E-Learning Anwendungen sind heutzutage im Trend. Jedoch nicht nur aus diesem Grund sind sie vom großen Interesse. Im Vordergrund steht ihr didaktisches Konzept. Heutzutage ist es technisch möglich, die Teilnehmer interaktiv in einen E- Learning Kurs einzubinden. Die Lernschritte können durch die Anwendung kontrolliert werden. Im Gegensatz zu einer Vorlesung, kann die Theorie direkt mit der Praxis verknüpft werden. Das Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines Konzeptes und die Entwicklung eines Prototypen einer interaktiven Entwicklungsumgebung von Java für Programmieranfänger. In dieser Arbeit wurden aktuelle E-Learning Plattformen zu Java analysiert. Aus den gewonnen Erkenntnissen wurde ein Konzept für eine E-Learningplattform entwickelt. Dieses Konzept wurde erfolgreich als Prototyp implementiert. Für die Implementation wurden bewährte Technologien, wie das Django-Framework und das Javascript-Framework Vue.js eingesetzt. Der Kurs wurde von neun Teilnehmern getestet. Zusätzlich wurde eine Umfrage zu der Kursanwendung durchgeführt. Das Testergebnis bestätigt, dass die Teilnehmer den Kurs bestanden haben.

Die Forschung im Bereich der modellbasierten Objekterkennung und Objektlokalisierung hat eine vielversprechende Zukunft, insbesondere die Gebäudeerkennung bietet vielfaltige Anwendungsmöglichkeiten. Die Bestimmung der Position und der Orientierung des Beobachters relativ zu einem Gebäude ist ein zentraler Bestandteil der Gebäudeerkennung. Kern dieser Arbeit ist es, ein System zur modellbasierten Poseschätzung zu entwickeln, das unabhängig von der Anwendungsdomäne agiert. Als Anwendungsdomäne wird die modellbasierte Poseschätzung bei Gebäudeaufnahmen gewählt. Vorbereitend für die Poseschätzung bei Gebäudeaufnahmen wird die modellbasierte Erkennung von Dominosteinen und Pokerkarten realisiert. Eine anwendungsunabhängige Kontrollstrategie interpretiert anwendungsspezifische Modelle, um diese im Bild sowohl zu lokalisieren als auch die Pose mit Hilfe dieser Modelle zu bestimmen. Es wird explizit repräsentiertes Modellwissen verwendet, sodass Modellbestandteilen Bildmerkmale zugeordnet werden können. Diese Korrespondenzen ermöglichen die Kamerapose aus einer monokularen Aufnahme zurückzugewinnen. Das Verfahren ist unabhängig vom Anwendungsfall und kann auch mit Modellen anderer rigider Objekte umgehen, falls diese der definierten Modellrepräsentation entsprechen. Die Bestimmung der Pose eines Modells aus einem einzigen Bild, das Störungen und Verdeckungen aufweisen kann, erfordert einen systematischen Vergleich des Modells mit Bilddaten. Quantitative und qualitative Evaluationen belegen die Genauigkeit der bestimmten Gebäudeposen. In dieser Arbeit wird zudem ein halbautomatisches Verfahren zur Generierung eines Gebäudemodells vorgestellt. Das verwendete Gebäudemodell, das sowohl semantisches als auch geometrisches Wissen beinhaltet, den Aufgaben der Objekterkennung und Poseschätzung genügt und sich dennoch an den bestehenden Normen orientiert, ist Voraussetzung für das Poseschätzverfahren. Leitgedanke der Repräsentationsform des Modells ist, dass sie für Menschen interpretierbar bleibt. Es wurde ein halbautomatischer Ansatz gewählt, da die automatische Umsetzung dieses Verfahrens schwer die nötige Präzision erzielen kann. Das entwickelte Verfahren erreicht zum einen die nötige Präzision zur Poseschätzung und reduziert zum anderen die Nutzerinteraktionen auf ein Minimum. Eine qualitative Evaluation belegt die erzielte Präzision bei der Generierung des Gebäudemodells.

This thesis proposes the use of MSR (Mining Software Repositories) techniques to identify software developers with exclusive expertise about specific APIs and programming domains in software repositories. A pilot Tool for finding such “Islands of Knowledge” in Node.js projects is presented and applied in a case study to the 180 most popular npm packages. It is found that on average each package has 2.3 Islands of Knowledge, which is possibly explained by the finding that npm packages tend to have only one main contributor. In a survey, the maintainers of 50 packages are contacted and asked for opinions on the results produced by the Tool. Together with their responses, this thesis reports on experiences made with the pilot Tool and how future iterations could produce even more accurate statements about programming expertise distribution in developer teams.

Using semantic data from general-purpose programming languages does not provide the unified experience one would want for such an application. Static error checking is lacking, especially with regards to static typing of the data. Based on the previous work of λ-DL, which integrates semantic queries and concepts as types into a typed λ-calculus, this work takes its ideas a step further to meld them into a real-world programming language. This thesis explores how λ-DL's features can be extended and integrated into an existing language, researches an appropriate extension mechanism and produces Semantics4J, a JastAdd-based Java language semantic data extension for type-safe OWL programming, together with examples of its usage.

One of the main goals of the artificial intelligence community is to create machines able to reason with dynamically changing knowledge. To achieve this goal, a multitude of different problems have to be solved, of which many have been addressed in the various sub-disciplines of artificial intelligence, like automated reasoning and machine learning. The thesis at hand focuses on the automated reasoning aspects of these problems and address two of the problems which have to be overcome to reach the afore-mentioned goal, namely 1. the fact that reasoning in logical knowledge bases is intractable and 2. the fact that applying changes to formalized knowledge can easily introduce inconsistencies, which leads to unwanted results in most scenarios. To ease the intractability of logical reasoning, I suggest to adapt a technique called knowledge compilation, known from propositional logic, to description logic knowledge bases. The basic idea of this technique is to compile the given knowledge base into a normal form which allows to answer queries efficiently. This compilation step is very expensive but has to be performed only once and as soon as the result of this step is used to answer many queries, the expensive compilation step gets worthwhile. In the thesis at hand, I develop a normal form, called linkless normal form, suitable for knowledge compilation for description logic knowledge bases. From a computational point of view, the linkless normal form has very nice properties which are introduced in this thesis. For the second problem, I focus on changes occurring on the instance level of description logic knowledge bases. I introduce three change operators interesting for these knowledge bases, namely deletion and insertion of assertions as well as repair of inconsistent instance bases. These change operators are defined such that in all three cases, the resulting knowledge base is ensured to be consistent and changes performed to the knowledge base are minimal. This allows us to preserve as much of the original knowledge base as possible. Furthermore, I show how these changes can be applied by using a transformation of the knowledge base. For both issues I suggest to adapt techniques successfully used in other logics to get promising methods for description logic knowledge bases.