kann, lassen sich bei Abweichungen von der Norm Diagnosen erstellen und eine Behandlung einleiten. Soft- und Hardware sind in der Lage, die Augenbewegung während einer Messung auszugleichen, sodass selbst bei Messungen im Bereich von einigen Minuten verlässliche Messdaten generiert werden. Ziel dieser Arbeit ist die Fertigstellung eines für den Routineeinsatz geeigneten Prototyps

Robotergestützte Präparation von Bakterienklonen: Unüberwachte Plasmidisolierung und PCR-Sequenzierung.

Moderne Sequenzierprojekte haben die Bestimmung der Basenabfolge kompletter Genome zum Ziel. Wegen der entspechend anfallenden Laborarbeiten ist die Bewältigung derartiger Vorhaben nur noch durch weitgehende Automation der notwendigen Präparationen möglich. In dieser Arbeit werden kommerziell erhältliche Roboter und apparative Eigenentwicklungen in der Weise kombiniert, daß eine unüberwachte Präparation von Plasmidvektoren aus lebenden Bakterien möglich wird. Die Automatisierung schließt eine PCR-Sequenzierung mit ein, so daß am Prozeßende auftragsfähige Lösungen für Sequencer des Typs ABI bzw. A.L.F. vorliegen. In einer nicht sensorisch rückgekoppelten Roboteranlage, wie sie in dieser Arbeit verwirklicht wurde, muß eine ausreichende Lagestabilisierung der Einzelkomponenten gewährleistet sein. Bewegte Teile müssen durch besondere Konstruktionen in definierte Positionen gebracht werden, um auftretende Toleranzen auszugleichen. Ein Ergebnis dieser Arbeit ist unter anderem ein mechanisches Korrektursystem, das erst den automatisierten Betrieb der Plasmidpräparation ermöglicht. Die Plasmid-Präparationsprotokolle der Fa. Qiagen wurden auf die entstandene Anlage portiert. Hierzu wurde eine Vakuumkammer entwickelt, die über eine eigens hierfür konzipierte elektronische Ansteuerung verfügt. Über diese Elektronik wird unter anderem die Vakuumkammer von einer Regelungs- und Steuerungssoftware angesteuert. Diese Software ist objektorientiert entworfen, gemäß Iso9000 dokumentiert und in C++ implementiert worden. Sie regelt nicht nur die Ventileinstellungen der Vakuumkammer sondern moderiert auch die Kommunikation der übrigen Roboter und die Ansteuerung der am Ablauf des Protokolls beteiligten Maschinen.Modern sequencing efforts are targetting the analysis of complete genomes. The huge amount of work to be done in laboratory may only be fulfilled with automated processing of the corresponding preparations. In this thesis, commercially available robot systems and new developments were combined, so that an unattended preparation of plasmid vectors directly from living bacteria is possible. The automation process includes a PCR-sequencing reaction which produces samples which can directly be fed into sequencers like A.L.F. or some models of ABI. In a robot system which has no sensoric feed-back strategy, like developed in this thesis, should have a sufficient site-stabilization of each component which is to be moved. Special constructions which compensate occurring tolerances ensure, that moved parts will remain in perfect matched position. One result of this thesis is a mechanical correction system which finally makes unattended operation possible. Qiagen's protocols for plasmid preparation are used with this system. For this, a vacuum chamber was developed which uses an own electronic system. With this, the vacuum chamber is regulated by a monitoring software package. This software has an object oriented design, is documented using the ISO9000 scheme and implemented in C++. The software is not only regulating the valves of the vacuum chamber but moderates the communication of all other robots and other machines being involved in the preparation protocol, too

Zwischenbericht der Projektgruppe Transportoptimierung

Im vorliegenden Zwischenbericht der Projektgruppe 'Transportoptimierung' wird die Entwicklung des Projekts von der Anforderungsanalyse bis zum Entwurf dokumentiert. Im Rahmen der Projektgruppe soll das Programm TROSS (TRansport-Optimierung für Soziale Serviceanbieter) zur Verwaltung und Optimierung von sozialen Fahrdiensten entwickelt werden, das dann beim DRK in Stuttgart eingesetzt wird. Das Programm soll alle für das DRK in Zusammenhang mit seinen Fahrdiensten wichtigen Daten erfassen und verwalten. Die momentan manuell durchgeführte Planung soll in Zukunft computergestützt ablaufen können, was den Planern beim DRK einen besseren Überblick über die Dienste und Einsatz von Mitarbeitern und Fahrzeugen liefern soll. Außerdem ist vorgesehen, die Optimierung von Fahrdiensten auch automatisch auszuführen, um aufwendige Handarbeit einzusparen oder gar bessere Ergebnisse zu bekommen

Eine Entwicklungsmethodik für sicherheitsrelevante Elektroniksysteme im Automobil

Es wird eine neue Entwicklungsmethodik für sicherheitsrelevante Elektroniksysteme im Automobil vorgestellt. Die im Automobilbereich gängige Methodik wird um Inhalte bzgl. Sicherheit und Zuverlässigkeit erweitert, die an den Luftfahrt-Standard SAE ARP 4761 angelehnt an die Anforderungen im Automobilbereich angepasst wurden. Wesentliche Erweiterungen sind neben dem Einsatz einer Gefährdungsanalyse der intensive Einsatz von FTA und FMEA zum Nachweis der Sicherheitseigenschaften des Systems