Tübingen, Universiẗat, Diss., 2003.

Thesis (Doctoral)--Universität Hamburg, 1982.

Techn. Universiẗat, Diss., 2000--Berlin.

Universiẗat, Diss., 2001--Osnabrück.

ORM-Frameworks sind eine häufig genutzte Möglichkeit, die Unterschiede zwischen der objektorientierten Programmierung und der relationalen Datenspeicherung zu überbrücken. Gleichzeitig sind rekursive Beziehungen in vielen Datenmodellen vorhanden, um Hierarchien und andere baum- oder netzartigen Strukturen abzubilden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Problemstellung, wie man Daten in rekursiven Beziehungen in einem ORM-Framework möglichst effizient aus der Datenbank laden kann. Zur Lösung des Problems werden zuerst fünf verschiedene Lösungsansätze theoretisch entwickelt, und anschließend in Entity Framework Core (EF Core) umgesetzt. Dies geschieht so, dass sich die entstandenen Implementierungen wie normale LINQ-Abfragen in EF Core nutzen lassen. Anschließend wurden die Lösungsansätze in verschiedenen Szenarien mit verschiedenen SQL-Dialekten getestet, gefolgt von einer Betrachtung der Testergebnisse nach den verschiedenen Test-Parametern. Diese Auswertung zeigt, dass Abfragen mit rekursiven allgemeinen Tabellenausdrücken und Abfragen mit KeyLoading in den meisten Fällen am effizientesten sind. Die anderen drei Ansätze sind entweder generell zu langsam oder nur in speziellen Situationen nutzbar. Die Auswertung zeigt auch, dass die Performance der verschiedenen Lösungsansätze immer von der Situation abhängig ist, besonders vom ge- nutzten SQL-Dialekt.:1 Einleitung 2 Rekursive Beziehungen in relationalen Datenbanken 2.1 Definition 2.2 Rekursive Abfragen durch allgemeine Tabellenausdrücke 3 Object-Relational Mapping und Entity Framework Core 3.1 Object Relational Impedance Mismatch 3.1.1 Konzepte der objektorientierten Programmierung 3.1.2 Konzepte von relationalen Datenbanken 3.1.3 Probleme durch Unterschiede zwischen den Konzepten 3.2 Überbrückung des Impedance Mismatch durch Object-Relational Mapping 3.2.1 ORM-Frameworks 3.2.2 Allgemeine Lösungsansätze 3.2.3 Zugehörige Daten laden 3.3 Entity Framework Core 3.3.1 Generierung des Datenbankschemas 3.3.2 Abfragen mit LINQ 3.3.3 C# Expressions 3.3.4 Ablauf einer Abfrage in Entity Framework Core 3.3.5 Der ChangeTracker 3.3.6 Abfragen mit RawSql 4 Rekursive Abfragen in ORM Frameworks 4.1 Allgemeine Lösungsansätze 4.1.1 Anforderungen an die Lösungsansätze 4.1.2 Grundlegende Überlegungen 4.1.3 Rekursive allgemeine Tabellenausdrücke 4.1.4 Benutzerdefinierte Funktionen 4.1.5 Laden mit Hilfseigenschaft 4.1.6 Vertikales und horizontales Aufrollen 4.1.7 KeyLoading 4.2 Umsetzung in Entity Framework Core 4.2.1 Anforderungen im Kontext von Entity Framework Core 4.2.2 Rekursive allgemeine Tabellenausdrücke 4.2.3 Laden mit Hilfseigenschaft 4.2.4 Vertikales Aufrollen 4.2.5 Horizontales Aufrollen 4.2.6 KeyLoading 5 Test der Lösungsansätze 5.1 Testverfahren 5.1.1 Performancemessung in C# 5.1.2 Messung der SQL-Abfragedauer 5.2 Test-Szenarien 5.3 Auswertung der Testergebnisse 5.3.1 Anmerkungen zu Messungen mit TotalProcessTime 5.3.2 Auswertung nach verschiedenen Kriterien 5.3.3 Allgemeine Auswertung 5.3.4 Auswertung nach Verzweigungen 5.3.5 Auswertung nach Rekursionstiefe 5.3.6 Auswertung nach Anzahl der Strukturen 5.3.7 Auswertung nach dem Laden zugehöriger Daten 5.3.8 Auswertung nach SQL-Dialekt 5.3.9 Auswertung nach Beziehungstyp 5.3.10 Auswertung nach Schlüsseltyp 6 Fazit A Messwerte

Coherent imaging is a promising method in the field of x-ray microscopy allowing for the nondestructive determination of the interior structure of radiation-hard samples with a spatial resolution that is only limited by the fluence on the sample and the scattering strength of the sample. Ultimately, the achievable spatial resolution is limited by the wavelength of the incoming x-ray radiation. Combining coherent imaging with scanning microscopy to a method called ptychography enables one to also probe extended objects. In this method, a sample is scanned through a defined coherent x-ray beam and at each scan point a diffraction pattern is recorded with a diffraction camera located in the far field of the sample. Neighboring illuminated areas must have a certain overlap to guarantee the collection of sufficient information about the object for a subsequent successful and unique computational reconstruction of the object. Modern ptychographic reconstruction algorithms are even able to reconstruct the complex-valued transmission function of the sample and the complex illumination wave field at the same time. Once the 2D transmission function of a sample is known, it is an obvious step forward to combine ptychography with tomographic techniques yielding the 3D internal structure of an object with unprecedented spatial resolution. Here, projections at varying angular positions of the sample are generated via ptychographic scans and are subsequently used for the tomographic reconstruction. In this thesis the development of 3D ptychography is described. It includes the description of the required experimental environment, the numerical implementation of ptychographic phase retrieval and tomographic reconstruction routines, and a detailed analysis of the performance of 3D ptychography using an example of an experiment carried out at beamline P06 of PETRA III at DESY in Hamburg. In that experiment the investigated object was a Mo/UO2 thin film, which is a simplified model for spent nuclear fuel from nuclear power plant reactors. Such models find application in systematic scientific investigations related to the safe disposal of nuclear waste. We determined the three-dimensional interior structure of this sample with an unprecedented spatial resolution of at least 18 nm. The measurement of the fluorescence signal at each scan point of the ptychograms delivers the two- and three-dimensional elemental distribution of the sample with a spatial resolution of 80 nm. Using the fluorescence data, we assigned the chemical element to the area of the corresponding phase shift in the ptychographic reconstruction of the object phase and to the corresponding refractive index decrement in the tomographic reconstruction. The successful demonstration of the feasibility of the 3D ptychography motivates further applications, for instance, in the field of medicine, of material science, and of basic physical research. / Kohärente Bildgebung ist eine vielversprechende Methode der Röntgenmikroskopie. Sie ermöglicht die zerstörungsfreie Bestimmung der inneren Struktur von strahlenharten Untersuchungsobjekten mit einer räumlichen Auflösung, die im Prinzip nur von der integralen Anzahl der Photonen auf der Probe sowie deren Streukraft abhängt. Letztendlich stellt die Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung eine Grenze für die erreichbare räumliche Auflösung dar. Die Kombination der kohärenten Bildgebung mit der Rastermikroskopie zur sogenannten Ptychographie eröffnet die Möglichkeit, auch ausgedehnte Objekte mit hoher Auflösung zu untersuchen. Dabei wird die Probe mit einem räumlich begrenzten, kohärenten Röntgenstrahl abgerastert und an jedem Rasterpunkt ein Beugungsbild von einer im Fernfeld platzierten Beugungskamera registriert. Die Beleuchtungen benachbarter Rasterpunkte müssen dabei zu einem bestimmten Prozentsatz überlappen, um genügend Informationen für eine anschließende computergestützte und eindeutige Rekonstruktion des Objektes sicherzustellen. Moderne Rekonstruktionsalgorithmen ermöglichen sogar die gleichzeitige Rekonstruktion der Transmissionsfunktion des Objektes und der Beleuchtungsfunktion des eintreffenden Röntgenstrahls. Die Verknüpfung der Ptychographie mit der Tomographie zur 3D-Ptychographie ist der nahe liegende Schritt, um nun auch die dreidimensionale innere Struktur von Objekten mit hoher räumlicher Auflösung zu bestimmen. Die Projektionen an den verschiedenen Winkelpositionen der Probe werden dabei mittels ptychographischer Abrasterung der Probe erzeugt und anschließend der tomographischen Rekonstruktion zugrunde gelegt. In dieser Arbeit wird die Entwicklung der 3D-Ptychographie beschrieben. Das beinhaltet die Beschreibung der experimentellen Umgebung, der numerischen Implementierung des ptychographischen und des tomographischen Rekonstruktionsalgorithmus als auch eine detaillierte Darstellung der Durchführung der 3D-Ptychographie am Beispiel eines Experiments, welches unter Verwendung des modernen Nanoprobe-Aufbaus des Strahlrohres P06 am PETRA III Synchrotronring des DESY in Hamburg durchgeführt wurde. Als Untersuchungsobjekt diente dabei ein dünner Mo/UO2-Film, der ein vereinfachtes Modell für die in Reaktoren von Atomkraftwerken verbrauchten Brennstäbe darstellt und deshalb im Bereich des Umweltschutzes Anwendung findet. Die dreidimensionale Struktur der Probe wurde mit einer - für diese Methode bisher einmaligen - räumlichen Auflösung von 18 nm bestimmt. Die Messung des von der Probe kommenden Fluoreszenz-Signals an jedem Rasterpunkt der Ptychogramme ermöglichte zusätzlich die Bestimmung der zwei- und dreidimensionalen Elementverteilung innerhalb der Probe mit einer räumlichen Auflösung von 80 nm. Anhand der Fluoreszenzdaten konnte sowohl den Bereichen verschiedener Phasenschübe in den ptychographischen Rekonstruktionen der Objektphase als auch den verschiedenen Werten des Dekrementes des Brechungsindex in der tomographischen Rekonstruktion, das entsprechende chemische Element zugeordnet werden. Die erfolgreiche Demonstration der Durchführbarkeit der 3D-Ptychographie motiviert weitere zukünftige Anwendungen, z. B. auf dem Gebiet der Medizin, der Materialforschung und der physikalischen Grundlagenforschung.

Anomale Diffusion ist nicht an stochastische Kräfte und eine große Zahl von Freiheitsgraden gebunden, sondern ist auch in chaotischen Systemen mit statischer Unordnung in den Bewegungsgleichungen zu beobachten. Einfache Modelle dieser niedrigdimensionalen Systeme, deren Dynamik durch iterierte Abbildungen vermittelt wird, können auf zufällige Irrfahrten in Zufallsumgebungen (random walks in random environments) abgebildet werden. Sinai-Unordnung beschreibt eine spezielle Klasse dieser zufälligen Irrfahrten in Zufallsumgebungen, für die mit dem asymptotischen Verhalten der Entweichrate, der mittleren quadratischen Versetzung, der Zustandsdichte der Relaxationsraten bis hin zu der als Golosov-Phänomen bekannten dynamischen Lokalisierung analytische Resultate für verschiedene anomale Transporteigenschaften bekannt sind. Die vorliegende Arbeit untersucht numerisch eine rekurrente Erweiterung dieses auf Sprünge zu benachbarten Gitterpunkten beschränkten Modells auf die genannten Transporteigenschaften. Als wesentlicher Unterschied stellt sich dabei die Verletzung von detaillierter Balance im stationären Zustand heraus, der Auswirkungen auf das präasymptotische Verhalten der Transportkoeffizienten hat. Asymptotisch zeigt sich hingegen ein Verhalten wie bei der Sinai-Unordnung.

Heidelberg, Univ., Diss., 2007.

Techn. University, Diss., 2003--Berlin.

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