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Diese Arbeit untersucht die Transformation des Point of Sale im Lebensmitteleinzelhandel durch die Implementierung intelligenter Regalsysteme. Angesichts der zunehmenden Digitalisierung im Einzelhandel konzentriert sich die Untersuchung auf die technische Implementierung sowie die ökonomische und ökologische Bewertung dieser innovativen Systeme. Die Forschung wurde durch eine Kombination aus Literaturrecherche, Experteninterviews und Feldforschung durchgeführt. Die Literaturrecherche diente dazu, ein fundiertes Verständnis der technischen Grundlagen und Architekturen intelligenter Regalsysteme zu erlangen, während die Experteninterviews tiefe Einblicke in deren praktische Anwendung und ökonomische Implikationen lieferten. Die Feldforschung, fokussiert auf Supermärkte in der Region Köln, validierte die theoretischen Erkenntnisse und bot praktische Perspektiven auf die Nutzung dieser Technologie. Die Ergebnisse zeigen, dass intelligente Regalsysteme signifikante ökonomische Vorteile bieten, indem sie die Effizienz und Kundenerfahrung verbessern. Allerdings bestehen Herausforderungen bei der Integration in bestehende IT-Infrastrukturen sowie in Bezug auf Datenschutz und Sicherheit. Die ökologische Nachhaltigkeit dieser Systeme wurde kritisch hinterfragt, wobei die Expertenmeinungen variieren. Die Arbeit prognostiziert, dass intelligente Regalsysteme in den nächsten 5-10 Jahren weiterentwickeln und durch Innovationen wie KI, NLP und Blockchain-Technologie erweitert werden. Diese Entwicklungen prägen den Lebensmitteleinzelhandel und bieten ökonomische Vorteile. Die Vorteile für Nachhaltigkeit lassen sich nach einigen Experten
hinterfragen. Diese Studie leistet einen wichtigen Beitrag zur aktuellen Forschung im Bereich der Wirtschaftsinformatik und bietet praktische Einblicke für Akteure im Lebensmitteleinzelhandel. Sie hebt die Bedeutung einer strategischen Herangehensweise bei der Implementierung dieser Technologien hervor und betont die Notwendigkeit, die Balance zwischen technologischen Innovationen und menschlichen Aspekten des Einkaufserlebnisses zu finden. Die Untersuchung lässt einen Trend hinsichtlich der Entwicklung und verbreitung intelligenter Regalsysteme erkennen.
Heutzutage ist das Internet, wie die sozialen Netzwerke ein fester Bestandteil unserer So nutzen Unternehmen in dem Kommunikationszeitalter die Netzwerke um in diesen Plattformen mit den Nutzern zu kommunizieren. Hierbei ist das Ziel dieser Bachelorarbeit zu untersuchen in wie weit man eine Erweiterung entwickeln kann um diese Ziele zu erreichen.
Dabei soll im Rahmen dieser Arbeit eine prototypische Implementierung stattfinden, um die Entwicklung eines Multichannel Social Media Marketingtools basierend auf Atlassian Produkten zu ermöglichen.
Die Arbeit gibt zunächst einen Überblick der wichtigsten Grundlagen. Danach wird mit einer Analyse die Anforderungen an den Prototypen erhebt und ausgewertet , sowie eine Marktanalyse durchgeführt. Darauf folgt die Konzeption, wie die Implementierung des Prototyps, was im Anschluss mit einem Test für die Gebrauchstauglichkeit ergänzt wird.
Untersuchung der Yosys Hardwaresynthese von der internen Datenstruktur RTLIL bis zur Netzliste
(2023)
Das Ziel dieser Arbeit ist die Beantwortung der Frage "Wie funktioniert Synthese?". Yosys ist ein offenes Synthesewerkzeug, welches untersucht wurde, um diese Frage zu beantworten. Yosys implementiert eine Datenstruktur RTLIL, mit der ein Entwurf in allen Synthesephasen dargestellt wird. Yosys ist modular aufgebaut, was dem Nutzer ermöglicht, das Programm zu erweitern. Die Synthese in Yosys ist auf Pässe unterteilt, die jeweils eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Im Rahmen der Arbeit wurde die Datenstruktur und die Passes im einzelnen analysiert. Es wurde auch untersucht, wie in Yosys Erweiterungen zu implementieren sind. Die Analyse hat gezeigt, dass ein wichtiger Teil der Synthese die Umwandlung von Prozessen in eine RTL-Beschreibung darstellt. Im Rahmen der Synthese werden die, von einem Frontend vorläufig erzeugten RTL-Komponenten, umgewandelt. Der letzte Schritt der Synthese ist das Technologiemapping, welches die umgewandelten Komponente auf die verwendete Hardware anpasst.
Für EDB, das e-Learning Datenbank Portal der TH Köln, soll im Zuge dieser Arbeit eine Komponente zum Verwalten und Durchführen von Mehrspieler-Livequiz entwickelt werden. Um die Motivation der Nutzer zu erhöhen, soll diese an die unter der Zielgruppe verbreitetsten Nutzertypen des Hexad-Frameworks angepasst werden. Dazu wurde eine Umfrage mit Studierenden der TH Köln durchgeführt. Mithilfe der validen Antworten (N=52) wurde unter anderem die Verteilung der Übereinstimmung mit den sechs Nutzertypen Philanthropist,
Socializer, Free Spitit, Achiever, Player sowie Disruptor ermittelt. Neben der Übereinstimmung mit den Nutzertypen wurden auch verschiedene technische Daten wie Bildschirmauflösungen und verwendete Browser und Betriebssysteme erhoben, welche beim Testen der Anwendung eine optimale Darstellung derselben bei einem möglichst großen Anteil der Zielgruppe bedingen könnten. In mehreren Schritten, von einer Betrachtung etablierter Alternativen bis zur Entwicklung eines Wireframes, wurde eine konzeptuelle
Lösung entwickelt und realisiert. Dabei wurde ein Datenbankschema zur Speicherung der Quiz, Fragen und Antworten mitsamt einer API designt und angelegt. Das Ergebnis ist die Implementation einer Anwendung, welche alle Must-Have und mehrere Nice-To-Have Anforderungen erfüllt. Mit dieser können Quiz mit Fragen und Antworten erstellt, bearbeitet, gelöscht und in Quizräumen von mehreren Personen synchron gelöst werden. Es werden Zwischenergebnisse für die einzelnen Fragen und eine Rangliste mit den Endergebnissen eines Quiz angezeigt. Für eine Weiterentwicklung wurden acht
Verbesserungsansätze erdacht.
Untersuchung der Cross-Plattform-Entwicklung am Beispiel von visueller Darstellung von Messdaten
(2022)
In speziellen Fällen ist es notwendig oder gewünscht, eine Anwendung für unterschiedliche Plattformen wie beispielsweise Webbrowser, PCs, Smartphones und Tablets zu entwickeln um möglicherweise eine breitere Nutzerzahl anzusprechen oder einen plattformunabhängigen Betrieb zu ermöglichen. Dies hat in der Vergangenheit dafür gesorgt, dass der Entwicklungs- aufwand potenziert wurde, da für jede Plattform eigener Quellcode implementiert werden musste. Aufgrund dieser Tatsache ist in Einzelfällen für weniger verbreitete Platt-formen nicht entwickelt worden. Für genau dieses Problem versprechen die Cross-Plattform-Entwicklungsmöglichkeiten eine Lösung, welche in den letzten Jahren durch die Entwicklung entsprechender Frameworks ermöglicht worden ist.
In dieser Arbeit werden unterschiedliche Frameworks untersucht und für eine Auswahl wird eine detaillierte Untersuchung angestellt. Diese erfolgt anhand einer beispielhaften Implementierung zur visuellen Darstellung von Funkversorgungsdaten. Wichtige Punkte bei der Bewertung dieser Untersuchung sind, wie viele Änderungen für die einzelnen Plattformen am Quellcode gemacht werden müssen und wie gut die Unterstützung der einzelnen Frameworks mit Bibliotheken für die konkrete Problemstellung ist.
Im Rahmen des Technologiescreenings sind zunächst relevante Technologien, die Einfluss auf das Energienachfrageverhalten für Haushalte besitzen, identifiziert worden. Dabei ist ausschließlich eine technologische Betrachtung erfolgt, das individuelle Nutzerverhalten von Haushaltsbewohnern wurde dabei nicht betrachtet. Die Einordnung der Technologien sind in Standard Energietechnologien: Erzeuger, Umwandler, Verbraucher und Speicher kategorisiert. Zudem zeigt die in die Kategorien Messsysteme, Gebäudeautomation und Energiemanagementsysteme. Dabei handelt es sich um, digitale Technologien mit Aspekten und Anwendungen von Energietransparenz und -management. Zeitraum des kontinuierlichen Technologie-Screenings war von 2017-2020.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu beantworten, wie Lehrmethoden durch die Anwendung von Gamification und Nudging verbessert werden können, um so die Motivation der Lernenden und die Anwendbarkeit der Lehrmethoden zu verbessern.
Dazu wird der Einfluss von Gamification auf die menschliche Motivation anhand von etablierten Literaturquellen analysiert.
Weiterführend erfolgt die Betrachtung der menschlichen Fehlbarkeiten und dem damit verbundenen Einsatz von Nudging zur Etablierung eines intendierten normativen Verhaltens.
Aufbauend auf dem Behavior Modell von B. J. Fogg wird im Anschluss daran ein einheitliches Vorgehen in Form eines Canvas entwickelt und beschrieben. Dieses bezieht sowohl den Kontext einer Lehrmethode als auch das aktuelle sowie das intendierte Verhalten einer fest definierten Zielgruppe ein. Ausgehend von dieser Grundlage können mögliche Ansätze für Befähigungen und Motivationen identifiziert und daraus resultierend geeignete Nudging- und Gamification-Ideen im Brainstorming-Verfahren generiert werden.
Die Nutzbarkeit des Canvas wird abschließend anhand von vier exemplarisch ausgewählten Lehrmethoden dargestellt, untersucht und die Ergebnisse reflektiert.
Dabei kann eine schnelle Identifizierung von Nudging- und Gamification-Ideen bezogen auf die betrachteten Lehrmethoden beobachtet werden.
Die Qualität der Ergebnisse gilt es jedoch noch in einer darauf aufbauenden Evaluation zu ermitteln.
In dieser Arbeit wird ein Vorgehensmodell entwickelt um eine Taxonomie für Spielmechaniken aufzubauen. Hierfür werden zwei Vorgehensmodelle miteinander verbunden: eines, das die Extraktion von Spielmechaniken aus Gesellschaftsspielen in verschiedenen Strategien ermöglicht sowie ein weiteres, das ein standardisiertes Vorgehen beschreibt, wie eine Taxonomie aufgebaut werden kann.
Innerhalb des Vorgehensmodell zum Taxonomieaufbau werden die Strategien zur Extraktion von Spielmechaniken zum Aufbau des Domänenverständnisses genutzt. Davon ausgehend werden Kategorien abstrahiert, welche im Nachgang verfeinert und zueinander in Bezug gesetzt werden. Anschließend werden die zusätzlich extrahierten Spielmechaniken in die neu aufgestellte Struktur anhand der identifizierten Kriterien integriert und auf Kohärenz geprüft.
Vergangene Ereignisse haben gezeigt, dass es trotz gesetzlicher Vorgaben und technischer Regeln, welche die Notstromversorgung von Krankenhäusern bestimmen, zu Vorfällen mit menschlichen Verlusten als Folge von Stromausfällen kam. Deshalb befasst sich diese Masterthesis mit der Entwicklung einer Bewertungsmethode für die Notfallplanung von deutschen Krankenhäusern im Bereich der Energieversorgung unter Berücksichtigung von technischen und organisatorischen Anforderungen. Sie soll in der Krankenhausalarm- und Einsatzplanung Anwendung finden.
Das Ziel ist es, eine Methode zu entwickeln, welche von Anwender:innen mit unterschiedlicher Ausprägung der Fachexpertise in der Krankenhausalarm- und Einsatzplanung sowie Risikoanalyse genutzt werden kann. Über zwei Scoping Reviews für die Krankenhausalarm- und Einsatzplanung sowie zur Energieversorgung von Krankenhäusern werden bestehende Vorgaben und Konzepte sowie Anforderungen an die Methode ermittelt. Basierend auf diesen Informationen wird ein gestuftes Bewertungsmodell vorgeschlagen. Es setzt sich aus einer Synthese eines Verfahrens des Bundesamts für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe zur Vulnerabilitätsanalyse mit Methoden der multikriteriellen Entscheidungsunterstützung (Satisfizierungsverfahren und Analytic Network Process) zusammen. Anhand einer exemplarischen Durchführung erfolgte eine empirische Validierung. Des Weiteren wurden der Praxisbezug und die Anwendbarkeit mit Expert:innen-Gesprächen untersucht.
Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass sich das gestufte Bewertungsmodell als Planungsmodell für die Bewertung der Energienotversorgung von Krankenhäusern eignet. Es ist in eine Einsteiger-, Fortgeschrittenen- und Expertenstufe unterteilt, um für alle Anwender:innen unabhängig von ihrer Fachexpertise nutzbar zu sein. Es sind weitere Arbeiten unter enger Einbindung von Krankenhausbetreibenden erforderlich, um anhand des Modells priorisierte Checklisten mit allgemeinen technischen und organisatorischen Anforderungen für die Fortgeschrittenenstufe zu entwickeln. Durch die exemplarische Durchführung hat sich herausgestellt, dass das gestufte Bewertungsmodell zudem zur Identifizierung von Abhängigkeiten und Kritikalität des untersuchten Systems genutzt werden kann.
Als Herausforderung stellte sich die Übertragung des Analytic Network Process zu einem Bewertungs- und Priorisierungssystem der technischen und organisatorischen Anforderungen in Verbindung mit der Vulnerabilität heraus. Die Anwendungsgrenzen werden durch die Stufung des Bewertungsmodells gering gehalten. Es sind jedoch weitere Arbeiten, wie die Erstellung eines Leitfadens, notwendig, um die praktische Umsetzung zu ermöglichen.
Ziel ist die Analyse und die Implementierung eines Datenschutzmanagements, gemäß den geltenden EU-Datenschutzvorschriften, am Beispiel eines mittelständischen Unternehmens. Nach einer Zusammenfassung der wichtigsten theoretischen und rechtlichen Grundlagen, werden geeignete Methoden zur Umsetzung vorgestellt. Anschließend wird der Aufbau des Datenschutzmanagements analysiert und an einem Beispielunternehmen implementiert. Zielgruppe sind in erster Linie Unternehmen, Selbstständige oder Beschäftigte mit Datenschutzaufgaben.
Das Ziel dieser Arbeit war es aufzuzeigen, warum eine elektronische Unterstützung bei politischen Wahlen in Deutschland bislang noch nicht möglich ist. Weder die Nutzung von einem Wahlcomputer im Wahllokal noch eine Stimmabgabe über das Internet vom heimischen PC aus sind möglich. Da die Digitalisierung längst in allen Lebensbereichen Einzug gefunden hat und es selbst einem Kühlschrank möglich ist, per E-Mail Bescheid zu sagen, wenn keine Milch mehr da ist, verwundert es doch schon sehr, dass wir noch immer mit Stift und Unmengen von Papier unsere Volksvertreter wählen. Um dies zu verstehen, werden in dieser Arbeit die gesetzlichen Vorgaben für eine politische Wahl erläutert und deren Bedeutung für elektronisch unterstützte Wahlen aufgezeigt. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf einer Wahlmöglichkeit über das Internet. Es werden mögliche Chancen, Risiken und Anforderungen eines solchen Wahlverfahrens erörtert und gezeigt, warum eine technische Umsetzung so schwer ist und wie eine solche möglicherweise aussehen könnte. Außerdem werden die Themen eines elektronischen Personalausweises, der elektronischen Partizipation und deren Bedeutung für ein Internet-Wahlsystem erläutert sowie ein Blick darauf geworfen, wie andere europäische Länder dieses Thema behandeln.
More and more often, spoken information must and should be available in written form. For this purpose, various transcription programs try to support the user with various conveniences when transcribing the source material. A variety of online services go one step further and provide a ready-to-use, automatically generated transcription for a fee. Since the fees can be very expensive for the individual user and the online services may not always be used for privacy reasons, the goal of this work is to implement an open offline alternative. This alternative should be an open source editor based on the open speech-to-text-engine DeepSpeech and should on one hand provide the user with an offline transcription and on the other hand support him in correcting it. To achieve this goal, first the traditional speech recognition and eventually DeepSpeech will be described. This is followed by the conception and implementation of the editor. Since this project is explicitly intended to be an open source project, the last part will take a closer look at the release.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines E-Learning Systems, welches als asynchrones und flexibles Online-Format frei zugänglich ist. Nach einer Zusammenfassung der wichtigsten theoretischen und rechtlichen Schulungsthemen, wird das System konzipiert und prototypisch entwickelt. Die Zielgruppe des Systems sind in erster Linie Einzelpersonen und Arbeitnehmer, welche eine Datenschutzschulung aufgrund von Nachweispflichten des Datenschutzgrundgesetzes benötigen.
Aufbauend auf einer vorherigen Arbeit, die sich mit der Implementierung einer Komponentezum Auslesen mdizinischer Sensordaten mithilfe eines Arduino und eines Raspberry Pi befasst hat, beschäftigt sich diese Arbeit mit der Visualisierung sowie Auswertung der durch das System gesammelten Daten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, über einen Zeitraum von etwa drei Monaten mithilfe der Komponente Daten zu sammeln und diese Daten in einem sinnvollen Kontext visuell darzustellen. Zudem sollen diese Daten mithilfe unterschiedlicher Algorithmen des Maschinellen Lernens ausgewertet werden,
um mögliche Muster und Zusammenhänge erkennen zu können. In diesem Kontext konnte die Hypothese aufgestellt werden, dass ein Zusammenhang zwischen der Körpertemperatur und der Sauerstoffsättigung im Blut besteht.
Wetlands offer different ecosystem services that contribute to human well-being (Kovács et al., 2015). According to the Ramsar Convention Secretariat (2018) wetland located in urban areas have been threatened by several activities such as drainage, pollution, encroachment, agriculture, among others. On the other hand, wetland degradation reduces the resilience of hazards like floods and storm surges (Kumar et al., 2017). For that reason, ecosystem-based disaster risk reduction (Eco-DRR) is an important strategy which enhances the conservation and restoration of ecosystems to reduce disaster risk aiming to sustainable development and resilience (Estrella & Saalismaa, 2013). Despite international recognition of the importance of wetlands, urban wetlands have diminished their capacity to cope with flood threats (Boyer and Polasky, 2006) due to the aforementioned human impacts.
That is why this thesis aimed to identify the role of urban wetlands in Bogota, Colombia, that has an urban wetland complex that is recognised as a Ramsar site in 2018. However, wetlands in the city reduced its area from 50.000 hectares to less than 800, approximately, in less than 40 years, mainly because of urban expansion and encroachment (IDIGER, 2018). To achieve this objective, an analysis of the city’s risk management framework was conducted, as well as a stakeholder analysis based on semi-structured interviews and a spatial-temporal analysis for the period 1998-2017, for which the Jaboque wetland was used as a case study. This wetland is located near the Bogotá River and is in the area threatened by flooding.
It was possible to determine that national and district policies on wetlands, biodiversity, and climate change adaptation address some ecosystem functions. Still, disaster risk reduction is not strongly linked to them. Thus, based on the case study, the wetlands in Bogota have not played a decisive role in flood risk management in the city.
Neben den großen Anbietern digitaler Comics mit elektronischem Kopierschutz (DRM) haben sich auch Anbieter für DRM-freie Comics etabliert. Als Open Source-Alternative zu den Plattformen Ersterer wurde im Rahmen des Praxisprojekts die Software ComicLib als Web-App zur Verwaltung digitaler Comicsammlungen geschaffen. Diese ermöglicht die gemeinsame Verwaltung DRM-geschützter sowie -freier Comics. Letz-tere sind außerdem im Webbrowser lesbar. Die im Rahmen dieser Arbeit entstandene And-roid-App soll eine Open Source-Alternative zu den mobilen Apps der Plattformen der gro-ßen Anbieter sein und ComicLib um eine mobile App zur Offline-Nutzung der Comics erwei-tern. Der erste Prototyp wird im Nachgang des Projekts weiter getestet und verbessert, be-vor die erste stabile Version veröffentlicht wird.
Entwicklung einer freien Software zur Verwaltung von digitalen Comics auf Basis von Web Technologien
(2019)
Mit dem Aufkommen von E-Books sind auch Comics im digitalen Zeitalter angekommen. Digitale Comicsammlungen bestehen meistens aus Dateien unterschiedlicher, teils proprietärer Dateiformate. Da Comics in proprietären Formaten nur in den Anwendungen der Hersteller geöffnet werden können, gestaltet sich die gemeinsame Verwaltung aller Comics einer Sammlung schwierig. Da die Verwaltung der Comics bei diesen Herstellern zentralisiert auf deren Servern erfolgt, ist das Lesen von Comics bei diesen über deren Apps standortunabhängig möglich. Diesen Vorteil bieten Comics in nicht-proprietären Formaten nicht. Für den maximalen Komfort muss man sich also für einen einzelnen Anbieter entscheiden und eine Fragmentierung der eigenen Comicsammlung über mehrere Anbieter hinweg vermeiden. Diese Probleme soll dieses Projekt lösen und dazu mit ComicLib eine freie Software zur zentralen Verwaltung und Bereitstellung digitaler Comicsammlungen schaffen. Da ein Öffnen der proprietären Dateien nicht möglich ist, soll die Beschaffung von Informationen zu Comics, Serien und Verlagen über den Zugriff auf die ComicVine API1 von Gamespot2 erfolgen. Bei Comics in nicht-proprietären Dateiformaten soll das Lesen direkt in der Software möglich sein, bei den proprietären Formaten soll die Datei stattdessen nur zum Download bereitgestellt werden. Eine eigene Programmierschnittstelle soll die Erweiterung von ComicLib um mobile Apps ermöglichen. Die Implementation als Webanwendung soll eine Nutzung der Comicverwaltung auf Computern, Tablets und Smartphones ermöglichen.
STEPsCON 2018 was jointly organized by the Faculty of Applied Natural Sciences of TH Köln (Germany) and the University of Oulu (Finland) on the occasion of the 50th anniversary of the Leverkusen – Oulu town twinning. The conference focused on sustainability issues and covered the current state of research in four key topics:
1. Sustainable Medicine and Pharmaceuticals
2. Resources and Bioremediation
3. Sustainable Chemistry & Industrial Biotechnology
4. Innovative Materials & Formulations
For use in a landfill, a laboratory reactor for safe and environmentally friendly biological utilization of low-concentration methane gas will be further developed. The current principle of denitrification-coupled aerobic methane oxidation will be replaced by methane oxidation under anaerobic conditions. Anaerobic methane oxidation offers the advantage that, in addition to methane, nitrate also undergoes biodegradation. Another advantage is that the oxygen content can be significantly lower. This reduces the risk of the formation of an explosive atmosphere in the reactor. Currently, the principle of anaerobic methane oxidation is known. However, organisms capable of doing so are not yet available as a pure culture. Therefore, several biomasses were probed for the ability of anaerobic methane oxidation. It was found that moor-heavy sediment, activated sludge from the leachate treatment plant and biomass from the local biogas plant oxidize methane after the natural carbon source (C source) was been removed.
The synthesis of 17-hydroxy-oleic acid based oligomeric esters was investigated with immobilized Pseudozyma antarctica Lipase B and hexanediol as co-substrate. The effects of different reaction parameters on velocity and product composition at equilibrium conditions were analyzed. The synthesis of oleic acid esters was used as a reference system for initial evaluation of reaction parameters. The reaction with oleic acid and hexanediol was fastest at an enzyme concentration of 5% at 60 °C and high conversions of > 90 % were achieved in non-polar solvents in the presence of molecular sieves. In heptane an oleic acid conversion of 96 % was reached with a final diester to monoester ratio of > 4:1. In syntheses trials with 17-hydroxy-oleic acid the formation of oligomers was verified with GPC, however; conversion was generally lower than with oleic acid. Removal of hydroxyl fatty acid monomers and dimers and the formation ester functionalities could be verified by GC analysis. An increase of the degree of oligomerization was observed simultaneously by GPC analysis. The number-average molecular weight was around 1400 in the best trials corresponding to a degree of oligomerization of around 4 units of hydroxyl-fatty acid attached to a hexanediol core. Though transformations were not complete, the final oligomer size was in the lower range of polyester diols used for polyurethane manufacturing.
Due to the worldwide shortage of petrochemical based resources, the usage of renewable bio-based raw materials for established and novel products becomes increasingly important.[1] Such bio-based resources are already used for the fabrication of a variety of products, e. g. paper, lubricants, detergents or cosmetics. In the future they are expected to emerge in many more applications in industry and household.[1]
A very promising approach relies on the use of glycolipids as a source of hydroxy-oleic acid.[2] Microbial glycolipids are produced for instance via fermentation from natural resources such as plant oils and sugar.[3] After fermentation complex product mixtures are obtained with the composition depending on the microorganism, substrate and fermentation time.[3] The successful use of microbial glycolipids and hydroxy-oleic acid (HOA) derived therefrom as bio-based intermediates requires reliable analytical methods as well as robust manufacturing processes for the synthesis and cleavage of bio-based molecules. In order to obtain hydroxy-oleic acids as bio-based intermediates, the acidic cleavage of microbial derived sophorolipid was investigated. In addition the implementation of HOA in polyurethane (PU) systems was explored.
The introduction of Feed-in tariffs in the German Renewable Energy Act (EEG) fuelled the growth of anaerobic digestion (AD) industry making Germany the country with highest number of operational AD plants. However, the rapid expansion of AD industry resulted in some unwanted side-effects such as food vs fuel debate, increased prices for electricity and the temporal mismatch between supply and demand of electricity grid. Subsequent amendments in EEG has tried to address some of these issues by reduction in Feed-in tariffs, introduction of a cap on cereal based feedstocks and providing premium for energy production in accordance with market demand. Furthermore, the Feed-in tariffs which were introduced for 20 years are soon going to expire. The changes in legal and political discourse is soon going to introduce some new challanges to the AD industry. This paper has discussed some of these challanges and their potential solutions.
The electricity network is undergoing a change due to reducing costs for renewable energy sources. Subsidy programs for renewable energy sources are changing and the funding available is being reduced. This will have an impact on anaerobic digestion which in some cases may struggle financially. Overfeeding is one of the most common mechanisms of inhibition in the process, and by shifting to intermittent feeding for on-demand production, this change will provide more information about the digestion process and could be used to detect the beginning of inhibition due to overfeeding. This paper discusses the shift towards intermittent production and how this change can be used to monitor the anaerobic digestion process.
Comparative analysis of non-natural acceptor glucosylation with sucrase enzymes of family GH 70
(2019)
Mutan- and alternansucrase were analyzed for their non-natural glucosylation potential with catecholic compounds caffeic acid and nordihydroguaiaretic acid (NDGA) as well as with non-catecolic p-coumaric acid and umbellic acid. Mutansucrase accepted both catecholic substrates and high glucosylation yields of 92 % with caffeic acid and 81 % with NDGA were obtained. The enzyme showed a clear regio-preference for the catechol 4-OH, which corresponds to findings from our previous work with Leuconostoc and Weissella derived glucansucrases. The substrate spectrum of the alternansucrase was broader and all substrates were successfully glucosylated with a preference for the catechols. Interestingly alternansucrase possessed a different regio-specificity. With caffeic acid the 3-O-α-D-glucoside was the major product. A similar substrate spectrum and regioselectivity pattern was observed in previous glucansucrase screenings only with glucansucrase from strain Weissella beninensis DSM 22752. Therefore it may be concluded that the W. beninensis enzyme is an alternansucrase type enzyme as well.
In the degradation of ammonia (NH4+) to gaseous nitrogen (N2), the nitrification is one of the two reaction steps. The nitrification itself is divided in two steps and is performed by two different types of bacteria. Current literature has shown that there are types of bacteria, which have the genetic equipment to perform both steps in one bacteria. Nevertheless, in wastewater and landfill leachate treatment, ammonia-oxidizing organisms (AOO) and nitrite-oxidizing organisms (NOO) occur as a symbiosis. The intermediate of the two consecutive reaction steps (NO2-, nitrite) is toxic. For this reason, both steps are necessary for the two bacterial groups. To determine the ratio of AOO, NOO and heterotrophic bacteria (which use organic compounds as carbon and energy source) the oxygen uptake rate (OUR) with selective inhibition with N-allylthiourea (ATU) and azide is used. In the inflow of a pilot plant in one street a step by step increased amount of a process water out of a fermentation plant was added to the landfill leachate. For comparison, the other street was supplied only with landfill leachate with the same amount of nitrogen. As a result, comparable values for the different bacterial groups and reproducible results were measured and lead to a better understanding of the analysed nitrification sludge. Deeper understanding of the behavior of the different groups will result in a reduce risk of malfunctions and a more stable operation in the wastewater or landfill leachate treatment plant.
The whole site of the waste disposal centre Leppe in Lindlar has been modified by the project :metabolon into an authentic learning site for knowledge transfer. Addressing all age groups, the project offers insights into environmental knowledge and explains contexts of resources and material flows. The site conditions allow practical outlooks on future energy systems. Following the meta theme of “lifetime learning”, pupils and students are addressed by different modules, considering their individual learning levels.
Aerobic microbial cultivations are industrially important group of processes and pose challenges for the reactor design. In particular, estimation of industrial scale conditions is difficult from laboratory and pilot scale data. Due to complex interaction of gas/liquid phase hydrodynamics, mass transfer parameters and microbial metabolism, both improvement of modelling tools and reactor design are desired. We present an approach to estimate growth conditions in industrial scale reactor by combining black-box metabolic models with CFD-model.
The reactor type used here is Outotec OKTOP9000®, which is used in the industrial hydrometallurgical processes at 900 m3 scale. It is adopted to a laboratory setting and compared to stirred tank reactor (STR) in gas dispersion, mass transfer and yeast cultivation experiments. In addition, a kinetic model for the yeast growth is developed based on literature sources and validated by the laboratory scale batch cultivations. This kinetic model is used along with CFD-model that is developed to describe the flow and mass transfer conditions in the industrial scale reactor.
The laboratory scale experiments show the feasibility of OKTOP9000® reactor when compared to STR, particularly with improved gas handling capacity. The modelling approach shows qualitatively similar behavior in the large scale simulations when compared to laboratory scale cultivations.
Before transporting the landfill leachate to municipal wastewater treatment plant it has to be treated in a landfill leachate treatment plant, as it comprises high concentrations of ammonium. The elimination of ammonium load in the leachate is usually done by the combined processes of nitrification and denitrification with a specially adapted biocenosis in the activated sludge (AS). For each of the steps, specialized bacteria such as Nitrosomonas, Nitrobacter and Paracoccus are used to transfer the ammonia to gaseous nitrogen. The aim of this investigation was to find suitable process parameters for a complementary treatment of fermentation water from a biogas plant together with landfill leachate. The processed water of the biogas plant consists of a higher concentration of ammonium and carbon sources or easily degradable volatile fatty acids. It can save the usage of external carbon source (acetic acid) and additionally it could also compensate the missing volumes of leachate in times of low rain and low leachate flows. To maintain the high workload for the existing leachate treatment pilot plant (LTPP), a combined treatment of landfill leachate and process water is also of economic and of ecological interest. The long-term adaption process of the biocenosis needs to be done step-by-step. Innovative process monitoring is needed to prevent biocenosis collapse. In our study, we present our set-up, a closer look at the ongoing experiment and the long-term changes in the biocenosis.
Pseudozyma antarctica Lipase B catalyzed esterification and transesterification in deep eutectic solvents (DES) was investigated in reaction systems with alcohols of different polarity. Coconut oil and crude biodiesel were deacidified successfully with non-immobilized CALBL and final acid values of 1.2 for biodiesel and 0.5 for coconut oil were obtained, while no esterification with ethanol was observed without DES. Water depletion of the lipid phase in the presence of water adsorbing DES causes this difference. Analysis of water contents revealed a 10 fold lower water content of the lipid phase in the presence of a second DES phase than in trials without utilization of DES. In contrast reactions of hydrophilic polyols are suppressed in the presence of DES. While the esterification of fructose and the transesterification with glycerol worked well in the polar solvent 2-methyl-2-butanol, almost no fructose esterification and a decreased transesterification with glycerol were observed in the presence of DES. Analysis of logP values of the substrates explains the substrate dependent differences in reactivity. The polar alcohols are probably bound strongly in the hydrogen-bonding network of the DES phase and are thus not available for lipase catalyzed reactions.
Modern industrial biomass combustion plants are regulated by the power and/or combustion control. In this process, the implemented sensors collect the relevant measured data. The aim is to achieve ideal combustion with optimum efficiency and to minimize gas emissions. For this purpose, a group within the research project Metabolon developed new regulatory procedures in order to record the combustion process of a biomass combustion plant using a webcam. The recordings were evaluated automatically and were used for a better monitoring of the process. In addition, the webcam-based method aims, among other things, to provide private homes with a cost-effective variant as an alternative to industrial system solutions.
In the last few decades raw material molasses, used in large scale fermentations in the production of bioethanol, citric acid, (baker´s) yeast and yeast extracts, has become more and more expensive. That is why agro-industrial wastes have become an interesting alternative. They are being produced in large volumes every day and represent a serious environmental problem considering its high organic content. The present contribution aims to demonstrate how waste products of wine production can be employed as substrate in bioethanol production. Cultivation of yeast and bioethanol production on molasses and grape pomace extract was studied in flasks in laboratory scale. This work should be regarded as an example of integrated sustainability which demonstrates how the waste from one industrial process is used as feedstock for another.
Aufgrund ihrer aktuellen Bedeutung im Zusammenhang des Internet of Things werden in der vorliegenden Arbeit Time Series Databases und Event Stores miteinander vergli-chen. Ziel ist, die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der beiden Arten von Datenbank Management Systemen herauszustellen.
Der erste, theoretische Teil des Vergleichs erfolgt anhand der funktionalen Kriterien Speichersystem, Performance und Funktionen sowie der nicht-funktionalen Kriterien Usability und Support. Im zweiten Teil des Vergleichs wird anhand eines konkreten An-wendungsfalls untersucht, ob sich Time Series Databases und Event Stores gleicher-maßen für die Speicherung und in einem zweiten Schritt für die Abfrage von Zeitreihen-daten eignen.
Zumal der theoretische Vergleich Unterschiede zwischen einzelnen Time Series Data-bases und Event Stores in Bezug auf die betrachteten Kriterien erkennen lässt, wird für den praktischen Vergleich unter Berücksichtigung der im konkreten Anwendungsfall gegebenen Anforderungen nur die am besten geeignetste Time Series Database (In-fluxDB) und der am besten geeignetste Event Store (Event Store) ausgewählt. Der prak-tische Vergleich zeigt, dass die Zeitreihendaten im konkreten Anwendungsfall zwar in beiden Arten von Datenbank Management Systemen gespeichert werden können, die Nutzung der auf Zeitreihendaten spezialisierten Time Series Database InfluxDB jedoch offensichtliche Vorteile gegenüber dem Event Store aufweist.
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.
Observational studies and clinical trials have become increasingly important over recent years and play an essential role in advancing medical knowledge. In today’s world of clinical research, it is not possible to imagine trials without the founda-tion of a well-established it-infrastructure. Electronic capture and usage of data is pervasive.
In practice, medical progress requires the ability to integrate data from different systems. An essential factor in enabling different actors, such as institutions and hospitals, to have their systems exchange structured data and make use of the information is the interoperability of the data and systems.
FHIR (Fast Healthcare Interoperable Resources) is a free and easily customizable HL7 platform standard, based on 30 years of experience of HL7. It is focused on providing health-related information and defines a set of capabilities used in the health care process.
This thesis will provide a conceptual approach for working with FHIR, as well as concrete approaches for working with FHIR profiles and for customizing the standard for particular use cases. It will be carried out in cooperation with the Medical Systems R&D, which is a service provider within the University Hospital of Cologne.
The guiding request approach will focus on the evaluation of requirements for clini-cal trials and how clinical research protocols can be represented in an interoperable and machine-parsable format using FHIR.
In den letzten Jahren haben sich die öffentlichen Verwaltungen in Deutschland im Zuge von „Open Government” immer weiter gegenüber den Bürgern geöffnet. Durch die Digitalisierung bieten sich vielfältige Möglichkeiten, wie Kommunen ihr Handeln transparent gestalten und gleichzeitig Bürger dazu ermächtigen, sich an politischen Problemlösungsprozessen zu beteiligen. Die fortschreitende Vernetzung der Menschen und das größer werdende Angebot an Daten, mit denen die Verwaltung arbeitet, führt zu großen Herausforderungen und Fragen, zur zukünftigen Politik auf kommunaler Ebene. Aus diesem Grund untersucht diese Thesis die aktuellen Internetkonzepte ausgewählter Kommunen hinsichtlich der Frage, wie die Prinzipien von Open Government bisher umgesetzt wurden. Durch die allgemeine Forschung auf dem Gebiet des Crowdsourcings, der Analyse von Studien und der Durchführung von Interviews mit Experten werden zusätzliche Erkenntnisse gewonnen. Das Ergebnis zeigt, dass die Kommunen sich noch am Anfang der Nutzung digitaler Bürgerbeteiligung stehen. Sowohl die Initiierung von Kollaborationsmodellen findet bislang nur in geringem Maße statt, als auch der Umgang mit offenen Daten, die von der Verwaltung erhoben werden ist wenig erfolgsversprechend: Der eingeschränkte Zugang für eine breite Zielgruppe sowie die fehlende Nutzung der Daten zu Auswertungszwecken sind Beispiele dafür. Zur Adressierung dieser Herausforderungen wurde ein Framework entwickelt, das seinen Schwerpunkt auf die Interaktion zwischen Bürger und Kommune bei der Entwicklung von Lösungen zu öffentlichen Problemen legt. Dadurch soll einerseits alle möglichen Formen der Interaktion zwischen den beiden Akteuren gefördert und andererseits der Wert von offenen Daten als Kommunikationsgrundlage hervorgehoben werden.
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.
Water is an eminently important element for societal development. It must be available in sufficient quantity and quality to meet human requirements of consumption, food production and sanitation. The riverine ecosystems are increasingly deteriorated due to human interventions. This leads to changes in the natural flow patterns. The concept of environmental flow started to emerge. Due to the importance of environmental flow in the integrated river basin management, researchers and scientists worldwide have made great efforts towards assessing the environmental flow requirements in river ecosystems. Various tools and techniques were defined. Governmental authorities and water ministries (all over the world including Egypt) have introduced regulations and policies to assure the vitality of environmental flow in river management and water allocation too.
Although different methods are available for the environmental flow assessment, those techniques are not practically applied. Implementing the environmental flow in real world is a challenge, due to the lack of political will and the stakeholder support, the institutional barriers and conflicts of interest, and finally the insufficient resources and capacity in environmental management institutions. It is a multidisciplinary and intersectoral process.
The present study aims to report the importance of environmental flow regarding the inhabitants’ daily life as well as the overall Egyptian socio-economic, political and health status. It demonstrates the methods of applying the Environmental flow concept in Egypt with a focus on social and political aspects, detailing the current situation in Egypt, and clarifying the obstacles that face the implementation process. The data was collected via local people questionnaires, stakeholders’ interviews and field visits. The study proposes solutions to evade the environmental flow implementation obstacles and overcome current challenges. Moreover, the study predicts future issues and offers solutions to avoid their occurrence.
Jordan is deemed as one of the least water-endowed regions in the world. The acute water shortage, accompanied with changing climatic conditions have necessitated the increasing use of treated wastewater (TWW), predominantly in irrigated agriculture sector. This is especially true with the upper Zarqa River. The ample supply of TWW resources can be found there; paradoxically, the practical implementation of TWW reuse is hindered by the enforcement of irrigation water quality standard, compounding pressure on the dwindling groundwater resources. In light of the large potential source of TWW, this study aims to supply knowledge on maximizing the safe reuse of TWW while minimizing the environmental impacts within the local environment of the upper Zarqa River. A SWOT analysis was conducted to identify the strengths, weaknesses, opportunities, and threats of TWW reuse for agriculture in the local context. In recognition of the projected growth in the treated effluent to more than 135 MCM in the coming ten years, and how it would affect the water use on the study region, several plausible development scenarios were proposed based on expected developments on the ground. Considering the vital role of TWW in sustaining multiple ecosystem services, this study addresses the need to review current standard, encourages managed aquifer recharge with TWW, recommends crops type modification, and enhances knowledge on suitable practices at farm level. Each of these factors is needed in order to deliver a range of ecosystem services to sustain the local rural communities and to advance them in the face of profound challenges, thereby leading to its stability and increased productivity.
In der Masterthesis „Sentiment Analyse von informellen Kurztexten im Unternehmenskontext“ werden Ansätze und Methoden aufgezeigt hat mit denen Unternehmen in der Lage sind die Daten aus sozialen Netzwerken zu speichern, zu verarbeiten und schließlich zu analysieren. Praktisch wurde dies anhand des Beispiels mit Amazons Kundendienst auf Twitter mit Hilfe einer Sentiment Analyse aufgezeigt. Die aus der Theorie und den praktischen Ergebnissen gewonnenen Erkenntnisse über Herausforderungen, Nutzen, sowie Methoden zur Umsetzung sind universell in vielen Unternehmen einsetzbar und können wie aufgezeigt unter anderem zu einer Verbesserung der Kundenzufriedenheit führen. Dabei wurde ein lexikonbasietre Ansatz zur Sentimentanalyse benutzt.
Aus Filmen wie „Star Trek“ kennen wir „Beamen“. Dort werden komplette Personen durch Beamen auf z.B. Planeten transportiert. Dies hört sich im ersten Moment sehr nach Science-Fiction an, allerdings ist das Beamen von Informationen seit ein paar Jahren sehr real geworden.
Nach einem Grundverständnis für herkömmliche Datenübertragungen wird die Quantenphysik vorgestellt mit ihren grundlegendsten Begriffen. Anschließend wird nun die Quantenteleportation vorgestellt. Einleitend dazu wird zuerst die Quantenverschränkung erklärt, auf der die Teleportation beruht. Es wird erklärt, wie solche Verschränkungen entstehen, um dann den Aufbau einer Teleportation mit den aktuellen Fortschritten vorzustellen sowie Ziele der Quantenteleportation zu beschrieben. Mit deren Hilfe werden Quantencomputern unterstützt.
Machbarkeitsanalyse über den Aufbau eines Enterprise Data Warehouse auf Basis von Apache Hadoop
(2016)
Die vorliegende Masterthesis liefert eine Einführung in die Themen Data Warehouse, Big Data und Apache Hadoop. Sie präsentiert grundlegende Data-Warehouse-Kon-zepte und überprüft, inwieweit diese mit dem Apache Hadoop Software Framework zu realisieren sind. Hierbei wird sowohl eine technische Überprüfung vorgenommen als auch verschiedene Szenarien veranschaulicht, wie Hadoop inhaltlich sinnvoll in bestehende Systeme integriert werden kann. Inhaltlich wird über das Thema Big Data an die Notwendigkeit einer solchen Überprüfung herangeführt.
Due to the present developments of the Internet and its technical components, the skills of the web experts have to be more and more complex and specific. The Internet experts in the creative field are located distributedly around the whole world. As a result, many companies have problems to find the needed experts on site and are dependent on creative cooperations and virtual teams with the help of technical tools. The virtual working place is an important issue, particularly in modern times and the market offers more and more cooperation systems for exactly this purpose: Creative cooperation in distributed working situations. This thesis examines the approaches of creative cooperation and cooperation technologies with an analysis about existing cooperation systems with a creative context. It spans a wide range of tools. On the one hand, there are approaches which offer only straightforward solutions for single design tasks. On the other hand, there are providers which recognised the great need of creative cooperation systems and working at full speed to extend their systems. The examined areas of this work lead to a design process oriented approach with flexible frames and enough space for the creative development of every single user. The cooperation in a creative context stays in the foreground and is the base for future approaches for the web design sector.
The topic for the thesis originated from the CAP4ACCESS project run by the European Commission and its partners, which deals towards the sensiti-zation of people and development of tools for awareness about people with movement disabilities. The explorative analysis is never ending and to explore and find interest-ing patterns and the results is a tedious task. Therefore, a scientific approach was very important. To start with, familiarizing the domain and the data sources were done. Thereafter, selection of methodology for data analysis was done which resulted in the use of CRISP-DM methodology. The data sources are the source of blood to the analysis methodology, and as there were two sources of data that is MICROM and OSM Wheelchair History(OWH), it was important to integrate them together to extract relevant datasets. Therefore a functional and technically impure data warehouse was created, from which the datasets are extracted and analysed.The next task was to select appropriate tools for analysis. This task was very important as the data set although was not big data but con-tained a large number of rows. After careful analysis, Apache spark and its machine learning library were utilized for building and testing supervised models. DataFrame API for Python, Pandas, the machine learning library Sci-kit learn provided unsupervised algorithms for analysis, the association rule analysis was performed using WEKA. Tableau[21] and Matplotlib[24] provide attractive visualizations for representation and analysis.
An empirical evaluation of using the Swift language as the underlying technology of RESTful APIs
(2016)
The purpose of the current thesis is to determine the appropriateness of using the Swift language as the underlying technology for the development of RESTful APIs in a Linux environment. The current paper describes the process of designing, implementing and testing individual RESTful API components based on Node.js, PHP, Python and Swift and seeks to determine whether Swift is a viable alternative.
The thesis begins by defining a methodology for implementing and testing individual RESTful API components based on Node.js, PHP, Python and Swift. It then proceeds to detail the implementation and testing processes, following with an analytic discussion regarding the advantages and drawbacks of using the Swift language as the underlying technology for RESTful APIs and server-side Linux-based applications in general.
Based on the implementation process and on the results of the previously mentioned evaluation phase, it can be stated that the Swift language is not yet ready to be used in a production environment. However, its rapid evolution and potential for surpassing its competitors in the foreseeable future make it an ideal candidate for implementing RESTful APIs to be used in development environments.
Der erste Teil dieser Arbeit gibt einen Überblick über die Themenfelder der modellgetriebenen Softwareentwicklung und der objektrelationalen Abbildung. Durch eine Kombination dieser beiden Themen wird schließlich der Begriff der modellgetriebenen O/R-Mapping-Frameworks definiert und näher erläutert. Im zweiten Teil bestätigt ein Vergleich von drei dieser Frameworks (Bold for Delphi, MDriven sowie Texo mit EclipseLink) die Vor- und Nachteile des modellgetriebenen Ansatzes auch in Bezug auf die Persistenz. Der Vergleich macht außerdem deutlich, was aktuell in der Praxis möglich ist (und was nicht) und in welchem Umfang Standards genutzt werden (insbesondere MDA und UML). Daneben werden auch die Schwächen in diesem Bereich aufgezeigt. Abschließend gibt es eine kurze Bewertung der Frameworks, auch im Hinblick auf mögliche Anwendungsszenarien.
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Verwendung der NoSQL Datenbank Apache Cassandra. Dabei werden auf der einen Seite die Unterschiede bei Verwendung und Betrieb von Apache Cassandra im Vergleich mit relationalen SQL Datenbanken und auf der anderen Seite die Aspekte Geschwindigkeit, Ausfallsicherheit und Wiederverwendbarkeit untersucht. Die Verwendung und der Betrieb wird dabei durch die Umsetzung eines Datenimports, damit verbunden ist die Erstellung von entsprechenden Datenmodellen, und der Bereitstellung der Daten für die Darstellung von mobilen Statistiken in Form einer Android App untersucht. Für die Untersuchung der Geschwindigkeit, Ausfallsicherheit und Wiederverwendbarkeit werden zusätzlich zu den durch bereits durch die Umsetzung erhaltenen Ergebnissen noch an den jeweiligen Aspekt angepasste Belastungstest durchgeführt.
Die Menge an Informationen steigt seit Jahren immer weiter an. Dies lässt sich auch leicht an der Entwicklung der Speichermedien feststellen. So bot die erste 5,25-Zoll Festplatte, eine Seagate ST- 506, lediglich 5 MB Speicherkapazität. Heutige 3,5-Zoll Festplatten verfügen hingegen über bis zu 8 TB Speicherkapazität und werden ebenso ausgenutzt wie ihre Vorgänger aus der Anfangszeit der Magnet-festplatten. Zusätzlich geht die Tendenz dorthin, alle Daten jederzeit zur Verfügung zu haben. Sei es daheim am Rechner, auf der Arbeit oder per Tablet oder Smartphone unterwegs, dank der immer mehr verbreiteten Cloud-Speicher stehen die Daten jederzeit zur Verfügung. Mit dem enormen Zuwachs an Dateien und auch an Dateiformaten wird es jedoch immer schwieriger, diese Masse zu überblicken und bestimmte Inhalte in annehmbarer Zeit wiederzufinden. Beispiels- weise hostet der Internetdienst Flikr die schier unüberschaubare Menge von über 6 Milliarden Bilder. Doch nicht nur die großen Servicedienstleister besitzen große Datenmengen, auch Einzelpersonen haben derweil große Musik- und Bildsammlungen, zumal jedes aktuelle Smartphone über eine Kamera verfügt. Jeder ist somit praktisch zu jeder Zeit in der Lage, ein Foto in hochauflösender Qualität zu schießen und direkt in seine Cloud hochzuladen. Diese Datenmengen manuell zu ordnen, erfordert einen sehr hohen Aufwand, den nicht alle Menschen gewillt sind zu leisten. Vor allem am Smartphone geht dieses Benennen und Einsortieren aufgrund der vorhandenen Technik nicht so leicht von der Hand. In der Praxis sammeln sich die Aufnahmen mit der Zeit immer weiter an und letztlich befinden sich mehrere hundert wenn nicht gar tausend Bilder in einem Ordner, welche sich namentlich meist nur durch eine fort- laufende Nummer unterscheiden. Diesen Umstand Rechnung tragend, treten Metainfor-mationen immer mehr in den Vordergrund. So speichern die zuvor genannten mobilen Alleskönner meist viele informative Daten mit in den Bilddateien ab. Beispielsweise kann dank der eingebauten GPS-Module der Ort der Aufnahme aus den Bildern ausgelesen werden. Die Dienstleister für Cloud-speicher nutzen diese Informationen jedoch nur marginal aus und bieten dem Endanwender kaum Unterstützung bei der Suche nach be- stimmten Inhalten, wie etwa beim OX Drive, der Cloudlösung der Firma Open-Xchange.
Die vorliegende Master Thesis zeigt, wie dieser Cloud-Speicher, welcher in die Hauseigene OX App Suite integriert ist, um sogenannte Smartfeatures erweitert werden kann. Diese Smartfeatures sollen dem Endan-wender helfen, die Daten einfacher – wenn nicht gar automatisch – zu ordnen und somit leichter bestimmte Inhalte wiederzufinden. Kernthema dieser Arbeit ist daher die auto- matische Extraktion von unterschiedlichen Metadaten aus diversen Dateiformaten. Des Weiteren wird gezeigt, wie diese Daten effizient gespeichert und abgefragt werden können. Die Thesis stellt hierzu den Document Store Elasticsearch vor und vergleicht diesen mit seinem Konkurrenten Apache Solr.
Die Einzelfadenverklebung zur Rissschließung in Leinwandbildträgern stellt ein bedeutendes Forschungsfeld dar, dem sich diese Arbeit widmet:
Erstmalig wurden in einem gemeinsamen Kontext uniaxiale Zugprüfungen an freien
Klebstofffilmen, verklebtem Garn und Gewebestreifen neben biaxialen Zugversuchen und multiaxialen Berstdruckprüfungen an Gewebeproben aus Leinen gegenübergestellt. Dazu wurden Rissverklebungen mit einer Auswahl unterschiedlicher Kunstharzdispersionen und Störleim-Modifikationen in überlappenden bzw. Stoß-auf-Stoß-Verbindungen mit und ohne Fadenbrücken angefertigt.
Ziel der Untersuchung war es, die einzelnen Einflussfaktoren bei den verschiedenen Versuchsreihen zu vergleichen und eine geeignete Prüfsystematik für die Klebstoffbewertung zur Rissbehandlung in textilen Bildträgern zu entwickeln.
Es zeigte sich, dass nur die Prüfung mehrerer verklebter Fäden im Gewebeverbund als langfristig sinnvoller Prüfaufbau verfolgt werden sollte. Im Zuge der Verklebungsbetrachtung konnten zudem vielversprechende Klebstoffe und -modifikationen gefunden sowie der zusätzlich verfestigende Effekt von Fadenbrücken an Stoß-auf-Stoß-Verbindungen belegt werden.
Vorlesungsnotizen, Präsentationen, To-do-Listen – und vielleicht auch der eine oder andere Schmierzettel: Wie Studierende lernen, bleibt Dozenten oft verborgen. In Lernportfolios sammeln Studierende solche Dokumente dagegen systematisch. Davon können auch Lehrende profitieren – wenn sie ihre Kursteilnehmer gut anleiten.
CAPTCHAs (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart), auch HIPs (Human Interaction Proof) genannt, sind weit verbreitete Sicherheitsmaßnahmen im World Wide Web, die Online-Dienste vor dem Missbrauch durch automatisierte Programme schützen sollen. Dazu werden die Benutzer aufge-fordert, eine Aufgabe zu lösen, welche von Computern nicht gelöst werden kann, wie beispielsweise das Entziffern von verkrümmten Buchstaben. Durch die immer weiter verbesserten Fähigkeiten der Computerprogramme auf diesen Gebieten, wird es für die Entwickler der HIPs immer anspruchsvoller eine ausreichende Sicherheit zu garantieren. Daraus resultiert ein Zielkonflikt zwischen der Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit der HIPs. Da die Sicherheit garantiert werden muss, leidet die Gebrauchstauglichkeit und die Benutzer sind oftmals nicht in der Lage das HIP zu lösen. Dies führte bereits in der Vergangenheit zu einer Abneigung gegenüber diesen Systemen.
In dieser Arbeit wurde überprüft ob diese Abneigung durch die Verwendung von Gamifizierung, also Spielelementen, in einem neu entwickelten HIP verringert werden kann. Zusätzlich sollte geprüft werden, ob anstelle der Tastatur die Sensoren mobiler Endgeräte als Eingabe-medium dienen können.
Dazu wurde durch eine Analyse von durchgeführten Angriffen auf bestehende HIPs sowie Studien zur Gebrauchs-tauglichkeit derselben ein Rahmenwerk erstellt. Dieses Rahmenwerk definiert Anforderungen, die ein sicheres und zugleich benutzerfreundliches HIP erfüllen muss. Anhand dieser Anforderungen wurde ein neues spielbasiertes HIP in Form eines Kugellabyrinths auf Basis von JavaScript und HTML5 implementiert. Der Benutzer muss durch die Neigung des Geräts eine Kugel steuern und diese innerhalb der vorge-gebenen Zeit in das Loch lenken. Die Gebrauchstauglichkeit dieses HIPs konnte durch eine Onlineumfrage bestätigt werden. Dies gilt jedoch nicht für die Sicherheit, welche durch den lesbaren Quellcode stark beeinträchtigt wird. Für diese Schwach-stelle konnte eine Lösung in Form einer Browsererweiterung durch eine Public-Key-Signatur konzipiert werden. Durch diese Erweiterung könnte auf den Einsatz von HIPs in vielen Bereichen verzichtet und andere Webanwendungen sicherer gestaltet werden.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es zu evaluieren, ob eine effiziente Implementierung von responsiven Webapplikationen zum Zeitpunkt der Erstellung der Arbeit möglich ist. Als technische Grundlage wird hierzu die HTML5-Spezifikation mit dem darin enthaltenen CSS3 und den JavaScript-Programmierschnittstellen herangezogen.
Es wird erläutert, dass unter responsivem Design die Reaktionsfähigkeit des Designs auf die Abrufumgebung, wie zum Beispiel die Größe der Anzeigefläche, zu verstehen ist und mit Hilfe welcher Techniken ein solches Design für Webapplikationen realisiert werden kann. Des Weiteren werden Möglichkeiten zur Performance-Optimierung aufgeführt, wobei festgestellt wird, dass für die Nutzung einer Webanwendung auf mobilen Geräten die Anzahl der Dateien das größte Potenzial zur Optimierung besitzt. Die Möglichkeiten der JavaScript-Programmierschnittstellen in HTML5 zur Umsetzung von Funktionalitäten für Webapplikationen, wie sie bei lokal installierten Anwendungen gebräuchlich sind, werden ebenso erläutert.
Das Fazit dieser Arbeit ist, dass ausreichend Techniken zur Erstellung von responsiven Webapplikationen in HTML5 definiert sind. Lediglich die zum Teil ausstehende Umsetzung dieser Techniken in den einzelnen Browsern verursacht Einschränkungen. Dies wirkt sich gegebenenfalls negativ auf die Effizienz des Umsetzungsprozesses aus. Ebenso kann die übermäßige Optimierung des Layouts und der Performance zu unverhältnismäßigem Aufwand führen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Java-Anwendung zum Zeichnen von Entity-Relationship-Diagrammen entwickelt und vorgestellt werden. Die Anwendung soll zur Unterstützung der Veranstaltung Datenbanken an der Fachhochschule Köln - Campus Gummersbach dienen. Der Hintergrund dazu ist die Tatsache, dass im Rahmen der Veranstaltung oftmals Entity-Relationship-Diagramme von Studenten gezeichnet werden sollen. Die Erfahrung der Lehrbeauftragten hat gezeigt, dass Studenten teilweise mit den empfohlenen Anwendungen Schwierigkeiten haben, unter anderem weil diese viel mehr Funktionen anbieten, als von den Studenten benötigt. Eine weitere Schwierigkeit ist die Tatsache, dass verschiedene Anwendungen zum Zeichnen von Entity-Relationship-Diagrammen verschiedenartige Diagramme erzeugen. Daher besteht der Bedarf einer Anwendungen, die sich einfach bedienen lässt, sich auf das Wesentliche beschränkt und einheitliche Diagramme erzeugt. Die zu entwickelnde Anwendung soll zukünftig innerhalb der Lernplattform edb von Studenten heruntergeladen werden können.
In dieser Bachelorarbeit wird das Thema Big Data und die damit verbundenen Technologien, sprich NoSQL und Hadoop behandelt. Das Thema wurde bewusst ausgewählt, weil sie zum einen aktuell und zum anderen immer mehr an Bedeutung, aus Sicht der Unternehmen gewinnt. Durch die ständig anwachsenden Daten, die zu 80% in Semistrukturierter Form vorliegen, stößt die IT-Infrastruktur eines Unternehmens schnell an seine Grenzen. Und genau an dieser Stelle sollen die Big Data Technologien, wie „NoSQL“ und „Hadoop“, helfen, die so großen Datenmengen zu verarbeiten, um für das Unternehmen, wertvolle Informationen zu liefern, die bislang nicht ersichtlich waren.