05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Dynamische Ausführung von Positionstransformationen mittels OpenGL ES 2.0-Shaderprogrammen(2014) Zehender, FelixWegen der Forderung nach Isolation und Performanz in eingebetteten Systemen ("embedded Systems") ist ein Konzept notwendig, dass dynamisch bei laufzeitkritischen Grafikanwendungen die Positionstransformation von Vertices mit Hilfe von Vertex Shadern, während der Laufzeit übernimmt. Daher wurde in dieser Arbeit ein Konzept entwickelt, welches die Position einzelner Vertices berechnet, bevor die kompletten Rendering Befehle ausgeführt werden. Dies ist nötig um abschätzen zu können, ob die Deadlines von sicherheitskritischen Anwendungen eingehalten werden. Dazu wird in dieser Arbeit der Vertex Shader während der Laufzeit mit Hilfe von LLVM kompiliert und berechnet, für einen gegebenen Vertex dessen Position.Item Open Access Secure Delete Object Store - sicheres Löschen auf nicht vertrauenswürdigen Speichersystemen(2014) Mormul, MathiasDurch neue Technologien wie Solid State Drives und Cloud Computing hat die Datenhaltung in den letzten Jahren einen Paradigmenwechsel erlebt. Beide Technologien führen dazu, dass der Benutzer sich im Unklaren über die Lokalität und die Anzahl von Kopien seiner ist. Herkömmliche Verfahren zur sicheren Datenlöschung wie das Überschreiben der Daten funktionieren daher nicht mehr. Dennoch muss weiterhin garantiert werden können, dass die Daten des Benutzers bei Bedarf sicher gelöscht werden können. Diese Arbeit präsentiert einen Secure Delete Object Store,welcher das sichere Löschen auf nicht vertrauenswürdigen Speichersystemen mittels Verschlüsselung garantiert. Jede Datei des Benutzers wird mit einem exklusiven Schlüssel verschlüsselt, sodass bei einem Löschvorgang nur der entsprechende Schlüssel gelöscht werden muss. Es wird Wert darauf gelegt, eine Datenstruktur zu schaffen, die erweiterbar ist auch bei großen Datenmengen eine effiziente Lösung für die Verwaltung der Schlüssel darstellt.Item Open Access Dynamic operator splitting in mobile CEP scenarios(2014) Schmidhäuser, StefanWith an increasing number of mobile devices being used in modern day to day life, applications using data provided by their environment are becoming more and more common. Complex Event Processing systems are a popular approach to realize them. Usually the data, collected for example by the mobile devices' built in sensors like GPS is sent to a stationary host for evaluation. Since distances between host and data source might be quite large, this is usually done by using communication standards like 3G or GSM. Since energy costs of such messages are rather high it is in some cases more energy efficient to evaluate some data directly on the mobile device before sending it, in order to reduce communication. In large scale networks however, this will still result in a lot of expensive 3G or GSM messages being sent, since each mobile device will have to send its data eventually. This work will introduce algorithms to create a simple network structure that takes advantage of the mobile device's locality in order to create clusters of mobile devices. In these clusters, members use the much cheaper wireless lan communication to collect data, which will then be pre-processed locally before being sent to the host via the more expensive 3G or GSM for final processing. To make pre-processing possible we will also examine Operators used in CEP systems in terms of their ability to be distributed further, and provide a classification based on this. Finally we will evaluate our system by performing simulations. We will test the general performance of our algorithms by measuring the energy consumed to transmit events. Our evaluation shows that our approach is able to safe energy for systems that produce events with a high frequency.Item Open Access Pattern-basierte Kopplung eines biomechanischen und eines systembiologischen Simulationsmodells(2014) Riempp, VictorNachdem sich Workflows im Unternehmensumfeld durchgesetzt haben, finden sie auch immer mehr Verwendung im wissenschaftlichen Bereich. Dort werden sie vor allem genutzt, um Simulationen durchzuführen. Dabei können die Wissenschaftler auf die solide Software für Workflow-Systeme zurückgreifen, die über die Jahre für die Unternehmen entwickelt wurde. Allerdings haben Simulationen im allgemeinen andere Anforderungen an ein Workflow Management System, als Unternehmen. Zum einen müssen Simulationen oft große Datenmengen verarbeiten und erzeugen oft auch große Datenmengen. Diese Stammen dabei meist aus unterschiedlichen Quellen und liegen in unterschiedlichen Formaten vor. Zum anderen müssen die Datenmengen meist aufwändig Bereitgestellt und Konvertiert werden. Um dies zu vereinheitlichen, wurde mit SIMPL (SimTech - Information Management, Processes, and Languages) eine Erweiterung der Scientific Workflow Management Systems vorgeschlagen, welche sich diesen Problemen widmen und den einheitlichen Zugriff auf verschiedene Datenquellen ermöglicht. Des weiteren werden von SIMPL auch Datenmanagementpatterns unterstützt, mit denen Wissenschaftler ohne große Kenntnisse im Datenmanagementbereich ihre Simulationen erzeugen können. Die von Robert Krause vorgeschlagene Simulation, die ein biomechanisches Simulationsmodell und ein systembiologisches Simulationsmodell miteinander verbindet, stellt ebenfalls hohe Anforderungen an ein Scientific Workflow Management System, was die Datenbereitstellung und Konvertierung betrifft, da beide Systeme jeweils unterschiedliche Daten in unterschiedlichen Formaten als Eingabe erwarten und welche hin und her konvertiert werden müssen. Im Rahmen dieser Studienarbeit wurde zunächst der Kopplungsworkflow unter Verwendung des SIMPL-Prototyp umgesetzt. Im zweiten Schritt wurde der SIMPL-Prototyp erweitert, sodass die Kopplung auf allen Ebenen der Pattern-Hierarchie unterstützt wird und die nötigen Pattern und ihre Umformungsregeln vorhanden sind.Item Open Access Fehlertolerante Lösung von PDEs mit der Dünngitter-Kombinationstechnik(2014) Abdelaziz, AmirDiese Studienarbeit beschäftigt sich mit der fehlertoleranten Lösung von partiellen Differentialgleichungen (PDE). Untersucht werden Verfahren die auf der Dünngitter-Kombinationstechnik beruhen. Anhand von zwei PDEs, dem Laplace Problem und der Advektionsgleichung wird untersucht wie sich ein Fehlerausfall einer Teillösung auf den Fehler der Kombinationstechnik auswirkt. Des Weiteren werden Ansätze wie die Neuberechnung von kleineren Teillösungen, die Richardson-Extrapolation und deren Verknüpfung mit der Kombinationstechnik untersucht. Die dazu nötigen Methoden werden in das Dünngitter-Framework SG++ implementiert.Item Open Access Instance-based learning of affordances(2014) Zielke, ViktorThe discovery of possible interactions with objects is a vital part of an exploration task for robots. An important subset of these possible interactions are affordances. Affordances describe what a specific object can afford to a specific agent, based on the capabilities of the agent and the properties of the object in relation to the agent. For example, a chair affords a human to be sat-upon, if the sitting area of the chair is approximately knee-high. In this work, an instance-based learning approach is made to discover these affordances solely through different visual representations of point cloud data of an object. The point clouds are acquired with a Microsoft Kinect sensor. Different representations are tested and evaluated against a set of point cloud data of various objects found in a living room environment.Item Open Access Implementierung von Reglern und Steuerelementen für ein Android-basiertes E-Learning-Spiel für Smartphones(2014) Merg, MichaelE-Learning spielt in der Bildung eine immer wichtigere Rolle und ermöglicht es Inhalte spielerisch und schnell zu erfassen. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit ein Spiel auf Basis des mobilen Betriebssystems Android konzipiert und implementiert, mit dem die Inhalte der Vorlesungen des Instituts für Systemtheorie und Regelungstechnik verdeutlicht werden sollen. Inhaltlich wurde das Thema in zwei Studienarbeiten aufgeteilt. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Umsetzung der regelungstechnischen Modelle. Nach einer kurzen Einleitung wird in dieser Arbeit ein Überblick über die notwendigen Grundlagen der Regelungstechnik und dem Betriebssystem Android gegeben. Anschließend werden neben den verschiedenen Reglerentwurfsverfahren die genutzten Konzepte und Entwurfsverfahren der Softwaretechnik vorgestellt. Im anschließenden Implementierungskapitel wird vor allem auf die konkrete Implementierung der Regler und deren mathematischen Herleitungen im Detail eingegangen. Des Weiteren werden die Implementierungen der Sensorsteuerung, der Anwendungsstruktur und der Diagramme beschrieben.Item Open Access Schutz privater Daten auf mobilen Geräten - geht das überhaupt?(2014) Aukschlat, Mark; Jasny, Vanessa; Pirk, SebastianDas Android Betriebssystem ist das einzige System, das dem Enduser zum großen Teil selbst überlässt wie er mit seinen Daten und Apps im Hiblick auf Privacy, Security und Trust umgeht. Somit liegt das Gros der Verabtwortung bei dem User selbst. Doch meist ist sich der User selbst nicht im Klaren wann und in wiefern seine Daten missbraucht werden können und wann die Sicherheit eines Android-Geräts gefährdet wird. Um den Problemen diesen Problemen zu begegnen, stehen dem Benutzer verschiedene System zur Verfügung. In dieser Arbeit werden diese Systeme analysiert und kritisch bewertet. Es wird abschließend versucht eine Empfehlung zu geben, wie der Benutzer diese System verwenden kann, um seine Daten zu schützen.Item Open Access Konzeption und Implementierung einer Visualisierung zur Darstellung der dynamischen Abläufe in einem dezentralen System(2014) Knödler, ThomasDas Gesamtsystem löst ein Legepuzzle mittels Softwareagenten. Den gleichen Softwareagenten wie sie in modernen Automatisierungssystemen Verwendung finden sollen. Ein Puzzle ist ein allgemein verständliches Beispiel das Verhalten dieser Softwareagenten aufzuzeigen, ohne dazu Industrieanlagen genauer kennen zu müssen. Die Aufgabe, einen sich dynamisch anpassenden Lösungsweg in einem komplexen, dezentralen und sich verändernden System mit autonom agierenden, untereinander kommunizierenden und so kooperierenden Elementen, den Softwareagenten, zu finden, ist die Gleiche. In dieser Studienarbeit ist eine neue Benutzeroberfläche zur Bedienung des Gesamtsystems entstanden. Damit wird auch der Fortschritt des Lösevorgangs und das entstehende Puzzle angezeigt. Die Agentenkommunikation lässt sich veränderbar intensive aufzeigen. Die einzelnen Puzzleteile werden durch Softwareagenten vertreten, welche miteinander kommunizieren, um die zugehörenden angrenzenden Nachbarpuzzleteile zu finden. Es werden zum einen das entstehende Puzzle und seine Einzelteile auf dem Bildschirm dargestellt, als auch die für das Finden der Nachbarpuzzleteile nötige Unterhaltung der Puzzleteilagenten angezeigt. Die Programmausgaben wurden so gestaltet, dass die Vorgänge auch interessierte Laien und nicht nur im System eingearbeitete Experten verständlich nachvollziehen können. Zum Filtern der Nachrichten war es nötig, diese in Klassen einzuteilen.Item Open Access Vergleich unterschiedlicher Compiler am Beispiel von SG++(2014) Grahovac, Adam; Toth, Fabian; Wickenhäuser, PatrickIn größeren Softwareentwicklungsprojekten ermöglichen Prozessoptimierungen, zum Beispiel durch besseres Tooling, eine erhöhte Effizienz. Der oft eingesetzte Compiler GCC ist ein zentrales Werkzeug in der Softwareentwicklung und das Finden einer besseren Alternative hätte eine große Kostenersparnis zur Folge, der den Aufwand der Prozessoptimierung schnell amortisieren würde. Diese Fachstudie befasst sich mit den unbekannten Auswirkungen bei der Migration zu Clang am Beispiel der Bibliothek SG++. Betrachtet werden die Übersetzungszeit und Auswirkungen auf die Performance der entstandenen Anwendungen, sowie die Unterstützung benötigter, moderner Features. Um die Compiler in der Praxis zu vergleichen, wurde auf zehn unterschiedlichen Systemen getestet. Die Übersetzungszeit konnte im Schnitt auf ein Drittel reduziert werden, ohne dass es auf die Ausführungszeit der Anwendungen signifikanten Einfluss genommen hat. Am Ende stand fest, dass GCC durch Clang leicht zu ersetzen ist, wenn man nicht auf einem Windows-System entwickelt oder OpenMP benötigt. Doch überzeugt haben vor allem fortschrittliche Tools und eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit. Dadurch kann eine Kostenersparnis resultieren, die den Aufwand der Migration bei Weitem übertrifft.