No description available.

No description available.

No description available.

Procedural content generation (PCG) can be a useful tool for aiding creativityand efficiency in the process of designing game levels. Mixed-initiative level genera-tion tools where a designer and an algorithm collaborate to iteratively generate gamelevels have been used for this purpose – taking advantage of the combination of com-putational efficiency and human intuition and creativity. However, it can be difficultfor designers to work with tools that do not respond to the common language of games:game design patterns.It has been demonstrated that game design patterns can be integrated into PCGalgorithms, but formally-defined and hierarchically-arranged game design patternshave not yet been used as a means of increasing gameplay-based control in mixed-initiative dungeon generators. We present a method for evolving dungeon rooms usingmulti-level game design patterns in the objective function of a genetic algorithm, aswell as an instantiation of this method in a mixed-initiative dungeon design tool. Ourresults show that we are able to control the frequency and type of design patterns ingenerated rooms using pattern-related input parameters, enabling us to create dungeonrooms containing a wide variety of patterns on different levels of abstraction.Results from a small-scale user study of professional game developers suggest thatthe use of game design patterns in mixed-initiative level design tools can be a promisingway of providing a good starting point when designing a level, as well as offeringmeaningful gameplay related feedback throughout the design process. We also identifychallenges that will need to be faced if game design pattern-based mixed-initiative leveldesign tools are to become a part of the game designer’s toolkit.

The Composite design pattern is commonly employed in object-oriented languages to design a system of objects that form a part-whole hierarchical structure with composite objects formed out of primitive objects. The client does not differentiate between a composite object and a primitive object. The composite hierarchy effectively forms a tree-like hierarchical grouping of objects. From a software engineering perspective, there are at least two problems with the Composite pattern. First, it does not maintain a separation of concerns between the structure of the objects in a system and the objects themselves. The objects that comprise the system contain information about their relationship to other objects. This limits the ability of programmers to reuse the system's structural information. Secondly, there is no mechanism for encapsulating the system as a whole. This makes it difficult to specify and reason about global system properties. This thesis presents two tree components that can be used as alternatives to the Composite design pattern in systems that are traditionally implemented with the pattern. Both components are data structures that can contain arbitrary objects and maintain the structure of those objects as an ordered-tree. Since the components encapsulate only the tree structure, they only need to be specified and verified once, and they are available for black-box reuse. The first component is a traversable tree that maintains a conceptual "cursor" position. Methods are provided for inserting and removing objects at the cursor position, and for moving the cursor throughout the tree. The second component extends the traversable tree. A formal specification for each tree component is presented in the Tako language — a Java-like language with alias avoidance that is designed to facilitate specification and verification. A case study is presented that shows how the indexed tree can be used and reasoned about in an application — a text-based adventure game. Finally, a similar application is developed in Java, once using the composite pattern and once using the indexed tree data structure, and object-oriented metrics are given for both systems. / Master of Science

Grid computing provides the necessary infrastructure to pool together diverse and distributed resources interconnected by networks to provide a unified virtual computing resource view to the user. One of the important responsibilities of the grid software is resource management and techniques to allow the user to make optimal use of the resources for executing applications. In addition to the goals of minimizing job completion time and achieving good throughput there are other minimum requirements such as minimum memory and cpu requirements, choice of operating system, fine grained file access permissions etc. Currently such requirements are being fulfilled by resource brokers, which act as mediating agents between users and resource owners. In this thesis we approach the resource brokering architectural issue in a different manner. Instead of a monolithic broker, which performs all the superscheduling functions we propose a Modular Framework based Architecture for Task Initiation and Scheduling (MFATIC) based on the three main stages in the superscheduling process. There are three major goals of this research. The first aim is to develop a decoupled architectural model that not only provides a clear distinction in the responsibilities of each of the components but also provides the user the flexibility to replace one component with another functionally equivalent component. Secondly each of these components should be configurable and extensible to be able to accommodate user requirements. Finally, the design should enable the user to plug in modules within components of different deployments of the resource broker and thus promoting software reuse. / Master of Science

Simulation and statistical applications often mimic the behavior of a random phenomenon by way of generating random observations that form a known or empirical probability distribution with estimated parameter values. Generation of such random observations is called Random Variate Generation (RVG). The number of simulation and statistical applications provided on the World Wide Web (Web) is on the rise. To facilitate the development of simulation and statistical applications on the Web by way of reuse, there is a need for providing RVG as a Web service. This research involves the development of such a Web service for RVG, which can be invoked programmatically over the Web by using SOAP over the HyperText Transfer Protocol (HTTP) running on top of the Internet. To provide the RVG Web service, an RVG Web application is developed based on the Java 2 Enterprise Edition (J2EE) architecture. The RVG Web application is engineered by using the IBM WebSphere Studio Application Developer and runs on the IBM WebSphere Application Server. A client simulation and statistical application may call the RVG Web service and request the generation of random variates from 27 probability distributions. In addition, the RVG Web service also provides general statistics, scatter plot, and histogram of the requested random variates. The plots and histograms are created in Scalable Vector Graphics (SVG). The RVG Web service: (a) accepts requests in the Extensible Markup Language (XML) format, which is specified according to a request schema, and (b) sends the results to the client application also in the XML format specified according to a reply schema. The interface specification and access information needed to invoke the RVG Web service are provided in the Web Service Description Language (WSDL) document. Any Web-based simulation or statistical application that needs generation of random variates, their scatter plots and histograms, can invoke the RVG Web service programmatically at http://sunfish.cs.vt.edu/RVGWebService . / Master of Science

This thesis explores how rule modification in multiplayer board games can affect the occurrence of kingmaking while still maintaining core functionality of the game. Kingmaking describes situations where a player with no chance of winning affects which other player wins. Through formal analysis, this thesis provides insight into how kingmaking is facilitated through design patterns and proposes rule changes that can help mitigate instances of kingmaking. The findings of this thesis are that there is no one solution that fits all games, and that a targeted rule modification is required on a game-by-game basis to mitigate kingmaking. The method allows game designers to strengthen fair gameplay, although its application needs to be adapted for each particular game.

Οι εφαρμογές παγκόσμιου ιστού προσφέρουν ολοένα και περισσότερες, με υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας υπηρεσίες, σε σχέση με τους πρώτους ιστότοπους που χρησιμοποιούνταν απλά και μόνο για την προβολή πληροφοριών. Λόγω της ολοένα αυξανόμενης πολυπλοκότητας των εφαρμογών αυτών, ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη κι η συντηρησιμότητα μιας εφαρμογής παγκόσμιου ιστού προβάλλει ως μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που καλείται να αντιμετωπίσει ο σχεδιαστής της. Η ερευνητική κοινότητα προκειμένου να αντιμετωπίσει την αυξανόμενη πολυπλοκότητα του σχεδιασμού εφαρμογών παγκόσμιου ιστού έχει προτείνει ένα πλήθος προσεγγίσεων και μεθόδων βασισμένων σε μοντέλα. Η δουλειά του σχεδιαστή εφαρμογών παγκόσμιου ιστού μπορεί να απλοποιηθεί ακόμα περισσότερο με την επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας άλλων σχεδιαστών εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας αυτής γίνεται με χρήση σχεδιαστικών προτύπων που ορίζονται από πεπειραμένους σχεδιαστές. Αν κατά το σχεδιασμό μιας εφαρμογής χρησιμοποιηθεί κάποια μέθοδος μοντελοποίησης σε συνδυασμό με ένα σύνολο σχεδιαστικών προτύπων, η τελική εφαρμογή θα είναι πιο αποδοτική και ποιοτική. Πολλές φορές όμως, κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας εφαρμογής παγκόσμιου ιστού δε λαμβάνεται υπόψη κάποια συγκεκριμένη μεθοδολογία μοντελοποίησης και ανάπτυξης. Ένα πλήθος μεθόδων αντίστροφης μηχανίκευσης έχει αναπτυχθεί για την ανάλυση, κατανόηση και μοντελοποίηση των αρχιτεκτονικών τέτοιου είδους εφαρμογών. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετούνται οι μέθοδοι μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα, τα σχεδιαστικά πρότυπα που έχουν οριστεί καθώς και οι μέθοδοι και οι διαδικασίες αντίστροφης μηχανίκευσης που έχουν αναπτυχθεί. Επιπλέον προτείνεται μία μέθοδος αυτόματου εντοπισμού σχεδιαστικών λύσεων στο εννοιολογικό μοντέλο μιας εφαρμογής και μία μέθοδος αντίστροφης μηχανίκευσης με στόχο τη μοντελοποίηση της εφαρμογής. Αναλυτικά, η παρούσα διπλωματική εργασία είναι δομημένη ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο παραθέτονται τα οφέλη χρήσης μοντέλων κατά το σχεδιασμό εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, καθώς και οι βασικές απαιτήσεις που θα πρέπει να ικανοποιούν οι μέθοδοι μοντελοποίησης για την πληρέστερη μοντελοποίηση των χαρακτηριστικών των εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Επιπλέον, γίνεται επισκόπηση και παρουσίαση των κυριότερων μεθόδων μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην παρουσίαση της γλώσσας μοντελοποίησης WebML, γιατί αποτελεί την γλώσσα μοντελοποίησης με βάση την οποία αναπτύχθηκαν οι μέθοδοι που προτείνονται στα κεφάλαια 3 και 4. Τέλος, στο κεφάλαιο αυτό γίνεται σύγκριση των προτεινόμενων μεθόδων μοντελοποίησης. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα οφέλη χρήσης σχεδιαστικών προτύπων τόσο από άπειρους όσο και από έμπειρους σχεδιαστές και δίνεται ένας επίσημος ορισμός των σχεδιαστικών προτύπων για τον παγκόσμιο ιστό. Επιπλέον, στα πλαίσια του κεφαλαίου αυτού γίνεται παρουσίαση των προτύπων δημοσίευσης και διαχείρισης περιεχομένου που έχουν οριστεί στη WebML. Για το σχεδιασμό πολύπλοκων εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, ναι μεν το είδος επαναχρησιμοποίησης που προσφέρουν τα σχεδιαστικά πρότυπα παγκόσμιου ιστού είναι πολύτιμα, εν τούτοις απαιτείται η επαναχρησιμοποίηση όσο το δυνατόν μεγαλύτερων σχεδιαστικών δομών. Για το λόγο αυτό γίνεται αναφορά και παρουσίαση της επαναχρησιμοποίησης που υποστηρίζεται από τη χρήση σχεδιαστικών πλαισίων ανάπτυξης εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Στο τρίτο κεφάλαιο προτείνεται μία μέθοδος ανάκτησης αποδοτικών σχεδιαστικών λύσεων και σχεδιαστικών προτύπων μέσα στο εννοιολογικό σχήμα-μοντέλο μίας ή περισσότερων εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η συγκεκριμένη μεθοδολογική προσέγγιση, αν εφαρμοστεί σε εννοιολογικά σχήματα πολλών εφαρμογών μίας συγκεκριμένης κατηγορίας, μπορεί να οδηγήσει στον προσδιορισμό πλαισίων ανάπτυξης εφαρμογών για τον αποδοτικό σχεδιασμό εφαρμογών της συγκεκριμένης αυτής κατηγορίας, ή ακόμα και στον αυτόματο εντοπισμό σχεδιαστικών προτύπων. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται ο ερευνητικός χώρος της αντίστροφης μηχανίκευσης, τα συστατικά που αποτελούν μία εφαρμογή παγκόσμιου ιστού, καθώς και ο τύπος της πληροφορίας που απαιτείται να εξαχθεί από μία διαδικασία αντίστροφης μηχανίκευσης, έτσι ώστε να γίνει κατανοητή και αντιληπτή η αρχιτεκτονική μιας τέτοιας εφαρμογής. Προτείνεται επίσης μια μέθοδος αντίστροφης μηχανίκευσης εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, με στόχο τη μοντελοποίησή τους με χρήση της WebML και παρουσιάζεται το εργαλείο που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, για να υποστηρίξει την προτεινόμενη μέθοδο. Η εφαρμογή του σε μία εφαρμογή προβολής περιεχομένου έδωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα όσον αφορά τη λειτουργικότητα και την αποτελεσματικότητα της μεθόδου. / Web Applications provide many services and they are not used just to display content, as it was the case for the first web sites. Due to the growing complexity, the design, development and maintenance of these aplications has become one of the major challenges that the developer has to face. In an attempt to face this growing complexity, the research community has proposed a number of model based approaches and methods. The task of the hypertext architect may be further facilitated by reusing the experience of other hypertext architects. This reuse is achieved by means of design patterns that have been defined by experts. If, we make use of a modelling method in combination with design patterns when designing a web application, the final result will be more efficient and qualitative. Usually, due to the pressing market demands, the modeling methods or techniques are not applied during the degin and development of the web applications. A number of reverse engineering methods and tools have been proposed in order to analyse, comprehend and model the architectures of such applications. In this thesis, we study the various modelling methods that have been proposed, as well as the design paterns that have been defined and the reverse engineering methods that have been developed. Furthermore, we propose a method to automatically detect design solutions at the conceptual schema of a web application and a reverse engineering method in order to model an existing web application. Analytically, this master thesis is being structured in the following chapters: The first chapter presents the benefits of using models when designing web applications, as well as the requirements that a web application must satisfy in order to be able to model the features of the web applications. The main modelling methods, that have been proposed by the research community, are also presented. The Web modelling language (WebML) is extensively presented as it constitutes the model language with which the methods that we suggest in chapters 3 and 4 have been developed. In the end of this chapter, we make a comparison of the proposed modelling methods. In the second chapter we present the benefits gained when using design patterns by non-experienced as well by experienced developers. Moreover, we present the patterns that have been defined in WebML. Though the kind of reuse provided by patterns is valuable when designing web applications, complex web applications need a way to maximize reuse of larger design structures. For this reason, we also present the kind of reuse that is provided by using web application frameworks. In the third chapter we propose a methodology for retrieving effective design solutions, or even more design patterns, within the conceptual schema of one or more web applications. This approach, if applied to a large number of applications of the same domain, may lead to the identification of templates for specific domain Web application frameworks and to the discovery of new design patterns. The fourth and last chapter of this thesis focuses on reverse engineering. We present the work that has been done in the domain of reverse engineering, the components of a web application, and the type of information that should be retrieved by a reverse engineering approach in order to comprehend the architecture of the web application. We also suggest a reverse engineering method in order to model an existing web application using WebML. The tool that was implemented in order to support this method is also presented. Applying this method in a content management application gave us good results as far as its functionality and its effectiveness are concerned.

Gegenstand des Promotionsvorhabens ist die Anwendung der Mustertheorie als systemtheoretische Methode zur Beschreibung verbreiteter Lösungen für wiederkehrende Probleme bei der Gestaltung und Entwicklung videobasierter Lernumgebungen. Diese sogenannten Design Patterns beschreiben dabei abstrakte, generische Lösungen bezüglich des Wissensmanagements, der sozialen Interaktion und der Anreicherung von Inhalten in hypervideo-basierten Lernumgebungen. Um neben rezeptiven und selbstgesteuerten auch kollaborative Lernszenarien in solchen Lernumgebungen zu ermöglichen, werden Materialien, Aufgaben sowie Gruppenzusammensetzungen mit Hilfe von CSCL-Scripts strukturiert. Auf Grundlage der entwickelten Design Patterns und Scripts wurden ein Software-Framework sowie mehrere Lernumgebungen implementiert und in Feldstudien evaluiert.