Analyse von IT-Anwendungen mittels Zeitvariation

Performanzprobleme treten in der Praxis von IT-Anwendungen häufig auf, trotz steigender Hardwareleistung und verschiedenster Ansätze zur Entwicklung performanter Software im Softwarelebenszyklus. Modellbasierte Performanzanalysen ermöglichen auf Basis von Entwurfsartefakten eine Prävention von Performanzproblemen. Bei bestehenden oder teilweise implementierten IT-Anwendungen wird versucht, durch Hardwareskalierung oder Optimierung des Codes Performanzprobleme zu beheben. Beide Ansätze haben Nachteile: modellbasierte Ansätze werden durch die benötigte hohe Expertise nicht generell genutzt, die nachträgliche Optimierung ist ein unsystematischer und unkoordinierter Prozess. Diese Dissertation schlägt einen neuen Ansatz zur Performanzanalyse für eine nachfolgende Optimierung vor. Mittels eines Experiments werden Performanzwechselwirkungen in der IT-Anwendung identifiziert. Basis des Experiments, das Analyseinstrumentarium, ist eine zielgerichtete, zeitliche Variation von Start-, Endzeitpunkt oder Laufzeitdauer von Abläufen der IT-Anwendung. Diese Herangehensweise ist automatisierbar und kann strukturiert und ohne hohen Lernaufwand im Softwareentwicklungsprozess angewandt werden. Mittels der Turingmaschine wird bewiesen, dass durch die zeitliche Variation des Analyseinstrumentariums die Korrektheit von sequentiellen Berechnung beibehalten wird. Dies wird auf nebenläufige Systeme mittels der parallelen Registermaschine erweitert und diskutiert. Mit diesem praxisnahen Maschinenmodell wird dargelegt, dass die entdeckten Wirkzusammenhänge des Analyseinstrumentariums Optimierungskandidaten identifizieren. Eine spezielle Experimentierumgebung, in der die Abläufe eines Systems, bestehend aus Software und Hardware, programmierbar variiert werden können, wird mittels einer Virtualisierungslösung realisiert. Techniken zur Nutzung des Analyseinstrumentariums durch eine Instrumentierung werden angegeben. Eine Methode zur Ermittlung von Mindestanforderungen von IT-Anwendungen an die Hardware wird präsentiert und mittels der Experimentierumgebung anhand von zwei Szenarios und dem Android Betriebssystem exemplifiziert. Verschiedene Verfahren, um aus den Beobachtungen des Experiments die Optimierungskandidaten des Systems zu eruieren, werden vorgestellt, klassifiziert und evaluiert. Die Identifikation von Optimierungskandidaten und -potenzial wird an Illustrationsszenarios und mehreren großen IT-Anwendungen mittels dieser Methoden praktisch demonstriert. Als konsequente Erweiterung wird auf Basis des Analyseinstrumentariums eine Testmethode zum Validieren eines Systems gegenüber nicht deterministisch reproduzierbaren Fehlern, die auf Grund mangelnder Synchronisationsmechanismen (z.B. Races) oder zeitlicher Abläufe entstehen (z.B. Heisenbugs, alterungsbedingte Fehler), angegeben.Performance problems are very common in IT-Application, even though hardware performance is consistently increasing and there are several different software performance engineering methodologies during the software life cycle. The early model based performance predictions are offering a prevention of performance problems based on software engineering artifacts. Existing or partially implemented IT-Applications are optimized with hardware scaling or code tuning. There are disadvantages with both approaches: the model based performance predictions are not generally used due to the needed high expertise, the ex post optimization is an unsystematic and unstructured process. This thesis proposes a novel approach to a performance analysis for a subsequent optimization of the IT-Application. Via an experiment in the IT-Application performance interdependencies are identified. The core of the analysis is a specific variation of start-, end time or runtime of events or processes in the IT-Application. This approach is automatic and can easily be used in a structured way in the software development process. With a Turingmachine the correctness of this experimental approach was proved. With these temporal variations the correctness of a sequential calculation is held. This is extended and discussed on concurrent systems with a parallel Registermachine. With this very practical machine model the effect of the experiment and the subsequent identification of optimization potential and candidates are demonstrated. A special experimental environment to vary temporal processes and events of the hardware and the software of a system was developed with a virtual machine. Techniques for this experimental approach via instrumenting are stated. A method to determine minimum hardware requirements with this experimental approach is presented and exemplified with two scenarios based on the Android Framework. Different techniques to determine candidates and potential for an optimization are presented, classified and evaluated. The process to analyze and identify optimization candidates and potential is demonstrated on scenarios for illustration purposes and real IT-Applications. As a consistent extension a test methodology enabling a test of non-deterministic reproducible errors is given. Such non-deterministic reproducible errors are faults in the system caused by insufficient synchronization mechanisms (for example Races or Heisenbugs) or aging-related faults

50 Jahre UNDERSTANDING MEDIA

Vor 50 Jahren erschien "Understanding Media" von Marshall McLuhan. Das aktuelle "Navigationen"-Heft nimmt in fünf Beiträgen das Jubiläum zum Anlass, dieses Buch systematisch und historisch unter die Lupe zu nehmen. Die Beiträge setzen dazu an, die Situation des Buches zu verstehen, um etwas über seine Medien zu erfahren. Die Dramaturgie der Texte reicht von der handwerklichen Bearbeitung des Buches und seine Weitsicht hinsichtlich der Zukunft der Bücher über das Fernsehen seiner Zeit bis hin zur Rezeption seiner Inhalte in der deutschsprachigen Presse und seinem technikphilosophischen Kontext

'Ein' Interview - 'Fünf' Interpretationsskizzen: Illustrationen unterschiedlicher Auswertungsstile im Rahmen einer exemplarischen Forschungswerkstatt

Der Beitrag berichtet über eine 'exemplarische Forschungswerkstatt', bei der die Illustration unterschiedlicher Auswertungsstile durch sie prägende Forscher im Vordergrund stand. Das Fallbeispiel betrifft den Zusammenhang von biographischen Erfahrungen und Studienwahl. Dabei ging es um das Einüben pädagogischen Verstehens und um die Illustration der jeweiligen Interpretationsmethoden. Im Anschluss an allgemeine Hinweise zu Zielen und methodischen Schritten der Auswertungsstrategien folgt jeweils eine Zusammenfassung der inhaltlichen Aspekte, die für die jeweilige Interpretation zentral sind. Die vorgestellten Ansätze sind die Lebensweltorientierte Rekonstruktion, Grounded Theory mit Computerunterstützung, die Kasuistische Interpretation, die Objektive Hermeneutik sowie die Biographieanalyse. Eine vergleichende Bilanzierung der verschiedenen Interpretationsskizzen zeigt Überschneidungen und Differenzen in den Resultaten. Dabei geht es darum, wie die Interpreten die biographische Perspektive und den Zusammenhang von Biographie und Studienwahl rekonstruieren. (ICE2

Primary ChAdOx1 vaccination does not reactivate pre-existing, cross-reactive immunity

Currently available COVID-19 vaccines include inactivated virus, live attenuated virus, mRNA-based, viral vectored and adjuvanted protein-subunit-based vaccines. All of them contain the spike glycoprotein as the main immunogen and result in reduced disease severity upon SARS-CoV-2 infection. While we and others have shown that mRNA-based vaccination reactivates pre-existing, cross-reactive immunity, the effect of vector vaccines in this regard is unknown. Here, we studied cellular and humoral responses in heterologous adenovirus-vector-based ChAdOx1 nCOV-19 (AZ; Vaxzeria, AstraZeneca) and mRNA-based BNT162b2 (BNT; Comirnaty, BioNTech/Pfizer) vaccination and compared it to a homologous BNT vaccination regimen. AZ primary vaccination did not lead to measurable reactivation of cross-reactive cellular and humoral immunity compared to BNT primary vaccination. Moreover, humoral immunity induced by primary vaccination with AZ displayed differences in linear spike peptide epitope coverage and a lack of anti-S2 IgG antibodies. Contrary to primary AZ vaccination, secondary vaccination with BNT reactivated pre-existing, cross-reactive immunity, comparable to homologous primary and secondary mRNA vaccination. While induced anti-S1 IgG antibody titers were higher after heterologous vaccination, induced CD4(+) T cell responses were highest in homologous vaccinated. However, the overall TCR repertoire breadth was comparable between heterologous AZ-BNT-vaccinated and homologous BNT-BNT-vaccinated individuals, matching TCR repertoire breadths after SARS-CoV-2 infection, too. The reasons why AZ and BNT primary vaccination elicits different immune response patterns to essentially the same antigen, and the associated benefits and risks, need further investigation to inform vaccine and vaccination schedule development

Assessment of chemical species of lead accumulated in tidemarks of human articular cartilage by X-ray absorption near-edge structure analysis

Lead is a toxic trace element that shows a highly specific accumulation in the transition zone between calcified and non-calcified articular cartilage, the so-called ‘tidemark’. Excellent agreement has been found between XANES spectra of synthetic Pb-doped carbonated hydroxyapatite and spectra obtained in the tidemark region and trabecular bone of normal human samples, confirming that in both tissues Pb is incorporated into the hydroxyapatite crystal structure of bone. During this study the µ-XANES set-up at the SUL-X beamline at ANKA was tested and has proven to be well suited for speciation of lead in human mineralized tissue samples

Framework and baseline examination of the German National Cohort (NAKO)

The German National Cohort (NAKO) is a multidisciplinary, population-based prospective cohort study that aims to investigate the causes of widespread diseases, identify risk factors and improve early detection and prevention of disease. Specifically, NAKO is designed to identify novel and better characterize established risk and protection factors for the development of cardiovascular diseases, cancer, diabetes, neurodegenerative and psychiatric diseases, musculoskeletal diseases, respiratory and infectious diseases in a random sample of the general population. Between 2014 and 2019, a total of 205,415 men and women aged 19–74 years were recruited and examined in 18 study centres in Germany. The baseline assessment included a face-to-face interview, self-administered questionnaires and a wide range of biomedical examinations. Biomaterials were collected from all participants including serum, EDTA plasma, buffy coats, RNA and erythrocytes, urine, saliva, nasal swabs and stool. In 56,971 participants, an intensified examination programme was implemented. Whole-body 3T magnetic resonance imaging was performed in 30,861 participants on dedicated scanners. NAKO collects follow-up information on incident diseases through a combination of active follow-up using self-report via written questionnaires at 2–3 year intervals and passive follow-up via record linkages. All study participants are invited for re-examinations at the study centres in 4–5 year intervals. Thereby, longitudinal information on changes in risk factor profiles and in vascular, cardiac, metabolic, neurocognitive, pulmonary and sensory function is collected. NAKO is a major resource for population-based epidemiology to identify new and tailored strategies for early detection, prediction, prevention and treatment of major diseases for the next 30 years. SUPPLEMENTARY INFORMATION: The online version contains supplementary material available at 10.1007/s10654-022-00890-5

Datenhandbuch „Incoming-Freiwillige und ihre sozialen Beziehungen“

Obwohl Incoming-Freiwilligendienste kein neues Phänomen sind, steckt die Forschung noch in den Kinderschuhen. In der vorliegenden Studie wurde sich deshalb intensiv mit Incoming-Freiwilligen auseinandergesetzt und es werden die Ergebnisse einer quantitativen Online-Befragung von 479 ehemaligen und aktuellen Incoming-Freiwilligen aus Ländern des Globalen Südens präsentiert. In der Befragung stehen die Sichtweisen der Incoming-Freiwilligen im Mittelpunkt, um daraus Erkenntnisse zur Weiterentwicklung von Incoming-Freiwilligendienst zu generieren. Die jungen Erwachsenen aus dem Globalen Süden absolvier(t)en ihren Freiwilligendienst zwischen 6-12 Monate in sozialen Einrichtungen in Deutschland. Der Fokus der Erhebung liegt auf den sozialen Beziehungen der Incoming-Freiwilligen und somit auf der Frage nach sozialer Vernetzung und Unterstützung. Ebenfalls werden Daten zur Arbeit, Wohnsituation, Freizeitgestaltung u.ä. abgebildet. Mit dem Datenhandbuch werden erstmals quantitative Ergebnisse präsentiert, die quer zu verschiedenen Trägern und Programmen erhoben wurden. Die Studie fand in Kooperation mit dem AKLHÜ und dem Projekt FSJ INGLOS statt und wurde vom Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend (BMFSFJ) finanziert. Das Institut für Sozial- und Organisationspädagogik der Stiftung Universität Hildesheim führte in einem Forscher:innenteam aus wissenschaftlichen und studentischen Mitarbeiter:innen das Projekt durch

Modelling the impact of cloud condensation and ice nuclei on the near-surface climate of Dronning Maud Land (East Antarctic) using the regional climate model COSMO-CLM2

By serving as condensation and ice nuclei, aerosols play a vital role in the formation of clouds. This has significant implications for the radiation balance and precipitation amounts over the Antarctic Ice Sheet, where type and amount of aerosols differ significantly from other places because of its remote location. However, that is also the reason observations are sparse, and consequently, few studies exist examining this effect. Recently, a module was added to the COSMO-CLM² regional climate model to account for the aerosol-cycle. The model was integrated for the region around the Princess Elisabeth Antarctic research station (PEA) in Dronning Maud Land for a period of 10 days in January 2016, of which the first 3 days were discarded. Varying cloud condensation and ice nuclei were prescribed to the model, based on observations from PEA. The model output was compared to observations of cloud structure and precipitation amounts taken at PEA, as well as the unmodified COSMO-CLM² model. The model integrations indicate that the number of ice nuclei has a significant impact on the microphysical composition of clouds, with higher numbers being associated with a lower amount of liquid water content of clouds and higher precipitation amounts. Additional runs are performed to confirm and extend these findings for an entire year. Recent measurements of ice nuclei particle concentrations obtained during two austral summers are also considered. Moreover, we analysed how atmospheric dynamics affect the cloud-aerosol interaction by analysing the model sensitivity for different weather regimes