05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Paradigmenübergreifende Quelltexttransformation von Haskell nach Ruby(2013) Zschiesche, JannikThere is a trend amongst programming languages to mix multiple programming paradigms into one language or environment. Some languages directly include multiple paradigms, some environments (like the JVM) need to support languages from multiple paradigms. The automatic translation with usage of metamodells from concepts of functional languages into concepts of the object-orientation is analysed, described and implemented in this elaboration, including a working implementation of a Haskell to Ruby compiler in Haskell.Item Open Access Vergleich der Energieeffizienz von Cloud-Infrastrukturen(2013) Michelbach, Thomas; Riahi, OussamaIm Vergleich zu traditionellen Rechenzentren bietet das Paradigma des Cloud-Computings ein großes Potential für eine ressourcenschonende Nutzung von IT-Infrastrukturen. Hierzu werden in dieser Fachstudie einige der populärsten Cloud-Computing Anbieter, aus dem Private- sowie Public-Cloud-Computing Bereich, hinsichtlich der Konzepte und Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz gegenüber traditionellen Rechenzentren evaluiert. Die Bewertung erfolgt dabei unter Berücksichtigung von technischen sowie nicht-technischen Aspekten.Item Open Access Entwicklung eines Konzepts zur Annotation von grafischen Elementen in Visualisierungen(2013) Strohmaier, StefanEiner der zeitaufwendigsten Aspekte bei der Durchführung von Eye-Tracking Studien im Bereich der Visualisierung ist, neben dem Entwurf und dem Design der Studie, vor allem die Auswertung der Blickdaten. Diese Blickdaten werden in Form von einzelnen Positionen mit Hilfe eines Eye-Trackers aufgezeichnet. Anschließend müssen von Hand diejenigen Elemente einer Visualisierung identifiziert werden, die sich an den gemessenen Positionen befinden. Durch diese Abbildung von Positionen auf visuelle Elemente wird das Ziehen von Schlüssen über die Vorgehensweise eines Probanden und dessen kognitive Prozesse beim Betrachten von Visualisierungen möglich. Das Ziel dieser Studienarbeit ist, ein Konzept zu entwickeln, welches die Annotation von grafischen Elementen in Visualisierungen durch semantische Informationen aus einer Visualisierungs-Ontologie ermöglicht. Anhand eines Fixationspunkts eines Probanden kann aufgrund der Annotierung dann automatisch bestimmt werden, welche visuellen Elemente sich an dieser Position befinden, sowie welche Metainformationen diese enthalten. Der implementierte Prototyp demonstriert, dass das Konzept in bestehende Visualisierungs-Frameworks integriert werden kann. Dazu wurden außerdem drei verschiedene Visualisierungstechniken beispielhaft semantisch annotiert.Item Open Access Eine künstliche Intelligenz für das Kartenspiel Tichu(2013) Pfander, DavidTichu ist ein Kartenspiel, bei dem klassische Suchalgorithmen aufgrund der Unkenntnis der Verteilung der Karten nicht effizient angewendet werden können. In dieser Arbeit wird eine künstliche Intelligenz vorgestellt, die trotz dieser Schwierigkeit stark spielt und alle Entscheidungen in kurzer Zeit trifft. Dies wird mit einem einfachen Suchalgorithmus und einer komplexen Bewertungsfunktion erreicht, wobei der Bewertungsfunktion insbesondere ein Modell der Initiative einer Aktion zugrunde liegt. Die mit diesem Ansatz erzielte Spielstärke der künstlichen Intelligenz ist mit der Spielstärke durchschnittlicher menschlicher Spieler vergleichbar. Es zeigt sich, dass mittels komplexer, hinter der Bewertungsfunktion stehender Modelle auf einen Suchalgorithmus mit hoher Suchtiefe bei Tichu verzichtet werden kann.Item Open Access Übersicht und Evaluation am Markt erhältlicher Routenplaner auf Web- bzw. Android-Plattform(2013) Heidenwag, Jarkko; Niethammer, Philipp; Sanwald, TimDiese Arbeit dient dazu, eine Übersicht der Web- und Android-basierten Routenplaner, welche 2013 auf dem Markt frei erhältlich waren, zu bieten. Bei einer einfachen Suche stellt sich schnell heraus, dass vor allem im Internet dutzende Anbieter eines solchen Services versuchen, neue Benutzer zu werben. Wer den für seine An- wendung besten Routenplaner sucht, wird sich auf Vergleichstests verschiedener Webseiten verlassen müssen. Während Web-Routenplaner ihren Android-Pendants insgesamt in den meisten Punkten überlegen sind, ist offensichtlich, dass diese den großen Vorteil haben, auf mobile Geräte optimiert zu sein und somit oft ein Navigationsgerät ersetzen zu können. Aufgrund der großen Unterschiede der Eigenschaften sowie auch der Anwendungsbereiche der beiden Kategorien, werden sie in dieser Arbeit weitestgehend getrennt untersucht. Dabei werden Kriterien betrachtet, welche aus der Sicht des Benutzers von Bedeutung sein können. Da viele dieser Daten subjektiver Natur sind und andere nicht anders in Erfahrung zu bringen waren, wurden sie für diese Studie gesammelt und für die einzelnen Produkte möglichst übersichtlich zusammengetragen. Anschließend wurde für beide Kategorien jeweils eine Übersichtstabelle mit den Wertungen für Kartendaten, User-Experience und Funktionalität sowie einer Gesamtwertung erstellt. Nach dem Vergleich werden für verschiedene Anwendungsfälle von Web- und Android- Routenplanern Empfehlungen ausgesprochen, da für unterschiedliche Zwecke manche Kriterien wichtiger oder vernachlässigbar sind.Item Open Access Evaluation verfügbarer Visual Analytics Toolkits anhand von Benchmark-Datensätzen(2013) Merkle, Fabian; Schäfer, Hanna; Zillessen, SebastianDiese Arbeit dokumentiert die Analyse und Bewertung der drei Tools Spotfire, Tableau und QlikView. Diese sollten dabei im allgemeinen in Bezug auf ihre Eigenschaften als Datenanalysetools und im speziellen als Werkzeuge zur Analyse der VAST-Challenges 2008 und 2009 bewertet werden. Der Umfang der Datenarten teilt sich dabei in Geo-Daten, Social Networks und Text Analyse auf. Die Analyse der drei Tools anhand des entwickelten Bewertungskataloges konnte dabei Tableau im Sinne der Analyseparameter als geeignetstes Datenanalysetool bestimmen. Mit nur geringem Abstand in der gewichteten Bewertung, ist Spotfire ein ebenfalls gute geeignetes Tool zur Analyse der gegebenen Datensätze. QlikView schnitt im Gegensatz dazu in allen Kategorien unterdurchschnittlich ab. In der Benutzerfreundlichkeit liegen Tableau und Spotfire durch Usablity-Features wie Warnmeldungen und Redo/Undo, eine einfache Erlernbarkeit und ein intuitives Bedienkonzept im sehr guten Bereich. QlikView ist besonders als Einsteiger nur mit Hilfe des Tutorials effizient nutzbar. Zudem ist zum Einlesen und analysieren von Daten immer wieder eine Skriptsprache notwendig. Zwar sind allgemeine Usability Features auch hier umgesetzt, doch leider nicht durchgängig in den verschiedenen Anwendungsfällen. Im Bereich der Kollaborationsmöglichkeiten haben alle Tools nur mittelmäßig abgeschnitten. Rollenverteilungen, Änderungshistorie und das einfügen von Kommentaren waren nur selten, oder über Umwege zugänglich. Die Laufzeitumgebung der Tools wurde grundsätzlich auf den Desktop beschränkt. QlikView und Tableau verfügen zusätzlich um funktionsfähige Webviewer. Spotfire schnitt aufgrund einer notwendigen Internetverbindung zum Starten der Desktopversion und dem fehlenden Webviewer schlechter ab. Im Bereich der Automatisierung der Importe oder der Analyse über Makros lagen alle drei Tools im schlechten Bereich. Die Belastbarkeit war in allen Analysen sehr gut. Ladezeiten wurden nicht bemerkt und auch die Analysen waren in Bezug auf Anzahl der Visualisierungen, Platz bedarf und ähnliche Kriterien nicht beschränkt. Größere Datensätze als die zu untersuchenden Challenges wurde nicht getestet. Im Bereich der Textanalyse haben alle drei Tool keinerlei Features geboten. QlikView konnte über eine Erweiterung Tag-Clouds erstellen, doch abgesehen davon wurden unstrukturierte Datensätze nicht unterstützt. Trotz der vielversprechenden Kooperation von Attivio mit QlikView und Spotfire, war eine Einbindung von Attivio als Erweiterung in die beiden Tools nicht möglich. In der Analyse von Geodaten bieten alle drei Tools die Möglichkeit über Scatterplots bekannte Kartendatensätze einzubinden. Allein Tableau verfügt über eine integrierte Kartensammlung, welche die Geoanalyse um einiges vereinfacht. Dadurch wird eine verstärkte Interaktion mit der Visualisierung möglich und Parameter wie die Höhenlage zugänglich. Auf QlikView ist das Kartenmaterial über die Erweiterung CloudMadeMaps integrierbar. In der Analyse von Netzwerken bietet nur Spotfire eine Möglichkeit zur Visualisierung von Graphen. In QlikView und Tableau können solche Datensätze nur über Tabellen und Filter analysiert werden. Auch die Umsetzung in Spotfire bietet nur eine Eingeschränkte Graph- Visualisierung von Netzwerkdaten. Es besteht nirgends die Möglichkeit zur Erstellung von Treemaps oder anderen parametrisierten Graph-Visualisierungen. Im Bereich der allgemeinen statistischen Visualisierungen bieten alle Tools die meisten Visualisierungstypen. Im Bereich der Multivariaten Daten sind alle Tools weniger gut ausgestattet, aber auch hier sind Basis-Visualisierungen möglich. Die Importmöglichkeiten sind bei Tableau durch den möglichen Anschluss an Datenbanksysteme zusätzlich zu den gängigen Datensatzfiles am ausgeprägtesten. In Spotfire werden alle gängigen File-Typen unterstützt, während QlikView auf Excel-Dokumente beschränkt ist. Die Interaktionsmöglichkeiten innerhalb des Tools sind sowohl bei Spotfire, als auch bei Tableau sehr gut ausgearbeitet. QlikView bietet hingegen nur sehr eingeschränkte Interaktionen und löst die meisten Eingaben über Menüfelder. Der Export ist in allen Tools gleichermaßen eingeschränkt. Bilder, PDFs und die allgemeine Speicherung des Dokumentes werden von allen unterstützt. Tableau bietet zusätzlich den Export als interaktives HTML-Dokument. Insgesamt ist keines der Tools zu einer vollständigen Analyse der drei Challenges in der Lage. Oftmals muss auf externe Tools zurückgegriffen werden. Dennoch ist ein erster Überblick über die Datensätze mit den drei Tools schnell erreichbar und auch erste Ergebnisse können so schnell vorweg gegriffen werden.Item Open Access "Malprogramm" für Strömungsvisualisierung(2013) Konle, SebastianZiel der Arbeit war eine Art "Malprogramm" für Strömungsvisualisierung zu entwickeln, um verschiedene Strömungsvisualisierungs-Methoden manuell zu kombinieren. Der Grund Strömungsbilder zu kombinieren ist zum einen der, dass durch beispielsweise zusammenführen von Strömungsbilder, die die Strömung zu verschiedenen Zeitpunktenbeschreiben, der Strömungsunterschied zwischen den Zeitpunkten verdeutlicht werden kann. Zum andren können verschiedene Visualisierungsmethoden unterschiedliche Aspekte der Strömung genauer beschreiben. So kann durch das Kombinieren der Techniken der Informationsgehalt eines Bildes erhöht werden. Jedoch kann es auch zu einem gegenteiligen Ergebnis führen, da die Betrachter entweder visuell überfordert werden oder Informationen durch Überdeckung verloren gehen. Darum wird in dieser Arbeit ein speziell für dieses Problem entwickeltes Malprogramm zur Strömungsvisualisierung vorgestellt, das unter anderem die Folgenden Funktionen unterstützt: - eine Ebenenhierarchie um Bilder zu kombinieren - Malwerkzeuge und Masken um Informationen über Strömungseigenschaften von einem in das andere Bild überführen zu können. - die Möglichkeit Strömungsbilder aus einem 2D zeitabhängigem Strömungsdatensatz zu erzeugen. Diese können nachträglich nach der Kombination der unterschiedlichen Strömungsbilder verändert werden, um beispielsweise die Strömung zu einem anderen Zeitpunkt zu beschreiben. Die Bedienoberfläche des Programms wurde mit Qt implementiert und die Grafikausgabe mit OpenGL. Die verwendete Programmiersprache ist C++. Zusätzlich wird auf Implementierungsdetails eingegangen, die bei einer Strömungsexpertenbasierten Evaluation gesammelten Informationen präsentiert und einige Resultatbilder dargestellt.Item Open Access Glyph-based 2D flow visualization(2013) Jang, HajunFlow visualization is an important topic in scientific visualization. The focus of this work is to visualize 2-dimensional vector fields with existing Flow Radar Glyphs and field lines, mainly with pathlines. The idea of Flow Radar Glyphs is to visualize time-dependent data into a compact glyph. Flow Radar Glyphs show the Flow, and can be applied to other vector field properties. Tangents along pathlines are implemented as Flow Radar Glyphs (further referred to as 'tangential glyphs') in this work. More than one Pathlines in a data domain depicted in original size can intersect many times, therefore it is hard to keep them visually separated. In this work, the idea to solve this problem is to implement downscaled pathlines. Downscaled pathlines will be demonstrated and their gains will be examined. Another attempt to demonstrate the characteristics of pathlines are the tangential glyphs. Downscaled pathlines and tangential glyphs are the 2 focuses of this work. The visualization is implemented in C++, using OpenGL and GLSL compute shader. In the first place, the data sets are loaded into texture memory, in order to be accessed from the shader that can compute interpolations between seeding points using texture coordinates. The regular grid, on which the data is defined, makes the implementation in threads comfortable. For user interaction and instantaneous variable change and apply, AntTweakBar is used.Item Open Access Social media analysis for disaster management(2013) Huynh, Dang; Rodrigues, Nils; Rumberger, ReinholdPeople use social networks, with increasing frequency, to communicate and publish status information. Twitter and Facebook are prominent examples. This status information contains useful, disaster related data together with an overwhelming amount of noise. For this reason, there are dedicated tools that filter this information to aid in disaster discovery, management and relief. Their development requires a lot of time and effort, which results in high costs. Generic visual analytics tools are relatively well known, supported and continuously developed by large companies. They may be a valid alternative to specifically developed tools that require specific, non-transferable training. The primary aim of this study is to evaluate generic visual analytics tools with respect to their ability to handle disaster management scenarios. This includes, specifically, their ability to visualise and analyse the geospatial meta information provided by social media.Item Open Access Evaluierung der Effizienz von schmiersicheren Passwortsystemen(2013) Steimle, FrankAuthentifizierungssysteme für touchfähige mobile Geräte haben eine große Schwäche: Jedes Mal wenn sich der Benutzer authentifiziert, entsteht eine Fettspur auf dem Display. Diese Fettspur kann von Dritten genutzt werden um das Passwort herauszufinden und damit das Authentifizierungssystem zu umgehen. In dieser Arbeit wurde ein Authentifizierungssystem für mobile Geräte entwickelt, das grafische Passwörter verwendet und diese Gefahr minimieren soll. Dazu bedient sich das System geometrischer Transformationen wie Verschiebung, Rotation, Scherung, Spiegelung und Skalierung. Dadurch wird erreicht, dass sich die Position an der das Passwort eingegeben werden muss bei jedem Loginvorgang ändert. Abschließend wurde in einer Studie mit 20 Teilnehmern untersucht, ob das System wirklich die Sicherheit erhöht. In der Studie sollten die Probanden mit Hilfe hochauflösender Fotos von Fettspuren vergangener Loginversuche versuchen das Passwort herauszubekommen. Die Studie hat gezeigt, dass das grafische Passwörter in Verbindung mit geometrischen Transformationen schwerer machen das Passwort zu stehlen als aktuelle Authentifizierungssystem wie PIN und Lockpattern.