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This Master's Thesis discusses intelligent sensor networks considering autonomous sensor placement strategies and system health management. Sensor networks for an intelligent system design process have been researched recently. These networks consist of a distributed collective of sensing units, each with the abilities of individual sensing and computation. Such systems can be capable of self-deployment and must be scalable, long-lived and robust. With distributed sensor networks, intelligent sensor placement for system design and online system health management are attractive areas of research. Distributed sensor networks also cause optimization problems, such as decentralized control, system robustness and maximization of coverage in a distributed system. This also includes the discovery and analysis of points of interest within an environment. The purpose of this study was to investigate a method to control sensor placement in a world with several sources and multiple types of information autonomously. This includes both controlling the movement of sensor units and filtering of the gathered information depending on individual properties to increase system performance, defined as a good coverage. Additionally, online system health management was examined in this study regarding the case of agent failures and autonomous policy reconfiguration if sensors are added to or removed from the system. Two different solution strategies were devised, one where the environment was fully observable, and one with only partial observability. Both strategies use evolutionary algorithms based on artificial neural networks for developing control policies. For performance measurement and policy evaluation, different multiagent objective functions were investigated. The results of the study show that in the case of a world with multiple types of information, individual control strategies performed best because of their abilities to control the movement of a sensor entity and to filter the sensed information. This also includes system robustness in case of sensor failures where other sensing units must recover system performance. Additionally, autonomous policy reconfiguration after adding or removing of sensor agents was successful. This highlights that intelligent sensor agents are able to adapt their individual control policies considering new circumstances.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit ausgewählten Aspekten der Konzeption, Umsetzung und Implementierung eines E-Learning-Lernangebots für die NGO CartONG. Das E-Learning-Angebot soll abschließend vier Themen beinhalten, die sich unter dem Begriff REDD+ zusammenfassen lassen. „Forest Inventory“ ist eines der vier Themen und wurde von mir bearbeitet. Für die Aufbereitung und Umsetzung der anderen drei Themen erstellte ich Anleitungen und Richtlinien. Die anderen drei Themen werden auf Grundlage dieser Anleitungen in ähnlicher Weise von CartONG-Mitarbeitern aufbereitet. Die Grundlage dieser Arbeit bilden die Lerntheorien sowie die Auswertung des Fragebogens für die potentiellen zukünftigen Lerner, durch die ich meine Konzeption und Umsetzung begründe. Diese beiden Grundlagen behandle ich in den ersten zwei Kapiteln. Darauf folgt die Beschreibung der Entwicklung des Corporate Designs für das gesamte Lernangebot. Es bildet neben der zuvor genannten didaktischen Grundlage nun die visuelle Grundlage für die Konzeption der Inhalte, die sich diesem Kapitel anschließt. Der Konzeption folgt die Aufbereitung der Inhalte. Das abschließende Kapitel beschreibt die anschließende Umsetzung des Lernangebots auf der Lernplattform Moodle.
Ziel dieser Masterthesis ist die Konzeption und die Implementierung einer fortschrittlichen Social Business Plattform in einem IT-Dienstleistungsunternehmen unter Verwendung von MS SharePoint Server 2010. Im Vordergrund stehen dabei die Analyse aktueller und zukünftiger Anwendungsszenarien und Lösungen von Enterprise 2.0 Systemen. Desweiteren sollen Methoden zur Adaption der spezifischen Anforderungen des Unternehmens mittels SharePoint entwickelt werden. Eventuell auftretende Probleme sollen frühzeitig ausgelotet und die vielfältigen technischen Fähigkeiten von MS Share Point Server 2010 aufgezeigt werden. Langfristig gesehen sollen die im Rahmen dieser Arbeit gesammelten Ergebnisse Awareness und Know-How für SharePoint und Enterprise 2.0 im Unternehmen schaffen. Gegebenenfalls könnten sie die Basis für eine Umstrukturierung der vorhandenen Systemlandschaft bilden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema NoSQL-Datenbanken in Webanwendungen. Dabei solle die verschiedenen Konzepte aktueller NoSQL-Datenbanken erläutert und exemplarische Implementierungen der einzelnen Konzepte vorgestellt werden. Anschließend wird der Einsatz in modernen Webanwendungen gezeigt. Hierzu soll eine einfache Social-Community-Plattform erstellt werden, welche zuerst auf Basis eines relationalen Datenbank Management System erstellt wird. Um die Einsatzmöglichkeiten der NoSQL-Vertreter zu zeigen werden anschließend einzelne Funktionen mit NoSQL-Datenbank implementiert und die Vor- und Nachteile erörtert.
Evaluierung neuer HTML5- und JavaScript-Technologien bei der Nutzung in heterogenen Umgebungen
(2012)
Die 1&1 Internet AG in Karlsruhe betreibt einen Onlinespeicher, der von Kunden der diversen Tochter- und Schwestergesellschaften hauptsächlich über ein Browserfrontend bedient wird. Dieses kommuniziert mittels einer definierten JSON-Schnittstelle mit der auf Java basierenden Middleware. Da der Client schon vor einigen Jahren entwickelt wurde, nutzt er noch nicht alle Möglichkeiten die HTML5 in aktuellen Browsern bietet. Die Beschreibung und Bewertung dieser Möglichkeiten stellt die Kernaufgabe der Thesis dar. Einer der Schwerpunkt soll dabei auf der Offlinefähigkeit und intelligenten Benutzung von Caching- & Sync-Strategien zwischen Onlineanwendung und Offlineclient bestehen. Desweiteren sollen die Möglichkeiten von aktuellen Browsern ohne Beachtung der Rückwärtskompatibilität zu älteren Browsern genutzt werden. Zu Demonstrationszwecken sollen Beispielanwendungen den Einsatz der neuen Technologien erstellt werden, damit deren praktische Nutzung leichter zu erfassen ist. Das Hauptaugenmerk bei den Beispielanwendungen liegt indes nicht auf der Funktionalität, sondern auf dem Einsatz der jeweiligen Technologie, so dass deren Möglichkeiten getestet werden können. Ebenfalls Teil der Arbeit soll die Erarbeitung von theoretischen Aspekten sowie die Erstellung einer Übersicht über den aktuellen Stand der Fachliteratur darstellen. Dies soll bei weiterer Nutzung der Ergebnisse die Erarbeitung von erweitertem Fachwissen erleichtern. Basis sollen hier die aktuell Erschienenen Fachbücher auf deutsch und englisch sowie - naturgemäß nochmals aktueller - die regelmäßigen Veröffentlichungen im Internet und in Fachzeitschriften bilden. Die zu besprechenden Themen umfassen die grundsätzliche Beschreibung von HTML5 und dem Standardisierungsprozess, die neuen HTML-Element in Bezug auf Formulare, Multimedia-Darstellung, die Möglichkeiten der Offline-Anwendung (Application Cache, Cache Manifest, DOM Storage), die Drag & Drop API zur Nutzung beim Dateiupload sowie die File API. Mögliche Themen für den theoretischen Teil sind gängige Architekturmuster (beispielsweise MVC, MVP, MVVM, PAC), Caching- und Sync-Strategien sowie die Potentiale aktueller Skriptsprachen (ECMAScript 5, Coffeescript, DART).
Ein Sachcomic von Schlogger:
- Warum streiten wir?
- Welche gesellschaftlichen und psychologischen Probleme erschweren moderne Beziehungen?
- Wie streiten wir?
- Warum lohnt es sich Streiten zu lernen?
- Was ist Kommunikation und was kann dabei schief laufen?
- Wie streiten wir konstruktiver?
Diese Fragen versucht "STREIT[SAM]"anhand vieler grafischer Beispiele und Theorien wie z.B."Das Vier-Seiten-Modell" von Schulz von Thun, den "Axiomen zur Kommunikationspsychologie"
von Paul Watzlawick oder der Gewaltfreien Kommunikation nach Rosenberg zu beantworten.
Distributed Flow Control and Intelligent Data Transfer in High Performance Computing Networks
(2015)
This document contains my master thesis report, including problem definition, requirements, problem analysis, review of current state of the art, proposed solution,
designed prototype, discussions and conclusion.
During this work we propose a collaborative solution to run different types of operations in a broker-less network without relying on a central orchestrator.
Based on our requirements, we define and analyze a number of scenarios. Then we design a solution to address those scenarios using a distributed workflow management approach. We explain how we break a complicated operation into simpler parts and how we manage it in a non-blocking and distributed way. Then we show how we asynchronously launch them on the network and how we collect and aggregate results. Later on we introduce our prototype which demonstrates the proposed design.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Grundlagen zu Multi-Agenten-Systemen in der Industrie. Der Begriff “Industrie 4.0“ wird eingeführt und es wird eingehend auf die Potentiale und Herausforderungen diesbezüglich eingegangen. Außerdem wird ein Überblick über aktuelle Entwicklungen und Ansätze zur Entwicklung von sogenannten autonomen Agenten gegeben. Diese werden auch im Hinblick auf die Themen Holonic Manufacturing und Multi-Agenten-System besprochen. Im praktischen Teil der Arbeit wird ein System bestehend aus vier BDI-Agenten ntwickelt, um einen beispielhaften Geschäftsprozess zu bearbeiten. Die Entwicklung basiert dabei auf Java und dem Jadex Agenten-Framework. Es wird gezeigt, dass sich damit autonome BDI-Agenten umsetzen lassen, die über Rechnergrenzen hinweg koordiniert werden können.
Quarz crystal microbalances allow the monitoring of the adsorption process of mass from a liquid to their surface. The adsorbed mass can be analysed regarding to its protein content using mass spectromety. To ensure the protein identification the results of several measurements can be combined. A high content QCM-D array was developed to allow up to ten measurements parallel. The samples can be routed inside the array distributing one sample to several chips. The fluidic parts were prototyped using 3D printing. The assembled array was tight and the sample routing function could be demonstrated. A temperature controller was developed and implemented. The parameters for the PID controller were determined and the controller was shown to be able to keep the temperature constant over long time with high accuracy.
Über die letzten Jahre entstanden unterschiedlichste Gerätschaften, besonders im mobilen Bereich und der Industrie 4.0, die große Datenmengen generieren. Diese müssen in entsprechenden Netzwerken entgegengenommen, verarbeitet und ggf. analysiert werden um einen Mehrwert zu erzielen. Ein Vertreter für die Umsetzung von Echtzeit-Datenverarbeitung ist Apache Spark, ein Open Source Framework, welches für die Analyse von Informationsströmen und Datenbeständen eingesetzt werden kann. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Apache Spark Plattform von Grund auf erläutert und auf ihre Einsatzfähigkeit im Bereich der verteilten Datenverarbeitung untersucht. Durch die theoretische Einleitung in die Themen Big Data, Streaming Data, Data Mining und Real-Time Analytics wird ein grundlegendes Verständnis für die Aufgaben und Herausforderungen dieses Sachgebiets vermittelt. Es wird die Entwicklung von der Batch- zur Streamingverarbeitung vorgestellt und die Anforderungen, sowie Voraussetzungen für die Umsetzung von Echtzeitsystemen aufgezeigt.
Nachdem diese Grundlagen vermittelt wurden, folgt eine Vorstellung des Projektumfangs der Apache Software Foundation, in welchen sich auch das Spark Projekt einordnen lässt. Die Arbeit erläutert die Grundkonzepte von Apache Spark, wie die Entwicklung, Architektur und der Clusterbetrieb der Plattform. Dabei stützen sich die Untersuchungen auf praktische Beispiele, um die Arbeitsweise von Apache Spark näher aufzuzeigen. Die vorgestellten Themen fallen in die Bereiche der parallelen Datenverarbeitung mit Spark und beschäftigen sich mit den Voraussetzungen für das Erstellen von Anwendungen, die den verteilten Aufbau und die horizontale Skalierbarkeit von Spark ausnutzen. Spark bringt über eigene Bibliotheken auch Funktionalitäten für die Datenverarbeitung in speziellen Aufgabengebieten mit sich. In dieser Arbeit werden ebenfalls die beiden Bibliotheken MLlib, welche im Bereich des maschinellen Lernens Einsatz findet, und Spark Streaming, die Bibliothek für Verarbeitung von Datenflüssen, vorgestellt und deren Funktionsumfang untersucht. Das Kernthema dieser Arbeit bildet die Modellierung von Lösungsmöglichkeiten zur Analyse von Streaming Data. Es wird hierdurch die Funktionsweise von Spark und dessen Streaming Bibliothek anhand von kompletten Applikationen zur Ausreißererkennung in Datenströmen im Detail aufgezeigt.
Die Arbeit zeigt auf, dass Spark durchaus für den Einsatz zur verteilten Datenverarbeitung geeignet ist. Auch der Umgang mit Streaming Data wird durch den Bau der Prototypen nachgewiesen. In dem abschließenden Fazit werden die Erkenntnisse der Arbeit zusammengefasst und die Einsetzbarkeit von Spark diskutiert.