Esta pesquisa corresponde ao estudo de técnicas de hipermídia adaptativa (HA), visando melhorias nos meios para organização e disponibilização de conteúdo jornalístico online de acordo com o comportamento e interesse individual de um usuário em busca de notícias e informação. Do ponto de vista do design, a abordagem sobre o assunto corresponde, basicamente, à busca por métodos inteligentes de alimentação de uma interface gráfica com conteúdo noticioso, baseando-se em estudos do comportamento de navegação do usuário. A idéia é que as estatísticas matemáticas deste comportamento sejam traduzidas na exibição do conteúdo para atender de forma antecipada possíveis interesses do usuário. Concentrou-se como área de interesse focal, as matérias que serão incluídas na página principal e a forma de como serão distribuídas. Para isto foram criados alguns modelos de layout para a página principal. Estes modelos de layout possuem slots (espaços) onde as notícias são inseridas. Estes slots, por sua vez, estão distribuídos hierarquicamente de tal forma que os considerados mais importantes são aqueles com fotos e localizados nas melhores posições da página. A metodologia aqui criada foi aplicada como estudo na página principal do portal www.globo.com de conteúdo predominantemente noticioso e pertencente a um dos principais grupos de empresas de comunicação do Brasil. / This research concerns a methodology to organize the homepage of online news in order to adapt it according to the main interests of the users. The designers approach to this issue involves the usage of inteligent procedures based on the navigational behavior of the user and statistical analysis of such behaviour. Our main interest concerns the selection of the news to be inserted into this home page and how to distribute them. We deal with some templates for such first page. These templates have slots where news is inserted. These slots are hierarchically distributed in such a way that most important slots are those with photos and larger texts and are located in the best positions. These best slots are filled out with the most interesting news according to each users interests. This whole methodology has been applied to the journalistic site www.globo.com which belongs to a major Brazilian communication company.

Las Aplicaciones Web Adaptativas son sistemas Web que plantean una solución a esta problemática, mediante la adaptación automática del acceso a ítems de información, servicios e hiperlinks, en base a las características de los usuarios. El desarrollo de estos sistemas exige adoptar una aproximación ingenieril que facilite la especificación de las funcionalidades adaptativas a proveer, junto con las características de los usuarios en las cuales se basan dichas funcionalidades. La presente tesis introduce una aproximación al desarrollo de Aplicaciones Web Adaptativas desde una perspectiva dirigida por modelos. Esta aproximación integra prácticas tradicionales de desarrollo de Aplicaciones Web con conceptos de-nidos y probados por la comunidad de Hipermedia Adaptativa. Tomando como base el proceso de desarrollo de aplicaciones Web OOWS (Object Oriented Web Solutions), se defíne un conjunto de primitivas conceptuales que permiten expresar técnicas adaptativas a un alto nivel de abstracción. La definición de estas primitivas es respaldada por una propuesta de Modelado de Usuarios. Además, un conjunto de estrategias de modelado permite incorporar Métodos Adaptativos a los esquemas navegacionales de OOWS, en base a dichas primitivas. / Rojas Durán, GE. (2008). Modelling adaptive web applications in OOWS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2000 / Palancia

L’objectif de cette thèse est d’identifier le profil d’utilisateur d’un hypermédia afin de l’adapter. Ceprofil est déterminé en utilisant des algorithmes d’apprentissage supervisé comme le SVM.Le modèle d’utilisateur est l’un des composants essentiels des hypermédias adaptatifs. Une des façons de caractériser ce modèle est d’associer l’utilisateur à un profil. Le Web Usage Mining (WUM)identifie ce profil à l’aide des traces de navigation. Toutefois, ces techniques ne fonctionnent généralement que sur de gros volumes de données. Dans le cadre de volumes de données réduits, nous proposons d’utiliser la structure et le contenu de l’hypermédia. Pour cela, nous avons utilisé des algorithmes d’apprentissage à noyau pour lesquels nous avons défini l’élément clé qu’est la mesure de similarité entre traces basée sur une « distance » entre documents du site. Notre approche a été validée à l’aide de données synthétiques puis à l’aide de données issues des traces des utilisateurs du site Hypergéo (site webencyclopédique spécialisé dans la géographie). Nos résultats ont été comparés à ceux obtenus à l’aide d’une des techniques du WUM (l’algorithme des motifs caractéristiques). Finalement, nos propositions pour identifier les profils a posteriori ont permis de mettre en évidence cinq profils. En appliquant une« distance sémantique » entre documents, les utilisateurs d’Hypergéo ont été classés correctement selon leurs centres d’intérêt. / This thesis is devoted to identify the profile of hypermedia user, then to adapt it according to user’s profile. This profile is found by using supervised learning algorithm like SVM. The user model is one of the essential components of adaptive hypermedia. One way to characterize this model is to associate a user to a profile. Web Usage Mining (WUM) identifies this profile from traces. However, these techniques usually operate on large mass of data. In the case when not enough data are available, we propose to use the structure and the content of the hypermedia. Hence, we used supervised kernel learning algorithms for which we have defined the measure of similarity between traces based on a “distance” between documents of the site. Our approach was validated using synthetic data and then using real data from the traces of Hypergéo users, Hypergéo is an encyclopedic website specialized in geography. Our results were compared with those obtained using a techniques of WUM(the algorithm of characteristic patterns). Finally, our proposals to identify the profiles a posteriori led usto highlight five profiles. Hypergéo users are classified according to their interests when the “semantic distance” between documents is applied.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-08-15T11:11:40Z No. of bitstreams: 1 Fabio Nunes Angelo.pdf: 3745845 bytes, checksum: c448700fa075a4f93f9dc10fb0233246 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T11:11:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Nunes Angelo.pdf: 3745845 bytes, checksum: c448700fa075a4f93f9dc10fb0233246 (MD5) Previous issue date: 2007-05-31 / Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunica??es (CPqD) / The subject of this thesis is an analysis on the effect of information granularity in adaptive hypermedia systems upon the response time in the interaction with the user. First the concept of adaptive hypermedia is brought into consideration, followed by the concept of information granularity itself. These concepts are then related to adaptive hypermedia system in order to measure the possible performance problems that can rise when information granularity is modified. Next, a methodology for performance assessment of computer systems is presented. This methodology is adapted and used to study the impact of refining information granularity upon the performance of an adaptive hypermedia system. Information is presented on the mean response time data that was collected and modeled in the form of mathematical equations, where the amount of adaptive application objects are related to average response time. An specific estimation tool was developed using these equations. The issue on performance versus optimal size for information granularity in adaptive hypermedia systems is discussed and.the conclusion suggests new directions for future work. / O assunto desta disserta??o ? uma an?lise sobre o impacto da varia??o da granularidade da informa??o em sistemas hiperm?dia adapt?veis em cima do tempo de resposta na intera??o com o usu?rio. Discute-se primeiramente o conceito de hiperm?dia adapt?vel, seguido pelo conceito de granularidade da informa??o. Estes conceitos s?o, ent?o, relacionados ao problema de desempenho de uma aplica??o hiperm?dia adapt?vel, quando ocorre mudan?a na granularidade da informa??o. Em seguida, apresenta-se uma metodologia para avalia??o de desempenho de sistemas computacionais. Atrav?s de algumas adapta??es, a mesma ? aplicada para estudar o impacto do refinamento da granularidade da informa??o no desempenho de um determinado sistema hiperm?dia adapt?vel. Apresentam-se os dados sobre tempo m?dio de resposta e modelam-se os mesmos em equa??es, nas quais relaciona-se a quantidade de objetos da aplica??o adapt?vel com o tempo m?dio de resposta. Uma ferramenta de estimativa desenvolvida a partir dessas equa??es ? apresentada. Discute-se at? que ponto a informa??o deve ser refinada nos sistemas hiperm?dia adapt?veis sem que seu desempenho seja afetado e conclui-se sugerindo uma linha de trabalhos futuros.

This study attempted to combine the benefits of multimedia learning, adaptive interfaces, and learning style theory by constructing a novel e-learning environment. The environment was designed to accommodate individual learning styles while students progressed through a computer programming course. Despite the benefits of individualised instruction and a growing worldwide e-learning market, there is a paucity of guidance on how to effectively accommodate learning styles in an online environment. Several existing learning-style adaptive environments base their behaviour on an initial assessment of the learner's profile, which is then assumed to remain stable. Consequently, these environments rarely offer the learner choices between different versions of content. However, these choices could cater for flexible learning styles, promote cognitive flexibility, and increase learner control. The first research question underlying the project asked how learning styles could be accommodated in an adaptive e-learning environment. The second question asked whether a dynamically adaptive environment that provides the learner with a choice of media experiences is more beneficial than a statically adapted environment. To answer these questions, an adaptive e-learning environment named iWeaver was created and experimentally evaluated. iWeaver was based on an introductory course in Java programming and offered learning content as style-specific media experiences, assisted by additional learning tools. These experiences and tools were based on the perceptual and information processing dimension of an adapted version of the Dunn and Dunn learning styles model. An experimental evaluation of iWeaver was conducted with 63 multimedia students. The analysis investigated the effect of having a choice of multiple media experiences (compared to having just one static media experience) on learning gain, enjoyment, perceived progress, and motivation. In addition to these quantitative measurements, learners provided qualitative feedback at the end of each lesson. Data from 27 participants were sufficiently complete to be analysed. For the data analysis, participants were divided into two groups of high and low interest in programming and Java, then into two groups of high and low experience with computers and the Internet. Both group comparisons revealed statistically significant differences for the effect of choice. Having a choice of media experiences proved beneficial for learners with low experience but detrimental for learners with high experience or interest. These findings suggest that the effect of choice appears to be strongly influenced by the learner's background. It is hypothesised that encouraging a more active learner role in educational systems would expand the positive influence of choice to a wider range of learners. The study has contributed some weight to the argument that for certain groups of learners, it is more beneficial to view learning style as a flexible, rather than a stable construct. As a practical implication, it seems advisable to collect data on prior experience, interest, and the initial learning style distribution of the target audience before developing environments comparable to iWeaver. [See http://www.adaptive-learning.net/research/media.htm for media files associated with this thesis.]

本研究的目的在建構具備智慧型媒體特性之網路教學系統以增進網路學習的效果，特別是如何輔助學習者理解空間關係，以增進對空間幾何座標轉換的學習成效。電腦運算能力的增進使其成為極具潛力的教育媒體。基於教學及教育媒體的理論，本研究倡議在典型的網路教學中加入「智慧型媒體」的考量與設計以增進學習成效。智慧型媒體包括了兩個面向的考量，我們稱之為「媒體與方法」的考量 (Media and Method concern)。從媒體的角度來考量，電腦多媒體的使用應以能增進學習效果為原則，從「認知媒體」(Cognitive Media)的角度出發來設計網路教學的媒體呈現方式，媒體的目的在於清楚地傳達領域之知識給學習者。而從方法的角度來考量，應考慮如何運用電腦運算的特性以實現其他教育媒體裝置不能實現的教學策略及方法，例如互動式及適性化的教學。接續過去「智慧型教學系統」(Intelligent Tutoring System)及「適性化超媒體」(Adaptive Hypermedia) 的研究，本研究提出一套適性化的機制，將一般適性化系統中課程排序(adaptive course sequencing)的機制明確分離為「學習概念排序」及「教材選擇」兩個部分，達到更佳的抽象化及運用教學策略上的彈性。 本研究以「空間座標轉換」做為領域知識，基於「媒體與方法」的考量，設計了稱為CooTutor (Coordinate Tutor)的網路教學系統來輔助空間座標轉換的學習。運用了電腦動畫技術，這個系統使用互動式三維媒體(Interactive 3D Media)清楚有效地傳達領域知識。由於空間座標轉換的學習相信與學習者的空間能力(Spatial Ability)相關，本研究透過實驗來探討互動式三維媒體的使用與空間能力增進之間的關係。另外，我們也研究並評估如何將空間能力及學習風格(learning styles)等學習者個人特質作為適性化依據，以及如何設計相對應的適性化機制。 本研究的主要貢獻包括了 (1) 提出了使用智慧型媒體的概念，以「媒體與方法」的考量來討論網路教學的學習成效，及 (2) 提出一個創新及可行的架構將互動式三維媒體及適性化技術結合、運用於網路學習的學習模式上以輔助空間座標轉換的學習。 / The objective of this research is on developing a Web-based educational system with intelligent media to enhance learners’ learning effects, especially to facili-tate learners’ spatial reasoning on learning spatial geometry topics. The increas-ing computing power allows us to use computers as powerful educational media. Based on theories of pedagogy and educational media, we propose to integrate intelligent media into typical Web-based learning paradigm to improve learning. “Intelligent media” in this research refers to two aspects of considerations. They are media—cognitive media aspect and method—intelligent tutoring aspects. The consideration of cognitive media aims at offering learners the most ease-of-understand presentation of a particular domain. The consideration of in-telligent tutoring targets to offer learners personalized learning experience based on individuals’ learning needs. To achieve better abstraction and flexibility in the adaptive mechanism, we have chosen to separate the concept sequencing from the underlying task of selecting appropriate learning materials. By considering the characteristics of spatial geometry concepts, a Web-based learning environment called CooTutor (Coordinate Tutor) for learning spatial geometric transformation (SGT) is developed. Interactive 3D media is integrated into the system for delivering domain concepts effectively. Since the domain, spatial geometric transformation is evidently related to spatial ability (a group of human abilities about the use of space). This research attempts to address the relation between spatial ability and interactive 3D media via experimental evaluations. Moreover, learners’ latent traits, including spatial ability and learn-ing styles are considered to be used in adaptive material selection. The main contribution of this research would be (1) the conceptualization of in-telligent media and the M&M concern for effective Web-based learning, and (2) an innovative approach and tenable architecture of employing 3D computer graphics and adaptive technologies in Web-based learning context for SGT learning.

Atualmente há uma demanda crescente por aplicações hipermídia baseadas na WWW (World Wide Web), conhecidas como WIS (Web Information Systems). Esse novo tipo de aplicação apresenta requisitos adicionais aos sistemas de software clássicos, o que resulta na necessidade de investigar modelos mais adequados para apoiar o seu desenvolvimento. Em especial, os sistemas para apoio ao EaD (Ensino a Distância) baseados na Web apresentam características e requisitos ainda mais específicos. Os modelos atuais para modelagem e especificação de hiperdocumentos não são completamente adequados para representar características deste domínio, como a necessidade de acompanhamento dos aprendizes e a realização de avaliações diagnósticas e formativas. Isso motivou a proposta de um modelo para apoiar WISs voltados especificamente para EaD, denominado MDE (Modelo para Documentos Educacionais), que estende o modelo HMBS (Hyperdocument Model Based on Statecharts) para a descrição de conteúdo nesse domínio. O MDE adota como modelo formal subjacente uma variante da técnica Statecharts, cuja estrutura e semântica operacional possibilitam especificar a estrutura organizacional e a semântica navegacional de hiperdocumentos complexos. Adicionalmente, foi integrada ao MDE a técnica de mapeamento conceitual, que acrescenta um significado educacional aos grafos hierárquicos. Dessa forma, o modelo apresenta como pontos fortes a possibilidade de captar várias informações relevantes do comportamento do usuário no estudo do material disponível on-line e a disponibilização desses dados ao instrutor, como importante apoio à avaliação formativa. Como prova de conceito, foi desenvolvido o protótipo de um ambiente para autoria e oferecimento de cursos denominado ATEnA (Ambiente para Treinamento, Ensino e Aprendizagem). Esta tese apresenta também avaliações conceituais e práticas do modelo e do protótipo desenvolvidos. / There is an increasing demand for hypermedia applications based on the WWW (World Wide Web), known as Web Information Systems (WIS). These applications present specific requirements in addition to those of traditional software systems, thus fostering the need for investigating suitable models to support their development. In particular, systems for Distance Education based on the Web present very specific characteristics and requirements. Current models for hyperdocument modeling and specification are not completely suitable for representing domain specific characteristics such as the need of tracking student progress and evaluating their learning process through diagnostic and formative assessments. This scenario motivated the proposal of a model to support WISs targeted at distance education, called MDE (Model for Distance Education). MDE extends the HMBS (Hyperdocument Model Based on Statecharts) hyperdocument model to describe hypertext content in the educational domain. It adopts as its underlying model a variant of the Statecharts formal specification technique, whose organizational structure and operational semantics allows defining the organizational structure and navigational semantics of complex hyperdocuments. MDE also incorporates the technique of conceptual mapping, that adds educational meaning to hierarchical graphs. MDE’s major strengths are thus the ability to capture relevant information about user behavior when studying on-line educational material and make such information available to the teacher / instructor in order to support formative assessment of students. As a proof of concept, the prototype of an environment for authoring and offering distance courses based on MDE has been developed, called ATEnA (Adaptive Training Environment with Support for Assessment). The results of practical and conceptual evaluations of the model and system developed are also presented in this thesis.

Mit dem Wandel des Internets zu einer universellen Softwareplattform sind die Möglichkeiten und Fähigkeiten von Webanwendungen zwar rasant gestiegen. Gleichzeitig gestaltet sich ihre Entwicklung jedoch zunehmend aufwändig und komplex, was dem Wunsch nach immer kürzeren Entwicklungszyklen für möglichst situative, bedarfsgerechte Lösungen entgegensteht. Bestehende Ansätze aus Forschung und Technik, insbesondere im Umfeld der serviceorientierten Architekturen und Mashups, werden diesen Problemen bislang nicht ausreichend gerecht. Deshalb werden in dieser Dissertation neue Konzepte für die modellgetriebene Entwicklung und Bereitstellung von Webanwendungen vorgestellt. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, das Paradigma der Serviceorientierung auf die Präsentationsebene zu erweitern. So sollen erstmals – neben Daten- und Geschäftslogik – auch Teile der Anwendungsoberfläche in Form wiederverwendbarer Komponenten über Dienste bereitgestellt werden. Anwendungen sollen somit über alle Anwendungsebenen hinweg nach einheitlichen Prinzipien „komponiert“ werden können. Den ersten Schwerpunkt der Arbeit bilden die entsprechenden universellen Modellierungskonzepte für Komponenten und Kompositionen. Sie erlauben u. a. die plattformunabhängige Beschreibung von Anwendungen als Komposition der o. g. Komponenten. Durch die Abstraktion und entsprechende Autorenwerkzeuge wird die Entwicklung so auch für Domänenexperten bzw. Nicht-Programmierer möglich. Der zweite Schwerpunkt liegt auf dem kontextadaptiven Integrationsprozess von Komponenten und der zugehörigen, serviceorientierten Referenzarchitektur. Sie ermöglichen die dynamische Suche, Bindung und Konfiguration von Komponenten, d. h. auf Basis der o. g. Abstraktionen können genau die Anwendungskomponenten geladen und ausgeführt werden, die für den vorliegenden Nutzer-, Nutzungs- und Endgerätekontext am geeignetsten sind. Der dritte Schwerpunkt adressiert die Kontextadaptivität der kompositen Anwendungen in Form von Konzepten zur aspektorientierten Definition von adaptivem Verhalten im Modell und dessen Umsetzung zur Laufzeit. In Abhängigkeit von Kontextänderungen können so Rekonfigurationen von Komponenten, ihr Austausch oder Veränderungen an der Komposition, z.B. am Layout oder dem Datenfluss, automatisch durchgesetzt werden. Alle vorgestellten Konzepte wurden durch prototypische Implementierungen praktisch untermauert. Anhand diverser Anwendungsbeispiele konnten ihre Validität und Praktikabilität – von der Modellierung im Autorenwerkzeug bis zur Ausführung und dynamischen Anpassung – nachgewiesen werden. Die vorliegende Dissertation liefert folglich eine Antwort auf die Frage, wie zukünftige Web- bzw. Mashup-Anwendungen zeit- und kostengünstig entwickelt sowie zuverlässig und performant ausgeführt werden können. Die geschaffenen Konzepte bilden gleichermaßen die Grundlage für eine Vielzahl an Folgearbeiten.

Atualmente há uma demanda crescente por aplicações hipermídia baseadas na WWW (World Wide Web), conhecidas como WIS (Web Information Systems). Esse novo tipo de aplicação apresenta requisitos adicionais aos sistemas de software clássicos, o que resulta na necessidade de investigar modelos mais adequados para apoiar o seu desenvolvimento. Em especial, os sistemas para apoio ao EaD (Ensino a Distância) baseados na Web apresentam características e requisitos ainda mais específicos. Os modelos atuais para modelagem e especificação de hiperdocumentos não são completamente adequados para representar características deste domínio, como a necessidade de acompanhamento dos aprendizes e a realização de avaliações diagnósticas e formativas. Isso motivou a proposta de um modelo para apoiar WISs voltados especificamente para EaD, denominado MDE (Modelo para Documentos Educacionais), que estende o modelo HMBS (Hyperdocument Model Based on Statecharts) para a descrição de conteúdo nesse domínio. O MDE adota como modelo formal subjacente uma variante da técnica Statecharts, cuja estrutura e semântica operacional possibilitam especificar a estrutura organizacional e a semântica navegacional de hiperdocumentos complexos. Adicionalmente, foi integrada ao MDE a técnica de mapeamento conceitual, que acrescenta um significado educacional aos grafos hierárquicos. Dessa forma, o modelo apresenta como pontos fortes a possibilidade de captar várias informações relevantes do comportamento do usuário no estudo do material disponível on-line e a disponibilização desses dados ao instrutor, como importante apoio à avaliação formativa. Como prova de conceito, foi desenvolvido o protótipo de um ambiente para autoria e oferecimento de cursos denominado ATEnA (Ambiente para Treinamento, Ensino e Aprendizagem). Esta tese apresenta também avaliações conceituais e práticas do modelo e do protótipo desenvolvidos. / There is an increasing demand for hypermedia applications based on the WWW (World Wide Web), known as Web Information Systems (WIS). These applications present specific requirements in addition to those of traditional software systems, thus fostering the need for investigating suitable models to support their development. In particular, systems for Distance Education based on the Web present very specific characteristics and requirements. Current models for hyperdocument modeling and specification are not completely suitable for representing domain specific characteristics such as the need of tracking student progress and evaluating their learning process through diagnostic and formative assessments. This scenario motivated the proposal of a model to support WISs targeted at distance education, called MDE (Model for Distance Education). MDE extends the HMBS (Hyperdocument Model Based on Statecharts) hyperdocument model to describe hypertext content in the educational domain. It adopts as its underlying model a variant of the Statecharts formal specification technique, whose organizational structure and operational semantics allows defining the organizational structure and navigational semantics of complex hyperdocuments. MDE also incorporates the technique of conceptual mapping, that adds educational meaning to hierarchical graphs. MDE’s major strengths are thus the ability to capture relevant information about user behavior when studying on-line educational material and make such information available to the teacher / instructor in order to support formative assessment of students. As a proof of concept, the prototype of an environment for authoring and offering distance courses based on MDE has been developed, called ATEnA (Adaptive Training Environment with Support for Assessment). The results of practical and conceptual evaluations of the model and system developed are also presented in this thesis.

Mit dem Wandel des Internets zu einer universellen Softwareplattform sind die Möglichkeiten und Fähigkeiten von Webanwendungen zwar rasant gestiegen. Gleichzeitig gestaltet sich ihre Entwicklung jedoch zunehmend aufwändig und komplex, was dem Wunsch nach immer kürzeren Entwicklungszyklen für möglichst situative, bedarfsgerechte Lösungen entgegensteht. Bestehende Ansätze aus Forschung und Technik, insbesondere im Umfeld der serviceorientierten Architekturen und Mashups, werden diesen Problemen bislang nicht ausreichend gerecht. Deshalb werden in dieser Dissertation neue Konzepte für die modellgetriebene Entwicklung und Bereitstellung von Webanwendungen vorgestellt. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, das Paradigma der Serviceorientierung auf die Präsentationsebene zu erweitern. So sollen erstmals – neben Daten- und Geschäftslogik – auch Teile der Anwendungsoberfläche in Form wiederverwendbarer Komponenten über Dienste bereitgestellt werden. Anwendungen sollen somit über alle Anwendungsebenen hinweg nach einheitlichen Prinzipien „komponiert“ werden können. Den ersten Schwerpunkt der Arbeit bilden die entsprechenden universellen Modellierungskonzepte für Komponenten und Kompositionen. Sie erlauben u. a. die plattformunabhängige Beschreibung von Anwendungen als Komposition der o. g. Komponenten. Durch die Abstraktion und entsprechende Autorenwerkzeuge wird die Entwicklung so auch für Domänenexperten bzw. Nicht-Programmierer möglich. Der zweite Schwerpunkt liegt auf dem kontextadaptiven Integrationsprozess von Komponenten und der zugehörigen, serviceorientierten Referenzarchitektur. Sie ermöglichen die dynamische Suche, Bindung und Konfiguration von Komponenten, d. h. auf Basis der o. g. Abstraktionen können genau die Anwendungskomponenten geladen und ausgeführt werden, die für den vorliegenden Nutzer-, Nutzungs- und Endgerätekontext am geeignetsten sind. Der dritte Schwerpunkt adressiert die Kontextadaptivität der kompositen Anwendungen in Form von Konzepten zur aspektorientierten Definition von adaptivem Verhalten im Modell und dessen Umsetzung zur Laufzeit. In Abhängigkeit von Kontextänderungen können so Rekonfigurationen von Komponenten, ihr Austausch oder Veränderungen an der Komposition, z.B. am Layout oder dem Datenfluss, automatisch durchgesetzt werden. Alle vorgestellten Konzepte wurden durch prototypische Implementierungen praktisch untermauert. Anhand diverser Anwendungsbeispiele konnten ihre Validität und Praktikabilität – von der Modellierung im Autorenwerkzeug bis zur Ausführung und dynamischen Anpassung – nachgewiesen werden. Die vorliegende Dissertation liefert folglich eine Antwort auf die Frage, wie zukünftige Web- bzw. Mashup-Anwendungen zeit- und kostengünstig entwickelt sowie zuverlässig und performant ausgeführt werden können. Die geschaffenen Konzepte bilden gleichermaßen die Grundlage für eine Vielzahl an Folgearbeiten.:Verzeichnisse vi Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii Verzeichnis der Codebeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x 1 Einleitung 1 1.1 Problemdefinition, Thesen und Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.1 Probleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.2 Thesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.3 Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Grundlagen, Szenarien und Herausforderungen 12 2.1 Grundlagen und Begriffsklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.1 Komposite und serviceorientierte Webanwendungen . . . . . . . 13 2.1.2 Mashups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.3 Modellgetriebene Software-Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.4 Kontext und kontextadaptive Webanwendungen . . . . . . . . . 18 2.2 Szenarien und Problemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.1 Dienstkomposition zur Reiseplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2 Interaktive Aktienverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3 Adaptive Touristeninformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3 Anforderungen und Kriterien der Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.1 Anforderungen an Komponenten- und Kompositionsmodell . . . 25 2.3.2 Anforderungen an die Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 27 3 Stand der Forschung und Technik 30 3.1 SOA und Dienstkomposition zur Interaktion mit Diensten . . . . . . . . . 31 3.1.1 Statische Dienstkomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.2 Dynamische Dienstauswahl und -Komposition . . . . . . . . . . . 33 3.1.3 Adaptionskonzepte für Dienstkompositionen . . . . . . . . . . . . 45 3.1.4 Interaktions- und UI-Konzepte für Dienstkompositionen . . . . . . 48 3.2 Web Engineering - Entwicklung interaktiver adaptiver Webanwendungen 50 3.2.1 Entwicklung von Hypertext- und Hypermedia-Anwendungen . . 51 3.2.2 Entwicklung von Mashup-Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Zusammenfassung und Diskussion der Defizite existierender Ansätze . . 67 3.3.1 Probleme und Defizite aus dem Bereich der Dienstkomposition . 67 3.3.2 Probleme und Defizite beim Web- und Mashup-Engineering . . . 69 4 Universelle Komposition adaptiver Webanwendungen 73 4.1 Grundkonzept und Rollenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.2 Modellgetriebene Entwicklung kompositer Mashups . . . . . . . . . . . 75 4.2.1 Universelles Komponentenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.2.2 Belangorientiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3 Dynamische Integration und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 78 4.3.1 Kontextsensitiver Integrationsprozess für Mashup-Komponenten . 79 4.3.2 Referenzarchitektur zur Komposition und Ausführung . . . . . . . 80 4.3.3 Unterstützung von adaptivem Laufzeitverhalten in Mashups . . . 81 5 Belangorientierte Modellierung adaptiver, kompositer Webanwendungen 83 5.1 Ein universelles Komponentenmodell für Mashup-Anwendungen . . . . 84 5.1.1 Grundlegende Eigenschaften und Prinzipien . . . . . . . . . . . . 84 5.1.2 Komponententypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.1.3 Beschreibung von Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5.1.4 Nutzung der Konzepte zur Komponentenentwicklung . . . . . . . 99 5.2 Ein belangorientiertes Metamodell für interaktive Mashup-Anwendungen 100 5.2.1 Conceptual Model – Modellierung der Anwendungskonzepte . . 102 5.2.2 Communication Model – Spezifikation von Daten- und Kontrollfluss 107 5.2.3 Layout Model – Visuelle Anordnung von UI-Komponenten . . . . 114 5.2.4 Screenflow Model – Definition von Navigation und Sichten . . . . 115 5.3 Modellierung von adaptivem Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.3.1 Adaptionstechniken für komposite Webanwendungen . . . . . . 117 5.3.2 Adaptivity Model – Modellierung von Laufzeitadaptivität . . . . . 119 5.4 Ablauf und Unterstützung bei der Modellierung . . . . . . . . . . . . . . 126 5.5 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6 Kontextsensitiver Integrationsprozess und Kompositionsinfrastruktur 132 6.1 Ein kontextsensitiver Integrationsprozess zur dynamischen Bindung von Mashup-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.1.1 Modellinterpretation oder -transformation . . . . . . . . . . . . . . 134 6.1.2 Suche und Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 6.1.3 Rangfolgebildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 6.1.4 Auswahl und Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.2 Kompositionsinfrastruktur und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 146 6.2.1 Verwaltung von Komponenten und Domänenwissen . . . . . . . 146 6.2.2 Aufbau der Laufzeitumgebung (MRE) . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.2.3 Dynamische Integration und Verwaltung von Komponenten . . . 151 6.2.4 Kommunikationsinfrastruktur und Mediation . . . . . . . . . . . . . 155 6.3 Unterstützung von Adaption zur Laufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 6.3.1 Kontexterfassung, -modellierung und -verwaltung . . . . . . . . . 163 6.3.2 Ablauf der dynamischen Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.3.3 Dynamischer Austausch von Komponenten . . . . . . . . . . . . 170 6.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7 Umsetzung und Validierung der Konzepte 178 7.1 Realisierung der Modellierungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 7.1.1 Komponentenbeschreibung in XML und OWL . . . . . . . . . . . 179 7.1.2 EMF-basiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 7.1.3 Modelltransformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.1.4 Modellierungswerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 7.2 Realisierung der Kompositions- und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . 185 7.2.1 Semantische Verwaltung und Discovery . . . . . . . . . . . . . . 185 7.2.2 Kompositions- bzw. Laufzeitumgebungen . . . . . . . . . . . . . . 192 7.2.3 Kontextverwaltung und Adaptionsmechanismen . . . . . . . . . 201 7.3 Validierung und Diskussion anhand der Beispielszenarien . . . . . . . . . 210 7.3.1 Reiseplanung mit TravelMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 7.3.2 Aktienverwaltung mit StockMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 7.3.3 Adaptive Touristeninformation mit TravelGuide . . . . . . . . . . . 216 7.3.4 Weitere Prototypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 7.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 8 Zusammenfassung, Diskussion und Ausblick 226 8.1 Zusammenfassung der Kapitel und ihrer Beiträge . . . . . . . . . . . . . 227 8.2 Diskussion und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.1 Wissenschaftliche Beiträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.2 Einschränkungen und Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 8.3 Laufende und zukünftige Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Anhänge 242 A.1 Komponentenbeschreibung in SMCDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 A.2 Komponentenmodell in Form der MCDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 A.3 Kompositionsmodell in EMF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Verzeichnis eigener Publikationen 246 Webreferenzen 249 Literaturverzeichnis 253