Universität Stuttgart
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Item Open Access REST Testbed(2013) Eisenbraun, NickWeb Services, die gemäß dem Architekturstil REST entworfen werden, zeichnen sich durch Eigenschaften wie Interoperabilität, lose Kopplung, Wiederverwendbarkeit, Leistung und Skalierbarkeit aus. In verteilten Systemen werden deswegen oft REST-basierteWeb Services eingesetzt. Verteilte Systeme haben höhere Fehleranfälligkeit als Standalone-Anwendungen und diese Erkenntnis sollte beim Entwicklungsprozess durch ausreichende Testszenarien berücksichtigt werden. Bei der Entwicklung von REST-basierten Client-Anwendungen wird ein REST-basierter Web Service benötigt, um die Funktionalitäten der Client-Anwendung zu testen. In dieser Diplomarbeit werden Anforderungen an ein Testbed zum Testen von REST-basierten Client-Anwendungen gestellt. Es wird eine Architektur zu diesem Testbed entworfen und anschließend ein Testbed prototypisch implementiert. Bei der Entwicklung des Testbeds werden die Eigenschaften wie Erweiterbarkeit und Konfigurierbarkeit der Funktionalitäten des REST-basiertenWeb Services sichergestellt. Durch die berücksichtigte Erweiterbarkeit kann das Testbed leicht um neue Funktionalitäten ergänzt werden. Die Konfigurierbarkeit erlaubt das Anpassen der funktionalen und nicht-funktionalen Eigenschaften des Testbeds, um die Erfüllbarkeit der an eine Client-Anwendung gestellten funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen zu überprüfen.Item Open Access Partnerübergreifende Geschäftsprozesse und ihre Realisierung in BPEL(2016) Kopp, Oliver; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)Diese Arbeit beschäftigt sich mit Geschäftsprozessen, die die Grenzen von Organisationen überspannen. Solche Geschäftsprozesse werden Choreographien genannt. In der Arbeit wird die CREAM-Methode vorgestellt, die zeigt, wie Choreographien modelliert werden können. Im Gegensatz zu Choreographien bezeichnen Orchestrierungen ausführbare Geschäftsprozesse einer einzelnen Organisation, die Dienste nutzen, um ein Geschäftsziel zu erreichen. Eine Variante der CREAM-Methode erlaubt, von einer Orchestrierung durch Aufteilung der Orchestrierung eine Choreographie zu erhalten. Um hierbei die impliziten orchestrierungsinternen Datenabhängigkeiten in Nachrichtenaustausche zu transformieren, wird der explizite Datenfluss der Orchestrierung benötigt. Die Web Services Business Process Execution Language (BPEL) ist eine verbreitete Sprache zur Modellierung von Geschäftsprozessen. In ihr wird der Datenfluss implizit modelliert und somit wird ein Verfahren benötigt, das den expliziten Datenfluss bestimmt. In dieser Arbeit wird ein solches Verfahren vorgestellt. Um eine Choreographie zu modellieren, wird eine Choreographiesprache benötigt. Zur Identifikation einer geeigneten Sprache werden in dieser Arbeit Kriterien zur Evaluation von Choreographiesprachen vorgestellt und damit Choreographiesprachen im Web-Service-Umfeld bewertet. Da keine der betrachteten Sprachen alle Kriterien erfüllt, wird die Sprache BPEL4Chor vorgestellt, die alle Kriterien erfüllt. Um die wohldefinierte Ausführungssemantik von BPEL wiederzuverwenden, verwendet BPEL4Chor die Sprache BPEL als Beschreibungssprache des Verhaltens jedes Teilnehmers in der Choreographie. BPEL4Chor verwendet analog zu BPEL XML als Serialisierungsformat und spezifiziert keine eigene graphische Repräsentation. Die Business Process Modeling Notation (BPMN) ist der de-facto Standard, um Geschäftsprozesse graphisch darzustellen. Deshalb wird in dieser Arbeit BPMN so erweitert, dass alle in BPEL4Chor verfügbaren Konstrukte mittels BPMN modelliert werden können.Item Open Access Integration of IoT devices via a blockchain-based decentralized application(2017) Ahmad, AfzaalBlockchains are shared, immutable ledgers for recording the history of transactions. They foster a new generation of transactional applications that establish trust, accountability, and transparency. It enables contract partners to secure a deal without involving a trusted third party. Initially, the focus was on financial industry for digital assets trading like Bitcoin, but with the emergence of Smart Contracts, blockchain becomes a complete programmable platform. Many research and commercial organization start diving into blockchain world, bringing new ideas of its application in different sectors like supply chain, Health, and autonomous shopping. This thesis presents an idea to integrate Internet of Things (IoT) devices via a blockchain based decentralize application based on Ethereum. The application consists of front-end application which can be deployed to any web server, and a smart contract which will be deployed on a private blockchain network comprises of Peer-to-Peer (P2P) connected IoT devices acting as full Ethereum node. The application emulates the digital transport ticketing system where the asset is a ticket which can be purchased and paid by the user using ether in their Ethereum account on the blockchain. Once the purchase transaction is mined, it is propagated to all the peers. Ticket can now be accessed locally without requesting any centralized system, which makes the system easily accessible and safe because of the security, data integrity and decentralization of the blockchain-based systems.Item Open Access Modeling and timing analysis of micro-ROS application on an off-road vehicle control unit(2022) Bappanadu, Suraj RaoROS is known to be the most popular middleware for the development of software in modern day robots. It's next version, ROS 2 is highly modular and offers flexibility by supporting on microprocessors running desktop operating systems. Micro-ROS puts the major ROS 2 features on microcontrollers, i.e., highly resource-constrained computing devices running specialized real-time operating systems. ROS 2 is also of great importance for other domains, including autonomous driving and the off-road sector. Accordingly, there is significant interest in bringing micro-ROS to typical automotive control units. These embedded platforms support AUTOSAR Classic OSEK-like operating system which is very different in many aspects when compared to the platforms supported by micro-ROS. Some of the aspects have already been addressed in a previous work. This thesis mainly focuses on mapping the micro-ROS execution scheme to AUTOSAR scheme and dynamic memory management of the micro-ROS stack. From the micro-ROS architecture perspective, to successfully port the stack on an AUTOSAR-based ECU, the middleware and other layers of the stack are also analysed and adapted using a standard approach to support tasks-like execution model instead of threads-like execution model. Additionally, the support for standard CAN protocol based on custom transport configuration with the hardware CAN on the BODAS ECU is introduced. Model-based development methods have proven their utility in automotive industry. Therefore, we also focus on describing the timing properties of the micro-ROS stack in a model-based approach. We develop a generic model which is independent of a specific modeling language. In the next step, we realize the generic model using the widely used AMALTHEA language and analyse how well the developed model predicts the timing behavior of micro-ROS tasks. Finally, the effectiveness of the approach regarding timing and modeling is demonstrated with a micro-ROS test application first on Linux and then on the off-road vehicle control unit BODAS RC18-12/40 by Bosch Rexroth.Item Open Access Concept and implementation of a pluggable framework for storage, transformation, and analysis of large-scale enterprise topology graphs(2013) Todenhagen, HannesThe addition of on-demand cloud computing offerings increases the complexity of IT systems rapidly. Enterprise Topology Graphs depict all the components of enterprise IT and their relations, to regain insight into enterprise IT. The focus of this work is the research, design and implementation of a framework to store and manage these graphs in an efficient way. The difficulties are the enormous graph sizes and a lot of meta information, leading to a complex design to offer a good performing solution. The framework is based on a graph database to store the Enterprise Topology Graph efficiently and offers a pluggable architecture to be able to extend the functionality, e.g. with transformation operations the graphs. With the reference implementation of this framework, the complex structures of enterprise IT systems can be stored, managed and easily manipulated to gain a more detailed view on the IT components and their dependencies.Item Open Access Web-based application integration: advanced business process monitoring in WSO2 carbon(2011) Krein, JakobToday’s business processes tend to get more and more complex and can sometimes have hundreds of activities. Maintaining and monitoring these business processes can get hard for companies’ IT experts. Process views support those experts by providing user-defined views of a process. Complexity can be reduced by aggregating activities or leaving them out. It is also possible to highlight parts of a process that are more im-portant than others. Business Process Illustrator is an open-source, web-based business process monitoring tool, developed at the Institute of Architecture of Application Systems at the University of Stuttgart. This tool uses process views to simplify the monitoring of complex business processes. It has a built-in adapter for the Apache ODE process engine, but it can basically support any type of Workflow Management System. WSO2 Carbon is a modular open-source middleware platform which hosts a rich set of middleware components encompassing capabilities such as business process man-agement and business activity monitoring. It is extensible and allows the installation of custom components through a technology called OSGi. WSO2 Business Process Server is a WSO2 Carbon-based product that executes business processes defined using the WS-BPEL standard. The WSO2 Process Server is powered by Apache ODE and therefore predestinated for the Business Process Illustrator to be integrated with WSO2 Carbon. The goal of this student thesis is to provide an open-source integration of the Business Process Illustrator with the WSO2 Carbon platform as an OSGi bundle and to establish a connection to the Business Process Server component.Item Open Access REST compliant clients for REST APIs(2014) Jaber, MustafaIn today's distributed systems, REST services play a centric role in defining applications' architecture. Current technologies and literature focus on building server-side REST applications. But they fail to build generic and REST compliant client solutions. Therefore, most offered services and especially client applications rarely comply to the constraints that constitute the REST architecture. In this thesis, the architecture of a new generic framework for building REST compliant client applications is introduced. In addition, a new description language that conforms to REST's constraints and helps reduce development time is presented. We describe in this work the building-blocks of the proposed solutions and show a software implementation of a library that leverages the solutions' architectures. Using the proposed framework and description language, client applications that conform to the full set of REST's constraints can be built in an easy and optimized way. In addition, REST service providers can rely on the proposed description language to eliminate the complexity of repetitively building customized solutions for different technologies or platforms.Item Open Access Classifying physical exercises and counting repetitions using three-dimensional pose estimation(2023) Wallmann, JonasResistance training is known to increase physical and mental health but requires a lot of knowledge and experience to be done effectively and safely. Personal trainers and physiotherapists provide their knowledge to athletes but their profession requires a lot of learning and experience, thus making their services often not affordable to the general public. Automating certain aspects of their work will make their services more available to the general population and therefore lead to more safe and more effective athletes. The first steps of automating personal training lie in observing a subject train and understanding their performed workout. This provides the basics for future work of automating providing feedback on exercise execution and improving their training regimes. In order to do so, we developed a proof-of-concept program, that uses a two-dimensional camera video as an input to classify what exercise a user performs and automatically counts the number of performed repetitions, in real-time. It should work without imposing requirements in the camera perspective or needing to know what exercise will be performed in advance. This is achieved by using a three-dimensional pose estimation model and defining a rule-based algorithm, that considers the position and angle of joints that characterize the performed exercises We evaluate our proof-of-concept program using videos of subjects performing squats and push-ups in order to understand the accuracy in a real-world scenario. Our program achieved an overall accuracy of 95.57% for the squats and 93.69% for the push-up evaluation.Item Open Access A systematic mapping study on development and use of AI planning tools(2021) Philippsohn, RobertArtificial intelligence (AI) planning is a big area in the AI field with many needs and special problems. Therefore, it needs tools to suit these special problems and request, as well as for trends in the AI planning community. Since 1971 there has been an influx of many tools that assist insolving planning problems and making plans. To give a better overview of the available landscape of AI planning tools this systematic mapping study was conducted and try also to shows what software engineering principles are used in creating the tools. We also try to depict in which industry domains the AI planning tools are used and how many papers mention the tools being used in the industry. In the end, we conclude that there are at least 106 different tools out there, with only a fraction being used in the industry. While only a small part of the tools are talked about being used in the industry, this small part is covering a wide array of industry domains.Item Open Access Eine Methode zum Verteilen, Adaptieren und Deployment partnerübergreifender Anwendungen(2022) Wild, Karoline; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)Ein wesentlicher Aspekt einer effektiven Kollaboration innerhalb von Organisationen, aber vor allem organisationsübergreifend, ist die Integration und Automatisierung der Prozesse. Dazu zählt auch die Bereitstellung von Anwendungssystemen, deren Komponenten von unterschiedlichen Partnern, das heißt Abteilungen oder Unternehmen, bereitgestellt und verwaltet werden. Die dadurch entstehende verteilte, dezentral verwaltete Umgebung bedarf neuer Konzepte zur Bereitstellung. Die Autonomie der Partner und die Verteilung der Komponenten führen dabei zu neuen Herausforderungen. Zum einen müssen partnerübergreifende Kommunikationsbeziehungen realisiert und zum anderen muss das automatisierte dezentrale Deployment ermöglicht werden. Eine Vielzahl von Technologien wurde in den letzten Jahren entwickelt, die alle Schritte von der Modellierung bis zur Bereitstellung und dem Management zur Laufzeit einer Anwendung abdecken. Diese Technologien basieren jedoch auf einer zentralisierten Koordination des Deployments, wodurch die Autonomie der Partner eingeschränkt ist. Auch fehlen Konzepte zur Identifikation von Problemen, die aus der Verteilung von Anwendungskomponenten resultieren und die Funktionsfähigkeit der Anwendung einschränken. Dies betrifft speziell die partnerübergreifenden Kommunikationsbeziehungen. Um diese Herausforderungen zu lösen, stellt diese Arbeit die DivA-Methode zum Verteilen, Adaptieren und Deployment partnerübergreifender Anwendungen vor. Die Methode vereinigt die globalen und lokalen Partneraktivitäten, die zur Bereitstellung partnerübergreifender Anwendungen benötigt werden. Dabei setzt die Methode auf dem deklarativen Essential Deployment Meta Model (EDMM) auf und ermöglicht damit die Einführung deploymenttechnologieunabhängiger Modellierungskonzepte zur Verteilung von Anwendungskomponenten sowie zur Modellanalyse und -adaption. Das Split-and-Match-Verfahren wird für die Verteilung von Anwendungskomponenten basierend auf festgelegten Zielumgebungen und zur Selektion kompatibler Cloud-Dienste vorgestellt. Für die Ausführung des Deployments können EDMM-Modelle in unterschiedliche Technologien transformiert werden. Um die Bereitstellung komplett dezentral durchzuführen, werden deklarative und imperative Technologien kombiniert und basierend auf den deklarativen EDMM-Modellen Workflows generiert, die die Aktivitäten zur Bereitstellung und zum Datenaustausch mit anderen Partnern zur Realisierung partnerübergreifender Kommunikationsbeziehungen orchestrieren. Diese Workflows formen implizit eine Deployment-Choreographie. Für die Modellanalyse und -adaption wird als Kern dieser Arbeit ein zweistufiges musterbasiertes Verfahren zur Problemerkennung und Modelladaption eingeführt. Dafür werden aus den textuellen Musterbeschreibungen die Problem- und Kontextdefinition analysiert und formalisiert, um die automatisierte Identifikation von Problemen in EDMM-Modellen zu ermöglichen. Besonderer Fokus liegt dabei auf Problemen, die durch die Verteilung der Komponenten entstehen und die Realisierung von Kommunikationsbeziehungen verhindern. Das gleiche Verfahren wird auch für die Selektion geeigneter konkreter Lösungsimplementierungen zur Behebung der Probleme angewendet. Zusätzlich wird ein Ansatz zur Selektion von Kommunikationstreibern abhängig von der verwendeten Integrations-Middleware vorgestellt, wodurch die Portabilität von Anwendungskomponenten verbessert werden kann. Die in dieser Arbeit vorgestellten Konzepte werden durch das DivA-Werkzeug automatisiert. Zur Validierung wird das Werkzeug prototypisch implementiert und in bestehende Systeme zur Modellierung und Ausführung des Deployments von Anwendungssystemen integriert.