A Language-centered Approach to support environmental modeling with Cellular Automata

Die Anwendung von Methodiken und Technologien aus dem Bereich der Softwaretechnik auf den Bereich der Umweltmodellierung ist eine gemeinhin akzeptierte Vorgehensweise. Im Rahmen der "modellgetriebenen Entwicklung"(MDE, model-driven engineering) werden Technologien entwickelt, die darauf abzielen, Softwaresysteme vorwiegend auf Basis von im Vergleich zu Programmquelltexten relativ abstrakten Modellen zu entwickeln. Ein wesentlicher Bestandteil von MDE sind Techniken zur effizienten Entwicklung von "domänenspezifischen Sprachen"( DSL, domain-specific language), die auf Sprachmetamodellen beruhen. Die vorliegende Arbeit zeigt, wie modellgetriebene Entwicklung, und insbesondere die metamodellbasierte Beschreibung von DSLs, darüber hinaus Aspekte der Pragmatik unterstützen kann, deren Relevanz im erkenntnistheoretischen und kognitiven Hintergrund wissenschaftlichen Forschens begründet wird. Hierzu wird vor dem Hintergrund der Erkenntnisse des "modellbasierten Forschens"(model-based science und model-based reasoning) gezeigt, wie insbesondere durch Metamodelle beschriebene DSLs Möglichkeiten bieten, entsprechende pragmatische Aspekte besonders zu berücksichtigen, indem sie als Werkzeug zur Erkenntnisgewinnung aufgefasst werden. Dies ist v.a. im Kontext großer Unsicherheiten, wie sie für weite Teile der Umweltmodellierung charakterisierend sind, von grundsätzlicher Bedeutung. Die Formulierung eines sprachzentrierten Ansatzes (LCA, language-centered approach) für die Werkzeugunterstützung konkretisiert die genannten Aspekte und bildet die Basis für eine beispielhafte Implementierung eines Werkzeuges mit einer DSL für die Beschreibung von Zellulären Automaten (ZA) für die Umweltmodellierung. Anwendungsfälle belegen die Verwendbarkeit von ECAL und der entsprechenden metamodellbasierten Werkzeugimplementierung.The application of methods and technologies of software engineering to environmental modeling and simulation (EMS) is common, since both areas share basic issues of software development and digital simulation. Recent developments within the context of "Model-driven Engineering" (MDE) aim at supporting the development of software systems at the base of relatively abstract models as opposed to programming language code. A basic ingredient of MDE is the development of methods that allow the efficient development of "domain-specific languages" (DSL), in particular at the base of language metamodels. This thesis shows how MDE and language metamodeling in particular, may support pragmatic aspects that reflect epistemic and cognitive aspects of scientific investigations. For this, DSLs and language metamodeling in particular are set into the context of "model-based science" and "model-based reasoning". It is shown that the specific properties of metamodel-based DSLs may be used to support those properties, in particular transparency, which are of particular relevance against the background of uncertainty, that is a characterizing property of EMS. The findings are the base for the formulation of an corresponding specific metamodel- based approach for the provision of modeling tools for EMS (Language-centered Approach, LCA), which has been implemented (modeling tool ECA-EMS), including a new DSL for CA modeling for EMS (ECAL). At the base of this implementation, the applicability of this approach is shown

Enterprise reference architectures for higher education institutions: Analysis, comparison and practical uses

Enterprise Architecture (EA) is currently accepted as one on the major instruments for enabling organisations in their transformation processes to achieve business-technology alignment. Despite that over the last years EA has been successfully adopted in many industries, Higher Education still represents one of the sectors with lower levels of adoption and maturity of EA practices. The present thesis puts the emphasis particularly on the study Enterprise Reference Architectures (ERAs), as a particular type of EA artefact, in Higher Education Institutions (HEIs). After formally clarifying the concept of ERAs and giving a panoramic view of the current state-of-the-art of existing HEI-oriented ERAs, the thesis proposes an artefact framework build through a Design Science Research (DSR) approach aimed to facilitate practitioners their (re-)use or application in their own real practical settings. The purpose of the constructed artefact is to support practitioners when conducting the necessary adjustments to exiting HEI-oriented ERAs in order to be successfully applied for their specific needs.La Arquitectura Empresarial (AE) es actualmente reconocida como una disciplina que permite configurar procesos de trasformación organizativa a objeto de alinear el negocio con la tecnología. A pesar de que en los últimos años la AE se ha ido adoptando progresivamente de forma exitosa en diversas industrias, la educación superior representa todavía hoy en día uno de los sectores con menores niveles de adopción y de madurez en lo que se refiere a las prácticas de AE. La presente tesis hace especial hincapié en el estudio de las Arquitecturas de Referencia Empresariales (AREs), entendidas como un artefacto específico de AE, en Instituciones de Educación Superior (IES). Así, después de clarificar formalmente el concepto de ARE y de ofrecer una visión panorámica del estado del arte relativo a las AREs para IES existentes, la tesis propone un framework de trabajo construido a través de un enfoque de investigación basado en la Ciencia del diseño destinado a facilitar su (re-)utilización o aplicación práctica en dominios de trabajo reales. El objetivo del artefacto es proporcionar soporte práctico a los profesionales para realizar los ajustes necesarios a las AREs para IES existentes para que puedan aplicarlas con éxito a sus necesidades específicas.L'Arquitectura Empresarial (AE) és actualment reconeguda com una disciplina que permet configurar processos de transformació organitzatius a fi d'alinear el negoci amb la tecnologia. Tot i que en els darrers anys l'AE s'ha anat adoptant progressivament amb èxit en diverses indústries, l'educació superior representa encara avui dia un dels sectors amb menors nivells d'adopció i de maduresa pel que fa a pràctiques d'AE. Aquesta tesi posa especial èmfasi en l'estudi de les Arquitectures de Referència Empresarials (AREs), enteses com un artefacte concret d'AE, a Institucions d'Educació Superior (IES). Així, després d'aclarir formalment el concepte d'ARE i oferir una visió panoràmica de l'estat de l'art relatiu a les ARE per a IES existents, la tesi proposa un framework de treball construït a través d'un enfocament de recerca basat en la ciència del disseny destinat a facilitar-ne la seva (re-)utilització o aplicació pràctica en dominis de treball reals. L'objectiu de l'artefacte és proporcionar suport pràctic als professionals per realitzar els ajustaments necessaris a les AREs per a IES existents de forma que les puguin aplicar amb èxit a les seves necessitats específiques.Tecnologies de la informació i de xarxe