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Das Forschungscluster Smart Data Analytics stellt in dem vorliegenden Band seine Forschung aus den Jahren 2019 und 2020 vor. In der ersten Hälfte des Bandes geben 20 Kurzporträts von laufenden oder kürzlich abgeschlossenen Projekten einen Überblick über die Forschungsthemen im Cluster. Enthalten in den Kurzporträts ist eine vollständige, kommentierte Liste der wissenschaftlichen Veröffentlichungen aus den Jahren 2019 und 2020. In der zweiten Hälfte dieses Bandes geben vier längere Beiträge exemplarisch einen tieferen Einblick in die Forschung des Clusters und behandeln Themen wie Fehlererkennung in Datenbanken, Analyse und Visualisierung von Sicherheitsvorfällen in Netzwerken, Wissensmodellierung und Datenintegration in der Medizin, sowie die Frage ob ein Computerprogramm Urheber eines Kunstwerkes im Sinne des Urheberrechts sein kann.
Insbesondere aufgrund der Zugehörigkeit zum sehr aktuellen und viel betrachteten Thema Machine Learning ist die genetische Programmierung mit ihren vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten ein sehr interessantes Gebiet. Wie in allen Forschungsschwerpunkten gibt es auch hier viele Ansätze die standardmäßige Vorgehensweise weiter zu verbessern – einer dieser Ansätze ist die Verwendung von Subroutinen. Diese könnten in diesem Kontext auch als Methoden, Funktionen oder ähnliches bezeichnet werden und bedeuten, dass vom Algorithmus neben dem eigentlichen Programm auch wiederverwendbare Folgen von Anweisungen entwickelt werden, die über einen Bezeichner an beliebigen Stellen verwendet werden können. Hierfür gibt es bereits diverse Konzepte, die in Tests sehr gute Ergebnisse erzielt haben und eine Verbesserung gegenüber der standardmäßigen genetischen Programmierung ohne Subroutinen erreichen konnten. Diese Tests fanden allerdings immer in sehr spezialisierten Testumgebungen statt. Besonders interessant sind allerdings solche Systeme zur genetischen Programmierung, die (theoretisch) beliebige Probleme lösen kann, da sie für eine Vielzahl von Problemstellungen verwendet werden können.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, ob und inwiefern die Verwendung von Subroutinen auch in einem solchen allgemeinen System zur genetischen Programmierung, das theoretisch dazu in der Lage ist, beliebige Probleme zu lösen, möglich und sinnvoll ist.
In parcel delivery, the “last mile” from the parcel hub to the customer is costly, especially for time-sensitive delivery tasks that have to be completed within hours after arrival. Recently, crowdshipping has attracted increased attention as a new alternative to traditional delivery modes. In crowdshipping, private citizens (“the crowd”) perform short detours in their daily lives to contribute to parcel delivery in exchange for small incentives. However, achieving desirable crowd behavior is challenging as the crowd is highly dynamic and consists of autonomous, self-interested individuals. Leveraging crowdshipping for time-sensitive deliveries remains an open challenge. In this paper, we present an agent-based approach to on-time parcel delivery with crowds. Our system performs data stream processing on the couriers’ smartphone sensor data to predict delivery delays. Whenever a delay is predicted, the system attempts to forge an agreement for transferring the parcel from the current deliverer to a more promising courier nearby. Our experiments show that through accurate delay predictions and purposeful task transfers many delays can be prevented that would occur without our approach.
The network security framework VisITMeta allows the visual evaluation and management of security event detection policies. By means of a "what-if" simulation the sensitivity of policies to specific events can be tested and adjusted. This paper presents the results of a user study for testing the usability of the approach by measuring the correct completion of given tasks as well as the user satisfaction by means of the system usability scale.
With an increasing complexity and scale, sufficient evaluation of Information Systems (IS) becomes a challenging and difficult task. Simulation modeling has proven as suitable and efficient methodology for evaluating IS and IS artifacts, presupposed it meets certain quality demands. However, existing research on simulation modeling quality solely focuses on quality in terms of accuracy and credibility, disregarding the role of additional quality aspects. Therefore, this paper proposes two design artifacts in order to ensure a holistic quality view on simulation quality. First, associated literature is reviewed in order to extract relevant quality factors in the context of simulation modeling, which can be used to evaluate the overall quality of a simulated solution before, during or after a given project. Secondly, the deduced quality factors are integrated in a quality assessment framework to provide structural guidance on the quality assessment procedure for simulation. In line with a Design Science Research (DSR) approach, we demonstrate the eligibility of both design artifacts by means of prototyping as well as an example case. Moreover, the assessment framework is evaluated and iteratively adjusted with the help of expert feedback.
Microservices is an architectural style for complex application systems, promising some crucial benefits, e.g. better maintainability, flexible scalability, and fault tolerance. For this reason microservices has attracted attention in the software development departments of different industry sectors, such as ecommerce and streaming services. On the other hand, businesses have to face great challenges, which hamper the adoption of the architectural style. For instance, data are often persisted redundantly to provide fault tolerance. But the synchronization of those data for the sake of consistency is a major challenge. Our paper presents a case study from the insurance industry which focusses consistency issues when migrating a monolithic core application towards microservices. Based on the Domain Driven Design (DDD) methodology, we derive bounded contexts and a set of microservices assigned to these contexts. We discuss four different approaches to ensure consistency and propose a best practice to identify the most appropriate approach for a given scenario. Design and implementation details and compliance issues are presented as well.
An der Digitalisierung und ihren Auswirkungen kommt heutzutage fast niemand mehr vorbei. Neue Technologien und digitale Trends halten Einzug in unsere Gesellschaft und in unsere Wirtschaft. Sie beeinflussen und verändern mit hoher Geschwindigkeit die Art, wie wir kommunizieren, interagieren und arbeiten. Viele Unternehmen durchlaufen vor diesem Hintergrund eine digitale Transformation, die tiefgreifende Veränderungen von Prozessen, Produkten, Geschäftsmodellen und oftmals von ganzen Unternehmen nach sich zieht. Auch die Art, Unternehmen und Mitarbeiter zu führen, wird einem Wandel unterliegen.
In diesem Zusammenhang wird häufig auf Digital Leadership als adäquates Modell verwiesen, welches aufzeigen soll, wie Führung in Zeiten der digitalen Transformation gestaltet werden kann. Auf Basis einer qualitativen Inhaltsanalyse wird in der vorliegenden Masterarbeit untersucht, ob das Führungskonzept Digital Leadership neue Führungsansätze und Erkenntnisse hervorbringt oder ob sich das Konzept bewährter Führungsansätze bedient und diese lediglich unter einer neuen Überschrift zusammenfasst.
Die Ergebnisse der Analyse zeigen, dass sich für das Konzept Digital Leadership noch keine allgemeingültige Definition durchgesetzt hat und verschiedene Quellen verschiedene Führungsansätze mit Digital Leadership in Verbindung bringen. Dennoch lassen sich Schwerpunkte erkennen, da die Handlungsempfehlungen sich mehrheitlich an partizipativen und beziehungsorientierten Führungsansätzen, wie der geteilten Führung und der Theorie der transformationalen Führung, ausrichten. Die Führungsansätze, die im Rahmen von Digital Leadership an Bedeutung gewinnen, sind nicht neu, sondern teilweise empirisch bereits gut erforscht.
Die öffentlichen Verkehrsmittel sind ein wichtiger Bestandteil der heutigen Infrastrukturen. Allein im Jahr 2019 verzeichnete die Bundesrepublik Deutschland ein Fahrgastaufkommen von 9,7 Milliarden Personen im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV). Die starke Nutzung des ÖPNV wird im heutigen Alltag durch die Nutzung mobiler Applikationen (Apps) für die Verbindungssuche unterstützt. Um den Fahrgästen einen größtmöglichen Komfort bei der Gestaltung ihrer Routenplanung zu bieten, entwickeln vor allem große Tarif- und Verkehrsverbünde wie der Großraum-Verkehr Hannover (GVH) ihre eigenen Apps. Dadurch haben die Fahrgäste jederzeit die Möglichkeit, sich bereits vor ihrer Reise Verbindungsübersichten anzeigen zu lassen. Mit der immer weiter fortschreitenden Technologie bieten sich jedoch neue und unerforschte Gebiete in der Entwicklung von ÖPNV-Apps. Durch eine nutzerzentrierte Konzeption können diese Technologien gezielt eingesetzt und ein Marktvorteil gegenüber Konkurrenten verschaffen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit ging es um die Forschungsfrage, ob eine landmarkenbasierte Registrierung hinreichende Ergebnisse für die Anpassung eines Formmodells an eine segmentierte Cochlea liefert. Dazu wurden zwölf Landmarken auf die Oberfläche einer segmentierten Cochlea sowie auf die eines ausgewählten Formmodells gesetzt. Im Anschluss wurden die Abstände zwischen korrespondieren Landmarken des Formmodells und der segmentierten Cochlea mithilfe von drei verschiedenen Optimierungsverfahren minimiert. Bei dem quantitativen Vergleich zwischen den Ergebnissen der vorgestellten Optimierungsverfahren konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. In der Evaluation wurde demonstriert, dass das Formmodell an der segmentierten Cochlea insgesamt hinreichend angenähert werden konnte. Lediglich in der Basalregion und am Apex der Cochlea ist die Anpassung noch verbesserungsbedürftig.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit war die Entwicklung einer voll funktionstüchtigen Webanwendung, die für den Anwendungsfall „Bronchokonstriktion“ Werkzeuge für die Darstellung und die händische Nachbearbeitung von Bilddaten und Vorhersagen aus Neuronalen Netzen bereitstellt. Dadurch können die Test- und Trainingsdatensätze für problematische Fälle erweitert werden. Konkret wurde die Anwendung durch die Verwendung von standardisierten und individuell auf das Problem zugeschnittenen Software-Engineering-Methoden sowie unter Beachtung allgemeiner Usability-Prinzipien entwickelt und evaluiert. Diese Bachelorarbeit fand in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ITEM und der Forschungsgruppe „Bioinformatik“ statt.
Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, KMU einen Überblick über die möglichen Instrumente für die Erfolgskontrolle von Social Media Marketing zu geben. Dabei wird sich auf die folgende Forschungsfrage konzentriert: „Welche Instrumente existieren, um Social Media Maßnahmen auf ihren Erfolg zu prüfen?“. Zur Beantwortung der Forschungsfrage wurde zunächst eine Literaturrecherche durchgeführt, bei der gezielt nach Modellen und Kennzahlen gesucht wurde. In diesem Zusammenhang fand eine empirische Analyse von Social Media Tools statt. Außerdem wurde eine Online-Umfrage konzipiert und an KMU versendet, um zu erfahren, wie die KMU aktuell den Erfolg messen. Dabei zeigte die Literaturrecherche, dass bis heute kein einheitlicher Ansatz für die Erfolgskontrolle existiert und die Social Media Tools verschiedene Kennzahlen bereitstellen. Darüber hinaus hat die Online-Umfrage ergeben, dass viele der Teilnehmer ihre Erfolgskontrolle sehr einfach handhaben, wofür vor allem fehlende Ressourcen verantwortlich sind.
Die Forderungen, auch nicht personenbezogene Daten besser zu schützen, nehmen zu. Dies gilt auch für die Landwirtschaft. Landwirte fordern selbstbewusst „Meine Daten gehören mir“ und wollen für die Bereitstellung ihrer Betriebsdaten angemessen entlohnt werden. Es spricht aber einiges dafür, dass die meisten der erhobenen Daten kaum einen ökonomischen Wert aufweisen. In diesem Artikel wird systematisch untersucht, welche Arten von Daten es gibt und welchen Marktwert sie vermutlich haben. Da Daten digitale Güter sind, gelten für sie dieselben Besonderheiten wie für sonstigen digitalen Content, wie einfache Kopier- und Veränderbarkeit. Die Analyse kommt zu dem Schluss, dass die meisten Daten in der Landwirtschaft vermutlich nur einen geringen Wert aufweisen, der eine Vermarktung, aber auch einen aufwendigen juristischen Schutz nicht rechtfertigt. Erst durch Datenaggregation und geschickte Auswertung dieser Rohdaten werden quasi in einer Veredelungsstufe nützliche Informationen erzeugt. Vermutlich wäre es aber am besten, möglichst viele Daten öffentlich zugänglich zu halten, sodass Werte durch innovative Geschäftsmodelle geschaffen werden, die auf diesen öffentlichen Daten aufbauen.
Die Prävention und Erkennung von Cyber-Angriffen ist eine Herausforderung von hoher Bedeutung, da die Digitalisierung nahezu aller Lebensbereiche immer weiter voranschreitet. Im Forschungssektor der sogenannten Intrusion Detection wird fortlaufend untersucht, inwiefern sich Machine Learning (ML) zur Erkennung von Angriffen eignet. Während ML-Algorithmen bei Anwendungsfällen wie Produktempfehlungen oder Spam-Filtern erfolgreich in Produktion eingesetzt werden können, gestaltet sich die Anwendung in der Intrusion Detection schwieriger.
In sogenannten signatur-basierten IDS-Systemen werden Regelwerke eingesetzt, um Angriffe im Netzwerkverkehr zur Laufzeit zu erkennen. Die Erstellung und Verwaltung dieser IDS-Regeln erfolgt normalerweise manuell und erfordert eine hohe Domänenexpertise. Diese Masterthesis liefert einen Forschungsbeitrag, da diese IDS-Regeln erstmals automatisiert unter der Verwendung von Machine Learning erzeugt werden. Die für diesen Zweck entwickelte Toolchain verwendet Entscheidungsbaum-Algorithmen zur Regelerzeugung aus Trainingsdaten. Des Weiteren werden die Regeln für den Einsatz in einem signatur-basierten IDS-System in das Format von Suricata konvertiert.
Die Evaluierung der erzeugten Regeln hat gezeigt, dass in einer Vielzahl von Experimenten hohe Erkennungsraten und wenige Fehlalarme möglich sind. Allerdings basieren die betroffenen Regelwerke zum Teil auf unterkomplexen Zusammenhängen in den zugrundeliegenden Trainingsdaten. Darüber hinaus verfügen die Regelwerke über eine eingeschränkte Generalisierungsfähigkeit. Für ein finales Urteil wäre es notwendig und empfehlenswert, zusätzliche Forschungskapazitäten für die Erstellung repräsentativer IDS-Datensätze aufzuwenden.
For anomaly-based intrusion detection in computer networks, data cubes can be used for building a model of the normal behavior of each cell. During inference an anomaly score is calculated based on the deviation of cell metrics from the corresponding normality model. A visualization approach is shown that combines different types of diagrams and charts with linked user interaction for filtering of data.
Agility is considered the silver bullet for survival in the VUCA world. However, many organisations are afraid of endangering their ISO 9001 certificate when introducing agile processes. A joint research project of the University of Applied Sciences and Arts Hannover and the DGQ has set itself the goal of providing more security in this area. The findings were based on interviews with managers and team members from various organisations of different sizes and industries working in an agile manner as well as on common audit practices and a literature analysis. The outcome presents a clear distinction of agility from flexibility as well as useful guidelines for the integration of agile processes in QM systems - for QM practitioners and auditors alike.
Viele Unternehmen experimentieren mit Agilität. Gleichzeitig ist die Unsicherheit groß, wieviel Agilität ein QM-System nach ISO 9001 tatsächlich verträgt. Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Hochschule Hannover und der DGQ hat sich zum Ziel gesetzt, hier mehr Sicherheit zu geben. Aus Interviews mit Vertretern von Unternehmen, welche teilweise agil arbeiten, entstanden Leitlinien für die Integration von agilen Vorgehensweisen in QM-Systeme und erstmals eine klare Definition von Agilität.
Agile Prozesse und zertifizierte Managementsysteme wirken anfänglich wie ein Widerspruch, insbesondere hinsichtlich der Steuerung des Prozessverlaufs sowie der Kontrolle beabsichtigter Ergebnisse. Doch ein wissenschaftlicher Blick auf etablierte Formen der Prozesssteuerung legte im Rahmen einer Masterarbeit offen, dass sich einheitliche Mechanismen dahinter verbergen, die auch auf agile Prozesse angewendet werden können. Fünf erkannte Prozesssteuerungsmechanismen geben dem Leser konkrete Ansatzpunkte zur ISO 9001-konformen Steuerung und Kontrolle agiler Prozesse.
Automatische Bewertungssysteme für Programmieraufgaben (Grader) sind komplexe Softwaresysteme. Automatisch ausführbare Regressionstests können kostengünstig potenzielle Fehler im Grader aufdecken. Im vorliegenden Beitrag soll beschrieben werden, wie Musterlösungen als Eingabedaten für automatische Regressionstests fungieren können. Es geht also um die Vorstellung einer Lösung eines Software Engineering Problems für E-Learning-Systeme. Wir betrachten, welche Eigenschaften des ProFormA-Aufgabenformats für automatische Regressionstests genutzt werden können und schlagen Erweiterungen des Formats vor. Der Beitrag beschreibt die beispielhafte Implementierung eines automatischen Black Box Systemtests für den Autobewerter Graja und geht dabei u. a. auf die Gestaltung eines Record-Playback-Vorgehens, auf einen unscharfen Soll-Ist-Vergleich sowie auf die Frage der Lokalisierbarkeit von entdeckten Regressionen ein.
Nowadays, most recommender systems are based on a centralized architecture, which can cause crucial issues in terms of trust, privacy, dependability, and costs. In this paper, we propose a decentralized and distributed MANET-based (Mobile Ad-hoc NETwork) recommender system for open facilities. The system is based on mobile devices that collect sensor data about users locations to derive implicit ratings that are used for collaborative filtering recommendations. The mechanisms of deriving ratings and propagating them in a MANET network are discussed in detail. Finally, extensive experiments demonstrate the suitability of the approach in terms of different performance metrics.
Konzeption und Realisierung einer Anwendung zur Erstellung und Verwaltung von Server-Konfigurationen
(2021)
Die vorliegende Bachelorarbeit behandelt die Konzeption und Realisierung einer Anwendung zur Erstellung und Verwaltung von Server-Konfigurationen der Firma Hacon. Hierzu werden im Rahmen einer Anforderungsanalyse der Ist- und Soll-Zustand ermittelt sowie generelle Design-Prinzipien und Usability-Ziele aufgestellt. Nach der Auswahl der Architektur werden wesentliche Funktionalitäten der Anwendung umgesetzt und zuletzt die aufgestellten Anforderungen und Ziele mithilfe eines Usability-Tests evaluiert.
Zusammen mit der Microservice-Bewegung werden immer häufiger synchrone Request-Response-Schnittstellen nach dem REST-Paradigma entwickelt, um Service-Landschaften zu integrieren. Die Einfachheit des Paradigmas verleitet viele Organisationen, nahezu die komplette Interprozesskommunikation ihres Ökosystems über diese Art von Schnittstelle abzuwickeln – nicht ohne Konsequenzen.
Diese Arbeit entwickelt Ansätze, wie die Integrationsprobleme, die bei übermäßiger Verwendung von REST entstehen, mithilfe von Event-Driven Architecture gelöst werden können, ohne den Status quo dieser Organisationen außer Acht zu lassen. Dafür werden der gegenwärtige Zustand der Integrationsmuster und eingesetzten Infrastruktur von Event-Driven Architecture kritisiert und Kriterien erarbeitet, die pragmatische und zugängliche Integrationsansätze erfüllen müssen. Um die Einführungskosten gering zu halten, wird eine Middleware entwickelt, die in bestehende REST-Schnittstellen eingesetzt werden kann und auf Basis der API-Aufrufe Events generiert. Darauf aufbauend werden vier Integrationsmuster entwickelt, die eine schrittweise Transformation zu Event-Driven Microservices ermöglichen. Um die Zugänglichkeit der Eventing-Infrastruktur zu erhöhen, wird außerdem wird die Standardisierung der Event-Struktur durch die CloudEvents-Spezifikation vorgeschlagen. Um die Zugänglichkeit weiter zu erhöhen, erfolgt die Kommunikation der Services nicht direkt mit dem Event-Broker, sondern über Proxies, die die Events per HTTP annehmen oder ausspielen. Um die Transparenz über den Datenfluss im System zu wahren, werden alle Produzenten und Konsumenten werden mitsamt ihrer Events durch den Beschreibungsstandard AsyncAPI dokumentiert.
Nach einer Validierung dieser Ansätze mithilfe eines Prototyps kommt diese Arbeit zu der Erkenntnis, dass der Einsatz der entwickelten Middleware für alle Organisationen sinnvoll ist, die bereits viele REST-Schnittstellen im Einsatz haben. Die Standardisierung der Event-Struktur und des Event-Protokolls mittels CloudEvents und HTTP-Proxies sowie die Dokumentation durch AsyncAPI empfiehlt sich auch unabhängig des Status quo für alle Organisationen, die Event-Driven Microservices entwickeln möchten.
Begleitheft zum Seminar "Psychology at work. Positive Psychologie im Unternehmen und Positive Leadership".
Zusätzlich zu den Videos und den Live online Einheiten enthält das Begleitheft die Video-Übungen zur besseren Übersicht und Bearbeitung, sowie zusätzliche online-Links und vertiefende Arbeitsblätter.
Begleitheft zum Seminar "Psychology at Work - Selbstmanagement im Unternehmen und Authentic Leadership". Zusätzlich zu den Videos und den Live online Einheiten enthält das Begleitheft die Video-Übungen zur besseren Übersicht und Bearbeitung, sowie zusätzliche online-Links und vertiefende Arbeitsblätter.
Führung von Mitarbeitern ist eine zentrale Aufgabe in jedem Unternehmen, die permanent verschiedenen organisatorischen und gesellschaftlichen Veränderungen unterliegt. Im Jahr 2020 löste die COVID-19-Pandemie eine weitreichende Veränderung in der Gesellschaft, der Volkswirtschaft und in den Unternehmen aus. Neben ökonomischen Verlusten führte die Pandemie in vielen Unternehmen zu einer unvermittelten Einführung der flächendeckenden Arbeit im Home-Office. In dieser Arbeit wird untersucht, welche Herausforderungen die Pandemie an die Mitarbeiterführung stellt und welche Positiv- und Negativfaktoren von Führung in der COVID-19-Pandemie in einem ausgewählten Unternehmen identifiziert werden können. Im Rahmen von qualitativen Einzelinterviews mit 16 Führungskräften aus dem Unternehmen wurden insgesamt 51 positive und negative kritische Führungsereignisse mithilfe der Methode der kritischen Ereignisse identifiziert. Aus den 51 kritischen Führungsereignissen konnten 11 Positivfaktoren und 14 Negativfaktoren von Führung abgeleitet werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass die Kommunikation über neue Informations- und Kommunikationsmittel sowie der mangelnde informelle Austausch wesentliche Herausforderungen für die erfolgreiche Führung von Mitarbeitern im Home-Office darstellen. Insbesondere durch Positivfaktoren wie der Durchführung kurzer, regelmäßiger virtueller Zusammentreffen aller Teammitglieder und einer zielführenden Nutzung neuer technischer Möglichkeiten kann den Besonderheiten der Pandemie und der Führung von Mitarbeitern im Home-Office begegnet werden.
In der Arbeit wird untersucht, wie Aufgaben im pathologischen Kontext automatisiert bewertet und für die Lernenden lernförderliches Feedback generiert werden kann. Dafür wurde eine Lernsoftware entwickelt, welche das Erstellen und automatisierte Bewerten der Aufgaben ermöglicht. Das Feedback informiert die Lernenden nicht nur darüber, ob eine Aufgabe richtig oder falsch gelöst worden ist, sondern unterstützt auch bei der Findung der richtigen Lösung. Hierzu wurde untersucht, wie das Feedback in einer Lernsoftware aufgebaut sein muss, um den Lernerfolg zu fördern. Auf dieser Grundlage wurden mit den Stakeholdern der Medizinischen Hochschule Hannover die Anforderungen an die Lernsoftware definiert und umgesetzt.
In dieser Bachelorarbeit werden zwei Ziele verfolgt. Ein Ziel ist es anhand einer Karriere-Seite mit einem Bewerbungsformular einzuordnen, ob die Gestaltung dieser mit der mobile-first Philosophie einen Einfluss auf die Usability und bezüglich der Benutzbarkeit von Interaktionselementen im Desktop-Kontext hat. Ein weiteres Ziel ist, bedingt durch die COVID-19 Pandemie, eine prototypische Software-Lösung zu entwickeln, welche den kompletten Lösungsversuch im Rahmen eines Usability-Tests einer Versuchsperson inklusive der Blickpositionen, ohne den Einsatz spezieller Hardware, aufnimmt und diese Aufnahme für eine Auswertung auch wieder abspielen kann.
Die Arbeit setzt sich dabei aus zwei praktischen Teilen zusammen. Der erste Teil umfasst die Konzeption und Entwicklung der Karriere-Seite unter Einsatz der mobile-first Philosophie für das betreuende Unternehmen, frobese GmbH. Im zweiten Teil der Arbeit wird die Auswirkung der mobile-first Philosophie auf die Usability im Desktop-Kontext empirisch untersucht. Dies geschieht im Rahmen eines remote Usability-Tests mithilfe der dafür entwickelten Software-Lösung. Diese nimmt die Lösungsversuche mitsamt der Blickpositionen der Versuchspersonen auf und fordert sie anschließend auf, einen Fragebogen auszufüllen. Abschließend werden die Ergebnisse, der Versuchsaufbau und die Ergebnisse kritisch gewürdigt.
Der remote Usability-Test im zweiten Teil der Arbeit wurde mit insgesamt 30 Versuchspersonen durchgeführt. Sie wurden dabei in zwei Gruppen aufgeteilt, eine mobile Gruppe und eine Desktop Gruppe. Im Rahmen des Usability-Tests mussten sie eine Aufgabe auf der prototypischen Karriere-Seite vom ersten praktischen Teil dieser Arbeit erledigen. Die entwickelte remote Lösung erlaubte auch unter Pandemiebedingungen eine einfache Rekrutierung der Versuchspersonen und Durchführung der Versuche. Mithilfe eines Auswertungs-Clients konnten die Versuchsaufnahmen im Nachhinein wieder abgespielt werden und in Form von Heatmaps visualisiert werden. Die Auswertung zeigte, dass mithilfe der mobile-first Philosophie eine exzellente Usability im mobilen Kontext erreicht werden konnte, die sich auch auf den Desktop übertragen hat. Es konnte aber auch ein signifikanter Unterschied in den Bearbeitungszeiten zwischen beiden Gruppen festgestellt werden. Hier konnten die Versuchsaufnahmen Indizien auf die Ursachen dieser Diskrepanz geben.
This Innovative Practice Full Paper presents our learnings of the process to perform a Master of Science class with eduScrum integrating real world problems as projects. We prepared, performed, and evaluated an agile educational concept for the new Master of Science program Digital Transformation organized and provided by the department of business computing at the University of Applied Sciences and Arts - Hochschule Hannover in Germany. The course deals with innovative methodologies of agile project management and is attended by 25 students. We performed the class due the summer term in 2019 and 2020 as a teaching pair. The eduScrum method has been used in different educational contexts, including higher education. During the approach preparation, we decided to use challenges, problems, or questions from the industry. Thus, we acquired four companies and prepared in coordination with them dedicated project descriptions. Each project description was refined in the form of a backlog (list of requirements). We divided the class into four eduScrum teams, one team for each project. The subdivision of the class was done randomly.
Since we wanted to integrate realistic projects into industry partners’ implementation, we decided to adapt the eduScrum approach. The eduScrum teams were challenged with different projects, e.g., analyzing a dedicated phenomenon in a real project or creating a theoretical model for a company’s new project management approach. We present our experiences of the whole process to prepare, perform and evaluate an agile educational approach combined with projects from practice. We found, that the students value the agile method using real world problems. However, the results are mainly based on the summer term 2019, this paper also includes our learnings from virtual distance teaching during the Covid 19 pandemic in summer term 2020. The paper contributes to the distribution of methods for higher education teaching in the classroom and distance learning.
Agile methods require constant optimization of one’s approach and leading to the adaptation of agile practices. These practices are also adapted when introducing them to companies and their software development teams due to organizational constraints. As a consequence of the widespread use of agile methods, we notice a high variety of their elements:
Practices, roles, and artifacts. This multitude of agile practices, artifacts, and roles results in an unsystematic mixture. It leads to several questions: When is a practice a practice, and when is it a method or technique? This paper presents the tree of agile elements, a taxonomy of agile methods, based on the literature and guidelines of widely used agile methods. We describe a taxonomy of agile methods using terms and concepts of software engineering, in particular software process models. We aim to enable agile elements to be delimited, which should help companies, agile teams, and the research community gain a basic understanding of the interrelationships and dependencies of individual components of agile methods.
Die Bachelorarbeit befasst sich mit dem Generieren kurzer fröhlicher und harmonischer Musikstücke mittels des Einsatzes genetischer Algorithmen. Dabei werden die Evolutionsprozesse der Biologie nachgeahmt. In der Programmiersprache Java, unter der Verwendung der Open-Source-Programmierbibliothek JFugue, sind dafür die einzelnen Zyklusphasen entworfen und implementiert worden.
Die Vereinigung der Biologie, der Kunst und der Informatik wird damit erreicht, um etwas ästhetisch Wirksames zu schaffen und stellt den besonderen Reiz der Arbeit dar.
In dieser Arbeit wurde ein System entwickelt, welches Übungsaufgaben der relationalen Algebra automatisch auswertet und dies in Form einer Punktevergabe bewertet. Darüber hinaus ist das System in der Lage lernunterstützende Feedbacks zu generieren. Dadurch sollen Studierende, die im Rahmen der Datenbank-Vorlesung relationale Algebra lernen, eine korrekte und optimierte Sprachanwendung im Bereich der relationalen Algebra lernen.
Ein großer Teil der deutschen Bevölkerung nutzt täglich den öffentlichen Nahverkehr, um von A nach B zu kommen. Gerade in Städten existiert meist bereits ein großes Netz an Haltestellen und umfangreichen Fahrplänen. Da sich die Wenigsten diese auf Dauer in ihrer Gesamtheit merken können, wird heutzutage oft auf mobile Apps zurückgegriffen, die schnell und zuverlässig personalisierte Verbindungen anzeigen können. Diese „Fahrplan-Apps“ können unter anderem auch von sogenannten „digitalen Sprachassistenten“ gesteuert und verwendet werden. Einige der deutschen Bus- und Bahnhaltestellennamen sind dabei für Sprachassistenten schwierig zu verarbeiten, weil sie etwa Personennamen enthalten, die nicht geläufig in der deutschen Sprache sind (z.B. „Podbielskistraße“ oder „Poccistraße“), oder aus ihrer Schreibweise keine eindeutige Aussprache abgeleitet werden kann (z.B. „Aegidientorplatz“). Dies kann zu Problemen führen, wenn beispielsweise die Aussprache einer Haltestelle von dem Sprachassistenten nicht erkannt oder falsch erkannt wird und dieser deshalb keine zufriedenstellende Fahrplanauskunft geben kann.
Hierzu sollte eine Lösung entwickelt werden, die Nutzer*innen dazu motiviert, bei der Verbesserung der Aussprache von Haltestellennamen durch Sprachassistenten mitzuhelfen. Der erste Schritt ist hierbei, dass die Nutzer*innen verifizieren, ob die Aussprache einer Haltestelle richtig oder falsch ist. Wird sie als falsch bewertet, folgt zusätzlich der zweite Schritt: Die Nutzer*innen können zusätzlich die richtige Aussprache übermitteln.
In der Bachelorarbeit sollte also eine Incentivierungsmethode für diese beiden Schritte entwickelt werden. Die Softwarelösung sollte eine zusätzliche Funktion in der von der Projektionisten GmbH entwickelten Fahrplan-App "naNah" darstellen. Außerdem sollte der Fokus der Arbeit auf der Konzeption des Softwaremoduls liegen, da die Benutzerfreundlichkeit und das Interaktionsdesign einen erheblichen Einfluss auf die Wirksamkeit der Incentivierungsmethode hat.
Dazu wurden zunächst Interviews mit potenziellen Nutzer*innen sowie eine Umfrage durchgeführt. Die jeweiligen Ergebnisse wurden als Grundlage für die nächsten Konzeptionsschritte verwendet. Es wurden hieraus vorläufige Bedürfnisse und Anforderungen formuliert und Zielgruppen abgeleitet. Hieraus wurden wiederum Personas erstellt. Anschließend wurden passende User Journeys und User Stories entwickelt.
Im nächsten Schritt wurde eine Wettbewerbsanalyse durchgeführt, in der die Vor- und Nachteile anderer ähnlicher Software herausgearbeitet und für die weitere Entwicklung der eigenen Software bedacht wurden.
Nach der Ausarbeitung von Design- sowie technischen Anforderungen wurde ein Prototyp erstellt. Dazu wurde die bis hierhin herausgearbeitete Lösungsidee mithilfe von Skizzen veranschaulicht. Um die Idee detaillierter sowie wahrheitsgetreu darstellen zu können, wurde außerdem ein klickbares Mock-up erstellt, das den inhaltlichen Aufbau der Software hervorhebt. Anschließend wurde dessen Eignung mit einem Usability-Test überprüft und es wurden aus diesem folgende Verbesserungen an dem Clickdummy ausgeführt, sodass am Ende ein ausgereifter Prototyp vorlag. Dieser wurde schließlich in seinen Grundzügen technisch implementiert.
Das Ergebnis der Bachelorarbeit ist eine konzeptionell vollständig ausgearbeitete Softwarelösung sowie ein Proof of Concept.
In der Arbeit wird untersucht, wie der Einstieg in die WebGL-Programmierung erleichtert werden kann. Dafür wurde eine bestehende Entwicklungsumgebung um möglichst hilfreiche Fehlermeldungen erweitert. Außerdem gibt das System Rückmeldungen, wenn eine gegebene Übungsaufgabe nicht richtig oder unvollständig gelöst wurde. Hierzu werden neben dem Vergleich von bestehenden Hilfen für den Einstieg in WebGL, auch verschiedene Fehlerszenarien definiert und näher untersucht. Auf dieser Grundlage werden Anforderungen an die Anwendung gestellt und daraufhin umgesetzt.
The negative effects of traffic, such as air quality problems and road congestion, put a strain on the infrastructure of cities and high-populated areas. A potential measure to reduce these negative effects are grocery home deliveries (e-grocery), which can bundle driving activities and, hence, result in decreased traffic and related emission outputs. Several studies have investigated the potential impact of e-grocery on traffic in various last-mile contexts. However, no holistic view on the sustainability of e-grocery across the entire supply chain has yet been proposed. Therefore, this paper presents an agent-based simulation to assess the impact of the e-grocery supply chain compared to the stationary one in terms of mileage and different emission outputs. The simulation shows that a high e-grocery utilization rate can aid in decreasing total driving distances by up to 255 % relative to the optimal value as well as CO 2 emissions by up to 50 %.
A Look at Service Meshes
(2021)
Service meshes can be seen as an infrastructure layer for microservice-based applications that are specifically suited for distributed application architectures. It is the goal to introduce the concept of service meshes and its use for microservices with the example of an open source service mesh called Istio. This paper gives an introduction into the service mesh concept and its relation to microservices. It also gives an overview of selected features provided by Istio as relevant to the above concept and provides a small sample setup that demonstrates the core features.
Cloud Computing: Serverless
(2021)
A serverless architecture is a new approach to offering services over the Internet. It combines BaaS (Backend-as-a-service) and FaaS (Function-as-a-service). With the serverless architecture no own or rented infrastructures are needed anymore. In addition, the company does not have to worry about scaling any longer, as this happens automatically and immediately. Furthermore, there is no need any longer for maintenance work on the servers, as this is completely taken over by the provider. Administrators are also no longer needed for the same reason. Finally, many ready-made functions are offered, with which the development effort can be reduced. As a result, the serverless architecture is very well suited to many application scenarios, and it can save considerable costs (server costs, maintenance costs, personnel costs, electricity costs, etc.). The company only must subdivide the source code of the application and upload it to the provider’s server. The rest is done by the provider.
In this paper the workflow of the project 'Untersuchungs-, Simulations- und Evaluationstool für Urbane Logistik` (USEfUL) is presented. Aiming to create a web-based decision support tool for urban logistics, the project needed to integrate multiple steps into a single workflow, which in turn needed to be executed multiple times. While a service-oriented system could not be created, the principles of service orientation was utilized to increase workflow efficiency and flexibility, allowing the workflow to be easily adapted to new concepts or research areas.
Der Bachelor-Studiengang Mediendesigninformatik der Hochschule Hannover ist ein Informatikstudiengang mit dem speziellen Anwendungsgebiet Mediendesign. In Abgrenzung von Studiengängen der Medieninformatik liegt der Anwendungsfokus auf der kreativen Gestaltung etwa von 3D-Modellierungen, Animationen und Computerspielen. Absolvent*innen des Studiengangs sollen an der Schnittstelle zwischen Informatik und Mediendesign agieren können, zum Beispiel bei der Erstellung von Benutzungsschnittstellen und VR/AR-Anwendungen. Der Artikel stellt das Curriculum des interdisziplinären Studiengangs vor und reflektiert nach dem Abschluss der ersten beiden Studierendenkohorten die Erfahrungen, indem die ursprünglichen Ziele den Zahlen der Hochschulstatistik und den Ergebnissen zweier Studierendenbefragungen gegenübergestellt werden.
Microservices are meanwhile an established software engineering vehicle, which more and more companies are examining and adopting for their development work. Naturally, reference architectures based on microservices come into mind as a valuable thing to utilize. Initial results for such architectures are published in generic and in domain-specific form. Missing to the best of our knowledge however, is a domain-specific reference architecture based on microservices, which takes into account specifics of the insurance industry domain. Jointly with partners from the German insurance industry, we take initial steps to fill this gap in the present article. Thus, we aim towards a microservices-based reference software architecture for (at least German) insurance companies. As the main results of this article we thus provide an initial such reference architecture together with a deeper look into two important parts of it.
Microservices build a deeply distributed system. Although this offers significant flexibility for development teams and helps to find solutions for scalability or security questions, it also intensifies the drawbacks of a distributed system. This article offers a decision framework, which helps to increase the resiliency of microservices. A metamodel is used to represent services, resiliency patterns, and quality attributes. Furthermore, the general idea for a suggestion procedure is outlined.
Companies worldwide have enabled their employees to work remotely as a consequence of the Covid 19 pandemic. Software development is a human-centered discipline and thrives on teamwork. Agile methods are focusing on several social aspects of software development. Software development teams in Germany were mainly co-located before the pandemic. This paper aims to validate the findings of existing studies by expanding on an existing multiple-case study. Therefore, we collected data by conducting semi-structured interviews, observing agile practices, and viewing project documents in three cases. Based on the results, we can confirm the following findings: 1) The teams rapidly adapted the agile practices and roles, 2) communication is more objective within the teams, 3) decreased social exchange between team members, 4) the expectation of a combined approach of remote and onsite work after the pandemic, 5) stable or increased (perceived) performance and 6) stable or increased well-being of team members.
Bisher wurde die automatisierte Bewertung von Übungsaufgaben in LON-CAPA angeboten und mit mehreren Werkzeugen umgesetzt, darunter der JFLAP-Wrapper, der die Grundlage dieser Arbeit bildet. Daraus soll ein vollständiges eigenstehendes Programm erarbeitet werden, dass auch an andere Lernmanagementsysteme angebunden werden kann. Dabei erhält es den neuen Namen GraFLAP. Dazu wurden die Bewertungsprozesse im JFLAP-Wrapper zusammen gelegt und eine neue Schnittstelle nach ProFormA-2.1-Standard ergänzt. Außerdem sollte die Wartbarkeit verbessert werden, sodass zukünftige weiterführende Arbeiten erleichtert werden. Dazu wurden neue Datenstrukturen und Prozesse integriert, unter anderem ein einheitlicher Build-Prozess mit Maven und automatisierte Tests mit JUnit. GraFLAP bietet nun eine standardisierte Schnittstelle, übernimmt alle Bewertungsprozesse und ist so nun vollständig unabhängig von Lernmanagementsystemen.
Die Arbeit hat das Ziel, Volumendaten effizient zu visualisieren, ohne diese in ein alternatives Repräsentationsformat wie Polygonnetze zu überführen. Dafür werden Voxel sowie ein Raycasting-Ansatz verwendet. Die Elemente des Volumens werden als Voxel (=volumetrische Pixel), das Volumen nachfolgend als ein dreidimensionales Array aus Voxel bezeichnet. Für jeden Pixel wird ein Strahl erzeugt, der das Array iterativ traversiert, wobei in jeder Iteration geprüft wird, ob das gegebene Volumenelement ein Datum hält oder nicht. Maßgeblich hierfür ist der von (Amanatides, Woo et al., 1987) vorgestellte Ansatz, den Strahl in solche Segmente zu zerlegen, die immer jeweils so lang wie der momentan zu untersuchende Voxel groß ist: In einer Iteration wird also immer genau ein Voxel untersucht. Die Arbeit wird diese Idee verfolgen, praktisch aber anders umsetzen und sie um eine zusätzliche Beschleunigungsstruktur ergänzen. Im Idealfall soll dieser Ansatz es erlauben, mindestens 512^3 Voxel in Echtzeit zu rendern. Der beschriebene Ansatz hat zusätzlich den Vorteil, dass Änderungen direkt sichtbar werden, weil für das anschließende Rendering, auf die modifizierten Daten zurückgegriffen wird.
AlphaGo’s victory against Lee Sedol in the game of Go has been a milestone in artificial intelligence. After this success, the team behind the program further refined the architecture and applied it to many other games such as chess or shogi. In the following thesis, we try to apply the theory behind AlphaGo and its successor AlphaZero to the game of Abalone. Due to limitations in computational resources, we could not replicate the same exceptional performance.
Ziel der nachfolgenden Arbeit ist die Erhebung des aktuellen Stands der Digitalisierung in der Landwirtschaft. Es gilt herauszufinden, wie weit landwirtschaftliche Betriebe in Deutschland heute bereits digitalisiert sind. Parallel dazu soll erörtert werden, welche Gründe eine weitergehende Digitalisierung gegenwärtig verhindern. Dabei ist zu berücksichtigen, welche Bedeutung Digitalisierung in der Landwirtschaft hat. Zur Beantwortung der Forschungsfrage werden sowohl qualitative (Systematische Literaturanalyse) als auch quantitative Forschungsmethoden (Online-Umfrage mit anschließender statistischer Auswertung) angewendet. Wesentliche Erkenntnisse dieser Arbeit sind, dass die Messung von Digitalisierungsgraden landwirtschaftlicher Betriebe mittels eines Reifegradmodells signifikante Unterschiede in der deutschen Landwirtschaft widerspiegeln und dass der Kostenfaktor einen erheblichen Druck auf den digitalen Wandel im Agrarsektor ausübt. Generationenwechsel, sowie herstellerübergreifende Lösungen stellen neben der Forderung von mehr Unterstützung seitens der Politik und öffentlicher Institutionen Diskussionspunkte dieser Abschlussarbeit dar.
Im ländlichen Raum können Mobilitätsbedarfe schwer über den öffentlichen Personennahverkehr gedeckt werden. Wie diese Bedarfslücke über den Einsatz kombinierter Transportkonzepte von Personen und Gütern reduziert werden kann, wird prototypisch über eine agentenbasierte Simulationsanwendung in der Simulationssoftware AnyLogic untersucht. Reale Mobilitätsdaten werden dabei jedoch nicht berücksichtigt.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Verbesserung der Datengrundlage des Prototypen mit Hilfe von Machine Learning. Unter Verwendung des Forschungsansatzes Design Science Research wurden ML-Modelle entlang des CRISP-DM Frameworks entwickelt. Diese verarbeiten die zur Verfügung stehenden Mobilitätsdaten und können nach deren Integration in den Prototypen zur Parametrierung genutzt werden. Im Zuge der Arbeit werden dazu geeignete Parameter identifiziert, die Mobilitätsdaten beschafft und umfangreich für das Modelltraining in H2O Driverless AI transformiert. Das beste ML-Modell wird in den Prototypen integriert und es werden notwendige Anpassungen vorgenommen, um die Parametrierung zu ermöglichen. Die anschließende Evaluation der Simulationsanwendung zeigt eine datenbasierte und realitätsgetreuere Simulation des simultanen und kombinierten Transports von Personen und Gütern.
Social skills are essential for a successful understanding of agile methods in software development. Several studies highlight the opportunities and advantages of integrating real-world projects and problems while collaborating with companies into higher education using agile methods. This integration comes with several opportunities and advantages for both the students and the company. The students are able to interact with real-world software development teams, analyze and understand their challenges and identify possible measures to tackle them. However, the integration of real-world problems and companies is complex and may come with a high effort in terms of coordination and preparation of the course. The challenges related to the interaction and communication with students are increased by virtual distance teaching during the Covid-19 pandemic as direct contact with students is missing. Also, we do not know how problem-based learning in virtual distance teaching is valued by the students. This paper presents our adapted eduScrum approach and learning outcome of integrating experiments with real-world software development teams from two companies into a Master of Science course organized in virtual distance teaching. The evaluation shows that students value analyzing real-world problems using agile methods. They highlight the interaction with real-world software development teams. Also, the students appreciate the organization of the course using an iterative approach with eduScrum. Based on our findings, we present four recommendations for the integration of agile methods and real world problems into higher education in virtual distance teaching settings. The results of our paper contribute to the practitioner and researcher/lecturer community, as we provide valuable insights how to fill the gap between practice and higher education in virtual distance settings.
Hybride Arbeit: Wo und wie wollen Mitglieder agiler Softwareentwicklungsteams zukünftig arbeiten?
(2022)
Vor dem Ausbruch der COVID-19 Pandemie haben Mitglieder agiler Softwareentwicklungsteams üblicherweise gemeinsam im Büro gearbeitet. Durch die rasche Verbreitung des Coronavirus wurden diese Teams weltweit ins Home Office geschickt, um die Ausbreitung des Virus einzudämmen. Verschiedene Studien weisen darauf hin, dass viele Mitglieder agiler Softwareentwicklungsteams nach dem Ende der Pandemie nicht wieder in Vollzeit in das Büro zurückkehren wollen, sondern einen hybriden Ansatz zwischen dem Büro und dem Home Office präferieren. Das Ziel dieser Abschlussarbeit ist herauszufinden, wie Mitglieder agiler Softwareentwicklungsteams sich die Zukunft ihrer Arbeit vorstellen. Dazu wurde eine quantitative Datenerhebung in Form einer webbasierten Befragung mittels eines standardisierten Fragebogens unter Mitgliedern agiler Softwareentwicklungsteams durchgeführt. Das Ergebnis ist, dass eine flexible Wahl des Arbeitsortes erwartet wird, wobei das Home Office zukünftig der präferierte Arbeitsort sein wird. Einen Einfluss durch agile Rahmenwerke und den dazugehörigen Praktiken auf die Wahl des Arbeitsortes konnte nicht festgestellt werden. Für die Zukunft wird keine signifikante Produktivitätssteigerung durch ein hybrides Arbeitsmodell erwartet.