Untersuchungsgegenstand der Dissertation sind sprachliche Strukturen, die aus einer Form des Verbs „machen“ und einer objektsprädikativen Adjektivphrase bestehen. Die Arbeit ist eingebettet in einen konstruktionsgrammatischen Rahmen, nach dem Sprache sich als strukturiertes Inventar von Konstruktionen (Form-Funktions-Beziehungen) beschreiben lässt. Ziele der Arbeit sind a) die korpusbasierte Ermittlung lexikalischer Kollokationen und Gebrauchstendenzen innerhalb der Zielstruktur sowie b) die systematische Beschreibung der damit verbundenen Form-Funktions-Beziehungen. Als Arbeitshypothese wurde übereinstimmend mit bisherigen Arbeiten zum selben sprachlichen Gegenstand eine kausative Bedeutung, also die Kodierung einer Ursache-Wirkung-Relation, angenommen. Da konstruktionsgrammatischen Ansätzen zufolge formale Unterschiede mit Unterschieden auf der Ebene der Funktion korrespondieren sollten, wurde empirisch untersucht, in welchen Fällen formale Unterschiede innerhalb der Zielstruktur tatsächlich systematisch zu unterschiedlichen funktionalen Interpretationen führen. Lexikalische Kollokationen innerhalb der Zielstruktur wurden statistisch anhand von Kollostruktionsanalysen („Covarying Collexeme Analysis“; vgl. Gries/Stefanowitsch, 2004) ermittelt. Zur Beschreibung der Bedeutung oder Funktion dienten Frame-semantische Beschreibungen englischer Verben aus dem FrameNet (vgl. Fillmore/Baker, 2010). Eine wesentliche Beobachtung besteht nun darin, dass entgegen der ursprünglichen Annahme keineswegs alle Vorkommen von „machen“ mit einer objektsprädikativen Adjektivphrase eine Ursache-Wirkung-Relation kodieren. Gerade die in der Kombination mit „machen“ hochfrequenten Adjektive korrelieren signifikant mit abweichenden, nicht im engeren Sinne kausativen, Interpretationen im Sinne der jeweils evozierten semantischen Frames. / This dissertation focuses on combinations of a form of the German verb “machen” with an adjective phrase which, according to a working hypothesis, is said to have a resultative reading. The work is grounded in a Construction Grammar approach, viewing language as a structured inventory of Constructions, i.e. form-function mappings. The aims are a) establishing lexical collocations and usage tendencies within these structures involving “machen” and a resultative adjective phrase, based on corpus studies, and b) describing systematically the relevant form-function mappings. As Construction Grammar approaches predict changes in function corresponding to changes in form, the formal collocations established according to aim a) are systematically analyzed with respect to their respective functional interpretations. The methods used involve a series of „Covarying Collexeme Analyses“ (cf. Gries/Stefanowitsch, 2004) to study lexical collocations within the given formal structure, and the application of frame semantic descriptions of English verbs, as found in FrameNet (cf. Fillmore/Baker, 2010), to the German structures found in the corpora. The results indicate that, contrary to the working hypothesis, a great number of “machen” plus adjective tokens does not lead to a causative or resultative interpretation. Especially the most frequent adjectives combined with “machen” exhibit a significant correlation with structures evoking different, not strictly causative, semantic frames.

Diese Arbeit bewertet verschiedene Argumente, die nicht nur leugnen, dass Gehirnzustände und bewusste Zustände ein und dasselbe sind, sondern auch behaupten, dass eine solche Identität unverständlich bleibt. Ich argumentiere, dass keiner der Ansätze einen Physikalismus unterminieren, da sie für ihre stillschweigenden Annahmen über die Verbindung zwischen Arten der Präsentation und ihrer Erklärung keine direkte oder unabhängige Begründung liefern. Meiner Ansicht nach sollte die Intelligibilität psychologischer Identität nicht ausschließlich auf einer Meinungsanalyse basieren. Der Haupteinwand sollt dann sein, warum man annehmen sollte, dass eine vollständig intelligible Erklärung auf Beschreibungen der kausalen Rollen als Modi von Präsentationen beruhen sollte. Ich schlage dazu vor, den Blick auf “psychologische Konzepte” zu werfen. Psychologische Konzepte sind Konzepte, die eine Beschreibung von funktionalen Rollen benutzen aber von Erfahrungsqualitäten handeln. Ich schlage vor, diese in Qualitätsraum-Modellen zu analysieren um aufzuklären, warum von phänomenalen Konzepten erwartet wird, dass diese sich durch Beschreibungen der kausalen bzw. funktionalen Rollen auf etwas beziehen sollten. Der Qualitätsraum soll hier verstanden werden als multidimensionaler Raum, der aus mehreren Achsen relativer Ähnlichkeit und Unterschieden in den Anordnungsstrukturen verschiedener Modalitäten bewusster Erfahrung besteht. In meinem Vorschlag ist es möglich, dass einige Achsen des Qualitätsraumes selbst aus ihrem eigenen Qualitätsraum bestehen, so dass wir in die Beschreibungen der funktionalen Rollen “hinein zoomen” und “heraus zoomen” können und damit klarer sehen, wie die Erklärung eines bestimmten Bewusstseinsaspekts gestaltet ist, wenn man ihn in Begriffen psychologischer Konzepte betrachtet. / This thesis evaluates several powerful arguments that not only deny that brain states and conscious states are one and the same thing, but also claim that such an identity is unintelligible. I argue that these accounts do not undermine physicalism because they don’t provide any direct or independent justification for their tacit assumptions about a link between modes of presentation and explanation. In my view intelligibility of psychophysical identity should not be based exclusively on the analysis of meaning. The main concern then should be why expect that fully intelligible explanation must be based on the descriptions of the causal roles as modes of presentation. To this effect I propose that we examine "psychological concepts". The psychological concepts are concepts that use descriptions of the functional roles but are about qualities of our experiences. I propose to analyze them in quality space models in order to unveil why phenomenal concepts are expected to refer via descriptions of the causal or functional roles. The quality space should be understood here as a multidimensional space consisting of several axes of relative similarity and differences among the structures of ordering in different modalities of conscious experience. On my proposal it is possible that some axes in the quality space consist of their own quality spaces so we could “zoom in” and “zoom out” into the descriptions of the functional roles and see more clearly what the explanation of certain aspects of consciousness looks like when thought of in terms of psychological concepts.

In dieser Arbeit untersuche ich aus einer typologischen Perspektive die Bedeutung von Tempus, Modalität und Aspekt (TMA) in Nafsan (South Efate), einer ozeanischen Sprache Vanuatus. Ich konzentriere mich auf die Bedeutung des perfektiven Aspekts und der Realis/Irrealis-Modalität in Nafsan und anderen ozeanischen Sprachen, als Fallstudien zur Untersuchung der sprach-übergreifenden Merkmale dieser TMA-Kategorien. Um ihre Bedeutungen in Nafsan zu analysieren, untersuche ich die Grammatik von Nafsan (Thieberger, 2006) und den Korpus von Thieberger (1995–2018), gefolgt von meiner Feldarbeit (Krajinovic, 2017b). Meine Analysen zeigen, dass Perfekt in Nafsan alle Funktionen hat, die für das Perfekt im Englischen typisch sind, mit Ausnahme der zusätzlichen Bedeutung von Zustandsänderungen. Die Verwendung des Nafsan-Perfekts liefert einen Beitrag zu der Debatte über die sprachübergreifende Gültigkeit von Iamitive, definiert durch die Bedeutung von Zustandsänderungen (Olsson, 2013). Basierend auf den Daten aus Nafsan und anderen ozeanischen Sprachen zeige ich, dass die von Klein (1994) vorgeschlagene semantische Definition des Perfekts ausreichend ist, um zusätzliche Funktionen des Perfekts zu berücksichtigen, ohne eine neue Iamitive-Kategorie zu etablieren. Was die Unterscheidung zwischen Realis und Irrealis betrifft, so habe ich festgestellt, dass die Kategorie Realis in Nafsan semantisch unterbewertet ist, wie sie in Irrealis-Kontexten auftreten kann, die mit der Bedeutung von Realis unvereinbar sein sollten. Ich schlage vor, dass “Realis” gelegentlich Realis-Bedeutungen durch pragmatischen Wettbewerb mit Irrealis erhaltet. Indem ich das “branching-times’’ Modell annehme, das den Ausdruck von Modalität und zeitlichem Bezug vereint (Prince, 2018), zeige ich, dass Nafsan und mehrere andere ozeanische Sprachen Beweise dafür liefern, dass Irrealis als Modalitätskategorie, die sich auf nicht-aktuelle Welten bezieht, eine semantisch sinnvolle Kategorie ist. / In this thesis I study the meaning of tense, mood, and aspect (TMA) expressions in Nafsan (South Efate), an Oceanic language of Vanuatu, from a typological perspective. I focus on the meanings of the perfect aspect and realis/irrealis mood in Nafsan and other Oceanic languages, as case studies for investigating the cross-linguistic features of these TMA categories, frequently disputed in the literature. In order to analyze their meanings in Nafsan, I studied the Nafsan grammar (Thieberger, 2006) and corpus by Thieberger (1995–2018), followed by storyboard and questionnaire elicitation in my fieldwork (Krajinovic, 2017b). I found that the Nafsan perfect has all the functions considered to be typical of the English-style perfect, except for the additional meaning of change of state. I place the analysis of the Nafsan perfect in the debate about the cross-linguistic validity of the newly proposed category of iamitives, defined by the meaning of change of state akin to `already' and lacking experiential and universal perfect functions (Olsson, 2013). Based on the data from Nafsan and other Oceanic languages, I show that, when language-internal processes are considered, the semantic definition of perfect proposed by Klein (1994) is sufficient to account for additional perfect functions, without the need to posit the new iamitive category. Regarding the realis/irrealis distinction, I have found that the “realis” category is semantically underspecified in Nafsan, as it can occur in irrealis contexts that should be incompatible with realis meanings. I propose that “realis” in Nafsan only occasionally receives realis meanings through pragmatic competition with the irrealis category. By adopting a branching-times model that unites the expression of modality and temporal reference (Prince, 2018), I also show that Nafsan and several other Oceanic languages provide evidence that irrealis as a mood category referring to non-actual worlds is a semantically meaningful category.

Kulturspezifische Ausdrücke spielen bei der verbalen Kommunikation eine wichtige Rolle, dies gilt umso mehr für die interkulturelle Kommunikation. Missverständnisse können durch Fehlselektion eines situativ ungeeigneten Ausdrucks ausgelöst werden, effiziente und störungsfrei verläuft eine Kommunikation hingegen erst bei einem tieferen Verständnis dieser kulturtragenden Ausdrücke. Kulturspezifische Ausdrücke werden in der interkulturellen Kommunikation als sogenannte Hotwords bezeichnet. Ihre Bedeutungen lassen sich schwer in eine andere Sprache übertragen und ebenfalls schwer im Unterricht erlernen, da jede Kultur einem eigenen Konzept folgt. Zur Erhöhung der Sprachsicherheit und des tieferen Sprachverständnisses muss daher im Unterricht eine intensive Beschäftigung mit den abstrahierten semantischen Merkmalen dieser Hotwords erfolgen, da im Sprachverarbeitungsprozess die situationsgemäße Identifizierung präferiert über die semantischen Merkmale kulturspezifischer Ausdrücke erfolgt. Erst dann kann im mentalen Lexikon beim Sprachverstehen und bei der Sprachproduktion eine der Situation angemessene Identifizierung dieser Indikatoren erfolgen. In der vorliegenden Arbeit werden die semantischen Merkmale der höflichkeits- und ge-sichtsbezogenen Ausdrücke im Chinesischen im chinesisch-kulturellen Kontext erarbeitet und ihre in den Chinesisch-Deutschen Wörterbüchern vorhandenen Übersetzungen ins Deutsche diskutiert. / Culture-specific expressions play an important role in verbal communication; this applies even more to the intercultural communication. Misunderstandings can be triggered by the faulty selection of a situational appropriate expression; on the other hand, efficient and trouble-free communication can be achieved by a deeper understanding of these cultural expressions. Culture-specific expressions are the so-called Hotwords in intercultural communication. Their meanings are difficult to transfer into another language and also difficult to learn in the classroom, because each culture follows its own concept. Therefore to increase language skills and understanding an intense preoccupation with the abstract semantic features Hotwords must be done in the classroom, because in the speech processing the situation proper identification prefers to be done through the semantic features of culture-specific expressions. Only then these proper indicators of situation can be identified in the mental lexicon during language comprehension and language production successfully. In this paper, the semantic features of politeness and face-related Words in Chinese in the Sino-cultural context are developed and their translations into German in the existing Chinese-German dictionaries are discussed.

Thema der Dissertation sind Nominalphrasen im Deutschen und Spanischen. Die Dissertation ist in 5 Abschnitte unterteilt. Das erste Kapitel gibt die Motivation der Arbeit, und im letzten Kapitel werden die Ergebnisse zusammengefasst und mögliche Erweiterungen diskutiert. Im zweiten Kapitel wird eine Einführung in den theoretischen Rahmen, die Head-Driven Phrase Structure Grammar (HPSG), gegeben und mit generativen Ansätzen verglichen. Dabei werden die Grundlagen und die Beschreibungsmechanismen der Theorie erklärt. HPSG ist ein oberflächenorientiertes, deklaratives, beschränkungsbasiertes Framework. Im dritten Kapitel werden vier zentrale syntaktische Begriffe besprochen und diskutiert: Kopf, Argument, Adjunkt und Spezifikator. Trotz ihrer Relevanz in der linguistischen Literatur werden diese vier Relationen verschieden interpretiert. Bei der Diskussion dieser syntaktischen Hauptrelationen werden die entsprechenden HPSG Mechanismen erklärt, mit denen sie beschrieben werden, u.a. das Semantik-Prinzip und das Kopfmerkmalsprinzip. Das vierte Kapitel der Dissertation beinhaltet Analysen für drei verschiedene Phänomene der NPs im Deutschen und Spanischen: Kasusmarkierung, optionale Argumente und pränominale Argumente. Deutsch und Spanisch unterscheiden sich in der Art und Weise, wie sie Kasus an ihren NPs markieren. Deutsch markiert sie morphologisch und Spanisch syntaktisch. Beide Arten der Markierung werden modelliert und verglichen. In Bezug auf die Optionalität von Argumenten wird zunächst die verbale Domäne betrachtet. Anhand dieser Analyse wird dann die nominale Domäne modelliert. Im letzten Teil wird eine Analyse für die pränominalen Argumente gegeben. Dabei werden folgende Aspekte betrachtet: Kombinatorik verschiedener Argumente, Theta-Rollenvergabe für die Argumente, Fakultativität der Argumente und Behandlung der (In-)Definitheit bei pränominalen Genitiven. / The topic of this dissertation are noun phrases in German and Spanish. This thesis is divided into five chapters. The first chapter presents the motivation of the work, and in the last chapter a summary is presented and discussed. In the second chapter, I give an introduction into the theoretical framework, Head-Driven Phase Structure Grammar (HPSG) by explaining its fundamental mechanisms, and compare it to generative approaches. HPSG is a surface oriented, declarative, constraint-based framework. In the third chapter, four central syntactic concepts are critically discussed: head, argument, adjunct, and specifier. Although these four concepts are highly relevant in the linguistic literature, they are often interpreted differently. While discussing these fours syntactic relations, I explain the main mechanisms of HPSG to describe them, e.g. the Semantic Principle and the Head Feature Principle. The fourth chapter contains analyses for three different NP phenomena in German and Spanish: case marking, optionality of arguments, and prenominal arguments. German and Spanish differ in the way they mark case on their NPs. German case-marks NPs morphologically, while case marking in Spanish is syntactic. Both types of marking are modelled and compared. Regarding argument optionality, I first look at the verbal domain and use this analysis to model optionality in the nominal domain. The last part of this chapter gives an analysis of prenominal arguments. The following aspects are considered: combinatory of a head noun with different arguments, theta role assignment for the arguments of a nominal head, optionality of arguments and treatment of (in-)definiteness in prenominal genitives.

While semantic web data is machine-understandable and well suited for advanced filtering, in its raw representation it is not conveniently understandable to humans. Therefore, visualization is needed. A core challenge when visualizing the structured but heterogeneous data turned out to be a flexible mapping to Visual Variables. This work deals with a highly flexible, semi-automatic solution with a maximum support of the visualization process, reducing the mapping possibilities to a useful subset. The basis for this is knowledge, concerning metrics and structure of the data on the one hand and available visualization structures, platforms and common graphical facts on the other hand — provided by a novel basic visualization ontology. A declarative, platform-independent mapping vocabulary and a framework was developed, utilizing current standards from the semantic web and the Model-Driven Architecture (MDA). / Während Semantic-Web-Daten maschinenverstehbar und hervorragend filterbar sind, sind sie — in ihrer Rohform — nicht leicht von Menschen verstehbar. Eine Visualisierung der Daten ist deshalb notwendig. Die Kernherausforderung dabei ist eine flexible Abbildung der strukturierten aber heterogenen Daten auf Visuelle Variablen. Diese Arbeit beschreibt eine hochflexible halbautomatische Lösung bei maximaler Unterstützung des Visualisierungsprozesses, welcher die Abbildungsmöglichkeiten, aus denen der Nutzer zu wählen hat, auf eine sinnvolle Teilmenge reduziert. Die Grundlage dafür sind einerseits Metriken und das Wissen über die Struktur der Daten und andererseits das Wissen über verfügbare Visualisierungsstrukturen, -plattformen und bekannte grafische Fakten, welche durch eine neuentwickelte Visualisierungsontologie bereitgestellt werden. Basierend auf Standards des Semantic Webs und der Model-getriebenen Architektur, wurde desweiteren ein deklaratives, plattformunabhängiges Visualisierungsvokabular und -framework entwickelt.

This thesis synthezises theories from intermedia studies, semiotics, Gestalt psychology, cognitive linguistics, cognitive psychology, cognitive poetics, reader response criticism, narratology and possible worlds-theories adjusted to literary studies. The aim is to provide a transdisciplinary explanatory model of the transaction between text and reader during the reading process resulting in the reader experiencing a mental, virtual world. Departing from Mitchells statement that all media are mixed media, this thesis points to Peirce’s tricotomies of different types of signs and to the relation between representamen (sign), object and interpretant, which states that the interpretant can be developed into a more complex sign, for example from a symbolic to an iconic sign. This is explained in cognitive science by the fact that our perceptions are multimodal. We can easily connect sounds and symbolic signs to images. Our brain is highly active in finding structures and patterns, matching them with structures already stored in memory. Cognitive semantics holds that such structures and schematic mental images form the basis for our understanding of concepts. In cognitive linguistics Lakoff and Johnsons theories of conceptual metaphors show that our bodily experiences are fundamental in thought and language, and that abstract thought is concretized by a metaphorical system grounded in our bodily, spatial experiences. Cognitive science has shown that we build situation models based on what the text describes. These mental models are simultaneously influenced by the reader’s personal world knowledge and earlier experiences. Reader response-theorists emphasize the number of gaps that a text leaves to the reader to fill in, using scripts. Eye tracking research reveals that people use mental imaging both when they are re-describing a previously seen picture and when their re-description is based purely on verbal information about a picture. Mental spaces are small conceptual packets constructed as we think and talk. A story is built up by a large number of such spaces and the viewpoint and focus changes constantly. There are numerous possible combinations and relations of mental spaces. For the reader it is important to separate them as well as to connect them. Mental spaces can also be blended. In their integration network model Fauconnier and Turner describe four types of blending, where the structures of the input spaces are blended in different ways. A similar act of separation and fusion is needed dealing with different diegetic levels and focalizations, the question of who tells and who sees in the text. Ryan uses possible worlds-theories from modal logic to describe fictional worlds as both possible and parallel worlds. While fictional worlds are comparable to possible worlds if seen as mental constructions created within our actual world, they must also be treated as parallel worlds, with their own actual, reference world from which their own logic stems. As readers we must recenter ourselves into this fictional world to be able to deal with states of affairs that are logically impossible in our own actual world. The principle of minimal departure states that during our recentering, we only make the adjustments necessary due to explicit statements in the text.

While semantic web data is machine-understandable and well suited for advanced filtering, in its raw representation it is not conveniently understandable to humans. Therefore, visualization is needed. A core challenge when visualizing the structured but heterogeneous data turned out to be a flexible mapping to Visual Variables. This work deals with a highly flexible, semi-automatic solution with a maximum support of the visualization process, reducing the mapping possibilities to a useful subset. The basis for this is knowledge, concerning metrics and structure of the data on the one hand and available visualization structures, platforms and common graphical facts on the other hand — provided by a novel basic visualization ontology. A declarative, platform-independent mapping vocabulary and a framework was developed, utilizing current standards from the semantic web and the Model-Driven Architecture (MDA).:ABSTRACT S. x 1. INTRODUCTION S. 1 2. VISUALIZATION OF STRUCTURED DATA IN GENERAL S. 4 2.1. Global and Local Interfaces S. 4 2.2. Steps of the Visualization Process S. 4 2.3. Existing Visual Selection Mechanisms S. 6 2.4. Existing Visualizations of Structured Data S. 12 2.5. Categorizing SemVis S. 25 3. REQUIREMENTS FOR A FLEXIBLE VISUALIZATION S. 27 3.1. Actors S. 27 3.2. Use Cases S. 27 4. FRESNEL, A STANDARD DISPLAY VOCABULARY FOR RDF S. 31 4.1. Fresnel Lenses S. 31 4.2. Fresnel Formats S. 33 4.3. Fresnel Groups S. 33 4.4. Primaries (Starting Points) S. 33 4.5. Selectors and Inference S. 34 4.6. Application and Reusability S. 34 4.7. Implementation S. 35 5. A VISUALIZATION ONTOLOGY S. 37 5.1. Describing and Formalizing the Field of Visualization S. 37 5.2. Overview S. 37 5.3. VisualVariable S. 38 5.4. DiscreteVisualValue S. 39 5.5. VisualElement S. 41 5.6. VisualizationStructure S. 42 5.7. VisualizationPlatform S. 42 5.8. PresentationScenario S. 43 5.9. Facts S. 44 6. A NOVEL MAPPING VOCABULARY FOR SEMANTIC VISUALIZATION S. 45 6.1. Overview S. 45 6.2. Mapping S. 46 6.3. PropertyMapping S. 47 6.4. ImplicitMapping S. 48 6.5. ExplicitMapping S. 53 6.6. MixedMapping S. 54 6.7. ComplexMapping S. 55 6.8. Inference S. 58 6.9. Explicit Display of Relations S. 58 6.10. Limitations s. 59 7. A MODEL-DRIVEN ARCHITECTURE FOR FLEXIBLE VISUALIZATION S. 60 7.1. A Model-Driven Architecture S. 61 7.2. Applications of the MDA Pattern S. 62 7.3. Complete System Overview S. 71 7.4. Additional Knowledge of the System S. 72 7.5. Comparison to the Graphical Modelling Framework — GMF S. 77 8. VISUALIZATION PLATFORMS S. 80 8.1. Extensible 3D (X3D) S. 80 8.2. Scalable Vector Graphics (SVG) S. 81 8.3. XHTML + CSS S. 82 8.4. Text S. 82 9. OUTLOOK AND CONCLUSION S. 84 9.1. Advanced Mapping Vocabulary S. 84 9.2. Reusing Standardized Ontologies S. 84 9.3. Enabling Dynamic, Interaction and Animation S. 84 9.4. Implementation and Evaluation S. 85 9.5. Conclusion S. 85 GLOSSARY S. 86 BIBLIOGRAPHY S. 87 A. S. 90 A.1. Schemata S. 90 / Während Semantic-Web-Daten maschinenverstehbar und hervorragend filterbar sind, sind sie — in ihrer Rohform — nicht leicht von Menschen verstehbar. Eine Visualisierung der Daten ist deshalb notwendig. Die Kernherausforderung dabei ist eine flexible Abbildung der strukturierten aber heterogenen Daten auf Visuelle Variablen. Diese Arbeit beschreibt eine hochflexible halbautomatische Lösung bei maximaler Unterstützung des Visualisierungsprozesses, welcher die Abbildungsmöglichkeiten, aus denen der Nutzer zu wählen hat, auf eine sinnvolle Teilmenge reduziert. Die Grundlage dafür sind einerseits Metriken und das Wissen über die Struktur der Daten und andererseits das Wissen über verfügbare Visualisierungsstrukturen, -plattformen und bekannte grafische Fakten, welche durch eine neuentwickelte Visualisierungsontologie bereitgestellt werden. Basierend auf Standards des Semantic Webs und der Model-getriebenen Architektur, wurde desweiteren ein deklaratives, plattformunabhängiges Visualisierungsvokabular und -framework entwickelt.:ABSTRACT S. x 1. INTRODUCTION S. 1 2. VISUALIZATION OF STRUCTURED DATA IN GENERAL S. 4 2.1. Global and Local Interfaces S. 4 2.2. Steps of the Visualization Process S. 4 2.3. Existing Visual Selection Mechanisms S. 6 2.4. Existing Visualizations of Structured Data S. 12 2.5. Categorizing SemVis S. 25 3. REQUIREMENTS FOR A FLEXIBLE VISUALIZATION S. 27 3.1. Actors S. 27 3.2. Use Cases S. 27 4. FRESNEL, A STANDARD DISPLAY VOCABULARY FOR RDF S. 31 4.1. Fresnel Lenses S. 31 4.2. Fresnel Formats S. 33 4.3. Fresnel Groups S. 33 4.4. Primaries (Starting Points) S. 33 4.5. Selectors and Inference S. 34 4.6. Application and Reusability S. 34 4.7. Implementation S. 35 5. A VISUALIZATION ONTOLOGY S. 37 5.1. Describing and Formalizing the Field of Visualization S. 37 5.2. Overview S. 37 5.3. VisualVariable S. 38 5.4. DiscreteVisualValue S. 39 5.5. VisualElement S. 41 5.6. VisualizationStructure S. 42 5.7. VisualizationPlatform S. 42 5.8. PresentationScenario S. 43 5.9. Facts S. 44 6. A NOVEL MAPPING VOCABULARY FOR SEMANTIC VISUALIZATION S. 45 6.1. Overview S. 45 6.2. Mapping S. 46 6.3. PropertyMapping S. 47 6.4. ImplicitMapping S. 48 6.5. ExplicitMapping S. 53 6.6. MixedMapping S. 54 6.7. ComplexMapping S. 55 6.8. Inference S. 58 6.9. Explicit Display of Relations S. 58 6.10. Limitations s. 59 7. A MODEL-DRIVEN ARCHITECTURE FOR FLEXIBLE VISUALIZATION S. 60 7.1. A Model-Driven Architecture S. 61 7.2. Applications of the MDA Pattern S. 62 7.3. Complete System Overview S. 71 7.4. Additional Knowledge of the System S. 72 7.5. Comparison to the Graphical Modelling Framework — GMF S. 77 8. VISUALIZATION PLATFORMS S. 80 8.1. Extensible 3D (X3D) S. 80 8.2. Scalable Vector Graphics (SVG) S. 81 8.3. XHTML + CSS S. 82 8.4. Text S. 82 9. OUTLOOK AND CONCLUSION S. 84 9.1. Advanced Mapping Vocabulary S. 84 9.2. Reusing Standardized Ontologies S. 84 9.3. Enabling Dynamic, Interaction and Animation S. 84 9.4. Implementation and Evaluation S. 85 9.5. Conclusion S. 85 GLOSSARY S. 86 BIBLIOGRAPHY S. 87 A. S. 90 A.1. Schemata S. 90

Software components provide essential means to structure and organize software effectively. However, frequently, required component abstractions are not available in a programming language or system, or are not adequately combinable with each other. Invasive software composition (ISC) is a general approach to software composition that unifies component-like abstractions such as templates, aspects and macros. ISC is based on fragment composition, and composes programs and other software artifacts at the level of syntax trees. Therefore, a unifying fragment component model is related to the context-free grammar of a language to identify extension and variation points in syntax trees as well as valid component types. By doing so, fragment components can be composed by transformations at respective extension and variation points so that always valid composition results regarding the underlying context-free grammar are yielded. However, given a language’s context-free grammar, the composition result may still be incorrect. Context-sensitive constraints such as type constraints may be violated so that the program cannot be compiled and/or interpreted correctly. While a compiler can detect such errors after composition, it is difficult to relate them back to the original transformation step in the composition system, especially in the case of complex compositions with several hundreds of such steps. To tackle this problem, this thesis proposes well-formed ISC—an extension to ISC that uses reference attribute grammars (RAGs) to specify fragment component models and fragment contracts to guard compositions with context-sensitive constraints. Additionally, well-formed ISC provides composition strategies as a means to configure composition algorithms and handle interferences between composition steps. Developing ISC systems for complex languages such as programming languages is a complex undertaking. Composition-system developers need to supply or develop adequate language and parser specifications that can be processed by an ISC composition engine. Moreover, the specifications may need to be extended with rules for the intended composition abstractions. Current approaches to ISC require complete grammars to be able to compose fragments in the respective languages. Hence, the specifications need to be developed exhaustively before any component model can be supplied. To tackle this problem, this thesis introduces scalable ISC—a variant of ISC that uses island component models as a means to define component models for partially specified languages while still the whole language is supported. Additionally, a scalable workflow for agile composition-system development is proposed which supports a development of ISC systems in small increments using modular extensions. All theoretical concepts introduced in this thesis are implemented in the Skeletons and Application Templates framework SkAT. It supports “classic”, well-formed and scalable ISC by leveraging RAGs as its main specification and implementation language. Moreover, several composition systems based on SkAT are discussed, e.g., a well-formed composition system for Java and a C preprocessor-like macro language. In turn, those composition systems are used as composers in several example applications such as a library of parallel algorithmic skeletons.

Software components provide essential means to structure and organize software effectively. However, frequently, required component abstractions are not available in a programming language or system, or are not adequately combinable with each other. Invasive software composition (ISC) is a general approach to software composition that unifies component-like abstractions such as templates, aspects and macros. ISC is based on fragment composition, and composes programs and other software artifacts at the level of syntax trees. Therefore, a unifying fragment component model is related to the context-free grammar of a language to identify extension and variation points in syntax trees as well as valid component types. By doing so, fragment components can be composed by transformations at respective extension and variation points so that always valid composition results regarding the underlying context-free grammar are yielded. However, given a language’s context-free grammar, the composition result may still be incorrect. Context-sensitive constraints such as type constraints may be violated so that the program cannot be compiled and/or interpreted correctly. While a compiler can detect such errors after composition, it is difficult to relate them back to the original transformation step in the composition system, especially in the case of complex compositions with several hundreds of such steps. To tackle this problem, this thesis proposes well-formed ISC—an extension to ISC that uses reference attribute grammars (RAGs) to specify fragment component models and fragment contracts to guard compositions with context-sensitive constraints. Additionally, well-formed ISC provides composition strategies as a means to configure composition algorithms and handle interferences between composition steps. Developing ISC systems for complex languages such as programming languages is a complex undertaking. Composition-system developers need to supply or develop adequate language and parser specifications that can be processed by an ISC composition engine. Moreover, the specifications may need to be extended with rules for the intended composition abstractions. Current approaches to ISC require complete grammars to be able to compose fragments in the respective languages. Hence, the specifications need to be developed exhaustively before any component model can be supplied. To tackle this problem, this thesis introduces scalable ISC—a variant of ISC that uses island component models as a means to define component models for partially specified languages while still the whole language is supported. Additionally, a scalable workflow for agile composition-system development is proposed which supports a development of ISC systems in small increments using modular extensions. All theoretical concepts introduced in this thesis are implemented in the Skeletons and Application Templates framework SkAT. It supports “classic”, well-formed and scalable ISC by leveraging RAGs as its main specification and implementation language. Moreover, several composition systems based on SkAT are discussed, e.g., a well-formed composition system for Java and a C preprocessor-like macro language. In turn, those composition systems are used as composers in several example applications such as a library of parallel algorithmic skeletons.