Simulation komplexer Cache-Verbünde im World Wide Web

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Ein leistungsfähiges System zur Online-Präsentation von Sequenzen komplexer virtueller 3D-Szenen

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Modellgetriebene Entwicklung adaptiver, komponentenbasierter Mashup-Anwendungen

Mit dem Wandel des Internets zu einer universellen Softwareplattform sind die Möglichkeiten und Fähigkeiten von Webanwendungen zwar rasant gestiegen. Gleichzeitig gestaltet sich ihre Entwicklung jedoch zunehmend aufwändig und komplex, was dem Wunsch nach immer kürzeren Entwicklungszyklen für möglichst situative, bedarfsgerechte Lösungen entgegensteht. Bestehende Ansätze aus Forschung und Technik, insbesondere im Umfeld der serviceorientierten Architekturen und Mashups, werden diesen Problemen bislang nicht ausreichend gerecht. Deshalb werden in dieser Dissertation neue Konzepte für die modellgetriebene Entwicklung und Bereitstellung von Webanwendungen vorgestellt. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, das Paradigma der Serviceorientierung auf die Präsentationsebene zu erweitern. So sollen erstmals – neben Daten- und Geschäftslogik – auch Teile der Anwendungsoberfläche in Form wiederverwendbarer Komponenten über Dienste bereitgestellt werden. Anwendungen sollen somit über alle Anwendungsebenen hinweg nach einheitlichen Prinzipien „komponiert“ werden können. Den ersten Schwerpunkt der Arbeit bilden die entsprechenden universellen Modellierungskonzepte für Komponenten und Kompositionen. Sie erlauben u. a. die plattformunabhängige Beschreibung von Anwendungen als Komposition der o. g. Komponenten. Durch die Abstraktion und entsprechende Autorenwerkzeuge wird die Entwicklung so auch für Domänenexperten bzw. Nicht-Programmierer möglich. Der zweite Schwerpunkt liegt auf dem kontextadaptiven Integrationsprozess von Komponenten und der zugehörigen, serviceorientierten Referenzarchitektur. Sie ermöglichen die dynamische Suche, Bindung und Konfiguration von Komponenten, d. h. auf Basis der o. g. Abstraktionen können genau die Anwendungskomponenten geladen und ausgeführt werden, die für den vorliegenden Nutzer-, Nutzungs- und Endgerätekontext am geeignetsten sind. Der dritte Schwerpunkt adressiert die Kontextadaptivität der kompositen Anwendungen in Form von Konzepten zur aspektorientierten Definition von adaptivem Verhalten im Modell und dessen Umsetzung zur Laufzeit. In Abhängigkeit von Kontextänderungen können so Rekonfigurationen von Komponenten, ihr Austausch oder Veränderungen an der Komposition, z.B. am Layout oder dem Datenfluss, automatisch durchgesetzt werden. Alle vorgestellten Konzepte wurden durch prototypische Implementierungen praktisch untermauert. Anhand diverser Anwendungsbeispiele konnten ihre Validität und Praktikabilität – von der Modellierung im Autorenwerkzeug bis zur Ausführung und dynamischen Anpassung – nachgewiesen werden. Die vorliegende Dissertation liefert folglich eine Antwort auf die Frage, wie zukünftige Web- bzw. Mashup-Anwendungen zeit- und kostengünstig entwickelt sowie zuverlässig und performant ausgeführt werden können. Die geschaffenen Konzepte bilden gleichermaßen die Grundlage für eine Vielzahl an Folgearbeiten.:Verzeichnisse vi Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii Verzeichnis der Codebeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x 1 Einleitung 1 1.1 Problemdefinition, Thesen und Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.1 Probleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.2 Thesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.3 Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Grundlagen, Szenarien und Herausforderungen 12 2.1 Grundlagen und Begriffsklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.1 Komposite und serviceorientierte Webanwendungen . . . . . . . 13 2.1.2 Mashups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.3 Modellgetriebene Software-Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.4 Kontext und kontextadaptive Webanwendungen . . . . . . . . . 18 2.2 Szenarien und Problemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.1 Dienstkomposition zur Reiseplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2 Interaktive Aktienverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3 Adaptive Touristeninformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3 Anforderungen und Kriterien der Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.1 Anforderungen an Komponenten- und Kompositionsmodell . . . 25 2.3.2 Anforderungen an die Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 27 3 Stand der Forschung und Technik 30 3.1 SOA und Dienstkomposition zur Interaktion mit Diensten . . . . . . . . . 31 3.1.1 Statische Dienstkomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.2 Dynamische Dienstauswahl und -Komposition . . . . . . . . . . . 33 3.1.3 Adaptionskonzepte für Dienstkompositionen . . . . . . . . . . . . 45 3.1.4 Interaktions- und UI-Konzepte für Dienstkompositionen . . . . . . 48 3.2 Web Engineering - Entwicklung interaktiver adaptiver Webanwendungen 50 3.2.1 Entwicklung von Hypertext- und Hypermedia-Anwendungen . . 51 3.2.2 Entwicklung von Mashup-Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Zusammenfassung und Diskussion der Defizite existierender Ansätze . . 67 3.3.1 Probleme und Defizite aus dem Bereich der Dienstkomposition . 67 3.3.2 Probleme und Defizite beim Web- und Mashup-Engineering . . . 69 4 Universelle Komposition adaptiver Webanwendungen 73 4.1 Grundkonzept und Rollenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.2 Modellgetriebene Entwicklung kompositer Mashups . . . . . . . . . . . 75 4.2.1 Universelles Komponentenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.2.2 Belangorientiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3 Dynamische Integration und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 78 4.3.1 Kontextsensitiver Integrationsprozess für Mashup-Komponenten . 79 4.3.2 Referenzarchitektur zur Komposition und Ausführung . . . . . . . 80 4.3.3 Unterstützung von adaptivem Laufzeitverhalten in Mashups . . . 81 5 Belangorientierte Modellierung adaptiver, kompositer Webanwendungen 83 5.1 Ein universelles Komponentenmodell für Mashup-Anwendungen . . . . 84 5.1.1 Grundlegende Eigenschaften und Prinzipien . . . . . . . . . . . . 84 5.1.2 Komponententypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.1.3 Beschreibung von Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5.1.4 Nutzung der Konzepte zur Komponentenentwicklung . . . . . . . 99 5.2 Ein belangorientiertes Metamodell für interaktive Mashup-Anwendungen 100 5.2.1 Conceptual Model – Modellierung der Anwendungskonzepte . . 102 5.2.2 Communication Model – Spezifikation von Daten- und Kontrollfluss 107 5.2.3 Layout Model – Visuelle Anordnung von UI-Komponenten . . . . 114 5.2.4 Screenflow Model – Definition von Navigation und Sichten . . . . 115 5.3 Modellierung von adaptivem Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.3.1 Adaptionstechniken für komposite Webanwendungen . . . . . . 117 5.3.2 Adaptivity Model – Modellierung von Laufzeitadaptivität . . . . . 119 5.4 Ablauf und Unterstützung bei der Modellierung . . . . . . . . . . . . . . 126 5.5 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6 Kontextsensitiver Integrationsprozess und Kompositionsinfrastruktur 132 6.1 Ein kontextsensitiver Integrationsprozess zur dynamischen Bindung von Mashup-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.1.1 Modellinterpretation oder -transformation . . . . . . . . . . . . . . 134 6.1.2 Suche und Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 6.1.3 Rangfolgebildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 6.1.4 Auswahl und Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.2 Kompositionsinfrastruktur und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 146 6.2.1 Verwaltung von Komponenten und Domänenwissen . . . . . . . 146 6.2.2 Aufbau der Laufzeitumgebung (MRE) . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.2.3 Dynamische Integration und Verwaltung von Komponenten . . . 151 6.2.4 Kommunikationsinfrastruktur und Mediation . . . . . . . . . . . . . 155 6.3 Unterstützung von Adaption zur Laufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 6.3.1 Kontexterfassung, -modellierung und -verwaltung . . . . . . . . . 163 6.3.2 Ablauf der dynamischen Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.3.3 Dynamischer Austausch von Komponenten . . . . . . . . . . . . 170 6.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7 Umsetzung und Validierung der Konzepte 178 7.1 Realisierung der Modellierungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 7.1.1 Komponentenbeschreibung in XML und OWL . . . . . . . . . . . 179 7.1.2 EMF-basiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 7.1.3 Modelltransformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.1.4 Modellierungswerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 7.2 Realisierung der Kompositions- und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . 185 7.2.1 Semantische Verwaltung und Discovery . . . . . . . . . . . . . . 185 7.2.2 Kompositions- bzw. Laufzeitumgebungen . . . . . . . . . . . . . . 192 7.2.3 Kontextverwaltung und Adaptionsmechanismen . . . . . . . . . 201 7.3 Validierung und Diskussion anhand der Beispielszenarien . . . . . . . . . 210 7.3.1 Reiseplanung mit TravelMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 7.3.2 Aktienverwaltung mit StockMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 7.3.3 Adaptive Touristeninformation mit TravelGuide . . . . . . . . . . . 216 7.3.4 Weitere Prototypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 7.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 8 Zusammenfassung, Diskussion und Ausblick 226 8.1 Zusammenfassung der Kapitel und ihrer Beiträge . . . . . . . . . . . . . 227 8.2 Diskussion und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.1 Wissenschaftliche Beiträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.2 Einschränkungen und Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 8.3 Laufende und zukünftige Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Anhänge 242 A.1 Komponentenbeschreibung in SMCDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 A.2 Komponentenmodell in Form der MCDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 A.3 Kompositionsmodell in EMF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Verzeichnis eigener Publikationen 246 Webreferenzen 249 Literaturverzeichnis 25

GeNeMe 2000 - Virtuelle Organisation und Neue Medien 2000: Workshop GeNeMe2000 Gemeinschaften in Neuen Medien: TU Dresden, 5. und 6. Oktober 2000

Aus dem Vorwort: "Der vorliegende Band faßt die Beiträge des mittlerweile dritten Workshops unserer Arbeits- und Veranstaltungslinie Gemeinschaften in Neuen Medien zusammen. Wir freuen uns, daß auch in diesem Jahr eine große Zahl interessanter und richtungsweisender Studien und Projekte die GeNeMe2000 zu einem Forum für die Präsentation von Ideen und für den Erfahrungsaustausch werden läßt. Das thematische Spektrum der Einreichungen zeugt davon, wie sehr neue Informations- und Kommunikationstechnologien unsere Art, im Alltag zu interagieren sowie Wissen zu organisieren und zu verbreiten, nachhaltig verändert haben und immer noch verändern.":A. EINFÜHRUNG 1 A. 1. Communities im geschäftlichen Umfeld: Kunden binden, Kooperationen ERMÖGLICHEN, MITARBEITER QUALIFIZIEREN 1 Dr. J. Niemeier A. 2. Systemarchitektur und Informationsbeziehungen für ein Strajjenmanagement-Informationssystem 13 R. Münster B. ARBEITEN IN GEMEINSCHAFTEN 23 B. l. Kulturelle Merkmale für verteilte Arbeitsgruppen - Chancen und Risiken einer Computerunterstützung 23 D. Glimm, B. Orlowski, 1. Buhse-Jackewitz, A. Bestmann B.2, Verteilte Wissensorganisation in virtuellen Gemeinschaften: Vom serverzentrierten Angebot zur nutzerseitigen Strukturierung 37 T. Hampel, Prof. Dr. R. Keil-SIawik B.3. Agenten organisieren ein Intranet - Ein agentenbasierter Ansatz der Implementierung von Organisation auf Intranets 53 Dr. U. Lechner, M. Klose, Prof. Dr. B. F. Schmid, Dr. U. Hengartner, C. Kefos, Dr. E. Maier, O. Miler, Prof. Dr. L. Richter, Dr. R. Riedl B.4. Vertrauen und Reputation in Onune-Anwendungen und virtuellen Gemeinschaften 69 Dr. M. Koch, Dr. K. Möslein, M. Wagner C. TELE-LEARNINg 85 C. 1. Durchführung von Elektronik-Laborversuchen via Internet von einem entfernten Computer aus 85 Prof. Dr. M. E. Aue C.2. Vorgehen zur Einführung von Community Systemen in Lerngemeinschaften 97 W. Bleek, B. Wolff, W. Kielas, K. Malon, T. Otto C.3. Lerngemeinschaften auf der Net Academy - Modellierung einer internetbasierten Lernplattform für ein Masterprogramm an der Universität St. Gallen 115 S. Seufert, J. Gerhard XII D. MARKTPLÄTZE 133 D. 1. Modelle vertikaler Business-to-Business-Marktplätze - Case Study „Stahl-Industrie“ 133 J. Abrams D.2. Ein allgemein gültiges Abrechnungssystem für Online- und Offline-Dienste - „Report on work in progress“149 Dr. W. Amme, H. Hotzel, Prof. Dr. W. Rossak, R. Stolle D.3. Kundenorientierte Aspekte der Konzeption von Online-Shops 159 A. Barteil, H. Weinreich, W. Lamersdorf D. 4. TECCOM - eine B2B-Lösung für den freien Autoersatzteilhandel 173 Dr. A. Dziolloß E. TOOLS ZUR UNTERSTÜTZUNG VON GEMEINSCHAFTEN 188 E. l. Werkzeugunterstützung für das Controlling virtueller Unternehmen: das System VICOPLAN 188 Dr. T. Hess, M. Zieger E.2. Modellierung gruppenorientierter Software-Entwicklungsprozesse mit Notes/Domino 199 Prof. Dr. R. Liskowsky, R. Pjater E.3. Aspekte der Kommunikationsunterstützung beim elektronischen Handel im World Wide Web 223 Prof. Dr. E. Ortner, S. Overhage E. 4. Communities in groben verteilten Systemen 241 H. Unger F. GEMEINSCHAFTEN IN DER PRAXIS 247 F. 1. Gestaltungsaspekte von Abolventennetzwerken - Werkstattbericht aus dem HSP-geförderten F&E-Projekt „Alumni-Web 2000“ 247 Prof. Dr. W. Beuschel F.2. VCE-KONUS - Community Engine einer Gemeinschaft mit besonderen Anforderungen in den neuen Medien 259 E. Eichenberg, H, Engelien, PD Dr. M. Engelien, M. Halatchev F.3. Eine virtuelle Gemeinschaft für die Planung von Servicerobotern 277 O. Tamlni, Prof. Dr. R, Dillmarm F.4. Wie beeinflubt die Infrastruktur die Informations-Gesellschaft auf dem Lande? - Ein Situationsbericht 289 R. Weihmann G. FACHÜBERGREIFENDE ASPEKTE 299 G.l. GroupProcess: Partizipatives, verteiltes Design und simultane Ausführung von Ad hoc Geschäfts-Prozessen 299 C. Huth, Prof. Dr. L. Nastansky G.2. Knowledge Management - eine alte Management-Strategie neu verpackt? 319 B. Orlowski G. 3. Technologien für den Aufbau von Stadtinformationssystemen auf ARBasis (Abstract) 335 Prof. Dr. Ing. T. Stautmeister H. ASPEKTE DES INTERNETS 341 H. l. AQUILA - Quality of Service fürIP-Netzwerke 341 F. Fünfstück, Prof Dr. H. Hußmann, A. Thomas H.2. ÜBER DIE VERORTUNG VON KOMMUNIKATION - DAS INTERNET UND DER WANDEL SOZIALRÄUMLICHER VERNETZUNG 357 T Hülsmann H.3. Internet - die Revolution der Geschäfts-Beziehungen Anspruch und Realität in der Praxis 373 Matthias Richte

Modellierung und Ausführung von Workflows unter Berücksichtigung mobiler Kontextinformationen

Bestehende Geschäftsmodellierungssprachen (bzw. deren Erweiterungen) besitzen Zeit-, Identität- und Aktivitäts-bezogene Kontexte bzw. Objekte zur Modellierung von Geschäftsprozessen. Zur Unterstützung eines sogenannten Context Aware Service werden ortsbezogene Kontexte benötigt, damit die Anwendung bzw. der Prozess auf Basis dessen gesteuert werden kann. Für die Integration von Ortsbezügen in Workflow-Modelle wird in vorliegender Arbeit ein Konzept auf Basis von Ortseinschränkungen entwickelt