Automatische Performanzoptimierung paralleler Architekturen

Die Parallelisierung von Programmen und deren Optimierung stellen Software-Entwickler vor große Herausforderungen. Diese Arbeit befasst sich daher mit Problemstellungen im Bereich der automatischen Performanzoptimierung (Auto-Tuning) paralleler Architekturen. Hierzu wird ein Verfahren für den Entwurf paralleler optimierbarer Architekturen vorgestellt; das Konzept eines suchbasierten Auto-Tuners rundet die Arbeit ab. Die Evaluationsergebnisse erweisen sich als äußerst vielversprechend

Tuning the Computational Effort: An Adaptive Accuracy-aware Approach Across System Layers

This thesis introduces a novel methodology to realize accuracy-aware systems, which will help designers integrate accuracy awareness into their systems. It proposes an adaptive accuracy-aware approach across system layers that addresses current challenges in that domain, combining and tuning accuracy-aware methods on different system layers. To widen the scope of accuracy-aware computing including approximate computing for other domains, this thesis presents innovative accuracy-aware methods and techniques for different system layers. The required tuning of the accuracy-aware methods is integrated into a configuration layer that tunes the available knobs of the accuracy-aware methods integrated into a system

Gewinnung, Verwaltung und Anwendung von Performance-Daten zur Unterstützung des autonomen Datenbank-Tuning

In den letzten Jahrzehnten ist die Komplexität und Heterogenität von Informationssystemen rapide gestiegen. Die Folge ist, dass viele moderne IT-Systeme aufgrund ihrer heterogenen Architektur- und Applikationsvielfalt sehr kostenintensiv in der Entwicklung, fehleranfällig in der Nutzung und schwierig durch Administratoren kontrollier- bzw. konfigurierbar sind. Initiativen wie das Autonomic Computing helfen, der steigenden Komplexität Herr zu werden, indem sie den „Problemfaktor Mensch“ entlasten und Technik nutzen, um Technik zu verwalten. Durch die Anpassung bzw. Erweiterung der System-Umgebung versuchen derartige Ansätze neben derzeitiger manueller, reaktiver Performance-Optimierung, eine automatisierte reaktive und proaktive Performance-Kontrolle zu gewährleisten. Zentrale Grundvoraussetzung für eine autonome Infrastruktur ist eine verlässliche, globale Daten- bzw. Wissensbasis. Wir erarbeiten, wie Performance-Daten über das Verhalten und den Zustand des Systems mit aus dem Data-Warehousing bekannten Techniken gesammelt, konsolidiert, verwaltet und zur Laufzeit ausgewertet werden können. Neben der Architektur und den funktionalen Komponenten eines solchen Performance Data Warehouse wird zudem dessen Datenmodell erläutert und die Anbindung an das vorausgehende Monitoring sowie die nachfolgende Analyse spezifiziert. Mit dem Ziel, die menschliche Vorgehensweise „nachzuahmen“ und somit die Administratoren bei ihren Routine-Tätigkeiten zu entlasten, widmen wir uns der Konzipierung und Beschreibung einer möglichen Infrastruktur zur Automatisierung typischer Tuning-Aufgaben. Wir erarbeiten allgemein und anhand von Beispielen, wie Tuning-Wissen und bewährte Praktiken von DBAs abgebildet, in Form von Workflows formalisiert und zur Laufzeit für die Problemlösung angewendet werden können

Analysis and Modular Approach for Text Extraction from Scientific Figures on Limited Data

Scientific figures are widely used as compact, comprehensible representations of important information. The re-usability of these figures is however limited, as one can rarely search directly for them, since they are mostly indexing by their surrounding text (e. g., publication or website) which often does not contain the full-message of the figure. In this thesis, the focus is on making the content of scientific figures accessible by extracting the text from these figures. A modular pipeline for unsupervised text extraction from scientific figures, based on a thorough analysis of the literature, was built to address the problem. This modular pipeline was used to build several unsupervised approaches, to evaluate different methods from the literature and new methods and method combinations. Some supervised approaches were built as well for comparison. One challenge, while evaluating the approaches, was the lack of annotated data, which especially needed to be considered when building the supervised approach. Three existing datasets were used for evaluation as well as two datasets of 241 scientific figures which were manually created and annotated. Additionally, two existing datasets for text extraction from other types of images were used for pretraining the supervised approach. Several experiments showed the superiority of the unsupervised pipeline over common Optical Character Recognition engines and identified the best unsupervised approach. This unsupervised approach was compared with the best supervised approach, which, despite of the limited amount of training data available, clearly outperformed the unsupervised approach.Infografiken sind ein viel verwendetes Medium zur kompakten Darstellung von Kernaussagen. Die Nachnutzbarkeit dieser Abbildungen ist jedoch häufig limitiert, da sie schlecht auffindbar sind, da sie meist über die umschließenden Medien, wie beispielsweise Publikationen oder Webseiten, und nicht über ihren Inhalt indexiert sind. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Extraktion der textuellen Inhalte aus Infografiken, um deren Inhalt zu erschließen. Ausgehend von einer umfangreichen Analyse verwandter Arbeiten, wurde ein generalisierender, modularer Ansatz für die unüberwachte Textextraktion aus wissenschaftlichen Abbildungen entwickelt. Mit diesem modularen Ansatz wurden mehrere unüberwachte Ansätze und daneben auch noch einige überwachte Ansätze umgesetzt, um diverse Methoden aus der Literatur sowie neue und bisher noch nicht genutzte Methoden zu vergleichen. Eine Herausforderung bei der Evaluation war die geringe Menge an annotierten Abbildungen, was insbesondere beim überwachten Ansatz Methoden berücksichtigt werden musste. Für die Evaluation wurden drei existierende Datensätze verwendet und zudem wurden zusätzlich zwei Datensätze mit insgesamt 241 Infografiken erstellt und mit den nötigen Informationen annotiert, sodass insgesamt 5 Datensätze für die Evaluation verwendet werden konnten. Für das Pre-Training des überwachten Ansatzes wurden zudem zwei Datensätze aus verwandten Textextraktionsbereichen verwendet. In verschiedenen Experimenten wird gezeigt, dass der unüberwachte Ansatz besser funktioniert als klassische Texterkennungsverfahren und es wird aus den verschiedenen unüberwachten Ansätzen der beste ermittelt. Dieser unüberwachte Ansatz wird mit dem überwachten Ansatz verglichen, der trotz begrenzter Trainingsdaten die besten Ergebnisse liefert

Reorganisation von Datenbanken: Auslöser, Verfahren, Nutzenermittlung

Beim Betrieb großer datenbankgestützter Anwendungssysteme kommt es im Laufe der Zeit oft zu einer nachhaltigen Verschlechterung der Systemleistung durch in den physischen Speicherungsstrukturen entstehende Degenerierungen (z.B. eingestreuter Freiplatz, Überlaufbereiche, migrierte Tupel, nicht mehr vorliegende Daten-Clusterung oder -sortierung). Die Beseitigung von Degenerierungen kann mit Datenbankreorganisationen erfolgen. Solche Wartungsarbeiten sind allerdings, selbst bei Online-Durchführung, meist mit Einschränkungen im normalen Datenbankbetrieb verbunden, die von einer temporären Verschlechterung der Systemleistung bis hin zu eingeschränkter Verfügbarkeit von Daten während der Reorganisationsdurchführung reichen. Diese Einschränkungen kollidieren immer mehr mit wachsenden Verfügbarkeitsanforderungen von Datenbank-Management-Systemen (DBMS). Eine Möglichkeit zur Verringerung der negativen Auswirkungen stellt die sorgfältige Auswahl und Priorisierung von Reorganisationsmaßnahmen dar. Damit können besonders nutzbringende Maßnahmen identifiziert und bevorzugt ausgeführt, andere zurückgestellt oder unterlassen werden

Kommunikation und Bildverarbeitung in der Automation

In diesem Open-Access-Tagungsband sind die besten Beiträge des 9. Jahreskolloquiums "Kommunikation in der Automation" (KommA 2018) und des 6. Jahreskolloquiums "Bildverarbeitung in der Automation" (BVAu 2018) enthalten. Die Kolloquien fanden am 20. und 21. November 2018 in der SmartFactoryOWL, einer gemeinsamen Einrichtung des Fraunhofer IOSB-INA und der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe statt. Die vorgestellten neuesten Forschungsergebnisse auf den Gebieten der industriellen Kommunikationstechnik und Bildverarbeitung erweitern den aktuellen Stand der Forschung und Technik. Die in den Beiträgen enthaltenen anschaulichen Beispiele aus dem Bereich der Automation setzen die Ergebnisse in den direkten Anwendungsbezug

30. Forum Bauinformatik

Die Bauhaus-Universität Weimar ist seit langer Zeit mit dem Forum Bauinformatik eng verbunden. So wurde die Veranstaltung 1989 hier durch den Arbeitskreis Bauinformatik ins Leben gerufen und auch das 10. und 18. Forum Bauinformatik (1998 bzw. 2006) fand in Weimar statt. In diesem Jahr freuen wir uns daher besonders, das 30. Jubiläum an der Bauhaus-Universität Weimar ausrichten zu dürfen und viele interessierte Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus dem Bereich der Bauinformatik in Weimar willkommen zu heißen. Das Forum Bauinformatik hat sich längst zu einem festen Bestandteil der Bauinformatik im deutschsprachigen Raum entwickelt. Dabei steht es traditionsgemäß unter dem Motto „von jungen Forschenden für junge Forschende“, wodurch insbesondere Nachwuchswissenschaftlerinnen und ‑wissenschaftlern die Möglichkeit geboten wird, ihre Forschungsarbeiten zu präsentieren, Problemstellungen fachspezifisch zu diskutieren und sich über den neuesten Stand der Forschung zu informieren. Zudem wird eine ausgezeichnete Gelegenheit geboten, in die wissenschaftliche Gemeinschaft im Bereich der Bauinformatik einzusteigen und Kontakte mit anderen Forschenden zu knüpfen. In diesem Jahr erhielten wir 49 interessante und qualitativ hochwertige Beiträge vor allem in den Themenbereichen Simulation, Modellierung, Informationsverwaltung, Geoinformatik, Structural Health Monitoring, Visualisierung, Verkehrssimulation und Optimierung. Dafür möchten wir uns ganz besonders bei allen Autoren, Co-Autoren und Reviewern bedanken, die durch ihr Engagement das diesjährige Forum Bauinformatik erst möglich gemacht haben. Wir danken zudem Professor Große und Professor Díaz für die Unterstützung bei der Auswahl der Beiträge für die Best Paper Awards. Ein herzliches Dankeschön geht an die Kollegen an der Professur Informatik im Bauwesen der Bauhaus-Universität Weimar für die organisatorische, technische und beratende Unterstützung während der Planung der Veranstaltung

Über die Pragmatik der Graphischen Modellierung

Graphical models help to understand complex systems. However, with the user interaction paradigms established today, activities such as creating, maintaining or browsing graphical models can be very tedious. This thesis presents an approach to enhance productivity by focusing on the pragmatics of model-based design. The contribution includes an interpretation of the notion of pragmatics, orthogonal to syntax and semantics in Model-Driven Engineering (MDE). A proposal on pragmatics-aware modeling is given, employing sophisticated automated layout algorithms to close the gap between MDE and graph drawing theory. Thus, a view management logic presents customized views on models. These concepts get illustrated with the open source Kiel Integrated Environment for Layout Eclipse Rich Client (KIELER) with multiple applications including editing and simulation and shows how view management helps to tame complexity