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In dieser Arbeit wurden insgesamt fünf verwandte, aber variante Definitionen der Hermite-Normalform vorgestellt, angefangen bei der ursprünglichen Version von Charles Hermite. Anschließend wurden vier Basisalgorithmen zur Berechnung der Hermite-Normalform ganzzahliger Matrizen im Detail und anhand von vollständigen Beispielen präsentiert. Hierbei wurde vor allem Wert darauf gelegt, linear-algebraische Grundlagen wie beispielsweise die Verwendung von Permutationsmatrizen für unimodulare Spaltenoperationen verständlich zu vermitteln.
Das Routing Information Protocol (RIP) ist ein Internet-Standard-Routing-Protokoll, das einst mit zu den am meisten eingesetzten Routing-Protokollen in IP-Netzwerken gehörte. Es basiert auf dem sogenannten Distanzvektoralgorithmus und ist in seiner Funktion und seinem Aufbau sehr einfach ausgelegt. Seit jeher leidet es allerdings unter dem sogenannten Counting-to-Infinity (CTI) Problem, bei dem die Erreichbarkeit einer eigentlich ausgefallenen Verbindung zu einem Ziel scheinbar aufrechterhalten wird. Die Distanz zu diesem Ziel wird aufgrund des fortwährenden Austauschs von nicht mehr gültigen Verbindungsinformationen zwischen in einem Ring geschalteten RIP-Routern hochgezählt, theoretisch bis ins Unendliche. Dabei entstehen Routingschleifen, die den Netzwerkbetrieb erheblich stören können, da die gesendeten Netzwerkpakete aufgrund der Schleife die selben Router immer wieder passieren und weder an ihr eigentliches Ziel gelangen noch verworfen werden können. Die Gefahr des Auftretens des CTI-Problems schränkt die Einsetzbarkeit von RIP enorm ein. Die Netzwerke, in denen RIP eingesetzt wird, können nicht beliebig wachsen, da die maximale Größe des Netzwerks auf eine relativ kleine Distanz zwischen den Routern begrenzt ist, um die Dauer und die Folgen des CTI-Problems im Falle des Auftretens gering zu halten. Je stärker auch die Topologie eines Netzwerks vermascht ist, um mit zusätzlichen, alternativen Verbindungen Ausfällen entgegenzuwirken, umso stärker steigt auch die Gefahr des Auftretens des CTI-Problems nach einem Ausfall. Bislang existierten für RIP lediglich Mechanismen, die das Risiko des Auftretens und die Auswirkungen des CTI-Problems verringern, das Problem selbst aber nicht beheben können. Mit "RIP with minimal topology information" (RIP-MTI) wurde in der AG Rechnernetze an der Universität Koblenz-Landau eine abwärtskompatible Erweiterung zu RIP geschaffen, die das CTI-Problem zu beheben verspricht. Der RIP-MTI-Algorithmus sammelt zusätzliche Informationen über die Topologie des Netzwerks und nutzt diese, um nach dem Ausfall einer Verbindung richtige Informationen über die Erreichbarkeit von Zielen von falschen Informationen unterscheiden zu können. In dieser Diplomarbeit wird die Implementierung des RIP-MTI-Algorithmus behandelt. Mit Hilfe der speziell entwickelten RIP-Netzwerk-Testumgebung XTPeer, in der das CTI-Problem kontrolliert provoziert werden kann, wird die Wirksamkeit der Implementierung eines Quagga RIP-MTI-Routers überprüft und entsprechend weiterentwickelt. Dafür wird der RIP-MTI-Algorithmus an die Implementierung des Quagga RIP-Routing-Software sowie an die der Netzwerk-Testumgebung XTPeer angepasst. Diese Diplomarbeit wird vom Autor selbst als fortgeschrittene Zwischenstation eingestuft, vor der Herstellung und Herausgabe der Implementierung einer RIP-MTI-Routing-Software, die auch in produktiven Netzwerken eingesetzt werden könnte.
This volume contains those research papers presented at the Second International Conference on Tests and Proofs (TAP 2008) that were not included in the main conference proceedings. TAP was the second conference devoted to the convergence of proofs and tests. It combines ideas from both areas for the advancement of software quality. To prove the correctness of a program is to demonstrate, through impeccable mathematical techniques, that it has no bugs; to test a program is to run it with the expectation of discovering bugs. On the surface, the two techniques seem contradictory: if you have proved your program, it is fruitless to comb it for bugs; and if you are testing it, that is surely a sign that you have given up on any hope of proving its correctness. Accordingly, proofs and tests have, since the onset of software engineering research, been pursued by distinct communities using rather different techniques and tools. And yet the development of both approaches leads to the discovery of common issues and to the realization that each may need the other. The emergence of model checking has been one of the first signs that contradiction may yield to complementarity, but in the past few years an increasing number of research efforts have encountered the need for combining proofs and tests, dropping earlier dogmatic views of their incompatibility and taking instead the best of what each of these software engineering domains has to offer. The first TAP conference (held at ETH Zurich in February 2007) was an attempt to provide a forum for the cross-fertilization of ideas and approaches from the testing and proving communities. For the 2008 edition we found the Monash University Prato Centre near Florence to be an ideal place providing a stimulating environment. We wish to sincerely thank all the authors who submitted their work for consideration. And we would like to thank the Program Committee members as well as additional referees for their great effort and professional work in the review and selection process. Their names are listed on the following pages. In addition to the contributed papers, the program included three excellent keynote talks. We are grateful to Michael Hennell (LDRA Ltd., Cheshire, UK), Orna Kupferman (Hebrew University, Israel), and Elaine Weyuker (AT&T Labs Inc., USA) for accepting the invitation to address the conference. Two very interesting tutorials were part of TAP 2008: "Parameterized Unit Testing with Pex" (J. de Halleux, N. Tillmann) and "Integrating Verification and Testing of Object-Oriented Software" (C. Engel, C. Gladisch, V. Klebanov, and P. Rümmer). We would like to express our thanks to the tutorial presenters for their contribution. It was a team effort that made the conference so successful. We are grateful to the Conference Chair and the Steering Committee members for their support. And we particularly thank Christoph Gladisch, Beate Körner, and Philipp Rümmer for their hard work and help in making the conference a success. In addition, we gratefully acknowledge the generous support of Microsoft Research Redmond, who financed an invited speaker.
The University of Koblenz-Landau would like to apply for participation in the RoboCup Mixed Reality League in Suzhou, China 2008. Our team is composed of ten team members and two supervisors. All members are graduate students of Computational Visualistics. Our supervisors are Ph.D. candidates currently researching in the working groups of artificial intelligence and computer graphics.
Querying for meta knowledge
(2008)
The Semantic Web is based on accessing and reusing RDF data from many different sources, which one may assign different levels of authority and credibility. Existing Semantic Web query languages, like SPARQL, have targeted the retrieval, combination and reuse of facts, but have so far ignored all aspects of meta knowledge, such as origins, authorship, recency or certainty of data, to name but a few. In this paper, we present an original, generic, formalized and implemented approach for managing many dimensions of meta knowledge, like source, authorship, certainty and others. The approach re-uses existing RDF modeling possibilities in order to represent meta knowledge. Then, it extends SPARQL query processing in such a way that given a SPARQL query for data, one may request meta knowledge without modifying the query proper. Thus, our approach achieves highly flexible and automatically coordinated querying for data and meta knowledge, while completely separating the two areas of concern.
IPv6 autoconfiguration
(2008)
Diese Studienarbeit stellt verschiedene Möglichkeiten der automatischen Konfiguration von Netzwerkknoten unter IPv6, dem designierten Nachfolger des Internetprotokolls, vor. Dabei wird recht ausführlich in IPv6-Netzwerke eingeführt, wobei aber vorausgesetzt wird, dass der Leser Kenntnisse über das IP-Protokoll der Version 4 hat. Es werden sowohl die zustandslose als auch DHCPv6 ausführlich in der Theorie als auch im praktischen Einsatz gezeigt. Dafür wird das VNUML-System eingesetzt, das an der Technischen Universität Madrid entwickelt wurde und das es ermöglicht, mehrere Linuxsysteme auf einem Wirtsrechner zu simulieren.
In unserer heutigen Welt spielen soziale Netzwerke eine immer größere werdende Rolle. Im Internet entsteht fast täglich eine neue Anwendung in der Kategorie Web 2.0. Aufgrund dieser Tatsache wird es immer wichtiger die Abläufe in sozialen Netzwerken zu verstehen und diese für Forschungszwecke auch simulieren zu können. Da alle gängigen sozialen Netzwerke heute nur im eindimensionalen Bereich arbeiten, beschäftigt sich diese Diplomarbeit mit mehrdimensionalen sozialen Netzwerken. Mehrdimensionale soziale Netzwerke bieten die Möglichkeit verschiedene Beziehungsarten zu definieren. Beispielsweise können zwei Akteure nicht nur in einer "kennt"-Beziehung stehen, sondern diese Beziehungsart könnte auch in diverse Unterbeziehungsarten, wie z.B. Akteur A "ist Arbeitskollege von" Akteur B oder Akteur C "ist Ehepartner von" Akteur D, unterteilt werden. Auf diese Art und Weise können beliebig viele, völlig verschiedene Beziehungsarten nebeneinander existieren. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, in welchem Grad die Eigenschaften von eindimensionalen auch bei mehrdimensionalen sozialen Netzwerken gelten. Um das herauszufinden werden bereits bestehende Metriken weiterentwickelt. Diese Metriken wurden für eindimensionale soziale Netzwerke entwickelt und können nun auch für die Bewertung mehrdimensionaler sozialer Netzwerke benutzt werden. Eine zentrale Fragestellung ist hierbei wie gut sich Menschen finden, die sich etwas zu sagen haben. Um möglichst exakte Ergebnisse zu erhalten, ist es notwendig reale Daten zu verwenden. Diese werden aus einem Web 2.0-Projekt, in das Benutzer Links zu verschiedenen Themen einstellen, gewonnen (siehe Kapitel 4). Der erste praktische Schritte dieser Arbeit besteht daher darin, das soziale Netzwerk einzulesen und auf diesem Netzwerk eine Kommunikation, zwischen zwei Personen mit ähnlichen Themengebieten, zu simulieren. Die Ergebnisse der Simulation werden dann mit Hilfe der zuvor entwicklelten Metriken ausgewertet.
Im Rahmen von Projekten haben die Mitarbeiter in einem Unternehmen oft komplexe Problemstellungen zu bearbeiten, für die es keine objektiv richtigen oder falschen Lösungen gibt. Stattdessen werden im Rahmen der Entwurfs- und Entscheidungsprozesse mehrere Lösungsvorschläge erarbeitet um dann unter Abwägung von Pro- und Contra-Argumenten eine möglichst optimale Lösung zu finden.
This dissertation introduces a methodology for formal specification and verification of user interfaces under security aspects. The methodology allows to use formal methods pervasively in the specification and verification of human-computer interaction. This work consists of three parts. In the first part, a formal methodology for the description of human-computer interaction is developed. In the second part, existing definitions of computer security are adapted for human-computer interaction and formalized. A generic formal model of human-computer interaction is developed. In the third part, the methodology is applied to the specification and verification of a secure email client.
CAMPUS NEWS - artificial intelligence methods combined for an intelligent information network
(2008)
In this paper we describe a network for distributing personalised information with the usage of artificial intelligence methods. Reception of this information should be possible with everyday mobile equipment. Intelligent filtering and spam protection aim at integrating this technology into our environment. Information on the system architecture and usage of the installation are also presented.
Semantic desktop environments aim at improving the effectiveness and efficiency of users carrying out daily tasks within their personal information management infrastructure (PIM). They support the user by transferring and exploiting the explicit semantics of data items across different PIM applications. Whether such an approach does indeed reach its aim of facilitating users" life and—if so—to which extent, however, remains an open question that we address in this paper with the first summative evaluation of a semantic desktop approach. We approach the research question exploiting our own semantic desktop infrastructure, X-COSIM. As data corpus, we have used over 100 emails and 50 documents extracted from the organizers of a conference-like event at our university. The evaluation has been carried out with 18 subjects. We have developed a test environment to evaluate COSIMail and COSIFile, two semantic PIM applications based on X-COSIM. As result, we have found a significant improvement for typical PIM tasks compared to a standard desktop environment.
Simulation mit VNUML
(2008)
Diese Studienarbeit soll als Einführung in das Thema Netzwerksimulation dienen und unter anderem auch als Einstiegs-Referenz für zukünftige Besucher der Rechnernetze-Veranstaltungen an der Universität Koblenz nutzbar sein. Die Ausarbeitung beginnt mit den Grundlagen zu UML und VNUML und beschreibt dann die Installation, Konfiguration und das Arbeiten mit dem Netzwerksimulator sowie oft genutzter Tools. Im Anschluss daran werden konkrete Anwendungsfelder vorgestellt: der simulierte Einsatz des Paketfilter iptables zur Realisierung von Firewalls und NAT, verschiedene Netzwerkdienste und zuguterletzt simuliertes Routing mit der quagga-Suite.
Knowledge compilation is a common technique for propositional logic knowledge bases. The idea is to transform a given knowledge base into a special normal form ([MR03],[DH05]), for which queries can be answered efficiently. This precompilation step is very expensive but it only has to be performed once. We propose to apply this technique to knowledge bases defined in Description Logics. For this, we introduce a normal form, called linkless concept descriptions, for ALC concepts. Further we present an algorithm, based on path dissolution, which can be used to transform a given concept description into an equivalent linkless concept description. Finally we discuss a linear satisfiability test as well as a subsumption test for linkless concept descriptions.
The term "Augmented Reality (AR)" denotes the superposition of additional virtual objects and supplementary information over real images. The joint project Enhanced Reality (ER)1 aims at a generic AR-system. The ER-project is a cooperation of six different research groups of the Department of Computer Science at the University of Koblenz-Landau. According to Ronald Azuma an AR-system combines real and virtual environments, where the real and virtual objects are registered in 3-D, and it provides interactivity in real time [Azu97]. Enhanced Reality extends Augmented Reality by requiring the virtual objects to be seamlessly embedded into the real world as photo-realistic objects according to the exact lighting conditions. Furthermore, additional information supplying value-added services may be displayed and interaction of the user may even be immersive. The short-term goal of the ER-project is the exploration of ER-fundamentals using some specific research scenarios; the long-term goal is the development of a component-based ER-framework for the creation of ER-applications for arbitrary application areas. ER-applications are developed as single-user applications for users who are moving in a real environment and are wearing some kind of visual output device like see-through glasses and some mobile end device. By these devices the user is able to see reality as it is, but he can also see the virtual objects and the additional information about some value-added service. Furthermore he might have additional devices whereby he can interact with the available virtual objects. The development of a generic framework for ER-applications requires the definition of generic components which are customizable and composable to build concrete applications and it requires a homogeneous data model which supports all components equally well. The workgroup "Software Technology"2 is responsible for this subproject. This report gives some preliminary results concerning the derivation of a component-based view of ER. There are several augmented reality frameworks like ARVIKA, AMIRE, DWARF, MORGAN, Studierstube and others which offer some support for the development of AR-applications. All of them ease the use of existing subsystems like AR-Toolkit, OpenGL and others and leverage the generation process for realistic systems by making efficient use of those subsystems. Consequently, they highly rely on them.
Diese Studienarbeit soll eine Einführung in die Arbeit mit virtual network user mode linux (VNUML) geben. Mit Hilfe dieser Arbeit möchte ich speziell die Version VNUML 1.6 näher bringen und die wesentlichen Unterschiede, Vor- und Nachteile zur Version 1.5 zeigen. In den nächsten zwei Kapiteln wird auf das Thema VNUML und UML oberflächlich eingegangen. Das darauffolgende Kapitel befasst sich mit der Installation von VNUML 1.6, der Vorraussetzung und den möglichen Fehlermeldungen. Wenn dies abgeschlossen ist, wird VNUML 1.6 mit eigenen Beispielen ausfürlich, praktisch und theoretisch vorgestellt. Danach werden die wesentlichen Unterschiede von VNUML 1.5 zu VNUML 1.6 beschrieben. Zum Abschluss sind noch ein Kapitel mit kurzen Begriffsdefinitionen und der Anhang mit allen XML-Dateien zu finden. Auf den Aufbau einer XML-Datei möchte ich in meiner Arbeit nicht weiter eingehen. Dazu verweise ich auf die Arbeit von Thomas Chmielowiec und Tim Keupen. In diesen Arbeiten sind die XML-Syntax und Semantik ausfürlich beschrieben.
Der an der Universität Koblenz-Landau entwickelte RIP-MTI-Algorithmus stellt eine Modifikation des Routingalgorithmus RIP dar, die es dem RIP-Algorithmus ermöglichen soll, die Häufigkeit des Auftretens des Counting-to-infinity-Problems (CTI) zu reduzieren. Um die Korrektheit und Zuverlässigkeit dieses Algorithmus nachweisen, aber auch Schwächen aufdecken zu können, bedarf es der Möglichkeit, das Verhalten des Algorithmus zu testen. Ziel der Arbeit ist die Nutzbarmachung der von unter VNUML laufenden RIP-Routern dezentral verwalteten Routing-Informationen, um die Entstehung von CTIs zentral protokollieren und analysieren zu können. Zu diesem Zweck wird eine Software entwickelt, die Informationen zur Netzkonfiguration, zu Erreichbarkeiten und Update-Aufkommen sammelt, verwaltet und analysiert. So können neben den bereits bekannten problematischen Netztopologien weitere für die einzelnen RIP-Ausprägungen problematische Topologien ermittelt werden.
Probability propagation nets
(2007)
A class of high level Petri nets, called "probability propagation nets", is introduced which is particularly useful for modeling probability and evidence propagation. These nets themselves are well suited to represent the probabilistic Horn abduction, whereas specific foldings of them will be used for representing the flows of probabilities and likelihoods in Bayesian networks.
In this paper we describe a series of projects on location based and personalised information systems. We start wit a basic research project and we show how we came with the help of two other more application oriented project to a product. This is developed by a consortium of enterprises and it already is in use in the city of Koblenz.
In this paper we describe a network for distributing personalized information within a pervasive university. We discuss the system architecture of our Bluetooth-based CampusNews-system, both, from the administrator and the user viewpoint. We furthermore present first statistical data about the usage of the partial installation at the Koblenz campus together with an outlook to future work.
