Das Anliegen der Arbeit besteht in der Entwicklung eines Wissensrepräsentationsmodells, das sich insbesondere für die Beschreibung komplex strukturierter Objekte eignet. Den Ausgangspunkt bildet eine Charakterisierung der Problematik der Wissensrepräsentation. Aus der Darstellung eines für das Gebiet der rechnergestützten Konstruktion typischen Diskursbereiches Getriebekonstruktion lassen sich Anforderungen an Modelle zur Beschreibung komplex strukturierter Objekte in Wissensbasen ableiten. Der Hauptteil der Arbeit besteht in der Entwicklung eines funktionalen Wissensrepräsentationsmodells, das diesen Anforderungen gerecht wird. Das Modell ermöglicht gleichzeitig eine effiziente Implementation wissensbasierter Systeme auf der Grundlage der Programmiersprache LISP sowie das Herstellen von Beziehungen zu Datenmodellen einerseits und Wissensrepräsentationsmodellen, insbesondere der Prädikatenlogik erster Ordnung, andererseits. Unter Bezugnahme auf die Datenbanktechnologie wird die Struktur von Wissensbanksystemen beschrieben. Ein wesentlicher Aspekt der Arbeit besteht im Aufzeigen der Möglichkeit und des Weges, das Wissen eines Konstrukteurs zu formalisieren und in eine Wissensbasis abzubilden.:1. Einleitung 2. Wissensrepräsentation in technischen Systemen 3. Beispielsdiskursbereiche 4. Funktionales Wissensrepräsentationsmodell 5. Beziehungen zwischen Prädikatenlogik erster Ordnung und funktionalem Wissensrepräsentationsmodell 6. Aufbau von Wissensbanksystemen 7. Anwendung des funktionalen Wissensrepräsentationsmodells für die Implementation wissensbasierter Systeme 8. Schlussbemerkungen

Die vorliegende Abhandlung leistet einen Beitrag zu der noch längst nicht genügend untersuchten Modalitätsproblematik in althochdeutschen Bibeltexten. Bei den bisherigen historischen Untersuchungen wurden die kommunikativen Bedingungen für das Vorkommen der Modalitätsausdrücke nicht oder nicht hinreichend genug beachtet. Daher hat sich die Arbeit zum Ziel gesetzt, die sprachlichen Ausdrucksformen der Modalität unter dem kommunikativen Gesichtspunkt zu behandeln und neue Punkte zum Thema "Modalität im Althochdeutschen" zur Diskussion zu stellen. Die Analyse ist diskursiv angelegt: Die jeweiligen Modalitätsformen werden auf dem Hintergrund des gesamten Textes dargestellt und aus dem jeweiligen Kontext heraus erklärt. Als Textgrundlage fungiert das selbst erstellte historische Korpus der zwei biblischen Evangelienharmonien aus dem 9. Jahrhundert (der ahd. 'Tatian' und 'Otfrids Evangelienbuch'). / This work addresses the problem of modality in Old High German bible texts. In historical research so far, the communicative circumstances for the appearance of expressions of modality have not been taken into account or at least not enough. Thus, the aim of this work is, to look at linguistic expressions of modality from a communicative point of view and to open up the discussion about some new issues within the field of "Modality in Old High German". The analysis takes on a discoursal stance: each form of modality is described on the background of the text as a whole und explained in each individual context. The text samples scrutinized are two bible texts from the 9th century, namely the old high german 'Tatian' (Diatesseron) and 'Otfrids Evangelienbuch' (Otfrid von Weißenburg’s Gospel Book).

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Rolle von Konkordanzmarkierungen innerhalb einer Phrase für die Segmentierung eines fremden Sprachstroms. Das Merkmal der Konkordanz tritt auf, wenn alle Bestandteile einer Phrase gleichermaßen durch eine identische Markierung gekennzeichnet sind (z. B. los muchachos ricosSpanisch = die reichen Männer). Da diese wiederkehrenden Markierungen zumeist aus Affixen bestehen, kann Konkordanz als ein Sonderfall der Flexionsmorphologie betrachtet werden. Es wurde untersucht, ob die formale Korrespondenz zwischen den Bestandteilen konkordanter Phrasen als Hinweis auf die Grenzen der linguistisch relevanten Einheit Phrase im Spracherwerb fungieren kann. Zusätzlich wird auf das Zusammenspiel einzelner Hinweisreize untereinander eingegangen. Mit Kindern im Alter von zehn Monaten wurden vier Experimente mit dem Headturn Preference Paradigma (Jusczyk & Aslin, 1995) durchgeführt. Es wurde zunächst bei deutschen und englischen Kleinkindern untersucht, ob sie sensibel für gleich bleibende Suffixe innerhalb einer Phrase sind und diese für die Segmentierung nutzen können. Außerdem wurde das Zusammenspiel der Hinweise Konkordanz und Prosodie bei der Auffindung von Phrasengrenzen betrachtet. Es zeigte sich, dass deutsche Kinder in besonderer Weise auf konkordante Markierungen reagieren. Neben einer Sensitivität für Konkordanzmarkierungen zeigte das Ergebnis der deutschen Kinder auch, dass sie Flexionssuffixe im Deutschen bereits im Sprachstrom bemerken können. Ein solches Ergebnismuster ließ sich bei den Englisch lernenden Kindern nicht beobachten. Verschiedene Erklärungsmöglichkeiten für diesen Unterschied werden erläutert. Insgesamt weisen die Daten aus den Kindersprachexperimenten darauf hin, dass bereits im Alter von zehn Monaten bei Kindern eine Sensibilität für wiederholt in ähnlicher / gleicher Form auftretende sprachliche Elemente innerhalb der Domäne der Phrase vorhanden ist. Außerdem lassen die Resultate darauf schließen, dass Konkordanzmarkierungen bereits früh zur Segmentierung von kontinuierlicher Sprache verwendet werden. Diese Leistung steht in Zusammenhang mit der Beachtung von statistischen Regularitäten im Sprachstrom. Untersuchungen dazu zeigen, dass m. H. statistischer Lernmechanismen wiederkehrende Elemente im Sprachstrom erkannt werden können (Bonatti, Peña, Nespor, & Mehler, 2005; Newport & Aslin, 2004; Saffran, 2001; Saffran, Aslin & Newport, 1996). Anscheinend ist das Auftreten identischer Segmente innerhalb einer relativ kleinen Domäne im Sprachstrom für Lerner ein hervorstechendes Merkmal, das dazu beiträgt, diese Domäne aus dem Signal hervorzuheben und somit die Segmentierung des Sprachstroms in kleinere Anteile zu unterstützen. Neben den Untersuchungen mit den Kleinkindern wurden zusätzlich drei Reaktionszeitexperimente mit deutschen und englischen Erwachsenen zur Rolle von Konkordanzmarkierungen bei der Verarbeitung der Fremdsprachen Spanisch, Suaheli und (für die englischen Probanden) Deutsch durchgeführt. Das erste Experiment befasste sich mit der Stimulussprache Spanisch, in der es bei Konkordanz zum mehrfachen Auftreten von identischen Suffixen mit Vollvokalen kommt. Dabei war zu beobachten, dass deutsche und englische Muttersprachler die zu erinnernden Phrasen besser in einem kontinuierlichen spanischen Sprachstrom wieder erkannten, wenn die kritischen Phrasen konkordant waren, als wenn sie nicht konkordant waren. Das zweite Experiment verwendete die Stimulussprache Suaheli (konkordante vs. nicht konkordante Präfixe). Dabei zeigte sich ein solches Muster ausschließlich bei den englischen Muttersprachlern. Das dritte Experiment untersuchte englische Muttersprachler mit deutschem Stimulusmaterial, wobei Konkordanz durch Suffixe markiert wird, die aus einer Schwa-Silbe bestehen. Hier ergab sich kein Hinweis für eine Nutzung konkordanter Markierungen bei der Erkennung von Phrasen. Als Grund dafür wird die reduzierte Vokalqualität angenommen, die Schwa-Silben u.U. schwerer wahrnehmbar macht als Vollvokalsilben (z.B. Widera & Portele, 1999; Goméz Lacabex, García Lecumberri, & Cooke, 2005). Es werden weitere Erklärungshypothesen bzgl. der Ergebnisunterschiede bei deutschen und englischen Muttersprachlern beschrieben, die auch auf den Unterschied zwischen der Verarbeitung von konkordanten Suffixen vs. Präfixen eingehen. Zusätzlich erfolgt eine Diskussion der Ergebnisse vor dem Hintergrund von Annahmen über Arten von (nicht-)sprachlichen Ähnlichkeiten und ihren Einfluss auf die Wahrnehmung von ähnlichen Elementen. Die vorliegenden Daten stützen die Annahme von Morgan (1986), dass der Input für einen Sprachlerner bereits zahlreiche Hinweise über die Struktur der jeweiligen Sprache enthält. Sowohl Kleinkinder als auch erwachsene Sprachlerner scheinen für einen beachtlichen Teil dieser Hinweisreize sensibel zu sein. Die bislang kaum beachteten konkordante Markierungen innerhalb von Phrasen scheinen zumindest einen Teil dieser Hinweisreize auszumachen. / This thesis investigates the role of concordant markings in a phrase for the segmentation of a foreign speech stream. The feature concordance appears, when all elements of a syntactic phrase carry the same marker (e.g. los muchachos ricosSpanish = the rich men). These recurring markers are mostly affixes which means that they can be viewed as a special case in inflectional morphology. It was investigated whether the formal correspondance between the elements of concordant phrases might function as a cue to phrase boundaries in language acquisition. Four experiments were done with infants at the age of 10 months using the Headturn Preference Paradigm (Jusczyk & Aslin, 1995). At first it was investigated with German- and English-learning infants whether they are sensitive to recurring suffixes in a phrase and whether they are able to use these elements for phrase segmentation. Furthermore, the interplay between the cues concordance and prosody for the location of phrase boundaries was investigated. It was shown that German-learning infants where sensitive to concordant markings and that they notice inflectional suffixes in the speech stream. Such a result was not observed with the English-learning infants. Various possibilities to explain this difference between German- and English-learning infants are proposed. The results from the experiments with infants show that already 10-months old infants are sensitive to linguistic elements which recur in the domain of the phrase in similar or identical form. Furthermore, the results suggest that concordant markers are used for segmentation of the continuous speech stream from early on. This capacity is closely related with the attention for statistical regularities in the speech stream. Concerning this it was shown that supported by statistical learning mechanisms recurring elements in the speech stream or certain patterns of co-occurrence can be tracked (Bonatti, Peña, Nespor, & Mehler, 2005; Newport & Aslin, 2004; Saffran, 2001; Saffran, Aslin & Newport, 1996). Consequently, it seems that the occurrence of identical segments in a relatively small domain in the speech stream is a salient feature for learners which points out this domain from the signal and therfore supports the segmentation of the speech stream into smaller units. Besides the experiments with infants also three reaction time experiments with German and English adults where carried out. These experiments were concerned with the role of concordant markings for the processing of the foreign languages Spanish, Swahili and (for English participants) German. The first experment used Spanish as the stimulus language. In Spanish concordant phrases each element carries an identical suffix containing a full vowel. For German and English participants it was observed that they recognized a critical phrase form a continuous speech stream significantly better when this phrase was concordant than when it was non-concordant. In the second experiment with adults Swahili stimuli were used where concordant vs. non-concordant prefixes occur. Now, for English but not for German participants an advantage for the recognition of concordant phrases was observed. In the third experiment English participants were tested with German stimuli where concordance is marked by suffixes containing a Schwa-vowel (reduced vowel). The results of this experiments were not significant, suggesting no use of German concordant markings for the recognition of phrases by native English speakers. One reason that might be proposed to explain this result is the reduced vowel appearing in German concordant suffixes which might make them less perceptually salient than syllables containing a full vowel (e.g. Widera & Portele, 1999; Goméz Lacabex, García Lecumberri, & Cooke, 2005). More possiblities to explain the differences in the results between the German and the English participants are given. Furthermore, there is a discussion of the results against the backround of assumptions about kinds of (non-)linguistic similarities and their influence of the perception of similar elements. Altogether the experimental results of this thesis support the assumption of Morgan (1986) that the linguistic input for a learner already contains various cues about the structure of the target language. Infants as well as adults seem to be sensitve for a considerable amount of these cues. Concordant markings in the domain of a phrase seem to be one of these cues.

Energy efficiency of IT infrastructures has been a well-discussed research topic for several decades. The resulting approaches include hardware optimizations, resource management in operating systems, network protocols, and many more. The approach the authors present in this chapter is a self-optimization technique for IT infrastructures, which takes hard- and software components as well as users of software applications into account. It is able to ensure minimal energy consumption for a user request along with a set of non-functional requirements (e.g., the refresh rate of a data extraction tool). To optimize the ratio between utility of end users and the cost in terms of energy consumption, the system needs inherent variability leading to differentiated energy profiles and mechanisms to reconfigure the system at runtime. The authors present their approach called Energy Auto-Tuning (EAT) comprised of these mechanisms and an architecture which automatically tunes the energy efficiency of IT systems.

Energy efficiency is gaining more and more importance, since well-known ecological reasons lead to rising energy costs. In consequence, energy consumption is now also an important economical criterion. Energy consumption of single hardware resources has been thoroughly optimized for years. Now software becomes the major target of energy optimization. In this paper we introduce an approach called energy auto tuning(EAT), which optimizes energy efficiency of software systems running on multiple resources. The optimization of more than one resource leads to higher energy savings, because communication costs can be taken into account. E.g., if two components run on the same resource, the communication costs are likely to be less, compared to be running on different resources. The best results can be achieved in heterogeneous environments as different resource characteristics enlarge the synergy effects gainable by our optimization technique. EAT software systems derive all possible distributions of themselves on a given set of hardware resources and reconfigure themselves to achieve the lowest energy consumption possible at any time. In this paper we describe our software architecture to implement EAT.

Nicht-funktionale Eigenschaften geben Aussagen über Qualitätsaspekte einer Software. Mit einer Software-Produktlinie (SPL) wird eine Menge von verwandten Software-Produkten beschrieben, die auf Basis gemeinsam genutzter Bausteine und Architekturen entwickelt werden, um die Anforderungen unterschiedlicher Kundengruppen zu erfüllen. Hierbei werden gezielt Software-Bestandteile wiederverwendet, um Software effizienter zu entwickeln. In dieser Arbeit wird der Einfluss von Eingabedaten auf die nicht-funktionalen Eigenschaften von SPL untersucht. Es wird auf Basis von Messungen ausgewählter nicht-funktionaler Eigenschaften einzelner Software-Produkte ein Vorhersagemodell für beliebige Software-Produkte der SPL erstellt. Das Vorhersagemodell kann genutzt werden, um den Konfigurationsprozess zu unterstützen. Das Verfahren wird anhand einer SPL von verlustfreien Kompressionsalgorithmen evaluiert. Die Berücksichtigung von Eingabedaten kann die Vorhersage von nicht-funktionalen Eigenschaften einer SPL gegenüber einfacheren Vorhersagemodellen ohne die Berücksichtigung von Eingabedaten signifikant verbessern.

Unique column combinations of a relational database table are sets of columns that contain only unique values. Discovering such combinations is a fundamental research problem and has many different data management and knowledge discovery applications. Existing discovery algorithms are either brute force or have a high memory load and can thus be applied only to small datasets or samples. In this paper, the wellknown GORDIAN algorithm and "Apriori-based" algorithms are compared and analyzed for further optimization. We greatly improve the Apriori algorithms through efficient candidate generation and statistics-based pruning methods. A hybrid solution HCAGORDIAN combines the advantages of GORDIAN and our new algorithm HCA, and it significantly outperforms all previous work in many situations. / Unique-Spaltenkombinationen sind Spaltenkombinationen einer Datenbanktabelle, die nur einzigartige Werte beinhalten. Das Finden von Unique-Spaltenkombinationen spielt sowohl eine wichtige Rolle im Bereich der Grundlagenforschung von Informationssystemen als auch in Anwendungsgebieten wie dem Datenmanagement und der Erkenntnisgewinnung aus Datenbeständen. Vorhandene Algorithmen, die dieses Problem angehen, sind entweder Brute-Force oder benötigen zu viel Hauptspeicher. Deshalb können diese Algorithmen nur auf kleine Datenmengen angewendet werden. In dieser Arbeit werden der bekannte GORDIAN-Algorithmus und Apriori-basierte Algorithmen zum Zwecke weiterer Optimierung analysiert. Wir verbessern die Apriori Algorithmen durch eine effiziente Kandidatengenerierung und Heuristikbasierten Kandidatenfilter. Eine Hybride Lösung, HCA-GORDIAN, kombiniert die Vorteile von GORDIAN und unserem neuen Algorithmus HCA, welche die bisherigen Algorithmen hinsichtlich der Effizienz in vielen Situationen übertrifft.

In vielen Bereichen des täglichen Lebens, angefangen vom Online-Banking bis hin zur Steuerung im Flugzeug, kommt Software mit laufzeitkritischen nicht-funktionalen Eigenschaften (NFE) zum Einsatz. Die Erfüllung der NFE spielt in diesen Anwendungen eine zentrale Rolle. Um dies zu erreichen, ist eine systematische und zielorientierte Behandlung dieser Anforderungen während der Entwicklung zwingend erforderlich. NFE zeichnen sich im Gegensatz zu funktionalen Eigenschaften durch besondere Merkmale aus, die ein adaptives Vorgehen zur Definition des Entwicklungsprozesses erzwingen. In der Arbeit wird eine Methodik zur kontextbasierten Anpassung von Vorgehensmodellen an laufzeitkritische NFE auf der Basis von Prozessmustern sowie das PROKRIS-Framework als unterstützende Umgebung vorgestellt.

Software-basierte Selbsttest (SBST) Konzepte für Prozessoren werden zunehmend interessant nicht nur durch die At-Speed Test Problematik. Auch bezüglich Stromaufnahme und Testzeit bietet dieses Testkonzept gegenüber dem Standard Verfahren wie etwa Scan-Test Vorteile. Als grundsätzlich problematisch ist die Erzeugung solcher software-basierten Testroutinen anzusehen, da bislang kein geeigneter einheitlicher Entwurfsprozess vorliegt. Deshalb wurde exemplarisch für einen einfachen 16-bit Prozessorkern sowohl eine manuelle rein funktional erstellte SBST und eine automatisch generierte auf Strukturinformationen basierende SBST untersucht um die Möglichkeiten und Grenzen eines solchen Ansatzes aufzuzeigen.

Nichtlineare Verzerrungen von Rasterkraftmikroskopie (engl.: scanning probe microscopy, Abk.: SPM) Bildern beeinträchtigen die Qualität von Nanotomographiebildern und SPM Bildsequenzen. In dieser Arbeit wird ein neues, nichtlineares Registrierungsverfahren vorgestellt, das auf einem für medizinische Anwendungen entwickelten Algorithmus aufbaut und diesen für die Behandlung von SPM Daten erweitert. Die nichtlineare Registrierung ermöglicht es, verschiedene nanostrukturierte Materialen über große Bereiche (1 µm x 1 µm) mit einer Auflösung von 10 nm abzubilden. Dies erlaubt eine wesentlich detailliertere quantitative Analyse der Daten. Hierfür wurde eine neue Datenreduktions- und Visualisierungsmethode für Mikrodomänennetzwerke von Blockcopolymeren eingeführt. Zwei- und dreidimensionale Mikrodomänenstrukturen werden zu ihrem Skelett reduziert, Verzweigungspunkte farblich codiert und der entstandene Graph visualisiert. Die Anzahl verschiedener Skelettverzweigungen lässt sich über die Zeit verfolgen. Die Methode wurde mit lokalen Minkowskimaßen der ursprünglichen Graustufenbilder verglichen. Sie liefert morphologische und geometrische Informationen auf unterschiedlichen Längenskalen.