The interrelations of a set of software objects are usually manifold and complex. Common object-oriented programming languages provide constructs for structuring objects according to shared properties and behavior, but fail to provide abstraction mechanisms for the interactions of objects. Roles seem to be a promising approach to solve this problem as they focus on the behavior of an object in a certain context. Combining multiple roles yields collaborations, an interesting abstraction and reuse unit. However, existing approaches towards roles in programming languages require vast extensions of the underlying language or even propose new languages. We propose a programming technique that enables role-based programming with commonly available language constructs. Thus, programmers can express roles and collaborations by simply using a library, and hence, without the need to change the language, its compiler, and its tools. We explain our proposal on a language-independent level. Moreover, we provide an implementation in form of a library for the Scala programming language. Finally, we apply our ideas to design patterns and analyze to which extent these can be expressed and reused with roles. / Die Zusammenhänge zwischen Softwareobjekten sind vielfältig und komplex. In den meisten objektorientierten Programmiersprachen werden Objekte an Hand von gemeinsamen Eigenschaften und Verhalten klassifiziert. Konstrukte zum Strukturieren bezüglich ihrer Interaktionen fehlen jedoch. Ein vielversprechender Lösungsansatz sind Rollen, welche das Verhalten von Objekten in einem bestimmten Kontext beschreiben. Zusammenhängende Rollen können zu Kollaborationen abstrahiert werden. Diese sind insbesondere als wiederverwendbare Bausteine interessant. Allerdings verändern bisherige Ansätze zu rollenbasiertem Programmieren die zu Grunde liegende Sprache erheblich oder schlagen gar neue Sprachen vor. Im Gegensatz dazu zeigen wir eine Programmiermethode, die rollenbasiertes Programmieren mit üblichen Sprachkonstrukten ermöglicht. Somit können Rollen und Kollaborationen als Bibliothek bereitgestellt werden, also ohne Sprache, Compiler und Werkzeuge anpassen zu müssen. Wir erläutern unseren Ansatz zunächst sprachunabhängig. Desweiteren wird eine Implementierung als Bibliothek für die Scala Programmiersprache präsentiert. Als praktische Anwendung stellen wir Entwurfsmustern dar und überprüfen, inwiefern sich diese mit Rollen ausdrücken und wiederverwenden lassen.

Suchmaschinen bieten Zugang zu großen Datenmengen und viele Möglichkeiten, die Nutzeranfragen zu interpretieren und mit Korrekturen oder Empfehlungen zu unterstützen. Neben diesen technologischen Vorteilen, hat sich am Suchparadigma selbst in den letzten Jahren nicht viel geändert. Die meisten Suchinterfaces bestehen auch heute noch aus den typischen Eingabemasken und linearen Ergebnislisten. Jedoch ist es besonders für Nutzer mit wenig Erfahrung in der aktuellen Suchdomäne oder mit einem sehr unscharfen Informationsbedürfnis schwierig, ihre vagen Vorstellungen in eine spezifische Suchanfrage zu transformieren. Die herkömmlichen eindimensionalen Ergebnislisten bieten oft nur eine einfache Sortierfunktion. Verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung bieten jedoch weitaus mehr Möglichkeiten, um multidimensionale Datensätze zu visualisieren und vergleichbar zu machen. Ziel der Arbeit ist es, den Suchprozess am Beispiel der Produktsuche aus der Nutzerperspektive zu analysieren und Anforderungen zu formulieren, welche verschiedene Strategien und Phasen der Suche unterstützen. Die Anwendungsfälle stützen sich dabei vor allem auf komplexere Suchaufgaben mit einem vagen Informationsbedürfnis wie der Planung eines Urlaubs oder dem Finden einer passenden Finanzierungsmöglichkeit. Weiterhin werden verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung untersucht, um sowohl die visuelle Exploration und Analyse der multidimensionalen Datenmengen als auch eine schnelle Interpretation und den Vergleich der gefundenen Suchergebnisse zu ermöglichen. Die Betrachtung verschiedener verwandter Arbeiten aus dem kommerziellen und akademischen Bereich führen zu fünf verschiedenen Suchmusterkategorien, die in explorativen Suchszenarien miteinander kombiniert werden können, um den Suchraum einzugrenzen oder aufzufächern. Unter Berücksichtigung der Suchmusterkategorien der schlagwortbasierten Suche, der Ähnlichkeitssuche, der Facettennavigation, der empfehlungsbasierten Suche und des Browsing in strukturierten Inhalten werden verschiedene Lösungsansätze entwickelt, welche die Exploration unterschiedlicher Produktdatenmengen ermöglichen. Basierend auf diesen Fallbeispielen wird ein Baukasten für visuelle Suchinterfaces vorgeschlagen, der vorwärtsgerichtet oder rückwärtsgerichtet im Sinne des Reverse-Engineering angewandt werden kann. Die Bausteine geben einen Gestaltungsraum vor, der den Designer vor allem in der Konzeptionsphase unterstützt. Durch die Kombination verschiedener Bausteine werden der Entwurf neuer Interfacekonzepte und deren Variation ermöglicht. Weiterhin können erprobte Lösungen in Entwurfsmuster überführt werden, welche die Wiederverwendung in ähnlichen Problemkontexten erlauben. Durch das Reverse-Engineering können bekannte Interfaces in einzelne Bestandteile zerlegt und innere Strukturen sowie Zusammenhänge analysiert werden.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Problemdarstellung und Zielsetzung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Interdisziplinäre Grundlagenbetrachtung 2.1 Informationssuche 2.1.1 Informationsbedürfnis 2.1.2 Modelle der Informationssuche 2.1.3 Suchstrategien 2.2 Informationsvisualisierung 2.2.1 Visualisierungsprozess 2.2.2 Datenstrukturen 2.2.3 Visuelle Strukturen 2.2.4 Visualisierungstechniken 2.2.5 Interaktionstechniken 2.3 Entwurfsproblematik in der Mensch-Computer-Interaktion 2.3.1 Entwurfsprozess 2.3.2 Entwurfsmuster und -prinzipien 2.3.3 Baukastensysteme 2.3.4 Semiotik 2.4 Zusammenfassung 3 Suchmuster im Kontext der Produktsuche 3.1 Schlüsselwortsuche 3.1.1 Kommerzielle Anwendungen 3.1.2 Akademische Arbeiten 3.2 Ähnlichkeitssuche 3.2.1 Kommerzielle Anwendungen 3.2.2 Akademische Arbeiten 3.3 Facettennavigation 3.3.1 Kommerzielle Anwendungen 3.3.2 Akademische Arbeiten 3.4 Empfehlungsbasierte Suche 3.4.1 Kommerzielle Anwendungen 3.4.2 Akademische Arbeiten 3.5 Browsing in strukturierten Inhalten 3.5.1 Kommerzielle Anwendungen 3.5.2 Akademische Arbeiten 3.6 Zusammenfassung 4 Motivbasierte Suche 4.1 Nutzerbefragung 4.2 Aspekte der motivbasierten Suche 4.2.1 Exploration 4.2.2 Recherche 4.2.3 Evaluation 4.3 Zusammenfassung 5 Schlagwortbasierte Suche 5.1 Datengrundlage 5.1.1 Klassifikationsschema 5.1.2 Datenanalyse 5.2 DelViz 5.2.1 Konzept für die Explorative Suche 5.2.2 Analysekonzept 5.2.3 Browsing-Konzept 5.2.4 Prototyp 5.3 TagCircus 5.4 Facettice 5.5 Zusammenfassung 6 Ähnlichkeitssuche 6.1 Glyphdarstellungen 6.1.1 Many-to-One-Mapping 6.1.2 One-to-One-Mapping 6.2 Nutzerstudien 6.2.1 Evaluation von Differenzglyphen 6.2.2 Evaluation von Star-Plots und Flower-Glyphen 6.3 Ähnlichkeitssuche mittels Glyphen 6.3.1 Beispielbasierte Suche 6.3.2 Exploration multidimensionaler Datenmengen 6.4 Zusammenfassung 7 Facettennavigation 7.1 Datengrundlage 7.2 Basiskonzept 7.2.1 Interaktion mit den Achsen 7.2.2 Facettenfilter 7.2.3 Ergebnisliste 7.2.4 Suchhistorie 7.3 Parallele Koordinaten 7.3.1 Vergleich 7.3.2 Unscharfer Filter 7.4 Parallel Sets 7.5 Prototyp 7.6 Nutzerstudie 7.6.1 Methodik 7.6.2 Ergebnisse 7.6.3 Diskussion 7.7 Adaption des Konzepts 7.8 Zusammenfassung 8 Empfehlungsbasierte Suche 8.1 Get Inspired 8.1.1 Datengrundlage 8.1.2 Konzeption 8.1.3 Prototyp 8.1.4 Nutzerstudie 8.2 Motbasi 8.2.1 Prototyp 8.2.2 Nutzertest 8.3 Movie-Recommender 8.4 Findr 8.5 Zusammenfassung 9 Baukasten für visuelle Suchinterfaces 9.1 Bausteine 9.2 Baumuster 9.3 Baumusterpläne 9.3.1 Verbindungselemente 9.3.2 Referenzbausteine 9.4 Semiotische Aspekte des Baukastens 9.5 Anwendungsszenarien 9.5.1 Mustererstellung zur Wiederverwendbarkeit 9.5.2 Variantenerzeugung 9.5.3 Inspiration im Entwurfsprozess 9.5.4 Design- und Lehrmethodik 9.6 Zusammenfassung 10 Zusammenfassung 10.1 Zusammenfassung der Kapitel 10.2 Diskussion 10.3 Ausblick Anhang Glossar Abkürzungsverzeichnis Literatur Eigene Veröffentlichungen Betreute studentische Arbeiten Forschungsprojekte Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Verzeichnis der Code-Beispiele

The geographical information system GRASS has become a standard on the field of geographical phenomenon modeling during its 26 years old lifetime. However, its internal structure follows practices from the date of its creation. This thesis aims to design a possible shape of internal parts modernization using a component architecture and object-oriented design patterns with distributed computing and dynamic languages support in mind. The designed system should stay identical from the user's point-of-view. Design results are proven on a prototype library implementation called the GAL Framework.

This project is focused on software design and implementation. This software represents a generator of web information system source code developed in ASP.NET 2.0. The information system requires the SQL database. The source code generated by this application is the base of the next development in Visual Studio 2008. This project inspects similar generators too.

aus dem Inhalt: „Designer:innen stehen heute vor der komplexen Aufgabe ihre Designdienstleistungen transparent und nachvollziehbar Richtung Kreislaufwirtschaft auszurichten. Ein neu entwickeltes Toolkit für Circular Design hilft alle Dimensionen der Produktgestaltung zu berücksichtigen und einen Dialog auf Augenhöhe mit den Hersteller:innen zu führen....”

The effective visualization of manufacturing data can lead to the minimization of production issues and an increase in the effectiveness of manufacturing processes, by decreasing the cognitive load required for human machine operators to understand what is going on in the factory, improving communication, adding a sense of control, and providing clear access to information. However, the knowledge of how to effectively design visualizations, dashboards, and factory screens is still a topic of research, especially from the user experience point of view. This study investigates the user experience of factory screens in a concrete context of a manufacturing company in Sweden. Through a research-through-design process involving semi-structured user interviews, creative co-creation sessions, and interactive prototype testing, this study aims to answer the research question: What design patterns can be used in building effective, usable, and useful factory screens for interactive data visualization in manufacturing processes? The results provide insights into the more general application of design for manufacturing visualizations, uncovering a set of 7 design patterns for creating an effective user experience of factory screens. / En effektiv visualisering av tillverkningsdata kan leda till minimering av produktionsproblem och ökad effektivitet i tillverkningsprocesserna genom att minska den kognitiva belastningen som krävs för att de mänskliga maskinoperatörerna ska förstå vad som pågår i fabriken, förbättra kommunikationen, ge en känsla av kontroll och erbjuda tydlig tillgång till information. Kunskapen om hur man effektivt designar visualiseringar, instrumentpaneler och fabriksskärmar är dock fortfarande ett forskningsämne, särskilt sett ur användarupplevelseperspektivet. Denna studie undersöker användarupplevelsen av fabriksskärmar i en konkret kontext av ett tillverkningsföretag i Sverige. Genom en forskning-genom-design-process som innefattar halvstrukturerade användarintervjuer, kreativa samarbetsmöten och interaktiv prototyp-testning syftar denna studie till att besvara forskningsfrågan: Vilka designmönster kan användas för att skapa effektiva, användbara och användarvänliga fabriksskärmar för interaktiv datavisualisering i tillverkningsprocesser? Resultaten ger insikter om den mer allmänna tillämpningen av design för tillverkningsvisualiseringar och identifierar en uppsättning av 7 designmönster för att skapa en effektiv användarupplevelse av fabriksskärmar.

Although replication is considered an indispensable part of the scientific method in software engineering, few replication studies are published each year. The rate of replication, however, is not surprising given that replication theory in software engineering is immature. Not only are replication taxonomies varied and difficult to reconcile, but opinions on the role of replication contradict. In general, we have no clear sense of how to build knowledge via replication, particularly given the practical realities of our research field. Consequently, most replications in software engineering yield little useful information. In particular, the vast majority of external replications (i.e., replications performed by researchers unaffiliated with the original study) not only fail to reproduce the original results, but defy explanation. The net effect is that, as a research field, we consistently fail to produce usable (i.e., transferable) knowledge, and thus, our research results have little if any impact on industry. In this dissertation, we dissect the problem of replication into four primary concerns: 1) rate and explicitness of replication; 2) theoretical foundations of replication; 3) tractability of methods for context analysis; and 4) effectiveness of inter-study communication. We address each of the four concerns via a two-part research strategy involving both a theoretical and a practical component. The theoretical component consists of a grounded theory study in which we integrate and then apply external replication theory to problems of replication in empirical software engineering. The theoretical component makes three key contributions to the literature: first, it clarifies the role of replication with respect to the overall process of science; second, it presents a flexible framework for reconciling disparate replication terminology; and third, it informs a broad range of practical replication concerns. The practical component involves a series of replication studies, through which we explore a variety of replication concepts and empirical methods, ultimately culminating in the development of a tractable method for context analysis (TCA). TCA enables the quantitative evaluation of context variables in greater detail, with greater statistical power, and via considerably smaller datasets than previously possible. As we show (via a complex, real-world example), the method ultimately enables the empirically and statistically-grounded reconciliation and generalization of otherwise contradictory results across dissimilar replications—which problem has previously remained unsolved in software engineering.

As cars become more integrated into people’s lives, the design of in-car infotainment systems has become increasingly important. This thesis explores the user experience and Usability design principles of the calling functionality within the infotainment systems of five of the most common cars in Romania. The research examines the design principles that underpin these systems, using the European Statement of Principles on Human-Machine Interface (HMI) as a reference. The primary methodology involved two stages of surveys. The first survey gathered demographic information, car ownership details, and participants' experiences with their infotainment systems. This data was then used to identify the most common cars for the second survey, which further investigated user preferences for different infotainment interfaces. Analysis of the survey results reveals significant patterns in user preferences, with ease of use and convenience emerging as crucial factors in user satisfaction. The study highlights the importance of button placement, interface design, and layout in determining user experience. The most preferred interfaces were those which aligned with HMI principles, emphasizing simplicity, clarity of information, and ease of navigation. Despite certain limitations, such as the small sample size and potential for self-reporting bias, the research provides important insights into user preferences and the impact of design principles on user experience. The findings underscore the need for interface designs that are both user-friendly and align with established HMI guidelines. The implications of these findings extend to the broader fields of Human-Computer Interaction and Automotive User Interfaces, emphasizing the importance of user-centered design in enhancing user experience and satisfaction. Future research could expand upon these findings, exploring the impact of aesthetic design factors and the potential for personalized interface options.

Identifying the most used design patterns and communication methods for a microservices architecture holds paramount importance in ensuring system stability within the IT industry. With a plethora of approaches available, encompassing various design patterns and communication techniques, the selection of technologies often hinges upon the expertise and knowledge of software designers. However, designing microservices solely through human efforts poses significant challenges for companies. Moreover, the monitoring aspect presents its own set of complexities in the realm of microservices. This research aims to elucidate the prevalent design patterns and communication methods utilized in modern IT microservices environments. It also seeks to demonstrate the integration of Artificial Intelligence tools such as ChatGPT into the architecture design process, particularly in enhancing monitoring capabilities within microservices. Subsequently, a prototype is proposed to offer design guidance, as recommended by the ChatGPT and Llama 2 customized models in accordance with the specified requirements. Additionally, the study primarily seeks to identify prevalent design patterns and communication methods employed within the IT industry through the utilization of surveys and interviews conducted with both technical and non-technical personnel.

Baigiamojo darbo tikslas – sukurti programinį modulį, skirtą automatizuotam plieno jungčių ir mazgų brėžinių generavimui. Iškeltam tikslui pasiekti darbe tiriamos objektinio projektavimo technologijos ir jų taikymo galimybės kuriant automatizuotas brėžinių generavimo sistemas. Analitinėje darbo dalyje išanalizuoti moduliniai projektavimo principai ir objektinio programavimo projektavimo šablonai. Projektinėje darbo dalyje aprašoma modulinė programos sandara, analizuojamos pradinės duomenų struktūros. Aprašomos atskirai projektuojamos sistemos dalys bei pateikiama bendra suprojektuota automatizuota plieno jungčių ir mazgų brėžinių generavimo sistema. Trumpai aptariamas sudedamųjų plieno jungčių ir mazgų elementų braižymas ir vartotojo sąsajos praplėtimas. Darbą sudaro 3 dalys: problemos analizė ir formulavimas, teorinis pagrindimas, sistemos projektavimas ir realizacija. Atskiru skyriumi pateikiamas publikuotas straipsnis. Darbo apimtis 58 puslapiai teksto be priedų, 24 paveikslai, 39 bibliografiniai šaltiniai. / The aim of the final work is to develop a software module for automated generation of steel joint connections drawings. The work involves investigation of object-oriented design techniques and their application to the possibility of developing an automated system for generating drawings. Analytical part of work contains analysis of the principles for modular design and object-oriented design patterns. In part of system design and implementation is described a modular program structure and an initial analysis of the data structures. Also described separately designed system parts and the total designed automated steel joint connections drawing system. Briefly described the components of steel joint connections drawing elements and user interface extension. Work consists of 3 parts: problem analysis and formulation, analytical part, system design and implementation, and published article as a separate section. Thesis consists of 58 pages text without appendixes, 24 pictures, 39 bibliographical entries.