Universität Stuttgart

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Start date: 2016End date: 2016Publication Type: search.filters.UBSTyp.Abschlussarbeit (Diplom)

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    Visual Analytics im Kontext der Daten- und Analysequalität am Beispiel von Data Mashups
    (2016) Behringer, Michael
    Viele Prozesse und Geschäftsmodelle der Gegenwart basieren auf der Auswertung von Daten. Durch Fortschritte in der Speichertechnologie und Vernetzung ist die Akquisition von Daten heute sehr einfach und wird umfassend genutzt. Das weltweit vorhandene Datenvolumen steigt exponentiell und sorgt für eine zunehmende Komplexität der Analyse. In den letzten Jahren fällt in diesem Zusammenhang öfter der Begriff Visual Analytics. Dieses Forschungsgebiet kombiniert visuelle und automatische Verfahren zur Datenanalyse. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Verwendung und die Ziele von Visual Analytics evaluiert und eine neue umfassendere Definition entwickelt. Aus dieser wird eine Erweiterung des Knowledge Discovery-Prozesses abgeleitet und verschiedene Ansätze bewertet. Um die Unterschiede zwischen Data Mining, der Visualisierung und Visual Analytics zu verdeutlichen, werden diese Themengebiete gegenübergestellt und in einem Ordnungsrahmen hinsichtlich verschiedener Dimensionen klassifiziert. Zusätzlich wird untersucht, inwiefern dieser neue Ansatz im Hinblick auf Daten- und Analysequalität eingesetzt werden kann. Abschließend wird auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse eine prototypische Implementierung auf Basis von FlexMash, einem an der Universität Stuttgart entwickelten Data Mashup-Werkzeug, beschrieben. Data Mashups vereinfachen die Einbindung von Anwendern ohne technischen Hintergrund und harmonieren daher ausgezeichnet mit Visual Analytics.
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    Comparison of time series databases
    (2016) Bader, Andreas
    Storing and analyzing large amounts of data are growing in importance since the fourth industrial revolution. As more devices are becoming “smart” and are equipped with sensors in today’s world, the amount of data that can be stored and analyzed grows. Insights from this data are important for several industries, e. g., energy companies for controlling smart grids. Traditional Relational Database Management Systems (RDBMS) have reached their limits with such huge amounts of data, which resulted in a new database type, the NoSQL Database Management Systems (DBMS). NoSQL DBMS are specialized in handling huge amounts of data with the help of distribution and weaker consistency. Between these two a new type arose: Time Series Database (TSDB), which is specialized for storing and querying time series data. The amount of existing TSDBs is big, whereby for this thesis 75 TSDBs have been found. 42 of them are open source, the remaining TSDBs are commercial. Many of the found open source TSDBs are under ongoing development. The challenge is the selection of one TSDB for a given scenario or problem. Benchmarks that have the ability to compare several TSDBs for a specific scenario or in general are hardly existing. This currently makes a choice based on performance only possible if TSDBs are manually compared in a test environment or with a self-written benchmark. In this thesis, a feature comparison with 19 criteria in five groups between ten of these TSDB is presented and discussed. After presenting metrics, scenarios, and requirements for a benchmark, a benchmark for TSDB, TSDBBench, is presented. TSDBBench uses an Elastic Infrastructure (EI) and alterable workloads to measure the query latency and space consumption in different scenarios that include an alterable cluster setup. All benchmarking steps are automated, so that no user interaction is required after starting the benchmark. It also uses an adapted version of Yahoo Cloud Server Benchmark (YCSB) that is named Yahoo Cloud Server Benchmark for Time Series (YCSB-TS) for creating and measuring the queries of a workload, which is also presented in this thesis. For the performance part of the comparison, two scenarios are compared between the ten TSDBs with the use of TSDBBench. The results of the performance comparison are presented and discussed afterward. The thesis concludes with a discussion of the results from the feature and performance comparison.
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    Erkennung semantischer Klone mittels Locality-Sensitive-Hashing charakteristischer Vektoren
    (2016) Zschiesche, Jannik
    Duplizierter Quellcode ist für eine nähere Betrachtung aus mehreren Gründen interessant, seien dies rechtliche Fragen, Fragen der Programmoptimierung, Programmanalysefragen oder die Wartung von Software. Insbesondere in großen Teams ist es nicht möglich, den Detailblick für jede Komponente des Systems zu bewahren. An anderer Stelle ist aus es programmarchitektonischer Sicht nicht möglich, die vorliegende Abstraktion zu verwenden und sie muss absichtlich dupliziert werden. In einigen Fällen kann es sogar von Vorteil sein, duplizierten Code an einigen wenigen Stellen in seinem Programm einzusetzen. Es sind bereits einige Klonerkennungsverfahren etabliert, diese beschränken sich in aller Regel jedoch auf syntaktische Klone. Um zusätzlich semantische Klone zu erkennen, sind bisher keine skalierbaren Verfahren bekannt. DECKARD von Jiang et al, und darauf aufbauend Gabel et al haben ein Klonerkennungsverfahren entworfen, das sowohl stark in der syntaktischen Klonerkennung ist, als auch Stärken in der semantischen Klonerkennung hat. Diese Arbeit implementiert und analysiert dieses Verfahren als eine Erweiterung an das bestehende Bauhaus-Projekt.
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    Bluetooth Low-Energy beacons guidance system for visually impaired
    (2016) Leiß, Florian
    Visually impaired people need to get more independent in fulfilling their daily tasks. Smartphones are helping them to orientate in unknown environments and to get information about it. Indoor Navigation on a smartphone is a difficult task for developers, because absolute positioning indoors is challenging. Smart environments give the opportunity to interact with the environment. Small Bluetooth low energy devices that need little maintenance and have long battery time can be used to emit light, vibrate or play sounds. Visually impaired people are more used to relative positioning. In account with that a concept was designed in which they can explore their environment using these interactive devices. In this thesis, a platform called Blidget is used which can advertise information using Bluetooth. The modular design of the Blidgets also gives the opportunity to use it as a sensor or an actor by attaching modules. The use of interactive audio feedback from the Smart Environment for indoor navigation for the visually impaired was therfore evaluated. For this purpose a navigation application was implemented using Blidgets to give audio output in different frequencies and durations. The user gets turn-by-turn instructions through the building and can interact with the Blidgets on his path. The usability of this navigational aid was evaluated by comparing it to a simulated ideal verbal guidance system and a tactile map. The results indicate that using the environment for indoor navigation is promising but the use of a touchscreen for input while moving and carrying a white cane needs further improvement.
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    Making public display content accessible
    (2016) Dridiger, Alexander
    Research in the domain of public displays has come a long way since the 1970s. This relatively new field is trying to overcome challenges that came up in finding a common ground for designing efficient techniques to get the most out of public displays. Attention grabbing and human-computer interaction are very important topics and are difficult to implement in a satisfying way. Gaze-based approaches are widely used when it comes to solving those problems. However, accessibility and assistive features are still rarely incorporated when dealing with public displays. Visually impaired people in particular are mostly unaware of public displays and have very few means of approaching them and interacting with them. This thesis analyzes current problems visually impaired people have when dealing with public displays by interviewing them inside a focus group and by providing an online survey. Based on the gathered results a prototype was implemented simulating a public display environment. Users can interact with those public displays via their regular smartphones using a Bluetooth Low Energy connection. The application is running in the background and users get notifications when the public display is nearby. They get useful information at once and can query the public display for more information via the application on their smartphone without using the public display directly. A multi-user approach is used to support real-time communication through the public displays and to examine possible scenarios of interaction between users. Since this thesis focuses on accessible content, great attention is directed to give suggestions what kind of content is most suitable and how to appropriately make it accessible. Visually impaired participants test this prototype in a user study. An evaluation of all the data outlines important feedback and gives valuable design implications when dealing with accessible public displays for future research topics.
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    Extraktion, Analyse und grafische Anzeige von Jobdaten
    (2016) Hatje, Kai
    Arbeitsstellen werden im Internet meist über Jobbörsen gesucht. Diese bieten in der Regel allerdings nur sehr grundlegende und begrenzte Such- und Anzeigemöglichkeiten. Insbesondere die Möglichkeit, sich weitere Informationen anzeigen zu lassen, ist meistens nicht gegeben. Außerdem ist die Art, wie Suchergebnisse angezeigt werden, nicht besonders übersichtlich. In dieser Arbeit wurde ein System implementiert, welches aufbauend auf gesammelten Jobbörsendaten Arbeitsstellen übersichtlich anzeigen und weiterführende Informationen dazu einblenden kann. Dazu wird eine Karte verwendet, auf der die Arbeitsstellen als Punkte geographisch angezeigt werden. Zudem werden weitere Informationen eingeblendet, direkt als Werte und als Barcharts.
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    Evaluation of depth-camera-systems for usage in semi-controlled assembly environments
    (2016) Matheis, Michael
    With the availability of affordable depth-camera-systems like the Microsoft Kinect, Depth Imaging has seen a fast-growing number of applications in many different fields over the last years. Such systems can however be based on different measurement principles with widely differing parameters and hence are difficult to evaluate against a single benchmark. While accuracy and precision of depth-camera-systems inherently vary significantly with measuring distance and changing environments, and therefore impose heavy constraints on real world applications, they even allow for automated quality assurance in controlled environments. Context aware assistive systems in manual assembly environments push these boundaries by employing quality assurance in more open environments, where distracting influences by the worker or the work-space environment cannot be ruled out. The thesis concerns itself with the exploration and evaluation of different depth measuring approaches (e.g. Time of Flight, Structured Light, Stereo Vision) for usage in semi-controlled assembly environments. The still underexplored effects of material properties on measurements are experimentally evaluated and the resulting limitations of each approach for usage in assembly environments are discussed.
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    Anwendung von künstlichen neuronalen Netzen in Steuerung und Analyse von intralogistischen Materialflusssystemen (MFS) im Rahmen von Industrie 4.0
    (2016) Schehrer, Benjamin
    In modernen Intralogistikanlagen ist optimale Materialflusssteuerung die wichtigste Funktion neben der Verwaltung der eingelagerten Waren. Um eine kostspielige Konfiguration der oft sehr komplexen Anlagen zu vermeiden, ist es notwendig, den Konfigurationsprozess zu automatisieren. Das Ziel dieser Arbeit soll ein Prototyp zur Ermittlung der optimalen Konfiguration, im Hinblick auf Leistung und Verschleiß, von intralogistischen Materialflüssen sein. Hierzu werden im Rahmen dieser Diplomarbeit zunächst Inhouse-Experten zu den unterschiedlichen Konfigurationsparametern befragt. Auf Basis der gewonnen Daten soll ein abstraktes Modell zur Modellierung der verschiedenen Intralogistikanlagen erstellt werden. Des Weiteren sollen die unterschiedlichen Methoden zur automatisierten Optimierung der Lagerflüsse untersucht und die Methode der künstlichen neuronalen Netze in einem Prototyp, unter Verwendung des abstrakten Modells, umgesetzt werden. Der Prototyp soll in der Lage sein, eine optimale Konfiguration für ein gegebenes Modell eines intralogistischen Materialflusssystems zu ermitteln. Die ermittelte Konfiguration soll in einem nächsten Schritt gegen eine Standardinstallation der Software viadat und gegen eine Simulation in der Simulations- und Emulationssoftware Emulate 3D validiert werden können. Für eine spätere Automatisierung der Validierung soll die Software Emulate 3D auf vorhandene Programmierschnittstellen untersucht werden. Des Weiteren sollen die Möglichkeiten der Anbindung der Modelllösung an die Standardsoftware viadat evaluiert werden.
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    Extension of the Nefolog decision support system for the Cloud
    (2016) Huang, Jinhui
    For the purpose to help users to make cloud migration choices more conveniently, this thesis extends a decision support system called Nefolog with better performance and more complex functionalities, which are exposed as RESTful web services. Based on these web services, a web application is created, during its implementation, a modern MVC framework AngularJS and a data visualization library D3 is used to produce a dynamic, interactive user interface.