Universität Stuttgart
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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 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 Eigenschaften und Verfahren zur Fertigung von superhydrophoben Oberflächen zur Anwendung in der Medizin und Life Science(2021) Felk, DominiqueIn dieser Studienarbeit werden die Eigenschaften, sowie die geometrische Gestalt von superhydrophoben Oberflächen anhand einer ausführlichen Literaturrecherche aufgezeigt. Wassertropfen nehmen auf superhydrophoben Oberflächen eine nahezu sphärische Gestalt an und rollen leicht von einer geneigten Oberflächen ab. Dabei nehmen die Wassertropfen etwaige Verschmutzungen mit. Diese reinigende Wirkung ist charakteristisch für den Lotus-Effekt, welcher physikalisch auf dem Vorhandensein des Cassie-Baxter Zustands beruht. So weisen superhydrophobe Oberflächen einen Kontaktwinkel θ0 von mindestens 150° auf. Aus dem großen Kontaktwinkel resultiert eine geringe Adhäsion der Oberfläche mit einem Wassertropfen. Dadurch gleitet der Tropfen bereits bei geringen Gleitwinkeln von kleiner als 10° von einer geneigten Ebene ab. Neben einem großen Kontakt- und einem kleinen Gleitwinkel weisen superhydrophobe Oberflächen eine Kontaktwinkelhysterese von kleiner als 5° auf. Außerdem bestehen die Oberflächen aus Materialien mit geringen Oberflächenenergien. Erzielbar ist der Lotus-Effekt durch eine Oberflächenmorphologie, die ein hohes Luftvolumen zwischen der Oberfläche und einem Wassertropfen einschließt. Dies ist möglich durch Strukturen im Größenbereich von einigen hundert Nanometern bis zu einigen zehn Mikrometern. Die Strukturen selbst müssen ein hohes Aspektverhältnis aufweisen, welches durch hierarchisch aufgebaute Strukturen erzielt werden kann. Außerdem werden in dieser Arbeit verschiedene Anwendungen aus dem Bereich der Medizin und der Life Science aufgeführt, die durch superhydrophobe Oberflächen ermöglicht werden. Beispielhafte Anwendungen sind superhydrophobe Textilwickel, welche eine Heilung bei Druckgeschwüren begünstigen sollen, oder eine kontrollierte in-vitro Freisetzung von Medikamenten. Die Literaturrecherche zeigt, dass die Herstellung von superhydrophoben Oberflächen auf Strukturen in Metall, Silizium und Kunststoff beruhen kann. So ist die Erzeugung von Strukturen in Metall und Silizium über konventionelle Fertigungsverfahren wie die Plasmabearbeitung (DRIE, ICP), das Tauchbad und die Laserbearbeitung möglich. Zur Erzeugung der Strukturen in Kunststoff eignet sich das Spritzgießen, das Formgießen und das Heißprägen. Für die stochastische Aufrauung der Kunststoffoberfläche eignet sich die Bearbeitung mit Plasma. Die am Institut für Mikrointegration der Universität Stuttgart (IFM) und Hahn-Schickard Gesellschaft Stuttgart (HS-S) vorhandenen Geräte ermöglichen grundsätzlich eine Herstellung der für superhydrophobe Oberflächen erforderlichen Größenordnungen. Dazu muss unter anderem untersucht werden, welche Anwendungen realisiert werden sollen und welche Medien in Kontakt mit der Oberfläche stehen werden. Darauf hin muss das Verhalten des Mediums mit verschiedenen Oberflächenmorphologien analysiert werden, um die am besten geeignete Struktur zu finden.Item Open Access Classification of cryptographic libraries(2017) Poppele, Andreas; Eichler, Rebecca; Jäger, RolandSoftware developers today are faced with choosing cryptographic libraries in order to implement security concepts. There is a large variety of cryptographic libraries for diverse programming languages, without there being a standardized conception of different properties of these cryptographic libraries. This report provides a classification of over 700 cryptographic libraries. The libraries were chosen pertaining to currentness and popularity. In order to provide a standardized overview the most important traits and characteristics of these libraries were gathered and defined. Data collection on these characteristics was performed in a manual as well as automated fashion. The classification contains information that will help experienced and inexperienced developers in the cryptographic field to choose a library that fits their abilities. Furthermore, it may be used as a basis for studies concerning any form of improvement of these libraries and many more.Item Open Access Ausführung einer Modellreduktion für Simulationen auf Basis der Workflow-Technologie(2011) Remppis, SimonBei der Durchführung wissenschaftlicher Computersimulationen wird immer häufiger Workflowtechnologie eingesetzt, was die Begriffe Scientific Workflow und Simulationsworkflow geprägt hat. Vorteile der Workflow-Technologie sind u.a. die Automatisierbarkeit der Simulationsprozesse und die Wiederverwendbarkeit der genutzten Komponenten. Teilweise können erprobte Werkzeuge und Technologie aus dem Bereich der Business Workflows auch im wissenschaftlichen Bereich eingesetzt werden. Von besonderem Interesse ist hier die Workflowsprache BPEL, die in der Geschäfts-IT große Verbreitung gefunden hat. Da die Aktivitäten eines BPEL-Workflows in der Regel als Webservices implementiert werden, kann der Workflow auf Ressourcen zugreifen, die über große, heterogene Netzwerke verteilt sind. In dieser Studienarbeit wird untersucht, wie die Workflowtechnologie zur automatisierten Ausführung der Modellreduktion eines elastischen Mehrkörpersystems verwendet werden kann. Die Modellreduktion ist eine Vorstufe zur Simulation eines mathematischen Modells und dient dazu, die Zahl der Freiheitsgrade des Simulationsmodells zu reduzieren und dabei das Verhalten des Originalsystems möglichst gut zu approximieren. Durch die verminderte Modelldimension kann die Komplexität der nachgelagerten Simulation gesenkt und ihre Ausführungsgeschwindigkeit erhöht werden. Zuerst wird erörtert, welche Operationen zur Ausführung einer Modellreduktion notwendig sind. Aus diesen Schritten wird ein Prozessmodell zusammengesetzt und unter Verwendung von BPMN-Diagrammen dargestellt. Ausgehend von diesem Prozessmodell werden anschließend ausführbare BPEL-Workflows zur Durchführung der Modellreduktion entwickelt. Da wesentliche Workflowschritte unter Verwendung von Matlab ausgeführt werden, wird in dieser Arbeit auch untersucht, wie Matlab-Operationen als Webservice bereitgestellt und an einen BPEL-Workflow angebunden werden können.Item Open Access Berechnung und Bewertung der Schallausbreitung von Windenergieanlagen mit Hilfe von Messdaten(2023) Häfele, Lorenz KarlItem 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 Systemanalyse und Workflowverwaltung eines Frameworks für Cache-effiziente adaptive Simulation(2011) Greis, Miriam; Hackländer, Jessica; Hirmer, PascalDieses Dokument stellt die Ausarbeitung der Fachstudie "Systemanalyse und Workflowverwaltung eines Frameworks für cache-effiziente adaptive Simulation" dar, welche von Mai bis Oktober 2011 stattfand. Die Abteilung "Simulation großer Systeme" des Instituts für Parallele und Verteilte Systeme forscht derzeit an der Entwicklung eines Frameworks für eine effiziente Berechnung von fluiden Strömungen durch poröse Medien. Dabei wurde der Ansatz der Gitterberechnung nach Sierpinski gewählt und das Framework soweit funktionsfähig implementiert. Dieses System enthält jedoch noch Schwachstellen die mit Hilfe dieser Fachstudie behoben werden sollten. Die Fachstudie ist in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil umfasst die Analyse des gegebenen Frameworks mitsamt allen Hilfsmitteln, den eingesetzten Programmiersprachen und Werkzeugen. Des Weiteren sollte dabei der angewandte Simulationsprozess selbst mit den im gegebenen System verwendeten Konzepten und Methoden beschrieben werden, um die Problematik des Systems vollständig erfassen zu können. Hierbei sollte ein Nachbau des Systems in einer beliebigen Programmiersprache erfolgen. Der zweite Teil der Fachstudie umfasst Lösungsansätze für die Problematiken des Systems anhand selbst entworfener Prototypen. Mögliche Lösungsansätze sind Präprozessor-Anweisungen, ein Python-Skript und die Erstellung einer Workflow-GUI. Dabei soll das bestehende System nicht ersetzt, sondern dessen Bedienung erleichtert werden. Diese Lösungsansätze sollten untersucht, beschrieben und anschließend mit dem bestehenden System bzw. mit den anderen Lösungsansätzen verglichen werden. Das Ergebnis ist eine Empfehlung des bestmöglichen Lösungsansatzes. Dieses Dokument ist in 5 Kapitel gegliedert. Nach dem Einleitungskapitel befasst sich das darauffolgende zweite Kapitel mit der Analyse des gegebenen Systems. Hierbei werden die Methoden des Simulationsprozesses, die Einsatzgebiete und die eingesetzten Werkzeuge beschrieben. Am Ende dieses Kapitels wird die Problematik des bestehenden Systems geschildert und der Nachbau beschrieben. Das dritte Kapitel beschreibt die verschiedenen Ansätze zur Lösung der beschriebenen Problematik. Die drei Lösungsansätze sind Präprozessor-Anweisungen, ein Python-Skript zur Codegenerierung und eine Workflow-GUI. Anschließend werden diese Lösungsansätze bezüglich verschiedener Qualitäten wie Wartbarkeit, Einfachheit, Erlernbarkeit usw. verglichen. Aus diesen Informationen folgt im letzten Kapitel das Fazit, welches eine Empfehlung über die zu wählende Methode gibt.Item Open Access GPU-based assembly of stiffness matrices in the parallel multilevel partition of unity method(2012) Kanis, SebastianMany real world problems can be modeled with Partial Differential Equations (PDEs). Since for many PDEs no exact solution can be found, there exists a variety of methods which give an approximate solution to those PDEs. One method which can be applied to find an approximate solution for elliptic PDEs is the Parallel Multilevel Partition of Unity Method (PMPUM). The major computational effort in this method is needed for the discretization of the differential operator. In this work we focus on the applicability of General-purpose computing on graphics processing units (GPGPU) on this task. A GPGPU implementation of the PMPUM is and a comparison to a given CPU implementation is presented. It is shown that the implementation using a GPGPU approach can be applied to many cases arising in the PMPUM to improve the performance.Item Open Access Übersicht und Evalution am Markt erhältlicher Systeme zur graphischen Darstellung von Kartenmaterial(2013) Scheurich, Jonas; Scholz, Martin; Steinhart, DavidDiese Arbeit bietet einen Überblick über bis Anfang Juli 2013 erhältliche Karten-Renderer. Grundsätzlich wird hierbei unterschieden zwischen kommerziellen und gemeinnützigen Projekten. Ein Projekt wird dann als kommerziell bezeichnet, wenn Karten gegen Geld bereitgestellt werden oder eine größere Organisation die Entwicklung der Karten in Auftrag gegeben hat. Gemeinnützige Projekte sind solche, die ihre Karten kostenlos zur Verfügung stellen, ohne finanzielle Absichten zu verfolgen. Es stellt sich heraus, dass viele der nicht-kommerziellen Projekte versuchen neue Techniken einzusetzen, wie zum Beispiel das On-The-Fly-Rendern oder 3D-Darstellung von Kartenmaterial. Im Gegensatz dazu setzen kommerzielle Hersteller weitestgehend auf statische Techniken, zum Beispiel das Rendern von Karten im Vorhinein, welche anschließend nur geladen und angezeigt werden müssen. Des Weiteren setzen die kommerziellen Hersteller auf breite Marktabdeckung. Diese bieten ihre Karten meistens in allen gängigen Formaten an (als Webanwendung, als JavaScript- Plugin, als Plugin bzw. App für iOS und Android), wohingegen die nicht-kommerziellen Projekte meistens nur ein einziges Medium bedienen. Die Nutzung von vorgerenderten Karten hat den großen Vorteil, dass hochwertigere Karten ohne Verzögerung angezeigt werden können. Zudem muss der Karten-Renderer, der den größten Aufwand erzeugt, nicht auf verschiedene Systeme portiert werden. Vor allem On- The-Fly-Renderer sind oft langsam und haben dennoch qualitativ schlechte Karten, weil auf langsame Optimierungsalgorithmen verzichtet werden muss. Der Vorteil von On-The-Fly- Renderern ist, dass man eine Karte nach eigenen Wünschen verändern kann (z.B. Radwege hervorheben), allerdings gibt es wenige Anwendungen, wo dies von Nutzen wäre. Diese Arbeit versucht für verschiedene Anwendungsfälle Empfehlungen auszusprechen. Wenn man z.B. eine Anwendung entwickelt, die Karten in veränderter Form benutzen möchte (z.B. andere Optik, personalisierte Karten), so empfiehlt sich die Nutzung eines Freeware-Produkts. Diese sind oft quelloffen und haben geringe Auflagen, allerdings ist die Dokumentation meist mangelhaft und viele der Produkte sind unausgereift. Für die meisten Anwender reicht eines der kostenlosen Pakete eines kommerziellen Anbieters, da diese (in einem festgelegten Rahmen) ohne großen Aufwand genutzt werden können.