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Jegliches Leben auf der Erde ist auf das Vorhandensein von Wasser angewiesen. Schon seit Beginn der Menschheit war man in mancherlei Hinsicht vom Wasser abhängig: Trinkwasserbeschaffung für Mensch und Tier, Nahrungsversorgung durch Fischfang und Pflanzen, deren Wachstum erst das Wasser ermöglicht, Fortbewegung von Lasten und Menschen auf dem Wasser. Die heutige fortschreitende kulturelle und zivilisa-torische Entwicklung brachte neue Abhängigkeiten: Gewerbe und Industrie benötigen Wasser für den Produktionsablauf, der Wasserbedarf der Haushalte ist mit der weitge-henden Verdrängung manueller Tätigkeiten durch Maschinen um ein Vielfaches ge-stiegen, Volkswirtschaft und Haushalte verlangen nach elektrischer Energie, die zum Teil der Wasserkraft entstammt; schließlich kann die sprunghaft wachsende Erdbevöl-kerung vor allem in den Entwicklungsländern nur mit Hilfe der künstlichen Bewässerung in ausreichendem Maße mit pflanzlichen Produkten versorgt werden. Bevölkerungsdichte, Siedlungsstruktur und Formen der Wassernutzung beeinflussen die Wassernachfrage und stellen verschiedene Ansprüche hinsichtlich der Menge, der zeit-lichen Verteilung und der Güte des Wassers. Es ist jedoch nicht mehr selbstverständlich, dass das Wasser für die Befriedigung der Bedürfnisse der Menschen auf der Erde in ausreichender Menge und Güte zur Verfügung steht. Der heutige Wassermangel hat seine tiefere Ursache in der dauernden Fehleinschätzung der Natur. Um diese besser zu verstehen und damit dem oben erläuterten Problem entgegenzuwirken, befasst sich die physikalische Hydrologie mit dem globalen und lokalen Wasserkreislauf einschließlich der zugrundeliegenden Naturprozesse. Durch Entwicklung von Modellen wird eine Gewinnung von Detailkenntnissen angestrebt. Der Bereich der angewandten Hydrologie hingegen beschäftigt sich mit der Lösung wasserwirtschaftlicher Probleme - der Nutzung des Wassers durch den Menschen. Der Einsatz eines Geografischen Informationssystems (GIS) kann in der Hydrologie durch Visualisierung gesammelter Erfahrungswerte bereits eine Erleichterung der Ent-scheidungsfindung bei speziellen Problemstellungen bewirken. In einem GIS werden meist Funktionen vereinigt, die Methoden unterschiedlicher Systeme sind, wie z.B. Möglichkeiten statistischer Berechnungen, Bearbeitungen von Geometriedaten, Verwaltung von großen Datenbeständen, Darstellung von Karten. Weitere Aspekte eines GIS sind Geometrische Analysen, Flächenverschneidung, Möglichkeiten der Verknüpfung verschiedener Abfragen, Kombination verschiedener Datentypen und Geometrien etc. Diese Aspekte bilden die Grundlage zum Aufbau eines interaktiven räumlichen Informationssystems. Zur Abrundung eines solchen Systems sind jedoch meist weitere Auswertungen und Analysen des Datenmaterials sowie eine Modellbildung nötig, um konkrete, kompetente Entscheidungen über Eingriffe in die Natur unter Berücksichtigung ihrer Auswirkungen zu treffen.
This thesis is aimed for finding a solution for non-gaming application of Virtual Reality technology in data visualization and analysis. Starting by reconstructing the concept of Virtual Reality, the paper then describes the principles, concepts and techniques of designing a Virtual Reality application. In the last part of the thesis, a detailed description of how a prototype implemented is presented to provide a preview of how data visualization and analysis and Virtual Reality technology can be combined together in order to enable users to perceive and comprehend data in a possibly better way.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich ausführlich mit dem Thema Application- Server. Dabei wird speziell auf den Oracle Application-Server (OAS) eingegangen. Dem Leser soll die Architektur des OAS verständlich gemacht werden, sowie ein Überblick über die Einsatzmöglichkeiten gegeben werden. Für die ausführliche Darstellung der einzelnen Themen ist die vorliegende Diplomarbeit in drei Teile eingeteilt. Im ersten Teil dieser Diplomarbeit erhält der Leser eine Einführung in die grundlegenden Begriffe und Technologien, die notwendig sind, um die Funktionsweise eines Application-Server im WWW oder im Intranet verstehen zu können. Dazu werden die technologischen Grundlagen des Internet wie TCP/IP und World Wide Web behandelt. Es folgt ein Einblick in die verschiedenen Netzwerkarchitekturen. Abgeschlossen wird dieser Teil mit einem kurzen Überblick über die Komponentenmodelle CORBA und Enterprise JavaBeans. Im zweiten Teil dieser Diplomarbeit wird der Oracle Application-Server in der Version 4.0.8.1 vorgestellt. Nach einer Einführung in das Thema Application-Server wird die Architektur des OAS beschrieben. Daran anschließend werden die Middleware-Funktionen des OAS behandelt, wie Skalierbarkeit, Datenbankzugriff, Interaktionsmodelle und Sicherheitsaspekte. Zum Abschluss dieses Teils werden dem Leser anhand von Beispielen die Einsatzmöglichkeiten des OAS dargestellt, also welche Arten von Anwendungen auf dem OAS eingesetzt werden können. Im dritten Teil wird die Anwendung "OnlineTicket" beschrieben, die für diese Diplomarbeit entwickelt wurde. Diese Anwendung unterstützt den Vertrieb von Tickets für Veranstaltungen.
Objectives FHIR (Fast Healthcare Interoperability Resources) is an emerging Stan¬dard for improving interoperability in the domain of health care. Besides offering features for achieving syntactical, semantical and organizational interoperability, it also specifies a RESTful API for searching purposes. The main objective of the following thesis revolves around investigating open challenges and limitations of the so-called FHIR Search Framework.
Methods A variety of operations for searching in FHIR resources, including all search interactions, definitions of search parameters, search parameter types and advanced search concepts are described. Over the course of the thesis, a quality model based on ISO 25010 is established. It serves as the foundation for determining if the FHIR Search Framework is well-suited to cover the Information needs of its users. An analysis of completeness involving the measures defined in the quality model forms the main contribution. The primary discussion of the research questions is concluded by proposing a graph model for determining reachability between FHIR resources, essentially mirroring the chaining and reverse chaining functionality. Using well-known classes for expressiveness in graphs, the thesis assess to which degree a graph search can be formulated with the currently defined capabilities.
Results From a functional perspective the FHIR Search Framework can be considered well-suited. Practical limitations should be minimal, grounded on the fact that extensive coverage of the lowest expressiveness classes, RPQs and 2RPQs, can be achieved. Severe gaps where identified only in the support of C(2)RPQs and Data Path Queries. Additionally, ideas for improving non-functional aspects are introduced to support developers in learning the Standard and testing their implementations.
Conclusion The evaluation of the FHIR Search Framework showed promising re¬sults in terms of functional completeness. Yet, the Standard is still evolving, and certain parts of the Search API are neither well-known nor implemented widely. A discussion is to be held if the specification should cover more sophisticated aspects that result from the gaps which were identified.
Ziel der Diplomarbeit ist die Entwicklung einer datenbankgestützten Anwendungssoftware, deren Aufgabe es ist, das Internetportal der Stadt Hagen hinsichtlich bestimmter Grundfunktionen automatisiert zu überprüfen. Aufgrund der funktionalen Ausrichtung handelt es sich bei dem zu entwickelnden Prototypen um eine Software, die im Bereich Software-Qualitätsmanagement angesiedelt ist und dem sogenannten Black-Box-Verfahren zugeordnet werden kann.
As a customer, it can be frustrating to face an empty shelf in a store. The market does not always realize that a product has been out of stock for a while, as the item is still listed as in stock in the inventory management system. To address this issue, a camera should be used to check for Out-of-Stock (OOS) situations.
This master thesis evaluates different model configurations of Artificial Neural Networks (ANNs) to determine which one best detects OOS situations in the market using images. To create a dataset, 2,712 photos were taken in six stores. The photos clearly show whether there is a gap on the shelf or if the product is in stock. Based on the pre-trained VGG16 model from Keras, two fully connected layers were implemented, with 36 different ANNs differing in the optimization method and activation function pairings. In total, 216 models were generated in this thesis to investigate the effects of three different optimization methods combined with twelve different activation function pairings. An almost balanced ratio of OOS and in-stock data was used to generate these models.
The evaluation of the generated OOS models shows that the FTRL optimization method achieved the least favorable results and is therefore not suitable for this application. Model configurations using the Adam or SGD optimization methods achieve much better results. Of the top six model configurations, five use the Adam optimization method and one uses SGD. They all achieved an accuracy of at least 93% and were able to predict the Recall for the OOS class with at least 91%.
As the data ratio between OOS and in-stock data did not correspond to reality in the previously generated models, the in-stock images were augmented. Including the augmented images, new OOS models were generated for the top six model configurations. The results of these OOS models show no convergences. This suggests that more epochs in the training phase lead to better results. However, the results of the OOS model using the Adam optimization method and the Sigmoid and ReLU activation functions stand out positively. It achieved the best result with an accuracy of 97.91% and a Recall of the OOS class of 87.82%.
Overall, several OOS models have the potential to increase both market sales and customer satisfaction. In a future study, the OOS models should be installed in the market to evaluate their performance under real conditions. The resulting insights can be used for continuous optimization of the model.
Das eLearning Datenbank Portal der Fachhochschule Köln unterstützt Studierende im Fach Datenbanken und Informationssysteme mit umfangreichen E-Learning-Tools (http://edb.gm.fh-koeln.de). Die Diplomarbeit „Konzeption und Realisierung eines Statistiktools auf Basis von JSP und DOJO“ beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Statistiktools, das die Nutzung des eLearning Portals durch die Studenten auswertet und die Nutzungsdaten als Diagramme auf einer Benutzeroberfläche einfach und übersichtlich dargestellt, damit diese von Lehrenden überprüft werden können. Der theoretische Teil der Diplomarbeit ist in zwei Abschnitte aufgeteilt. Der erste Abschnitt beschreibt die Grundlagen von Java Server Pages und die JavaScript-Bibliothek Dojo Toolkit. Es werden deren Eigenschaften und praktische Anwendung ausführlich erläutert. Der zweite Abschnitt befasst sich mit der Entwicklung eines Konzepts zum Statistiktool. Es stehen die Analyse der Nutzungsdaten und der Vergleich zwischen Oracle Application Express (APEX) und Dojo zur Erstellung von Diagrammen in Vordergrund. Im praktischen Teil der Diplomarbeit wird das Konzept umgesetzt und die Implementierung des Statistiktools als JSP-Anwendung mit der Verwendung von Dojo beschrieben.
Die Analyse von Log-Dateien als Spezialfall des Text Mining dient in der Regel dazu Laufzeitfehler oder Angriffe auf ein Systems nachzuvollziehen. Gegen erkannte Fehlerzustände können Maßnahmen ergriffen werden, um diese zu vermeiden. Muster in semi-strukturierten Log-Dateien aus dynamischen Umgebungen zu erkennen ist komplex und erfordert einen mehrstufigen Prozess. Zur Analyse werden die Log-Dateien in einen strukturierten Event-Log (event log) überführt. Diese Arbeit bietet dem Anwender ein Werkzeug, um häufige (frequent) oder seltene (rare) Ereignisse (events), sowie temporale Muster (temporal patterns) in den Daten zu erkennen. Dazu werden verschiedene Techniken des Data-Minig miteinander verbunden. Zentrales Element ist dieser Arbeit das Clustering. Es wird untersucht, ob durch Neuronale Netze mittels unüberwachtem Lernen (Autoencoder) geeignete Repräsentationen (embeddings) von Ereignissen erstellt werden können, um syntaktisch und semantisch ähnliche Instanzen zusammenzufassen. Dies dient zur Klassifikation von Ereignissen, Erkennung von Ausreißern (outlier detection), sowie zur Inferenz einer nachvollziehbaren visuellen Repräsentation (Regular Expressions; Pattern Expressions). Um verborgene Muster in den Daten zu finden werden diese mittels sequenzieller Mustererkennung (Sequential Pattern Mining) und dem auffinden von Episoden (Episode Mining) in einem zweiten Analyseschritt untersucht. Durch das Pattern Mining können alle enthaltenen Muster im einem Event-Log gefunden werden. Der enorme Suchraum erfordert effiziente Algorithmen, um in angemessener Zeit Ergebnisse zu erzielen. Das Clustering dient daher ebenfalls zur Reduktion (pruning) des Suchraums für das Pattern Mining. Um die Menge der Ergebnisse einzuschränken werden verschiedene Strategien auf ihre praktische Tauglichkeit hin untersucht, um neue Erkenntnisse zu erlangen. Zum einen die Mustererkennung mittels verschiedener Kriterien (Constrained Pattern Mining) und zum anderen durch die Nützlichkeit (High Utility Pattern Mining) von Mustern. Interessante temporale Muster können auf anderen Log-Dateien angewendet werden, um diese auf das Vorkommen dieser Muster zu untersuchen.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Web Application Servers in der Version 3.0 von Oracle. Der Web Application Server ist ein Programmpaket für die Entwicklung und Implementation von serverseitigen Anwendungsprogrammen, die über das Internet benutzt werden können. Das entsprechende Anwendungsprogramm wird nur vom Webserver ausgeführt. Für die Ausführung einer mit Hilfe des Web Application Server erstellten Anwendung wird auf der Clientseite nur ein Internetbrowser benötigt. Der Web Application Server wurde speziell daraufhin ausgelegt, daß die mit seiner Hilfe entwickelten Anwendungen ihre Daten aus einer Datenbank beziehen können. Für den Anwendungsentwickler ermöglicht der Web Application Server also Anwendungen für das Internet zu erstellen, wobei der Entwickler auf eine breite Palette von Programmiersprachen zurückgreifen kann. Das sind z.B. Perl, C++, Java und natürlich die für Oracledatenbanken benutzte Sprache PL/SQL. Da der Web Application Server die Internettechnologie, sowie die Datenbanktechnologie berührt, werden in den ersten Abschnitten nicht nur der Nutzen dieser Plattform im Rahmen der Client/Server Architektur gezeigt, sondern auch Grundlagen des Internets und relationaler Datenbanken vorgestellt. Dieses ist notwendig, um die Abläufe von Web Application Server basierten Anwendungen zu verstehen. In den weiteren Kapiteln werden die einzelnen Bauteile des Web Application Server - Programmpaketes vorgestellt. Hierbei wird kurz auf die Installation und Konfiguration der Web Application Server Plattform eingegangen. Anschließend soll das Zusammenspiel der Web Application Server - Elemente mit Hilfe einer Beispielanwendung gezeigt werden.
Diese Diplomarbeit beschreibt eine Softwareentwicklung für ein datenbankgestütztes Informationssystem. Bei der Entwicklung dieses Systems wird ausschließlich frei verfügbare Software eingesetzt. Damit die Leistungsfähigkeit der eingesetzten freie Software besser beurteilt werden kann, wird in der vorliegenden Diplomarbeit beispielhaft eine Komponente einer Kursverwaltungs-Software entwickelt. Die entwickelte Komponente ist Teil des Datenbanksystems ”Kursverwaltung” der Deutschen Unfallhilfe DUH GmbH in Bochum. Diese Firma wurde ausgewählt, da dort im Rahmen einer Neukonzeption ein Datenbanksystem entstehen soll und der Einsatz freier Software favorisiert wird. Zu Beginn der Diplomarbeit wird erläutert, was der Begriff ”freie Software” bzw. ”Open-Source” beinhaltet und welchen Stellenwert diese Softwareprodukte zur Zeit besitzen. Nach diesem allgemeinen Überblick werden spezielle Softwareprodukte für die genannte Softwareentwicklung vorgestellt. Anschließend werden die vorgestellten Produkte zur Entwicklung einer Komponente des Datenbanksystems ”Kursverwaltung” eingesetzt. Schwerpunkt bilden hierbei vorallem die Entwicklung der Datenbank und die Anbindung der relationalen Datenbank an die objektorientiert entwickelte Programmlogik. Dabei wird auch auf die mögliche Generierung von Softwareteilen eingegangen, welches zur Zeit einen Trend in der allgemeinen Softwareentwicklung ausmacht. Die Diplomarbeit wird durch die Implementierung der Beispielkomponente vervollständigt und schließt mit einer Bewertung der Softwareentwicklung mit Open-Source Programmen ab.
Diese Arbeit soll am Beispiel der Konzeption und Entwicklung eines Tippspiels mit Datenbankanbindung aufzeigen, welche Sicherheitsrisiken bei der Entwicklung einer Internetanwendung auftreten und wie Datenmissbrauch und Datenmanipulation weitgehend vermieden werden können. Dabei stehen im besonderen Maße Themen wie Session-Hijacking, SQL-Injection, Metazeichenbehandlung, Validierung und Passwortsicherheit im Vordergrund. Schwachstellen bei der Programmierung werden durch Codebeispiele veranschaulicht und Lösungen zu möglichen Sicherheitslücken aufgezeigt. Letztendlich wird immer ein Restrisiko bestehen bleiben. Das liegt zum einen an dem nicht enden wollenden Ideenreichtum der Angreifer, „Skript-Kiddies“ und Hacker, Schwachstellen in Computersystemen zu finden, aber auch an den Sicherheitslücken der eingesetzten Software und verwendeten Datenbanken und Schnittstellen – vom Betriebssystem des Servers bis hin zum Internet-Browser des Anwenders. Neue Techniken wie zum Beispiel WLAN bergen neue Gefahren und helfen Angreifern dabei, weitere Angriffsmethoden zu entwickeln und sich auf neue Art Zugang zu einem vermeintlich sicheren System zu verschaffen.
Das Internet of Things (IoT) ist aktuell eines der trendgebenden Themen der Infor-mationstechnik. Dem Thema werden dabei viele Versprechungen, aber auch Erwar-tungen auf staatlicher, wirtschaftlicher und alltäglicher Ebene zugeordnet. Dabei besteht die Frage, was ist Hype und was ist Realität? Motivation und Zielsetzung dieser Arbeit ist es, dieses Thema zu untersuchen und Aspekte daraus in einem Smart Home System umzusetzen. Klare Zielsetzung ist die lauffähige Ver-sion eines Prototyps zu produzieren. Dieser soll den technischen Durchstich ver-schiedener Werkzeuge, Technologien und Services, als integratives Ziel dieser Arbeit, durchführen. Eine Verknüpfung mit realen Anwendungsfällen ist zur besse-ren Veranschaulichung wünschenswert, aber für die Zielerreichung nicht zwangsläu-fig erforderlich. Gleichzeitig soll der Prototyp ein stabiles Fundament für weitere Entwicklungen auf dessen Basis bereitstellen. Der Einsatz von Technologien im Be-ta-Stadium ist dadurch aber nicht ausgeschlossen, wie der Einsatz des aktuell noch in der Entwicklervorschau befindlichen Android Things zeigt.
Durch die zunehmende Globalisierung der Märkte und dem damit immer härter werdenden Konkurrenzkampf ist es für ein Unternehmen absolut notwendig, die im Unternehmen vorhandenen Datenmengen optimal zu nutzen. Diese Daten ermöglichen es dem Unternehmen das laufende Geschäft besser zu durchleuchten und zu analysieren, um so die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern.
Bei Low-Code Entwicklungsplattformen handelt es sich um Lösungen zur Entwicklung und Bereitstellung von Software mit geringerem Anteil von Quelltext als in der Anwendungsentwicklung sonst erforderlich. Die Forschungsarbeit prüft, ob Low-Code Entwicklungsplattformen dazu geeignet sind, moderne webbasierte Geschäftsanwendungen umzusetzen. Dabei zeigt die Arbeit auf, wie Programmierparadigmen, Methoden der modellgetriebenen Softwareentwicklung (MDSD) und des Rappid Application Developments (RAD) als Platform-as-a-Service (PaaS) Lösungen zur Anwendungsentwicklung durch Anbieter kombiniert werden. Aktuell offerierte Lösungen werden in einem Marktüberblick hinsichtlich ihrer Funktionalität und Anwendungszielgruppe eingeordnet.
Zur Klärung der Forschungsfrage werden gängige Anforderungen an eine Geschäftsanwendung gesammelt und deren Implementierung durch die prototypische Realisierung eines Anwendungsfalls mit der Low-Code Entwicklungsplattform Oracle Application Express (APEX) validiert. Auf dieser Basis zeigt die Arbeit den tatsächlich erforderlichen Quelltextanteil auf. Dabei werden jedoch auch funktionelle Einschränkungen sowie möglicheorganisatorische Risiken, z.B. durch Vendor Lock-In Effekte, dargestellt.