I många sammanhang är det önskvärt att importera data från textfiler, excelfiler och liknande till en databas. För detta krävs att data i något skede översätts till en ER-modell (Entity Relationship), en modell som beskriver relevanta delar i ett databasschema. Modellen för hur denna översättning ser ut varierar från fall till fall. I det här examensarbetet har en applikation tagits fram för import av data till en ER-modell ur ett modellperspektiv i linje med Model Driven Architecture (MDA) ™. Vinsten ligger i att använda en metamodell som beskriver hur olika modeller för transformering från tabelldata till en ER-modell får se ut. Modellerna i sin tur beskriver hur transformeringen ska se ut. På så sätt kan flera olika modeller användas utan att ändringar i källkoden behöver göras. Metamodellen som beskriver transformeringen har visualiserats i ett klassdiagram. Klassdiagrammet beskriver schematiskt sambanden mellan tabeller som data ska importeras ifrån och den ER-modell som data ska överföras till. Metamodellen har transformerats till ett XML-schema.  Modellerna som ska användas har skrivits i en XML-fil som följer den transformerade metamodellen. / In many situations it is desirable to import data from text files, excel files and similar to a database. To do so the data needs to be translated at some stage to an ER model (Entity Relationship), i.e. a model describing relevant parts of a database schema. The approach for this translation varies from case to case. During this thesis an application has been developed to import data to an ER model from a modeling perspective, in line with the Model Driven Architecture (MDA) ™. The gain lies in using a metamodel that describes how different models for transformation from grid tables to an ER mode may look like. The models in turn describe how the transformation will look, thus allowing the usage of several different models without any need of changes to the source code. The metamodel describing the transformation of data can be visualized in a class diagram. The class diagram schematically describes the relationships between tables of data to be imported from and the ER model the data will be transferred to. Preferable is to write a model in an XML that conforms to the metamodel. Therefore the class diagram should be transformed into an XML schema that enables validation of the model in the XML file.

European forests have experienced vitality loss and dieback due to increasing disturbances, temperatures, droughts, and forest management. Around 160 million cubic meters of woody biomass in Germany were damaged from 2018 to 2020. Protected areas can offer insights into the natural resilience of European forests after disturbances. However, they face conflicts such as mass outbreaks and the spread of insect pests that can threaten biodiversity and natural habitats. The European spruce bark beetle (Ips typographus) is among Europe’s most important and severe forest pest species and can act as an ecological disturbance. Due to ongoing climate change, no weakening is expected in the future. Forest management can directly influence important drivers of disturbance regimes. However, the response times are likely slow, requiring effective and adaptive risk-assessing management. Simulation models can play an important and influential role in such management as decision-making tools or for analysis of important drivers. Such models have been successfully applied in fishery management, disease control, and forest fire management. While there are many models published about Ips typographus, there is still no simulation tool that individually describes trees and beetles with their properties and decisions, tests the effectiveness of management measures, and uses spatially explicit data for natural landscapes. This approach would allow for investigating infestation patterns and development in natural landscapes based on individual beetle and tree traits. It could also be used to study the impact of climate change and forest protection management on all spatial scales - from individual beetles to entire landscapes. The main goal of the thesis is to predict the risk of bark beetle infestations and outbreaks in a national park region in Germany under different climate change and management scenarios as an emergent outcome of individual traits of the European spruce bark beetle and its host tree. To achieve this goal, a combination and improvement of existing models on the life history of Ips typographus and its host tree Picea abies is done to simulate infestations on an individual level. The results are then scaled to the landscape level using a Markov chain metamodel for 20 years into the future. It is shown how (i) management scenarios consisting of different sanitation felling intensities, and (ii) climate change scenarios representing increasing numbers of yearly beetle generations interact and affect the infestation spread. Chapter 2 discusses the creation, testing, and implementation of a new simulation model for the dispersal and infestation of Ips typographus in a natural European landscape. The IPS-SPREADS (Infestation Pattern Simulation Supporting PREdisposition Assessment DetailS) model is an innovative combination of existing models on beetle phenology (PHENIPS), spruce tree predisposition (PAS - predisposition assessment systems), and precise mechanistic dispersal flight in an artificial forest (IPS - Infestation Pattern Simulation). The model is used to study the effectiveness of sanitation felling in five different research areas at the border of a national park in Germany under varying annual beetle generation numbers. Chapter 3 explores the various purposes and types of metamodels used in agentbased modeling and attempts to identify and rank the most suited or efficient model types for each application. This assessment was accomplished through a systematic literature review of 27 scientific publications containing 40 different metamodel applications in an individual-based modeling context. A standardized rating instruction was created and used by the candidate and a group of other Ph.D. students and postdoctoral researchers to objectively rate different metamodel applications, such as upscaling agent-based models or conducting sensitivity analyses. In Chapter 4 of the dissertation, the IPS-SPREADS simulation model is used to predict the risk of bark beetle infestations in a national park region for 20 years into the future. A metamodel approach based on Markov chains is used to scale the computationally demanding IPS-SPREADS model to larger temporal and spatial scales. The metamodel is calibrated and validated using data on infested trees from 2015 to 2017. The model is then used to assess the effectiveness of sanitation felling in preventing the spread of a bark beetle outbreak from the national park to adjacent forests until 2038. This work adds to a series of previous studies investigating several aspects of the Norway spruce (Picea abies) and European spruce bark beetle (Ips typographus) system, such as risk assessment, beetle development, beetle dispersal, and infestation patterns, the effectiveness of forest protection measures against the beetle spread or the impact of bark beetle disturbance on the forest as well as its interaction with other disturbances. The results of the studies presented as thesis chapters 2 to 4 indicate that regardless of the number of yearly beetle generations and the spatial or temporal scale, a sanitation felling intensity of 80 % and above seems to mitigate further mass outbreak propagation. It is also shown that habitat inter-connectivity and individual traits of beetles and host trees substantially affect the infestation patterns. In addition, commonly applied metamodel types and application purposes in an individual-based modeling context are revealed. The most promising model variant varies in regard to the chosen application aim. Further research directions based on the work presented in this thesis incorporate investigating spatial configurations of mixed forest stands and their effect on the dispersal and infestation risk of the European spruce bark beetle. Furthermore, it is discussed how applying and integrating open-access GIS data, such as the European Unions Copernicus program, could improve model validity and applicability. The effects and implications for implementing and analyzing further management measures, such as buffer zones around protected areas, terrestrial detection based on visual clues, and dispensers with anti-attractants in the proposed model framework, are discussed. / Europas Wälder haben aufgrund von zunehmenden Störungen, Temperaturen, Dürren und vergangener Managemententscheidungen an Vitalität verloren und zeigen großflächige Absterbeerscheinungen. Allein in Deutschland betrug das Schadvolumen von 2018 bis 2020 rund 160 Millionen Kubikmeter. Schutzgebiete können Einblicke in die natürliche Widerstandsfähigkeit der Wälder nach Störungen gewähren, bieten aber auch Potenzial für Konflikte wie Massenvermehrungen und Ausbreitung von Schädlingen, die die biologische Vielfalt und die natürlichen Lebensräume bedrohen können. Der Große Achtzähnige Fichtenborkenkäfer (Ips typographus) gehört zu den wichtigsten und schwerwiegendsten Waldschädlingen in Europa. Aufgrund des anhaltenden Klimawandels ist keine Gefährdungsabnahme der Waldbeständen zu erwarten. Während die Forstwirtschaft wichtige Treiber von Störungsregimen direkt oder indirekt beeinflussen kann, sind die Reaktionszeiten sehr langsam und verlangen ein wirksames und adaptives Risikomanagement. Simulationsmodelle können eine wichtige und effektive Rolle für das Management als Entscheidungshilfen oder zur Analyse wichtiger Treiber spielen. Beispiele für erfolgreiche Anwendungen im Entscheidungsprozess stellen Bereiche wie das Fischereimanagement, die Bekämpfung von Epidemien und das Waldbrandmanagement dar. Obwohl es bereits einige Simulationsmodelle für Ips typographus gibt, wurde bisher kein Ansatz untersucht, bei dem sowohl die Bäume als auch die Käfer als Individuen mit Eigenschaften, Wahrnehmung und Interaktionen abgebildet werden. Mit solch einem Modell könnte untersucht werden, wie sich die individuellen Eigenschaften der Käfer und der Bäume auf die Befallsmuster und die Wirksamkeit von Managementmaßnahmen in Abhängigkeit der betrachteten räumlichen oder zeitlichen Skala auswirken. Das Hauptziel der vorliegenden Dissertation besteht daher darin, das Risiko von Borkenkäferbefall und von Ausbrüchen unter verschiedenen Klimawandel- und Managementszenarien als emergentes Ergebnis individueller Eigenschaften des Großen Achtzähnigen Fichtenborkenkäfers und seines Wirtsbaums zu analysieren. Dies geschieht durch die Kombination, Verbesserung und Anwendung bestehender Modelle zur Lebensgeschichte von Ips typographus und dessen Wirtsbaum Picea abies am Beispiel einer Nationalparkregion in Deutschland. Die Ergebnisse des Individuenbasierten Modells werden anschließend auf die Landschaftsebene und für 20 Jahre in die Zukunft skaliert, indem ein auf Markov-Ketten basierendes Metamodel kreiert und validiert wird. Es wird gezeigt, wie (i) Managementszenarien bestehend aus verschiedenen Entnahmeintensitäten befallener Bäume sowie (ii) Klimawandelszenarien bestehend aus einer Zunahme der jährlichen Käfergenerationen interagieren und die Befallsausbreitung beeinflussen. In Kapitel 2 der Dissertation wird die Entwicklung, Überprüfung und Implementierung eines neuen Simulationsmodells für die Ausbreitung und den Befall von Ips typographus in einer realen Landschaft Europas diskutiert. Das IPS-SPREADS (Infestation Pattern Simulation Supporting REdisposition Assessment DetailS) Modell ist eine innovative Kombination bestehender Modelle zur Phänologie des Käfers (PHENIPS), der Prädisposition des Wirtsbaumes gegenüber Borkenkäferbefall (PAS - Prädispositionsabschätzsysteme) und der Individuen-basierten Simulation des Ausbreitungsflugs der Käfer in einem künstlichen Wald (IPS - Infestation Pattern Simulation). Das neue Modell IPS-SPREADS wird dann verwendet, um die Wirksamkeit der Entnahme befallener Bäume in fünf verschiedenen Probeflächen des Nationalparks Sächsische Schweiz während zunehmender jährlicher Käfergenerationen zu untersuchen. Darüber hinaus wird der Einfluss individueller Eigenschaften auf das Befallsgeschehen und auf die Wirksamkeit der Entnahme befallener Bäume analysiert. Kapitel 3 widmet sich der Anwendungsgebiete und Typen von Metamodellen, die für Agenten-basierten Modelle verwendet werden, und versucht, die vielversprechendsten Modelltypen je Anwendung zu identifizieren. Dies geschieht mittels einer systematischen Literaturanalyse, die 27 wissenschaftliche Veröffentlichungen mit insgesamt 40 verschiedenen Metamodellanwendungen für Individuen-basierte Modelle untersucht. Ein standardisiertes Bewertungsverfahen wird erstellt und vom Kandidaten zusammen mit einer Gruppe von Doktoranden und Postdoktoranden angewendet, um die Metamodelle im Bezug auf ihr Anwendungsziel objektiv zu bewerten. In Kapitel 4 der Dissertation wird das entwickelte IPS-SPREADS Modell verwendet, um das Risiko von Borkenkäferbefall in einer Nationalparkregion für 20 Jahre in die Zukunft vorherzusagen. Dafür wird ein Metamodell basierend auf Markov-Ketten entwickelt, welches das rechenintensive IPS-SPREADS Modell auf größere zeitliche und räumliche Skalen hebt. Dieses Metamodell wird mittels Befallsdaten aus der Nationalparkregion für die Jahre 2015 bis 2017 validiert. Im Anschluss wird das Metamodell dann verwendet, um die Wirksamkeit der Entnahme befallener Bäume für die Ausbreitungsbekämpfung eines Borkenkäfermassenbefalls vom Nationalpark in die angrenzenden Wälder während eines 20-jährigen Zeitraums zu untersuchen. Die vorliegende Arbeit baut auf einer Reihe von Studien auf, die verschiedene Aspekte des Systems von Großem Achtzähnigen Fichtenborkenkäfer (Ips typographus) und Gemeiner Fichte (Picea abies) untersuchen: Prädispositionsbewertung, Käferentwicklung, Ausbreitungs- und Befallsmuster sowie die Wirksamkeit von Waldschutzmaßnahmen gegen die Befallsausbreitung. Die Ergebnisse der als Kapitel zwei bis vier vorgestellten Studien zeigen, dass unabhängig von der Anzahl der jährlichen Käfergenerationen und der räumlichen oder zeitlichen Skala eine Entnahmeintensität befallener Bäume von 80 % und mehr die Ausbreitung eines Massenbefalls zu mindern scheint. Es wird auch gezeigt, dass die Habitatvernetzung und die individuellen Eigenschaften der Käfer und Wirtsbäume die Befallsmuster beeinflussen. Darüber hinaus werden häufig angewandte Metamodelltypen und Anwendungszwecke in einem Individuenbasierten Modellierungskontext zusammengetragen und die vielversprechendste Modellvariante je Anwendungsgebiet extrahiert. Zum Schluss werden weitere Forschungsrichtungen basierend auf den vorgestellten Studien diskutiert, wie zum Beispiel die Untersuchung der räumlichen Konfiguration von Mischwäldern und deren Auswirkungen auf das Befallsgeschehen des Großen Achtzähnigen Fichtenborkenkäfers. Des Weiteren wird diskutiert, wie die Anwendung und Integration von frei verfügbaren GIS-Daten, wie beispielsweise des Copernicus Programms der Europäischen Union, die Validität und Anwendbarkeit der entwickelten Modelle verbessern können. Am Ende werden potenzielle Implikationen für die Implementierung und Analyse weiterer Managementmaßnahmen wie Pufferzonen um Schutzgebiete, terrestrische Erkennung von Borkenkäferbefall sowie Dispenser mit Anti-Aggregationspheromonen im Rahmen der vorgestellten Modellstudien diskutiert.

Atualmente, os usuários desejam obter, fornecer, compartilhar e interagir com informações e serviços com conteúdo multimídia em qualquer lugar, a qualquer momento e com qualquer dispositivo. Para que isso seja possível, um dos grandes desafios é assegurar a QoS (Quality of Service) fim a fim (entre o usuário final e a organização provedora de serviço) para a disponibilização de serviços móveis e interativos com conteúdo multimídia para os usuários finais. Em geral esse tipo de serviço têm maior exigência de QoS, pois além dos parâmetros de redes, possuem parâmetros específicos para áudio, imagem e vídeo, além de exigirem sincronização de áudio e vídeo, e a QoS fim a fim deve considerar parâmetros de QoS sob a percepção do usuário final. Com isso, o objetivo deste trabalho é propor um método para o levantamento de parâmetros de QoS para o estabelecimento de USLAs (User Service Level Agreements - Acordo do Nível de Serviço do Usuário) entre a organização provedora de serviço e o usuário final para serviços móveis e interativos com conteúdo multimídia em um ambiente de convergência tecnológica. O método consiste em quatro passos: 1. identificação do serviço a ser oferecido ao usuário final e elaboração de um grafo em árvore, que tem como objetivo identificar outros serviços que podem compor o serviço a ser oferecido ao usuário final; 2. mapeamento dos parâmetros de QoS em um metamodelo; 3. validação do metamodelo, para que se possa extrair do metamodelo os parâmetros de QoS; 4. elaboração do USLA. Este trabalho propõe um primeiro passo para solucionar a falta de métodos padronizados para o estabelecimento de USLA para serviços móveis e interativos com conteúdo multimídia sob a percepção do usuário final. Além de facilitar a identificação e composição de serviços e parâmetros, por meio de um metamodelo que proporciona a integração de classes de serviços que podem ser facilmente reutilizadas e customizadas, de acordo, com o tipo de serviço oferecido pela organização provedora de serviço e pela necessidade do usuário final. / In these days the final users wish to obtain, to furnish and to interact using interactive services with multimedia content anywhere, anytime and with any kind of user device. One of the biggest challenges is to assure the End-to End Quality of Service (E2E QoS) in the delivering of the interactive and multimedia services for moving users. In general, this kind of users have more strict requirements needs, because, besides of the computer network parameters, they need specify specific parameters like sound, image and video and their synchronization, on the users\' point of the view - perceived QoS. The main objective of this thesis is to present the application of a method for eliciting the E2E QoS parameters aiming the establishment of the User Service Level Agreement - USLA between the service provider and the final user applied to interactive and mobile services with multimedia content, inserted on a technological convergence environment. The method is a four steps method that consists of (1) an identification of the service to be offered to the final user and the elaboration of a tree graph aiming the identification of the composition of the service by other services (2) mapping the QoS parameters in a metamodel (3) validation of the metamodel, and extraction of the E2E QoS parameters (4) elaboration the USLA. This thesis proposes a first step to solve the lack of standardized methods for the establishment of the USLA for interactive and mobile services with multimedia content under the users\' perception. Besides of facilitating the identification and the composition of services and parameters, using a metamodel, that provides the integration of classes of services, that can be easily reused and customized, according, with the type of service offered for the service provider to the final user.

Die Telekommunikation und die ihr zuliefernde Industrie stellen einen softwareintensiven Bereich dar - der durch einen sehr hohen Anteil von Eigenentwicklungen gekennzeichnet ist. Eine wesentliche Ursache dafür sind spezielle Anforderungen an Telekommunikationssoftwaresysteme, die i.allg. nicht durch Standardsoftwareprodukte sichergestellt werden können. Diese Anforderungen ergeben sich aus den besonderen Eigenschaften solcher Softwaresysteme wie die Verteilung der Komponenten von Softwaresystemen sowie die Verteilung der Entwicklung dieser Komponenten, die Heterogenität der Entwicklungs- und Einsatzumgebungen für diese Komponenten und die Komplexität der entwickelten Softwaresysteme hinsichtlich nichtfunktionaler Charakteristika. Die industrielle Entwicklung von Telekommunikationssoftwaresystemen ist ein schwieriger und bisher nicht zufriedenstellend gelöster Prozeß. Aktuelle Forschungsarbeiten thematisieren Softwareentwicklungsprozesse und -techniken sowie unterstützende Werkzeuge zur Erstellung und Integration wiederverwendbarer Softwarekomponenten ("Componentware"). Das Ziel dieser Dissertation besteht in der Unterstützung der industriellen Entwicklung offener, verteilter Telekommunikationssoftwaresysteme. Dazu wird die Entwicklungstechnik Objektorientierte Modellierung mit dem Einsatz von Komponentenarchitekturen durch die automatische Ableitung von Softwarekomponenten aus Modellen zusammengeführt. Die zentrale Idee ist dabei eine präzise Definition der zur Entwicklung von verteilten Softwaresystemen einsetzbaren Modellierungskonzepte in Form eines Metamodells. Von diesem Metamodell ausgehend werden dann zur Konstruktion und Darstellung objektorientierter Entwurfsmodelle eine graphische und eine textuelle Notation definiert. Da die Notationen die Konzepte des Meta- Modells visualisieren, haben sie diesem gegenüber einen sekundären Charakter. Für die Transformation von Entwurfsmodellen in ausführbare Applikationen wurde auf der Grundlage von CORBA eine Komponentenplattform realisiert, die zusätzlich zu Interaktionen zwischen verteilten Softwarekomponenten auch Entwicklungs-, Deployment- und Ausführungsaspekte unterstützt. Wiederum ausgehend vom Metamodell wird durch die Anwendung wohldefinierter Ableitungsregeln die automatische Überführung von Entwurfsmodellen in Softwarekomponenten des zu entwickelnden Systems ermöglicht. Die von den Autoren erarbeiteten Konzeptionen und Vorgehensweisen wurden praktisch in eine Werkzeugumgebung umgesetzt, die sich bereits erfolgreich in verschiedenen Softwareentwicklungsprojekten bewährt hat. / The telecommunication industry and their suppliers form a software intensive domain. In addition, a high percentage of the software is developed by the telecommunication enterprises themselves. A main contributing factor for this situation are specific requirements to telecommunication software systems which cannot be fulfilled by standard off-the-shelf products. These requirements result from particular properties of those software systems, e.g. distributed development and execution of their components, heterogeneity of execution and development environments and complex non-functional characteristics like scalability, reliability, security and manageability. The development of telecommunication software systems is a complex process and currently not satisfactory realized. Actual research topics in this arena are software development processes and development techniques as well as tools which support the creation and integration of reusable software components (component ware). The goal of this thesis work is the support of the industrial development and manufacturing of open distributed telecommunication software systems. For that purpose, the development technique object oriented modelling and the implementation technique usage of component architectures are combined. The available modelling concepts are precisely defined as a metamodel. Based on that metamodel, graphical and textual notations for the presentation of models are developed. To enable a smooth transition from object oriented models into executable components a component architecture based on CORBA was also developed as part of the thesis. This component architecture covers besides the interaction support for distributed components deployment and execution aspects. Again on the basis of the metamodel code generation rules are defined which allow to automate the transition from models to components. The development techniques described in this thesis have been implemented as a tool chain. This tool chain has been successfully used in several software development projects.

Korpusdokumentation wird in dieser Arbeit als eine Voraussetzung für die Wiederverwendung von Korpora und als ein Bestandteil des Forschungsdatenmanagements verstanden, welches unter anderem die Veröffentlichung und Archivierung von Korpora umfasst. Verschiedene Forschungsdaten stellen ganz unterschiedliche Anforderungen an die Dokumentation und können auch unterschiedlich wiederverwendet werden. Ein geeignetes Anwendungsbeispiel stellen historische Textkorpora dar, da sie in vielen Fächern als empirische Grundlage für die Forschung genutzt werden können. Sie zeichnen sich im Weiteren durch vielfältige Unterschiede in ihrer Aufbereitung und durch ein komplexes Verhältnis zu der historischen Vorlage aus. Die Ergebnisse von Transkription und Normalisierung müssen als eigenständige Repräsentationen und Interpretationen im Vergleich zur Vorlage verstanden werden. Was müssen Forscherinnen und Forscher über ihr Korpus mit Hilfe von Metadaten dokumentieren, um dessen Erschließung und Wiederverwendung für andere Forscherinnen und Forscher zu ermöglichen? Welche Funktionen übernehmen dabei die Metadaten? Wie können Metadaten modelliert werden, um auf alle Arten von historischen Korpora angewendet werden zu können? Die Arbeit und ihre Fragestellung sind fest in einem interdisziplinären Kontext verortet. Für die Beantwortung der Forschungsfragen wurden Erkenntnisse und Methoden aus den Fachbereichen der Korpuslinguistik, der historischen Linguistik, der Informationswissenschaft sowie der Informatik theoretisch und empirisch betrachtet und für die Entwicklung eines Metamodells für Korpusmetadaten fruchtbar gemacht. Das im Rahmen dieser Arbeit in UML entwickelte Metamodell für Korpusmetadaten modelliert Metadaten von historischen textbasierten Korpora aus einer technisch-abstrakten, produktorientierten und überfachlichen Perspektive und ist in einer TEI-Spezifikation mit Hilfe der TEI-eigenen Modellierungssprache ODD realisiert. / Corpus documentation is a requirement for enabling corpus reuse scenarios and is a part of research data management which covers, among others, data publication and archiving. Different types of research data make differing demands on corpus documentation, and may be reused in various ways. Historical corpora represent an interesting and challenging use case because they are the foundation for empirical studies in many disciplines and show a great variety of reuse possibilities, of data creation, and of data annotation. Furthermore, the relation between the historical corpus and the historical original is complex. The transcription and normalisation of historical texts must be understood as independent representations and interpretations in their own right. Which kind of metadata information, then, must be included in a corpus documentation in order to enable intellectual access and reuse scenarios? What kind of role do metadata play? How can metadata be designed to be applicable to all types of historical corpora? These research questions can only be addressed with help of an interdisciplinary approach, considering findings and methods of corpus linguistics, historical linguistics, information science and computer science. The metamodel developed in this thesis models metadata of historical text-based corpora from a technical, abstract, and interdisciplinary point of view with help of UML. It is realised as a TEI-specification using the modelling language ODD.

Metamodellierung im Sinne der Meta Object Facility (MOF) stellt eine Methode für die strukturelle Definition der abstrakten Syntax von Modellierungssprachen und Modellen im Softwareentwicklungsprozess dar. Um Modellsimulation und dynamische Analysen für metamodellbasierte Sprachen zu unterstützen, fehlt es an einem Kalkül zur operationalen Semantik. In dieser Arbeit wird ausgehend von MOF die Aktionssemantik MActions entwickelt, die die Definition von operationaler Semantik als Verhalten in Metamodellen ermöglicht. Diese Erweiterung geht einher mit der Beschreibung von Laufzeitmodellen sowie Zuständen und Parallelitätseigenschaften, so dass eine Verifikation von dynamischen Eigenschaften möglich wird. Zu diesem Zweck wird mit der Linear Temporal Object Constraint Language (LT-OCL) exemplarisch eine prädikatenlogische Temporallogik entwickelt, die eine metamodellunabhängige Analyse für ausführbare Modelle erlaubt. Dabei ist die Semantik von temporalen Ausdrücken über Zuständsänderungen von (aufgezeichneten) Ausführungsläufen beschrieben, wobei eine Linearisierung parallele Änderungen zusammenführt. Als weiteren Anwendungsfall der dynamischen Analyse untersuchen wir die Relation zum Verhaltensvergleich im Sinne der Bisimulationstheorie. Metamodelle, Aktionssemantik und Temporallogik werden mittels einer erweiterten Abstract State Machine (ASM) formal beschrieben und kommen in zwei Fallstudien zur Anwendung (Timed Automata und C#). / Object-oriented metamodelling as defined by the Meta Object Facility (MOF) provide a means to describe the structure of models and the abstract syntax of modelling languages at various stages in a software development process. However, MOF lacks concepts for the definition of operational semantics and there is no support for dynamic model analysis based on the semantics and abstract states of a language definition. This thesis investigates on extending the metamodelling framework with an action semantics - the MActions - to support the definition of operational semantics in metamodels and enable simulation as well as verification of dynamic properties. For this purpose, runtime models are incorporated with semantics for states, time, and properties of parallelism that allow a generic analysis solely bound to a certain metamodel definition. Furthermore, we develop the Linear Temporal Object Constraint Language (LT-OCL) to perform a dynamic analysis of execution runs based on the executable models. The semantics of this temporal predicate logic is bound to state changes of (recorded) execution traces that are linearizations of parallel changes of the runtimes model. This establishes the link to the theory of bisimulation as a second application case of dynamic analysis. Abstract State Machines (ASM) have been used to formally define the action language in conjunction with metamodels and the temporal logic. As proof of concept of the whole approach, the framework has been implemented and applied to two languages as case studies (namely Timed Automata and C#).

Atualmente, os usuários desejam obter, fornecer, compartilhar e interagir com informações e serviços com conteúdo multimídia em qualquer lugar, a qualquer momento e com qualquer dispositivo. Para que isso seja possível, um dos grandes desafios é assegurar a QoS (Quality of Service) fim a fim (entre o usuário final e a organização provedora de serviço) para a disponibilização de serviços móveis e interativos com conteúdo multimídia para os usuários finais. Em geral esse tipo de serviço têm maior exigência de QoS, pois além dos parâmetros de redes, possuem parâmetros específicos para áudio, imagem e vídeo, além de exigirem sincronização de áudio e vídeo, e a QoS fim a fim deve considerar parâmetros de QoS sob a percepção do usuário final. Com isso, o objetivo deste trabalho é propor um método para o levantamento de parâmetros de QoS para o estabelecimento de USLAs (User Service Level Agreements - Acordo do Nível de Serviço do Usuário) entre a organização provedora de serviço e o usuário final para serviços móveis e interativos com conteúdo multimídia em um ambiente de convergência tecnológica. O método consiste em quatro passos: 1. identificação do serviço a ser oferecido ao usuário final e elaboração de um grafo em árvore, que tem como objetivo identificar outros serviços que podem compor o serviço a ser oferecido ao usuário final; 2. mapeamento dos parâmetros de QoS em um metamodelo; 3. validação do metamodelo, para que se possa extrair do metamodelo os parâmetros de QoS; 4. elaboração do USLA. Este trabalho propõe um primeiro passo para solucionar a falta de métodos padronizados para o estabelecimento de USLA para serviços móveis e interativos com conteúdo multimídia sob a percepção do usuário final. Além de facilitar a identificação e composição de serviços e parâmetros, por meio de um metamodelo que proporciona a integração de classes de serviços que podem ser facilmente reutilizadas e customizadas, de acordo, com o tipo de serviço oferecido pela organização provedora de serviço e pela necessidade do usuário final. / In these days the final users wish to obtain, to furnish and to interact using interactive services with multimedia content anywhere, anytime and with any kind of user device. One of the biggest challenges is to assure the End-to End Quality of Service (E2E QoS) in the delivering of the interactive and multimedia services for moving users. In general, this kind of users have more strict requirements needs, because, besides of the computer network parameters, they need specify specific parameters like sound, image and video and their synchronization, on the users\' point of the view - perceived QoS. The main objective of this thesis is to present the application of a method for eliciting the E2E QoS parameters aiming the establishment of the User Service Level Agreement - USLA between the service provider and the final user applied to interactive and mobile services with multimedia content, inserted on a technological convergence environment. The method is a four steps method that consists of (1) an identification of the service to be offered to the final user and the elaboration of a tree graph aiming the identification of the composition of the service by other services (2) mapping the QoS parameters in a metamodel (3) validation of the metamodel, and extraction of the E2E QoS parameters (4) elaboration the USLA. This thesis proposes a first step to solve the lack of standardized methods for the establishment of the USLA for interactive and mobile services with multimedia content under the users\' perception. Besides of facilitating the identification and the composition of services and parameters, using a metamodel, that provides the integration of classes of services, that can be easily reused and customized, according, with the type of service offered for the service provider to the final user.

Die komponentenbasierten Softwareentwicklung verspricht die vereinfachte Entwicklung von komplexen Anwendungen. Um die Wiederverwendbarkeit zu verbessern und die Flexibilität zu erhöhen, müssen Komponenten dazu möglichst an verschiedene Umgebungsbedingungen angepasst werden können, sowohl innerhalb einer als auch in unterschiedlichen Anwendungen. Diese Prozesse werden als Komponentenadaption bezeichnet. In dieser Arbeit wird ein neues Adaptionskonzept für Komponenten entwickelt. Die sogenannten Adaptierbare Komponenten verwenden ein hierarchisches Komponentenmodell und werden aus einer Menge von Subkomponenten zusammengesetzt. Die Kernidee zur Umsetzung der Adaptivität besteht darin, bestimmte Parameterwerte einer Adaptierbaren Komponente auf unterschiedliche interne Konfigurationen der Subkomponenten abzubilden. Zur Beschreibung der möglichen internen Konfigurationen von Adaptierbaren Komponenten werden vier verschiedene graphische Modellierungstechniken entwickelt, die alle auf der graphischen Notation von UML-Komponentendiagrammen basieren und diese erweitern. Eine sogenannte Parameterabbildung definiert die Zuordnung von Parameterwerten auf bestimmte Konfigurationen. Die Konzepte Adaptierbarer Komponenten setzen keine neue Komponentenplattform voraus, sondern werden durch eine Kombination von Modelltransformation und spezieller Laufzeitunterstützung auf existierende Komponentenplattformen abgebildet. Ein dazu entwickeltes generisches Verfahren definiert die Schritte zur Unterstützung einer neuen Komponentenplattform. Mit Hilfe von zwei Fallstudien wird gezeigt, dass sich die Modellierungskonzepte von Adaptierbaren Komponenten für komplexe Beispiele anwenden lassen. Mit EJB, JavaBeans und Microsoft COM wird die Modelltransformation und Laufzeitunterstützung anhand des generischen Verfahrens exemplarisch für populäre Komponentenplattformen demonstriert.

Computational tools such as finite element analysis and simulation are commonly used for system performance analysis and validation. It is often impractical to rely exclusively on the high-fidelity simulation model for design activities because of high computational costs. Mathematical models are typically constructed to approximate the simulation model to help with the design activities. Such models are referred to as “metamodel.” The process of constructing a metamodel is called “metamodeling.” Metamodeling, however, faces eminent challenges that arise from high-dimensionality of underlying problems, in addition to the high computational costs and unknown function properties (that is black-box functions) of analysis/simulation. The combination of these three challenges defines the so-called high-dimensional, computationally-expensive, and black-box (HEB) problems. Currently there is a lack of practical methods to deal with HEB problems. This dissertation, by means of surveying existing techniques, has found that the major deficiency of the current metamodeling approaches lies in the separation of the metamodeling from the properties of underlying functions. The survey has also identified two promising approaches - mapping and decomposition - for solving HEB problems. A new analytic methodology, radial basis function–high-dimensional model representation (RBF-HDMR), has been proposed to model the HEB problems. The RBF-HDMR decomposes the effects of variables or variable sets on system outputs. The RBF-HDMR, as compared with other metamodels, has three distinct advantages: 1) fundamentally reduces the number of calls to the expensive simulation in order to build a metamodel, thus breaks/alleviates exponentially-increasing computational difficulty; 2) reveals the functional form of the black-box function; and 3) discloses the intrinsic characteristics (for instance, linearity/nonlinearity) of the black-box function. The RBF-HDMR has been intensively tested with mathematical and practical problems chosen from the literature. This methodology has also successfully applied to the power transfer capability analysis of Manitoba-Ontario Electrical Interconnections with 50 variables. The test results demonstrate that the RBF-HDMR is a powerful tool to model large-scale simulation-based engineering problems. The RBF-HDMR model and its constructing approach, therefore, represent a breakthrough in modeling HEB problems and make it possible to optimize high-dimensional simulation-based design problems.

Modeliais grįsta sistemų architektūra (MDA) yra „Object Management Group“ (OMG) konsorciumo iniciatyva apibrėžti naują požiūrį į programų sistemų kūrimą remiantis modeliais ir automatizuota jų transformacija į programinį kodą. Siekdama standartizuoti šį požiūrį, OMG patvirtino visą eilę standartų, bet esminiai MDA principai ir praktikos glūdi modeliais grįstame sistemų kūrimo stiliuje, kuris yra fundamentalus programų sistemų inžinerijoje. MDA idėjos, pradžioje sukėlusios didelį entuziazmą IT bendruomenėje, ilgainiui peraugo į skepticizmą ir kai kurie autoriai atvirai pradėjo abejoti modeliais grįsto sistemų kūrimo perspektyva. Šiame darbe analizuojamos praktinio MDA taikymo programų sistemų kūrimo procese aspektai ir galimybės, analizuojami galimi sprendimai ir kliūtys, dėl kurių MDA požiūris gali būti sunkiai pritaikomas. Įvairių autorių įvardijami praktiniai MDA taikymo programų sistemų kūrimo procese sunkumai, didelės tam reikalingos investicijos, pastangos ir resursai, tinkamų instrumentų trūkumas, didelė standartų įvairovė ir sudėtingos technologijos iš dalies lėmė išaugusį skepticizmą MDA paradigmai. MDA apibrėžia naujus sistemų kūrimo principus ir standartais apibrėžia technologijas, kurios pagrindžia šiuos principus. Tai neišvengiamai įtakoja patį programų sistemų kūrimo procesą, kuris turi pasipildyti naujomis veiklomis, praktikomis ir technologijomis, kaip kurti sistemas taikant MDA požiūrį. Šiame kontekste būtinas tam tikras pragmatinis požiūris į MDA ir su juo... [toliau žr. visą tekstą] / Model Driven Architecture (MDA) is an approach to using models in software development, which states that models and model-based transformations are a key part of effective automated software development. The Object Management Group (OMG) has defined standards for representing MDA models, but the principles and practice of MDA are rooted in model-based styles of development that have been fundamental to software engineering from its earliest days. Unfortunately, early enthusiasm for Model Driven Architecture (MDA) has dissipated to the point that many people are openly skeptical of the value of any model-driven approach. This paper examines the practical realities of MDA, difficulties and challenges in adopting an MDA approach to software engineering process. While MDA requires additional efforts and high investment to be adopted in software engineering process, it doesn’t provide any means or guidelines for this. This paper argues that to be successful, a pragmatic MDA approach must be executed in context of a sound Enterprise Architecture providing an integrated business architecture and governance structure that enables an organization to respond to business requirements quickly and appropriately.