05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Visuelle Analyse gemeinsamer Sequenzen(2020) Galuschka, MarcelIn den sozialen Medien verbreiten sich Texte schnell. Dieses Phänomen lässt sich auch in historischen Zeitungsartikeln erkennen. Forscher aus der Literaturwissenschaft und der Kulturwissenschaft befassen sich mit diesem Thema und untersuchen eine Menge von Texten. In dieser Arbeit erstellen wir dazu einen Prototyp, mit welchem es möglich ist, diese Texte untereinander zu vergleichen und zwei Texte im Vergleich genauer zu betrachten. Außerdem diskutieren wir hier, aus welchem Grund wir diese Darstellung gewählt und wie wir diese verwirklicht haben. Darüber hinaus haben wir diesen Prototyp einer Literaturwissenschaftlerin vorgestellt, welche mit diesem sprachliche Veränderungen zwischen den Texten erkennen kann.Item Open Access Low-field chip-based Overhauser dynamic nuclear polarization platforms(2026) Yang, Qing; Anders, Jens (Prof. Dr.)Item Open Access GeSn‐on‐Si avalanche photodiodes with high responsivity and low dark current(2025) Wanitzek, Maurice; Ramachandra, Harishnarayan; Spieth, Christian; Daus, Alwin; Schulze, Jörg; Oehme, MichaelGeSn‐on‐Si avalanche photodiodes (APDs) are emerging as a promising solution for low‐light detection in the short‐wave infrared (SWIR) spectral range, including applications in imaging and telecommunications. In this work, key challenges such as high dark current and limited responsivity are addressed by demonstrating devices, which combine low noise with high signal amplification, while remaining compatible with silicon‐based technology. GeSn‐on‐Si APDs with various Sn concentrations up to 1.9% are fabricated and characterized. The GeSn layers are grown pseudomorphically on Ge virtual substrates on Si wafers using molecular beam epitaxy. The devices comprise a double‐mesa structure and exhibit a dark current dominated by a perimeter leakage path, independent of the Sn content. A dark current below 1 µA is maintained up to the onset of avalanche breakdown, marking a significant improvement compared to prior work. A record‐high responsivity of 14.7 A W -1 is achieved at 1550 nm for the APD with 1.9% Sn. Through impulse response measurements, the 3‐dB bandwidth is determined to 1.2 GHz on devices with an 80 µm diameter, resulting in a responsivity‐bandwidth‐product of 17.6 A W -1 GHz -1 . These results highlight the potential of GeSn‐on‐Si APDs for high‐performance, low‐light applications in the SWIR range.Item Open Access Average case considerations for Mergelnsertion(2018) Stober, FlorianThe MergeInsertion Algorithm, also known as Ford-Johnson Algorithm, is a sorting algorithm that was discovered by Ford and Johnson in 1959. It was later described by Knuth as MergeInsertion. The algorithm can be divided into three steps: First pairs of elements are compared. Then the larger half is sorted using MergeInsertion. And last the remaining elements are inserted. The most interesting property of this algorithm is the number of comparisons it requires, which is close to the information-theoretic lower bound. While the worst-case behavior is well understood, only little is known about the average-case. This thesis takes a closer look at the average case behavior. An upper bound of n log n − 1.4005n + o(n) is established. For small n the exact values are calculated. Furthermore the impact of different approaches to binary insertion on the number of comparisons is explored. To conclude we perform some experiments to evaluate different approaches on improving MergeInsertion.Item Open Access Generic templates for monitoring agents(2018) Weise, MarcThis thesis presents an agent-centric approach for monitoring IT resources, which enables the execution of preprocessing and aggregation steps directly on the target systems in order to limit data transfers to a central server and allow a local event detection and treatment. To keep the agent behavior definition as simple as possible, an extendable template model is introduced which can be used to define Monitoring Pipelines by chaining individual processing steps. Furthermore this work demonstrates how a graphical editor can be implemented which also allows non-experts in the field of monitoring to create and modify Monitoring Templates.Item Open Access Quantifizierung von Unsicherheiten in mikroskopischer Verkehrssimulation(2017) Parga Cacheiro, DominicStraßenverkehr ist allgegenwärtig. Jeden Tag fahren viele Menschen mit dem Auto durch die Straßen und dabei können sehr interessante Phänomene betrachtet werden, die den Verkehrsfluss verbessern oder verschlechtern. Beim Planen und Designen von Verkehrsnetzen ist es wichtig, solche Einflüsse zu berücksichtigen. Aus diesem Grund sind Verkehrssimulationen notwendig. Es gibt im wesentlichen zwei große Modelltypen. Die makroskopischen Modelle sehen den Verkehr als großes System und versuchen, dessen Phänomene aus einem globalen Blickwinkel zu erklären. Die mikroskopischen Modelle betrachten die Fahrzeuge einzeln, d.h. die Fahrzeuge agieren nicht von einer globalen Logikeinheit gesteuert, sondern selbstbestimmt und aus einem lokalen Blickwinkel heraus. In dieser Arbeit wird das Nagel-Schreckenberg-Modell verwendet, ein mikroskopisches Modell zur Beschreibung von Fahrverhalten auf einer einspurigen Straße, das mittels einfacher stochastischer Mittel Phänomene wie Staus aus dem Nichts hervorbringt. Dieses Modell wurde um eine allgemein gültige Kreuzungslogik erweitert. Im Rahmen dieser Arbeit wird das so entstandene Verkehrsmodell um die Mehrspurigkeit ergänzt. Das beinhaltet eine Überarbeitung der bestehenden Verkehrslogik und das Einführen von Spurwechseln inklusive Stauinversion. Im Anschluss wird auf Implementierungsdetails eingegangen und das Modell mit realen Daten verglichen, um qualitative Aussagen über den Verkehr zu machen.Item Open Access Radiation mitigation techniques for EIVE satellite mission payload computer(2022) Bischof, TobiasDie Satellitenmission ’Exploratory In-orbit Verification of an E/W-band link’ (EIVE) demonstriert die breitbandige Datenübertragung von der niedrigen Erdumlaufbahn zur Erde mit Datenraten von bis zu 15 Gbits−1.Umden korrekten Betrieb des EIVE-Satelliten sicherzustellen und die Strahlungseinwirkungen auf die Schaltung von EIVE zu reduzieren, sind Strahlungsminderungstechniken für den Nutzlastcomputer erforderlich. Daher untersucht diese Arbeit die Strahlungsminderungstechniken, Mechanismen für den Schutz des FPGA-Konfigurationsspeichers und implementiert robuste Kodierungsmechanismen der E/W-Band-Validierungsdateien. Die Untersuchungen und die implementierten Ansätze stehen dabei im Einklang mit den Leistungsbeschränkungen der Mission.Item Open Access Modelllierung von TOSCA-basierten Deployment Modellen in Java(2020) Fuhrmann, JanIn den letzten Jahren gewinnt das Thema Cloud Computing in vielen Bereichen der Gesellschaft zunehmend an Bedeutung. Immer mehr Unternehmen verlagern Anwendungen sowie Teile der lokalen Infrastruktur in die Cloud. Die Automatisierung des Deployments solcher Cloud-Anwendungen wird jedoch durch deren steigende Komplexität und zugleich hohe Diversität signifikant erschwert, weshalb eine einheitliche Strukturierung erforderlich ist. Die „Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications (TOSCA)“ definiert einen Standard für die Beschreibung und das Management sowie die automatisierte Bereitstellung von Cloud-Anwendungen. Alle Komponenten einer Anwendung, in TOSCA Node Templates genannt, inklusive Abhängigkeiten und Verbindungen (Relationship Templates) werden dabei innerhalb sogenannter Topology Templates dargestellt. Bisher erfolgt die Modellierung von TOSCA Topologien ausschließlich in XML oder YAML, aber in einer objektorientierten Programmiersprache wie Java ist dies bislang nicht möglich. In dieser Arbeit wird ein Konzept vorgestellt, das eine automatisierte Konvertierung von TOSCA Node Types und Relationship Types in die Programmiersprache Java beschreibt. Diese Umwandlung findet im sogenannten „TOSCA2JAVA-Transformator“ statt, der im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde. Er bildet damit die Grundlage für eine zukünftige Kreierung und Konfiguration von TOSCA Topologien in der objektorientierten Umgebung von Java.Item Open Access Determining carbon dioxide footprint using data center simulators(2022) Keppler, MichaelThe modern world relies more and more on highly available software and digital data. To make this possible, the demands on data centers are increasing to provide the services in the required quality. This is associated with an increase in their power consumption and thus also their CO2 emissions. Today, they are already among the largest consumers of electricity and producers of CO2. Due to climate change and the set target of limiting global warming to a maximum of 2° Celsius, the aim is to reduce CO2 emissions. To calculate the CO2 footprint of data centers, data center simulators are already used in their planning phases. Simulators provide operators with important information about the future data center and show room for improvement. This thesis deals with the calculation of the Co2 footprint of data centers, the associated factors and provides an extended approach to the calculation of the CO2 footprint. Using a life cycle assessment approach, it is shown how the carbon footprint of data centers can be comprehensively calculated. For this purpose, several life cycle stages are determined that contribute to the CO2 footprint during the life cycle of a data center. Based on the life cycle stages, requirements for simulators are developed and, with the help of these, four current data center simulators are evaluated in their ability to calculate a CO2 footprint. Since current simulators calculate the CO2 footprint only partially and incompletely, the analysis of this work shows the need for a new simulator. Based on the analyzed life cycle stages, a new simulator is therefore designed. The subsequent evaluation of the simulator implemented as a proof-of-concept against the established requirements shows that the CO2 emissions of a data center can be comprehensively calculated with the demonstrated concept. In addition, a case study is carried out based on the High-Performance Computing Center Stuttgart and compared with the environmental statement of the HLRS.Item Open Access Methodology to qualify batteries for safety-critical vehicle applications(2025) Conradt, Rafael; Birke, Kai Peter (Prof. Dr.-Ing.)