Thesis (doctoral)--Kath. Universiẗat, Eichstätt, 2003.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Auswirkungen exogener Schocks auf das Handeln der Unternehmer und die daraus resultierende Entwicklung des Unternehmenserfolges unter Rückgriff auf Modelle der Sozialökonomischen Verhaltensforschung sowie der Industrieökonomik branchenspezifisch zu analysieren. Unter einem exogenen Schock ist dabei eine aus dem System bzw. Modell heraus nicht erklärbare Veränderung der handlungsexogenen Einflußfaktoren der Unternehmen zu verstehen. Aufgrund der Betrachtung von Zeitreiheninnovationen lassen sich diese exogenen Schocks auch als stochastische Prognosefehler der Wirtschaftssubjekte interpretieren. Die Kenntnis der Intensität der Abhängigkeit des Unternehmenserfolges einzelner Branchen von exogenen Schocks ist insbesondere für die Durchführung von Branchenratings von großer Bedeutung. Auf der Basis der gewonnenen Untersuchungsergebnisse können u.a. empirisch fundierte Aussagen über die branchenspezifische Ausprägung zentraler Ratingkriterien getroffen werden, wie beispielsweise über die Konjunkturempfindlichkeit, Fixkostenbelastung, Verhandlungsmacht der Lieferanten, aktuelle Profitabilität, Preisempfindlichkeit sowie das Marktwachstum bestimmter Branchen.

Techn. University, Diss., 2004--München.

We present an extension of the popular probabilistic model checker PRISM with multi-actions that enables the modeling of complex coordination between stochastic components in an exogenous manner. This is supported by tooling that allows the use of the exogenous coordination language Reo for specifying the coordination glue code. The tool provides an automatic compilation feature for translating a Reo network of channels into PRISM's guarded command language. Additionally, the tool supports the translation of reward monitoring components that can be attached to the Reo network to assign rewards or cost to activity within the coordination network. The semantics of the translated model is then based on weighted Markov decision processes that yield the basis, e.g., for a quantitative analysis using PRISM. Feasibility of the approach is shown by a quantitative analysis of an energy-aware network system example modeled with a role-based modeling approach in Reo.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Auswirkungen exogener Schocks auf das Handeln der Unternehmer und die daraus resultierende Entwicklung des Unternehmenserfolges unter Rückgriff auf Modelle der Sozialökonomischen Verhaltensforschung sowie der Industrieökonomik branchenspezifisch zu analysieren. Unter einem exogenen Schock ist dabei eine aus dem System bzw. Modell heraus nicht erklärbare Veränderung der handlungsexogenen Einflußfaktoren der Unternehmen zu verstehen. Aufgrund der Betrachtung von Zeitreiheninnovationen lassen sich diese exogenen Schocks auch als stochastische Prognosefehler der Wirtschaftssubjekte interpretieren. Die Kenntnis der Intensität der Abhängigkeit des Unternehmenserfolges einzelner Branchen von exogenen Schocks ist insbesondere für die Durchführung von Branchenratings von großer Bedeutung. Auf der Basis der gewonnenen Untersuchungsergebnisse können u.a. empirisch fundierte Aussagen über die branchenspezifische Ausprägung zentraler Ratingkriterien getroffen werden, wie beispielsweise über die Konjunkturempfindlichkeit, Fixkostenbelastung, Verhandlungsmacht der Lieferanten, aktuelle Profitabilität, Preisempfindlichkeit sowie das Marktwachstum bestimmter Branchen.

The concept of roles is a promising approach to cope with context dependency and adaptivity of modern software systems. While roles have been investigated in conceptual modeling, programming languages and multi-agent systems, they have been given little consideration within component-based systems. In this paper, we propose a hierarchical role-based approach for modeling relationships and collaborations between components. In particular, we consider the channel-based, exogenous coordination language Reo and discuss possible realizations of roles and related concepts. The static requirements on the binding of roles are modeled by rule sets expressed in many-sorted second-order logic and annotations on the Reo networks for role binding, context and collaborations, while Reo connectors are used to model the coordination of runtime role playing. The ideas presented in this paper may serve as a basis for the formalization and formal analysis of role-based software systems.

Das Down Syndrom trägt wesentlich zur Morbidität und Mortalität im Kindesalter bei und ist die häufigste Ursache geistiger Behinderung bei Neugeborenen. Überwiegend handelt es sich um Neumutationen mütterlichen Ursprungs. Die hohe Rate an Neumutationen und deren starke Zunahme mit dem mütterlichen Alter sprechen dafür, dass die Chromosomensegregation in der Oogenese ein sehr fehleranfälliger Prozess ist. Im Rahmen dieser Pilotstudie konnte eine deutliche Alterskorrelation zwischen dem Auftreten der Geburt eines Down Syndrom Kindes und dem elterlichen Alter beobachtet werden. Wie in anderen publizierten Studien wurde in der vorliegenden Studie gezeigt, dass das Geschlechterverhältnis bei den Down Syndrom Kindern von 1.37:1 (m:w ) deutlich zugunsten der Jungen verschoben ist. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der molekulargenetischen Analyse der elterlichen Herkunft des zusätzlichen Chromosoms 21, der Verteilung der Cross-over, und der Analyse des MTHFR-Polymorphismus. Betrachtet man die 72 voll informativen maternalen Meiosen, so ergibt sich ein Verhältnis von Meiose I zu Meiose II von 80:20. Dieses Verhältnis korreliert mit anderen Studien zur parentalen Herkunft des zusätzlichen Chromosoms 21. Bemerkenswerter Weise fand sich unter den 93 paternal informativen Meiosen kein paternales Non-disjunction Ereignis. Dieses Ergebnis unterscheidet sich von den bisherigen epidemiologischen Studien zur parentalen Herkunft des zusätzlichen Chromosoms 21, wofür derzeit keine Erklärung existiert. Die Assoziation zwischen mütterlichem Alter und meiotischer Rekombination wurde analog zu der Studie von [Lamb et al. 2005] durchgeführt und bestätigt. Die erhobenen Daten aus dem Oman zeigen, dass das C-Allel mit 87% im Oman deutlich häufiger ist als in den anderen untersuchten Populationen. Dieses Ergebnis spricht für eine große geographische Variabilität des Polymorphismus und dafür, dass möglicherweise besondere Selektionsbedingungen auf der arabischen Halbinsel vorliegen. / Down syndrome (DS) is a main cause of human prenatal and postnatal morbidity and mortality, and a leading cause of birth defects and mental retardation. There is increasing evidence that maternal meiosis is an error prone process that is most sensitive to the effect of exogenous factors at the time of chromosomal segregation, which is around conception. In addition to environmental factors, various genetic factors have been described which seem to influence the nondisjunction rate during meiosis. The first data of DS in the Oman yielded a high prevalence among live births. The birth prevalence of Trisomy 21 in Oman with 1:454 newborns is, perhaps, the highest reported so far. We have performed a case control study based on a structured questionnaire, which covers socio demographics, family history and potential risk factors. We identified increased maternal age as one factor for the birth of a DS child. The sex ratio among Down Syndrome children showed a predominance of boys of 1.37:1 (m:f ) as reported from other studies. The main aim of the thesis was to investigate the parental origin of the extra chromosome 21, the number and chromosomal distribution of recombination events. Of the 72 informative cases, 80% were consistent with meiosis I (MI) nondisjunction and 20% with a meiosis II (MII) error during oogenesis. Surprisingly, there were no cases of paternal non-disjunction. These findings differ significantly from other publications where at least 8% were of paternal origin. There is no explanation for this phenomenon at present. Analogous to Lamb et al. we analyzed the association between maternal age and meiotic recombination events and revealed similar results. Furthermore, we investigated the MTHFR-polymorphism among 83 families. In the Oman, the C-allele is more frequent (87%) than in other publications. The results indicate, this polymorphism emerges in a large geographical variety and underlies perhaps special selection on the Arabic Peninsula.

Die vier in der vorliegenden Dissertation enthaltenen Studien beschäftigen sich vorwiegend mit dem dynamischen Verhalten makroökonomischer Zeitreihen. Diese Dynamiken werden sowohl im Kontext eines einfachen DSGE Modells, als auch aus der Sichtweise reiner Zeitreihenmodelle untersucht. / The four studies of this thesis are concerned predominantly with the dynamics of macroeconomic time series, both in the context of a simple DSGE model, as well as from a pure time series modeling perspective.

Eine biochemische Indikation des Anteils exogener organischer Kohlenstoffquellen (EOC), der nach dem Eintrag potenziell im Boden verbleibt (Cpot) wurde entwickelt. Haupthypothese dieser Studie war, dass der Abbau von EOC durch die biochemische Zusammensetzung vorhergesagt werden kann, welche bei Pflanzenrückständen von der Kulturart, dem Pflanzenrückstandstyp sowie dem Anbausystem und im Allgemeinen vom Ausgangssubstrat organischer Düngestoffe und der EOC-Kategorie (pyrogen , mikrobiell und pflanzlich) beeinflusst wird. Zunächst wurden Pflanzenrückstände im Energiepflanzenanbau zur Biogasgewinnung (Restpflanze / Stroh, Stoppeln, Grobwurzeln, Feinwurzeln, natürlicher Bestandsabfall) von Mais, Sorghum, Sudangras, Wintergetreide, Hafer, Erbse in Einzel-, Zwei- und Mischkultursystemen betrachtet. In einem zweiten Schritt wurden Pflanzenrückstände im Allgemeinen mit organischen Düngern, Komposten, Rückständen aus anaerober Vergärung in der Biogasproduktion (Gärrückstände) und Biokohlen verglichen. Die biochemische Zusammensetzung von EOC wurde durch die Konzentrationen von Kohlenstoff- (C), Stickstoff (N), wasserlöslicher Kohlehydrate (WSC), Hemizellulose (HEM), Zellulose (CEL) und Lignin (LIC) in g pro kg Trockenmasse dargestellt. In Inkubationsversuchen wurde EOC gleichmäßig mit Boden vermischt und über 310 Tage die Zugabe-induzierte Kohlendioxid-Freisetzung gemessen. Cpot wurde als Grenzwert der Modellschätzung für die Inkubationsdaten bestimmt. Die Beziehung zwischen biochemischer Zusammensetzung und Cpot wurde durch die Partial-Least-Squares-Regression-Methode abgeleitet. Cpot unterschied sich stärker zwischen verschiedenen organischen Düngestoffen, als speziell zwischen verschiedenen Pflanzenrückständen und konnte durch die biochemische Zusammensetzung vorhergesagt werden. Der Indikator für Cpot (in g C pro kg EOC) wurde als Ipot = 269 + 13 N – 0.5 WSC + 0.7 CEL + 1.5 LIC für Pflanzenrückstände und im Allgemeinen als Ipot = 924 – 1.9 C + 2.0 LIC vorgeschlagen. / A biochemical indication for the fraction of exogenous organic carbon (EOC), potentially remaining in soil after application (Cpot) has been developed. Main hypothesis of this study was that decomposition of EOC can be predicted by the biochemical composition, which in case of plant residues is influenced by the crop residue type, crop species and agricultural management and in general depends on the original substrate and category (pyrogen, microbial, and plant-derived EOC) of organic materials. A first set of EOC was created, containing plant residues in energy crop cultivation for biogas production (shoot / straw, stubble, coarse root, fine root, and litter) of maize, sorghum, sudan grass, winter cereal, pea, and oats in single-, double- and intercropping systems. In a second set of EOC, plant residues in general were compared with other organic fertilisers, urban composts, residues of anaerobic fermentation in biogas production (digestates), and biochar. The biochemical composition of EOC was characterised by the concentrations of carbon (C), nitrogen (N), water-soluble carbohydrates (WSC), hemicelluloses (HEM), cellulose (CEL), and lignin (LIC) in g per kg dry matter. In incubation experiments, EOC was homogeneously incorporated into soil and EOC-induced carbon dioxide-release was measured for 310 d. Cpot was determined as modelled limit for the incubation results. Finally, the relation between biochemical composition and Cpot of EOC was evaluated by the partial least squares regression method. Cpot largely varied between different types and categories of EOC, while less variation was obtained between different plant residues. The biochemical composition was predictive for Cpot (expressed as g C per kg EOC), proposing the biochemical indicator as Ipot = 269 + 13 N – 0.5 WSC + 0.7 CEL + 1.5 LIC specifically for plant residues and as Ipot = 924 – 1.9 C + 2.0 LIC for EOC in general.

Information and communication systems enter an increasing number of areas of daily lives. Our reliance and dependence on the functioning of such systems is rapidly growing together with the costs and the impact of system failures. At the same time the complexity of hardware and software systems extends to new limits as modern hardware architectures become more and more parallel, dynamic and heterogenous. These trends demand for a closer integration of formal methods and system engineering to show the correctness of complex systems within the design phase of large projects. The goal of this thesis is to introduce a formal holistic approach for modeling, analysis and synthesis of parallel systems that potentially addresses complex system behavior at any layer of the hardware/software stack. Due to the complexity of modern hardware and software systems, we aim to have a hierarchical modeling framework that allows to specify the behavior of a parallel system at various levels of abstraction and that facilitates designing complex systems in an iterative refinement procedure, in which more detailed behavior is added successively to the system description. In this context, the major challenge is to provide modeling formalisms that are expressive enough to address all of the above issues and are at the same time amenable to the application of formal methods for proving that the system behavior conforms to its specification. In particular, we are interested in specification formalisms that allow to apply formal verification techniques such that the underlying model checking problems are still decidable within reasonable time and space bounds. The presented work relies on an exogenous modeling approach that allows a clear separation of coordination and computation and provides an operational semantic model where formal methods such as model checking are well suited and applicable. The channel-based exogenous coordination language Reo is used as modeling formalism as it supports hierarchical modeling in an iterative top-down refinement procedure. It facilitates reusability, exchangeability, and heterogeneity of components and forms the basis to apply formal verification methods. At the same time Reo has a clear formal semantics based on automata, which serve as foundation to apply formal methods such as model checking. In this thesis new modeling languages are presented that allow specifying complex systems in terms of Reo and automata models which yield the basis for a holistic approach on modeling, verification and synthesis of parallel systems. The second main contribution of this thesis are tailored branching-time and alternating time temporal logics as well as corresponding model checking algorithms. The thesis includes results on the theoretical complexity of the underlying model checking problems as well as practical results. For the latter the presented approach has been implemented in the symbolic verification tool set Vereofy. The implementation within Vereofy and evaluation of the branching-time and alternating-time model checker is the third main contribution of this thesis.