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Implementation funktionaler Programmiersprachen durch Quelltexttransformation

Macos, Dragan 03 July 1998 (has links)
Die Dissertation liefert einen Beitrag zur Entwicklung von Compilern funktionaler Sprachen zur Erzeugung von Zielcode in einer höheren prozeduralen Programmiersprache. In der Dissertation werden mehrere Implementationstechniken funktionaler Sprachen analysiert, wobei für jede Technik ein Verfahren zur Realisierung eines auf der Übersetzung in eine prozedurale Sprache basierenden Compilers angegeben wird. Durch die verschiedenen Implementationsverfahren, die in der Arbeit analysiert bzw. definiert wurden, sind die beiden großen Klassen funktionaler Sprachen abgedeckt worden: strikte und nicht-strikte funktionale Programmiersprachen. Die Dissertation kann in drei größere Teile gegliedert werden, die sich mit folgenden Bereichen beschäftigen: Direkte übersetzungen funktionaler in prozedurale Programmiersprachen Übersetzung des Codes der abstrakten SECD-Maschine in eine prozedurale Sprache Erzeugung des Zielcodes in einer prozeduralen Programmiersprache bei Graph-Reduktion-basierten Implementationstechniken. Im ersten Teil, dem Schwerpunkt der Arbeit, wird eine über existierende Ansätze hinausgehende Transformation einer einfachen strikten funktionalen Programmiersprache (erweiterter Lambda-Kalkül) in den Code einer prozeduralen Zielsprache eingeführt und durch ein formales System von Transformationsregeln beschrieben. Die Transformation zeichnet sich durch Transparenz und Einfachheit (Erzeugung minimalen Codes) aus. Im zweiten und dritten Teil werden die aus der Literatur bekannten Implementationstechniken modifiziert bzw. optimiert, um Zielprogramme in einer höheren prozeduralen Programmiersprache erzeugen zu können. / This work contributes methods for the design and implementation of translation schemes for functional programming languages with procedural programming languages as a target. The dissertation analyzes different implementation techniques of functional languages. For each technique an approach is defined for the implementation of a compiler that translates the functional source language into a procedural target language. The analyzed techniques cover both classes of functional languages, strict and non-strict ones. The work is structured into three parts with the following topics: direct translation of functional programming languages into procedural programming languages; translation of the code of the SECD-abstract machine into a procedural language; emission of a target code in a procedural language by graph-reduction-based implementation techniques. In the first part, we give a formal definition for translating a simple functional language (syntacticly sugared lambda calculus) into the code of a procedural programming language. The defined transformation is simple and transparent. In the second and the third part, existing translation schemes are modified, i. e. two known implementation techniques are optimized to emit target code in an procedural language.
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Kombinatorische Optimierungsverfahren für die Flugdienstplanung

Emden-Weinert, Thomas 29 January 1999 (has links)
Wir berichten über eine experimentelle Studie zu lokalen Suchverfahren für das Pairing-Problem bei Fluggesellschaften unter Benutzung realer Testdatensätze mit bis zu 4600 Fl"ugen kurzer Reichweite. Unter einer Run-Cutting Formulierung vergleichen wir Verfahren wie Simulated Annealing, Modifikationen der Wasserspiegel-Algorithmen nach Dueck, eine elementare Implementation von Tabu Suche sowie einen GRASP Ansatz. Es zeigt sich, da"s die Wasserspiegel-Algorithmen vergleichbare Ergebnisse wie Simulated Annealing, und um etwa 40% bessere Ergebnisse als blo"se lokale Verbesserungsheuristiken liefern, w"ahrend Tabu Suche und GRASP hier ungeeignet erscheinen. Die Ergebnisse von Simulated Annealing und der Wasserspiegel-Algorithmen k"onnen sich auch mit den LP-Schranken f"ur die SET PARTITIONING Formulierung mit Packungsungleichungen und bis zu 3.9 Millionen Spalten messen. Eine Clustering-Parallelisierung des Simulated Annealings auf einem Parallelrechner GigaCluster PowerPlus weist eine sehr gute Beschleunigung auf. / For the airline pairing problem using a run-cutting formulation. Computational results are reported for some real-world short-haul testproblems with up to 4600 flights per month. In particular, we evaluate the relative performance of simulated annealing, modified versions of the waterlevel algorithms proposed by Dueck, an elementary tabu search, and a GRASP approach. We find that the waterlevel algorithms compare well with simulated annealing and both improve on mere improvement heuristics by about 40%. Tabu search and GRASP do not yield competitive results here. Simulated annealing and the waterlevel algorithms also compare favourably with LP-bounds for a SET PARTITIONING formulation with knapsack constraints containing up to 3.9 million columns. A clustering parallelization of simulated annealing on a GigaCluster PowerPlus parallel computer exhibits an excellent speed-up.
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Case Retrieval Nets as a Model for Building Flexible Information Systems

Lenz, Mario 16 July 1999 (has links)
Im Rahmen dieser Arbeit wird das Modell der Case Retrieval Netze vorgestellt, das ein Speichermodell für die Phase des Retrievals beim fallbasierten Schliessen darstellt. Dieses Modell lehnt sich an Assoziativspeicher an, insbesondere wird das Retrieval als Rekonstruktion des Falles betrachtet anstatt als eine Suche im traditionellen Sinne. Zwei der wesentlichen Vorteile des Modells sind Effizienz und Flexibilität: Effizienz beschreibt dabei die Fähigkeit, mit grossen Fallbasen umzugehen und dennoch schnell ein Resultat des Retrievals liefern zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wird dieser Aspekt formal untersucht, das Hauptaugenmerk ist aber eher pragmatisch motiviert insofern als der Retrieval-Prozess so schnell sein sollte, dass der Benutzer möglichst keine Wartezeiten in Kauf nehmen muss. Flexibilität betrifft andererseits die allgemeine Anwendbarkeit des Modells in Bezug auf veränderte Aufgabenstellungen, auf alternative Formen der Fallrepräsentation usw. Hierfür wird das Konzept der Informationsvervollständigung diskutiert, welches insbesondere für die Beschreibung von interaktiven Entscheidungsunterstützungssystemen geeignet ist. Traditionelle Problemlöseverfahren, wie etwa Klassifikation oder Diagnose, können als Spezialfälle von Informationsvervollständigung aufgefasst werden. Das formale Modell der Case Retrieval Netze wird im Detail erläutert und dessen Eigenschaften untersucht. Anschliessend werden einige möglich Erweiterungen beschrieben. Neben diesen theoretischen Aspekten bilden Anwendungen, die mit Hilfe des Case Retrieval Netz Modells erstellt wurden, einen weiteren Schwerpunkt. Diese lassen sich in zwei grosse Richtungen einordnen: intelligente Verkaufsunterstützung für Zwecke des E-Commerce sowie Wissensmanagement auf Basis textueller Dokumente, wobei für letzteres der Aspekt der Wiederbenutzung von Problemlösewissen essentiell ist. Für jedes dieser Gebiete wird eine Anwendung im Detail beschrieben, weitere dienen der Illustration und werden nur kurz erläutert. Zuvor wird allgemein beschrieben, welche Aspekte bei Entwurf und Implementierung eines Informationssystems zu beachten sind, welches das Modell der Case Retrieval Netze nutzt. / In this thesis, a specific memory structure is presented that has been developed for the retrieval task in Case-Based Reasoning systems, namely Case Retrieval Nets (CRNs). This model borrows from associative memories in that it suggests to interpret case retrieval as a process of re-constructing a stored case rather than searching for it in the traditional sense. Tow major advantages of this model are efficiency and flexibility: Efficiency, on the one hand, is concerned with the ability to handle large case bases and still deliver retrieval results reasonably fast. In this thesis, a formal investigation of efficiency is included but the main focus is set on a more pragmatic view in the sense that retrieval should, in the ideal case, be fast enough such that for the users of a related system no delay will be noticeable. Flexibility, on the other hand, is related to the general applicability of a case memory depending on the type of task to perform, the representation of cases etc. For this, the concept of information completion is discussed which allows to capture the interactive nature of problem solving methods in particular when they are applied within a decision support system environment. As discussed, information completion, thus, covers more specific problem solving types, such as classification and diagnosis. The formal model of CRNs is presented in detail and its properties are investigated. After that, some possible extensions are described. Besides these more theoretical aspects, a further focus is set on applications that have been developed on the basis of the CRN model. Roughly speaking, two areas of applications can be recognized: electronic commerce applications for which Case-Based Reasoning may provide intelligent sales support, and knowledge management based on textual documents where the reuse of problem solving knowledge plays a crucial role. For each of these areas, a single application is described in full detail and further case studies are listed for illustration purposes. Prior to the details of the applications, a more general framework is presented describing the general design and implementation of an information system that makes uses of the model of CRNs.
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Enhancing Similarity Measures with Imperfect Rule-based Background Knowledge

Steffens, Timo 07 June 2006 (has links)
Classification is a general framework that can be applied tovarious tasks such as object recognition, prediction, diagnosis or learning. There exist at least two different approaches for classification, namely rule-based and similarity-based classification. The two approaches have different strengths and weaknesses. The former requires a domain theory in order to make inferences from the test instance to its class. The latter does not have this requirement and approximates the class of a test instance via its similarity to a set of known instances.In this thesis the above two approaches are integrated in the realm of Case-Based Reasoning (CBR). CBR treats new cases according to their similarity to stored cases. Similarity is calculated by a similarity measure, which is the crucial factor for classification accuracy. In this work, rule-based domain knowledge is incorporated into the similarity measures of CBR in order to increase classification accuracy. Several novel integration methods are introduced, implemented and evaluated. Since knowledge about real world domains is typically imperfect, the approach does not assume that the domain theories are accurate or complete. Rather, a systematic analysis of different knowledge types is presented that shows the effect of imperfect knowledge on classification accuracy. The analysis is conducted partly empirically in artificial and in real world domains, and partly formally.
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Nutzerbasierte Adaption des Fahrradroutenplanungsprozesses im Internet auf Basis einer empirischen Untersuchung

Stroemer, Katrin 01 March 2007 (has links)
Diese Arbeit stellt im Rahmen eines Konzeptes vor, wie die Fahrradroutenplanung im Internet auf die Wünsche und Interessen der potentiellen Nutzer adaptiert werden kann. Realisiert wird dies zum einen durch die Einbeziehung von Optionen in die Routenberechnung (wie z.B. Steigung, Beschaffenheit). Zum anderen wird die Möglichkeit aufgezeigt, eine Route losgelöst von der Eingabe von Haltepunkten auf Basis einer Distanzeingabe zu planen. Die Interessen der Nutzer wurden mit Hilfe einer empirischen Untersuchung im Vorfeld erfasst und ausgewertet. Neben der Routenadaption werden in dieser Arbeit zusätzlich die Möglichkeiten einer digitalen Mitnahme der berechneten Route ins Gelände aufgezeigt.
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Ontoloby-based semantic query processing in database systems

Necib, Chokri Ben 11 January 2008 (has links)
Die Bedeutung der in den relationalen Datenbankmanagementsystemen dargestellten Realwelt-Objekten wird weder explizit noch vollständig beschrieben. Demzufolge treffen häufig diese Systeme mit den Anfrageantworten nicht die Benutzerabsichten. Die vorliegende Dissertation präsentiert einen ontologie-basierten Ansatz für die semantische Anfrageverarbeitung. In diesem Ansatz sollen semantische Informationen aus einer gegebenen Ontologie abgeleitet und für die Umformulierung der Benutzeranfrage verwendet werden. Dies führt zu einer neuen Anfrage, die für den Benutzer sinnvollere Ergebnisse aus der Datenbank zurückliefern kann. Wir definieren und spezifizieren Einschränkungen und Abbildungen zwischen der Ontologie- und den Datenbank-Konzepten, um eine Ontologie mit einer Datenbank zu verknüpfen. Des Weiteren entwickeln wir eine Reihe von Algorithmen, die uns helfen, diese Abbildungen auf eine halbautomatische Weise zu finden. Au"serdem entwickeln wir eine Reihe von semantischen Regeln, die für die Umformulierung einer Anfrage benutzt werden. Die Haupteigenschaft einer Regel ist es, Begriffe einer Anfrage durch andere Begriffe zu ersetzen oder anzureichern, die von denselben ontologischen Konzepten dargestellt werden. Weiterhin benutzen wir die Theorie der Termersetzungssysteme, um den Transformationsprozess zu formalisieren und die wesentlichen Eigenschaften für das Anwenden der Regeln zu studieren. Aufbauend auf diesem Ansatz wurde ein Prototyp implementiert und wurde die Fähigkeit unseres Ansatzes durch einer real existierenden Anwendung ausgewertet. / Currently, database management systems solely rely on exact syntax of queries to retrieve data. As consequence query answers often do not meet the user''s intention. In this thesis we propose an ontology-based semantic query processing approach for database systems. We use ontologies to transform a user query into another query that may provide a more meaningful answer to the user. For this purpose, we define and specify different mappings that relate concepts of an ontology with those of an underlying database and develop a set of algorithms that allow us to find these mappings in a semi-automatic way. Moreover, we propose a set of semantic rules for transforming queries using terms derived from the ontology. We classify the rules and demonstrate their usefulness using practical examples. Furthermore, we make use of the theory of term rewriting systems to formalize the transformation process and to study the basic properties for applying these rules. Finally, we implement a prototype system using current technologies and evaluate its capability by using a real world application.
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Multisensorfusion zur semantisch gestützten Navigation eines autonomen Assistenzroboters

Stiene, Stefan 01 July 2009 (has links)
Ein alltagstauglicher autonomer Assistenzroboter in einem gemeinsamenArbeitsumfeld mit dem Menschen erfordert, dass der Roboter sämtliche Hindernisse in seiner Umgebung wahrnimmt und diesen sicher ausweicht. Stand der Technik ist jedoch, dass meist nur 2D-Sensordaten zur Navigation herangezogen werden. Oder es werden3D-Verfahren verwendet, die ausschließlich mit einer speziellen Sensorkonfiguration arbeiten. Diese Arbeit untersucht im Rahmen des LiSA-Projekts wie 3D-Sensordaten effizient und flexibel zur sicheren Navigation eines autonomenAssistenzsystems eingesetzt werden können. Dazu wird in dieser Arbeit mit der Virtual Range Scans (VRS)-Methode ein Verfahren zurHindernisvermeidung entwickelt, das beliebige Konfigurationen von Abstandssensoren in den Hindernisvermeidungsprozess integriert. Das Verfahren nutztklassische Verfahren zur 2D-Hindernisvermeidung, um 3D-Hindernisvermeidung zu realisieren. Dadurch wird das VRS-Verfahren unabhängig von der Hindernisvermeidungsstrategie und kann flexibel bestehende Verfahren wiederverwenden. Neben der Hindernisvermeidung wird gezeigt, wie die reichereUmgebungsinformation, die in 3D-Sensordaten vorhanden ist, zur robusteren Selbstlokalisierung des Roboters genutzt werden kann. Hier wird eineffizientes Verfahren vorgestellt, das Abstandssensordaten mit 3D-Umgebungsmodellen vergleicht. Ferner wird ein Verfahren vorgestellt, das Semantikim Umfeld des Roboters verankert und sie zur Navigation des Roboters nutzt.
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Exploiting Linguistic and Statistical Knowledge in a Text Alignment System

Schrader, Bettina 20 February 2009 (has links)
In machine translation, the alignment of corpora has evolved into a mature research area, aimed at providing training data for statistical or example-based machine translation systems. Moreover, the alignment information can be used for a variety of other purposes, including lexicography and the induction of tools for natural language processing. The alignment techniques used for these purposes fall roughly in two separate classes: sentence alignment approaches that often combine statistical and linguistic information, and word alignment models that are dominated by the statistical machine translation paradigm. Alignment approaches that use linguistic knowledge provided by corpus annotation are rare, as are as non-statistical word alignment strategies. Furthermore, parallel corpora are typically not aligned at all text levels simultaneously. Rather, a corpus is first sentence aligned, and in a subsequent step, the alignment information is refined to go below the sentence level. In this thesis, the distinction between the two alignment classes is withdrawn. Rather, a system is introduced that can simultaneously align at the paragraph, sentence, word, and phrase level. Furthermore, linguistic as well as statistical information can be combined. This combination of alignment cues from different knowledge sources, as well as the combination of the sentence and word alignment tasks, is made possible by the development of a modular alignment platform. Its main features are that it supports different kinds of linguistic corpus annotation, and furthermore aligns a corpus hierarchically, such that sentence and word alignments are cohesive. Alignment cues are not used within a global alignment model. Rather, different sub-models can be implemented and allowed to interact. Most of the alignment modules of the system have been implemented using empirical corpus studies, aimed at showing how the most common types of corpus annotation can be exploited for the alignment task.
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Agentenbasierte Assistenz für Management Support Systeme. Konzeption und prototypische Realisierung

Dalinghaus, Heike 21 December 2009 (has links)
Dem Management stehen heute zur Problemlösung häufig mehrere unterschiedliche Management Support Systeme (MSS) zur Verfügung. Je MSS-Werkzeug wird ein breites Spektrum an Funktionen angeboten. Da die Problemlösung zumeist den kombinierten Einsatz unterschiedlicher MSS-Werkzeuge und -Funktionen erfordert, stellt der Umgang mit diesen Systemen immer höhere Anforderungen an das Management. Die von den MSS-Werkzeugen bereitgestellten Online-Hilfen bieten nur für die Anwendung einzelner Funktionen eine Unterstützung. Direkte, auf die konkrete Problemsituation/den (konkreten) Problemlösungsprozess bezogene Hilfen fehlen jedoch bisher.Ziel dieser Arbeit war es ein Konzept einer MSS-Assistenz zu entwickeln, bei der die Anwender für den gesamten Problemlösungsprozess eine Unterstützung erhalten. Als Lösungsansatz für die Implementierung der einzelnen Assistenzfunktionen wurde das Agentenparadigma eingesetzt, mit dem Nebenziel, die Anwendbarkeit der agentenbasierten Konzepte zu untersuchen.Im ersten Teil der Arbeit wird auf die Definitionen und Funktionsumfänge von MSS eingegangen, sowie die Universität Osnabrück als Untersuchungsobjekt für den MSS-Einsatz eingeführt. Anhand eines universitären Beispiel-Szenarios werden der potenzielle Assistenzbedarf von MSS bestimmt und die Charakteristika für eine MSS-Assistenz ermittelt.Im zweiten Teil der Arbeit wird auf die Gestaltungspotenziale des agentenbasierten Paradigmas eingegangen. Es wird ein Gesamtkonzept der agentenbasierten MSS-Assistenz entwickelt, bestehend aus den Agenten Assistant Agent, Vermittlungsagent, den Funktionsagenten und der MSS-Metadatenbasis. Deren Aufbau und Funktionsumfang werden dokumentiert und deren Zusammenspiel anhand eines Anwendungsszenarios erläutert.Im dritten Teil der Arbeit werden die einzelnen Architekturkomponenten des agentenbasierten Prototyps beschrieben. Zusätzlich werden die Einsatzmöglichkeiten des implementierten MSS-Assistenzsystems anhand dreier Anwendungsfälle aufgezeigt und bewertet.
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Algebraische Analyse von approximativem Reinforcement Lernen

Merke, Artur 01 August 2005 (has links)
Die Arbeit beschäftigt sich mit Konvergenz- und Stabilitätseigenschaften von Verfahren des Reinforcement Lernens mit Funktionsapproximation. Besonderer Schwerpunkt wird dabei auf die Analyse des TD[0] Lernens gelegt, welches als unendliches Produkt von Matrizen aufgefasst wird. Damit kann man eine Klasse von Approximatoren festlegen, welche für das TD[0] Lernen geeignet ist. Im Allgemeinen ist eine solche Analyse aber schwer durchzuführen (Unentscheidbarkeit der Beschränktheit von unendlichen Matrixprodukten). Um eine breitere Klasse von Approximatoren untersuchen zu können, wird das so genannte synchrone TD[0] Lernen vollständig analysiert (inklusive Aussagen über Konvergenzgeschwindigkeit). Es wird aufgezeigt, dass die Divergenz des synchronen TD[0] Lernens die Divergenz des normalen (asynchronen) TD[0] Lernens impliziert. Es werden verschiedene Klassen von Approximatoren sowie andere Bedingungen für die Stabilität des synchronen TD[0] Lernens untersucht. Eine Anwendung der erzielten Resultate auf gitterbasierte Approximatoren schliesst die Arbeit ab.

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