Description Logics (DLs) are a family of logic-based knowledge representation languages used to describe the knowledge of an application domain and reason about it in formally well-defined way. They allow users to describe the important notions and classes of the knowledge domain as concepts, which formalize the necessary and sufficient conditions for individual objects to belong to that concept. A variety of different DLs exist, differing in the set of properties one can use to express concepts, the so-called concept constructors, as well as the set of axioms available to describe the relations between concepts or individuals. However, all classical DLs have in common that they can only express exact knowledge, and correspondingly only allow exact inferences. Either we can infer that some individual belongs to a concept, or we can't, there is no in-between. In practice though, knowledge is rarely exact. Many definitions have their exceptions or are vaguely formulated in the first place, and people might not only be interested in exact answers, but also in alternatives that are "close enough". This thesis is aimed at tackling how to express that something "close enough", and how to integrate this notion into the formalism of Description Logics. To this end, we will use the notion of similarity and dissimilarity measures as a way to quantify how close exactly two concepts are. We will look at how useful measures can be defined in the context of DLs, and how they can be incorporated into the formal framework in order to generalize it. In particular, we will look closer at two applications of thus measures to DLs: Relaxed instance queries will incorporate a similarity measure in order to not just give the exact answer to some query, but all answers that are reasonably similar. Prototypical definitions on the other hand use a measure of dissimilarity or distance between concepts in order to allow the definitions of and reasoning with concepts that capture not just those individuals that satisfy exactly the stated properties, but also those that are "close enough".

People engage in a multitude of different relationships. Relatives, spouses, and friends are modestly to moderately similar in various characteristics, e.g., personality characteristics, interests, appearance. The role of psychological (e.g., skills, global appraisal) and social (e.g., gender, familial status) similarities in personal relationships and the association with relationship quality (emotional closeness and reciprocity of support) were examined in four independent studies. Young adults (N = 456; M = 27 years) and middle-aged couples from four different family types (N = 171 couples, M = 38 years) gave answer to a computer-aided questionnaire regarding their ego-centered networks. A subsample of 175 middle-aged adults (77 couples and 21 individuals) participated in a one-year follow-up questioning. Two experimental studies (N = 470; N = 802), both including two assessments with an interval of five weeks, were conducted to examine causal relationships among similarity, closeness, and reciprocity expectations. Results underline the role of psychological and social similarities as covariates of emotional closeness and reciprocity of support on the between-relationship level, but indicate a relatively weak effect within established relationships. In specific relationships, such as parent-child relationships and friendships, psychological similarity partly alleviates the effects of missing genetic relatedness. Individual differences moderate these between-relationship effects. In all, results combine evolutionary and social psychological perspectives on similarity in personal relationships and extend previous findings by means of a network approach and an experimental manipulation of existing relationships. The findings further show that psychological and social similarity have different implications for the study of personal relationships depending on the phase in the developmental process of relationships. / Verwandte, Partner und Freunde ähneln sich in einer Vielzahl von Merkmalen wie z.B. Persönlichkeitseigenschaften, Einstellungen oder Aussehen. Die Bedeutung von Ähnlichkeit in psychologischen und demografischen Eigenschaften von Beziehungspartnern und die Zusammenhänge mit der Qualität der Beziehung wurden in vier unabhängigen Studien untersucht. Junge Erwachsene (N = 456; M = 27 Jahre) und Paare aus vier verschiedenen Familienformen (N = 171 Paare, M = 38 Jahre) beurteilten in einem PC-gestützten Fragebogen die sozialen Beziehungen in ihrem ego-zentrierten Netzwerk hinsichtlich wahrgenommener Ähnlichkeit, emotionaler Nähe und Reziprozität der Unterstützung. Ein Teil der Paare (77 Paare und 21 Einzelpersonen) nahm an der Ein-Jahres-Längsschnittstudie teil. In zwei Experimenten (N = 470; N = 802) wurde die Wahrnehmung von Ähnlichkeit manipuliert, um die Kausalwirkung auf die emotionale Nähe und die Erwartung von reziprokem Verhalten in Beziehungen zu prüfen. Die Studien zeigten, dass innerhalb eines sozialen Netzwerkes ähnliche Beziehungspartner auch emotional näher beurteilt wurden, es jedoch kaum wechselseitige Beeinflussungen innerhalb bestehender Beziehungen gab. In spezifischen Beziehungen, wie Eltern-Kind- oder Freundschaftsbeziehungen, konnte psychologische Ähnlichkeit den Effekt der fehlenden genetischen Verwandtschaft teilweise aufheben. Merkmale der Person moderierten diese Zusammenhänge auf der Beziehungsebene. Die Ergebnisse verknüpfen die evolutionspsychologische und die sozialpsychologische Perspektive der Ähnlichkeitsforschung und ergänzen bisherige Befunde durch den Einsatz des Sozialen Netzwerkansatzes und der experimentellen Manipulation von bestehenden Beziehungen. Zudem zeigen die Befunde, dass psychologische und demografische Ähnlichkeit unterschiedliche Implikationen für die Beziehungsforschung haben, in Abhängigkeit von der Entwicklungsphase der Beziehung.

Business processes are fundamental to the operations of a company. Each product manufactured and every service provided is the result of a series of actions that constitute a business process. Business process management is an organizational principle that makes the processes of a company explicit and offers capabilities to implement procedures, control their execution, analyze their performance, and improve them. Therefore, business processes are documented as process models that capture these actions and their execution ordering, and make them accessible to stakeholders. As these models are an essential knowledge asset, they need to be managed effectively. In particular, the discovery and reuse of existing knowledge becomes challenging in the light of companies maintaining hundreds and thousands of process models. In practice, searching process models has been solved only superficially by means of free-text search of process names and their descriptions. Scientific contributions are limited in their scope, as they either present measures for process similarity or elaborate on query languages to search for particular aspects. However, they fall short in addressing efficient search, the presentation of search results, and the support to reuse discovered models. This thesis presents a novel search method, where a query is expressed by an exemplary business process model that describes the behavior of a possible answer. This method builds upon a formal framework that captures and compares the behavior of process models by the execution ordering of actions. The framework contributes a conceptual notion of behavioral distance that quantifies commonalities and differences of a pair of process models, and enables process model search. Based on behavioral distances, a set of measures is proposed that evaluate the quality of a particular search result to guide the user in assessing the returned matches. A projection of behavioral aspects to a process model enables highlighting relevant fragments that led to a match and facilitates its reuse. The thesis further elaborates on two search techniques that provide concrete behavioral distance functions as an instantiation of the formal framework. Querying enables search with a notion of behavioral inclusion with regard to the query. In contrast, similarity search obtains process models that are similar to a query, even if the query is not precisely matched. For both techniques, indexes are presented that enable efficient search. Methods to evaluate the quality and performance of process model search are introduced and applied to the techniques of this thesis. They show good results with regard to human assessment and scalability in a practical setting. / Geschäftsprozesse bilden die Grundlage eines jeden Unternehmens, da jedes Produkt und jede Dienstleistung das Ergebnis einer Reihe von Arbeitsschritten sind, deren Ablauf einen Geschäftsprozess darstellen. Das Geschäftsprozessmanagement rückt diese Prozesse ins Zentrum der Betrachtung und stellt Methoden bereit, um Prozesse umzusetzen, abzuwickeln und, basierend auf einer Auswertung ihrer Ausführung, zu verbessern. Zu diesem Zweck werden Geschäftsprozesse in Form von Prozessmodellen dokumentiert, welche die auszuführenden Arbeitsschritte und ihre Ausführungsbeziehungen erfassen und damit eine wesentliche Grundlage des Geschäftsprozessmanagements bilden. Um dieses Wissen verwerten zu können, muss es gut organisiert und leicht auffindbar sein – eine schwierige Aufgabe angesichts hunderter bzw. tausender Prozessmodelle, welche moderne Unternehmen unterhalten. In der Praxis haben sich bisher lediglich einfache Suchmethoden etabliert, zum Beispiel Freitextsuche in Prozessbeschreibungen. Wissenschaftliche Ansätze hingegen betrachten Ähnlichkeitsmaße und Anfragesprachen für Prozessmodelle, vernachlässigen dabei aber Maßnahmen zur effizienten Suche, sowie die verständliche Wiedergabe eines Suchergebnisses und Hilfestellungen für dessen Verwendung. Diese Dissertation stellt einen neuen Ansatz für die Prozessmodellsuche vor, wobei statt einer Anfragesprache Prozessmodelle zur Formulierung einer Anfrage verwendet werden, welche exemplarisch das Verhalten der gesuchten Prozesse beschreiben. Dieser Ansatz fußt auf einem formalen Framework, welches ein konzeptionelles Distanzmaß zur Bewertung gemeinsamen Verhaltens zweier Geschäftsprozesse definiert und die Grundlage zur Suche bildet. Darauf aufbauend werden Qualitätsmaße vorgestellt, die einem Benutzer bei der Bewertung von Suchergebnissen behilflich sind. Verhaltensausschnitte, die zur Aufnahme in das Suchergebnis geführt haben, können im Prozessmodell hervorgehoben werden. Die Arbeit führt zwei Suchtechniken ein, die konkrete Distanzmaße einsetzen, um Prozesse zu suchen, die das Verhalten einer Anfrage exakt enthalten (Querying), oder diesem in Bezug auf das Verhalten ähnlich sind (Similarity Search). Für beide Techniken werden Indexstrukturen vorgestellt, die effizientes Suchen ermöglichen. Abschließend werden allgemeine Methoden zur Evaluierung von Prozessmodellsuchansätzen vorgestellt, mit welchen die genannten Suchtechniken überprüft werden. Im Ergebnis zeigen diese eine hohe Qualität der Suchergebnisse hinsichtlich einer Vergleichsstudie mit Prozessexperten, sowie gute Skalierbarkeit für große Prozessmodellsammlungen.

Data integration has been, and still is, a challenge for applications processing multiple heterogeneous data sources. Across the domains of schemas, ontologies, and metamodels, this imposes the need for mapping specifications, i.e. the task of discovering semantic correspondences between elements. Support for the development of such mappings has been researched, producing matching systems that automatically propose mapping suggestions. However, especially in the context of metamodel matching the result quality of state of the art matching techniques leaves room for improvement. Although the traditional approach of pair-wise element comparison works on smaller data sets, its quadratic complexity leads to poor runtime and memory performance and eventually to the inability to match, when applied on real-world data. The work presented in this thesis seeks to address these shortcomings. Thereby, we take advantage of the graph structure of metamodels. Consequently, we derive a planar graph edit distance as metamodel similarity metric and mining-based matching to make use of redundant information. We also propose a planar graph-based partitioning to cope with large-scale matching. These techniques are then evaluated using real-world mappings from SAP business integration scenarios and the MDA community. The results demonstrate improvement in quality and managed runtime and memory consumption for large-scale metamodel matching.

Die Arbeit liefert einen Betrag zur Objektivierung der Bewertung und Auswertung von waffenspezifischen Spuren auf Geschossen. Durch den Vergleich der Spuren können Geschosse den verwendeten Waffen zugeordnet werden. Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der die Auswahl der relevanten Spurenbereiche aus großflächigen Bilder ermöglicht. Ein weiterer Algorithmus kann die Spuren automatisiert um den Drallwinkel korrigieren. Zwei bekannte Vergleichsmodelle wurden an den vorliegenden Spuren angewandt. Ein Vergleichsalgorithmus, basierend auf der Fuzzy-Theorie, wurde zum Spurenvergleich entwickelt. Der Vergleich mittels dieses Algorithmus kann eindimensional oder zweidimensional erfolgen. Eine Gegenüberstellung der Vergleichsansätze zeigt, dass ein Spurenvergleich mit dem Fuzzy-Modell, bei welchen nur die Lage der Riefenspuren einfließt, bessere Ergebnisse liefert als die anderen Modelle und so für die Begründung von Untersuchungsergebnissen im Spurenvergleich verwendet werden kann.

Description Logics (DLs) are a family of logic-based knowledge representation languages used to describe the knowledge of an application domain and reason about it in formally well-defined way. They allow users to describe the important notions and classes of the knowledge domain as concepts, which formalize the necessary and sufficient conditions for individual objects to belong to that concept. A variety of different DLs exist, differing in the set of properties one can use to express concepts, the so-called concept constructors, as well as the set of axioms available to describe the relations between concepts or individuals. However, all classical DLs have in common that they can only express exact knowledge, and correspondingly only allow exact inferences. Either we can infer that some individual belongs to a concept, or we can't, there is no in-between. In practice though, knowledge is rarely exact. Many definitions have their exceptions or are vaguely formulated in the first place, and people might not only be interested in exact answers, but also in alternatives that are "close enough". This thesis is aimed at tackling how to express that something "close enough", and how to integrate this notion into the formalism of Description Logics. To this end, we will use the notion of similarity and dissimilarity measures as a way to quantify how close exactly two concepts are. We will look at how useful measures can be defined in the context of DLs, and how they can be incorporated into the formal framework in order to generalize it. In particular, we will look closer at two applications of thus measures to DLs: Relaxed instance queries will incorporate a similarity measure in order to not just give the exact answer to some query, but all answers that are reasonably similar. Prototypical definitions on the other hand use a measure of dissimilarity or distance between concepts in order to allow the definitions of and reasoning with concepts that capture not just those individuals that satisfy exactly the stated properties, but also those that are "close enough".

Durch Redundanz im Quellcode kommt es zur Einschränkung wichtiger Faktoren wie der Lesbarkeit oder Wartbarkeit des Codes. Damit einhergehend kann Fehlverhalten im Programmablauf entstehen, wenn Code-Fragmente gezielt dupliziert werden, anstatt sie wiederzuverwenden. Für die frühzeitige Erkennung solcher Probleme ist es daher nötig, die Redundanz in ihren verschiedenen Formen aufzuschlüsseln. Das Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, wodurch sich diese Formen beziehungsweise Arten der Redundanz unterscheiden, wie diese zusammenhängen und auf welche Weise man Redundanz mit dem Begriff Code-Clone zusammenführen kann. Zu diesem Zweck wurde eine Literaturstudie durchgeführt, um den aktuellen Forschungsstand zu erfassen. Dabei wurden neben der Redundanz auch die Themen Code-Clones und Ähnlichkeit betrachtet. Die Ergebnisse der Literaturstudie wurden anhand der Arten der Redundanz gegliedert und durch Code-Clone-Beispiele verdeutlicht. Die Literaturstudie ergab, dass Redundanz vorwiegend durch Duplikation von Code- Fragmenten entsteht, wodurch sich mithilfe von Code-Clones ein Großteil der Redundanz abbilden lässt. Des Weiteren sind die Arten der Redundanz nicht disjunkt, wodurch sich eine hundertprozentige Untergliederung nicht durchführen lässt.:Gliederung AbbildungsverzeichnisI Quellcode-Listing 1. Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielstellung 1.3 Aufbau der Arbeit 2. Definitionen 3.Vorgehen 3.1Methodisches Vorgehen 3.2 Planung 3.3 Selektion 3.4 Extraktion 3.5 Ausführung 4. Ergebnisse 4.1 Negative Software Redundanz 4.2 Textuelle Redundanzen 4.3 Funktionelle Redundanz 4.4 Boilerplate-Code 4.5 Entstehungsgrund-basierte Redundanzen 4.5.1 Gezwungene Redundanz 4.5.2 Zufällige Redundanz 4.6 Abgrenzung der Redundanzarten voneinander 5. Fazit 6. Ausblick Quellen

Data integration has been, and still is, a challenge for applications processing multiple heterogeneous data sources. Across the domains of schemas, ontologies, and metamodels, this imposes the need for mapping specifications, i.e. the task of discovering semantic correspondences between elements. Support for the development of such mappings has been researched, producing matching systems that automatically propose mapping suggestions. However, especially in the context of metamodel matching the result quality of state of the art matching techniques leaves room for improvement. Although the traditional approach of pair-wise element comparison works on smaller data sets, its quadratic complexity leads to poor runtime and memory performance and eventually to the inability to match, when applied on real-world data. The work presented in this thesis seeks to address these shortcomings. Thereby, we take advantage of the graph structure of metamodels. Consequently, we derive a planar graph edit distance as metamodel similarity metric and mining-based matching to make use of redundant information. We also propose a planar graph-based partitioning to cope with large-scale matching. These techniques are then evaluated using real-world mappings from SAP business integration scenarios and the MDA community. The results demonstrate improvement in quality and managed runtime and memory consumption for large-scale metamodel matching.

Quality control using scalar quality measures is standard practice in manufacturing. However, there are also quality measures that are determined at a large number of positions on a product, since the spatial distribution is important. We denote such a mapping of local coordinates on the product to values of a measure as a measurement map. In this paper, we examine how measurement maps can be clustered according to a novel notion of similarity - mapscape similarity - that considers the overall course of the measure on the map. We present a class of synopses called global slope change that uses the profile of the measure along several lines from a reference point to different points on the borders to represent a measurement map. We conduct an evaluation of global slope change using a real-world data set from manufacturing and demonstrate its superiority over other synopses.

Die Arbeit liefert einen Betrag zur Objektivierung der Bewertung und Auswertung von waffenspezifischen Spuren auf Geschossen. Durch den Vergleich der Spuren können Geschosse den verwendeten Waffen zugeordnet werden. Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der die Auswahl der relevanten Spurenbereiche aus großflächigen Bilder ermöglicht. Ein weiterer Algorithmus kann die Spuren automatisiert um den Drallwinkel korrigieren. Zwei bekannte Vergleichsmodelle wurden an den vorliegenden Spuren angewandt. Ein Vergleichsalgorithmus, basierend auf der Fuzzy-Theorie, wurde zum Spurenvergleich entwickelt. Der Vergleich mittels dieses Algorithmus kann eindimensional oder zweidimensional erfolgen. Eine Gegenüberstellung der Vergleichsansätze zeigt, dass ein Spurenvergleich mit dem Fuzzy-Modell, bei welchen nur die Lage der Riefenspuren einfließt, bessere Ergebnisse liefert als die anderen Modelle und so für die Begründung von Untersuchungsergebnissen im Spurenvergleich verwendet werden kann.