Mit der stetigen Konsolidierung der Web Service Standards vollzieht sich in der Diskussion zu serviceorientierten Architekturen ein Wechsel weg von der Implementierung und dem Deployment von Services hin zum Service Management. Die Indikatoren: Anzahl der Standardisierungsanfragen und die Menge großer Forschungsprogramme in diesem Bereich sind evident für einen wachsenden Bedarf an Managementmethoden für die Abbildung von Geschäftsanforderungen auf Servicekompositionen. Die Verwendung von semiformalen Modellen sowie die verteilte Entwicklung von SOA Services machen eine an Konventionen orientierte konstruktive Einschränkung der Freiheitsgrade bei der Prozess- und Servicemodellierung notwendig. In dieser Arbeit wird eine generische Methode vorgestellt, welche durch die Einführung von „Beschreibungsrahmen“ (Description Kits) sowohl eine Einschränkung der Modellierungsfreiheit in Bezug auf natürlichsprachliche Aspekte in fachkonzeptuellen Modellen erlaubt, als auch eine restriktive Benutzung bestehender Modellierungssprachen ermöglicht. Als Anwendungsfall wird die Konfiguration serviceorientierter Architekturen diskutiert. - (Die Dissertation ist veröffentlicht im Logos Verlag Berlin GmbH, http://www.logos-verlag.de, ISBN: 978-3-8325-2402-9) / With Service-oriented Architectures (SOA) companies are facing a paradigm shift towards services as the key unit of their enterprise architectures. An exploitation of the potential of Service-oriented Architectures is up to the applicability of semi-formal business models for a transformation into service compositions. However, several conceptual shortcomings prevent semi-formal models from being a suitable resource of an automated transformation process. Problems result from a multitude of modeling aims, objects, and procedures. Enhancements in order to solve these problems require both systematic preparation, and a methodical approach. This thesis provides a modeling method for business process-oriented SOA design using a meta-model based approach. An integrated modeling environment gives an overview of business requirements and allows appropriate assignment of SOA services to the business functions at the same time. The research refers to the example of process-oriented analysis and optimization of administrative procedures in German universities.

The ubiquitous abundance of organic compounds in natural and anthorpogenically influenced eco-systems has put these compounds into the focus of atmospheric research. Organic compounds have an impact on air quality, climate, and human health. Moreover, they affect particle growth, secondary organic aerosol (SOA) formation, and the global radiation budget by altering particle properties. To investigate the multiphase chemistry of organic compounds and interactions with the aqueous phase in the troposphere, modelling can provide a useful tool. The oxidation of larger organic molecules to the final product CO2 can involve a huge number of intermediate compounds and tens of thousands of reactions. Therefore, the creation of explicit mechanisms relies on automated mechanism construction. Estimation methods for the prediction of the kinetic data needed to describe the degradation of these intermediates are inevitable due to the infeasibility of an experimental determination of all necessary data. Current aqueous phase descriptions of organic chemistry lag behind the gas phase descriptions in atmospheric chemical mechanisms despite its importance for the multiphase chemistry of organic compounds. In this dissertation, the gas phase mechanism Generator for Explicit Chemistry and Kinetics of Organics in the Atmosphere (GECKO-A) has been advanced by a protocol for the description of the oxidation of organic compounds in the aqueous phase. Therefore, a database with kinetic data of 465 aqueous phase hydroxyl radical and 129 aqueous phase nitrate radical reactions with organic compounds has been compiled and evaluated. The database was used to evaluate currently available estimation methods for the prediction of aqueous phase kinetic data of reactions of organic compounds. Among the investigated methods were correlations of gas and aqueous kinetic data, kinetic data of homologous series of various compound classes, reactivity comparisons of inorganic radical oxidants, Evans-Polanyi-type correlations, and structure-activity relationships (SARs). Evans-Polanyi-type correlations have been improved for the purpose of automated mechanism self-generation of mechanisms with large organic molecules. A protocol has been designed based on SARs for hydroxyl radical reactions and the improved Evans-Polanyi-type correlations for nitrate radical reactions with organic compounds. The protocol was assessed in a series of critical sensitivity studies, where uncertainties of critical parameters were investigated. The advanced multiphase generator GECKO-A was used to generate mechanisms, which were applied in box model studies and validated against two sets of aerosol chamber experiments. Experiments differed by the initial compounds used (hexane and trimethylbenzene) and the experimental conditions (UV-C lights off/on and additional in-situ hydroxyl radical source no/yes). Reasonable to good agreement of the modelled and experimental results was achieved in these studies. Finally, GECKO-A was used to create two new CAPRAM version, where, for the first time, branchingratios for different reaction pathways were introduced and the chemistry of compounds with up to four carbon atoms has been extended. The most detailed mechanism comprises 4174 compounds and 7145 processes. Detailed investigations were performed under real tropospheric conditions in urban and remote continental environments. Model results showed significant improvements, especially in regard to the formation of organic aerosol mass. Detailed investigations of concentration-time profiles and chemical fluxes refined the current knowledge of the multiphase processing of organic compounds in the troposphere, but also pointed at current limitations of the generator protocol, the mechanisms created, and current understanding of aqueous phase processes of organic compounds. / Das zahlreiche Vorkommen organischer Verbindungen in natürlichen und anthropogen beeinflussten Ökosystemen hat diese Verbindungen in den Fokus der Atmosphärenforschung gerückt. Organische Verbindungen beeinträchtigen die Luftqualität, die menschliche Gesundheit und das Klima. Weiterhin werden Partikelwachstum und -eigenschaften, sekundäre organische Partikelbildung und dadurch der globale Strahlungshaushalt durch sie beeinflusst. Um die troposphärische Multiphasenchemie organischer Verbindungen und Wechselwirkungen mit der Flüssigphase zu untersuchen, sind Modellstudien hilfreich. Die Oxidation großer organischer Moleküle führt zu einer Vielzahl an Zwischenprodukten. Der Abbau erfolgt in unzähligen Reaktionen bis hin zum Endprodukt CO2. Bei der Entwicklung expliziter Mechanismen muss deshalb für diese Verbindungen auf computergestützte, automatisierte Methoden zurückgegriffen werden. Abschätzungsmethoden für die Vorhersage kinetischer Daten zur Beschreibung des Abbaus der Zwischenprodukte sind unabdingbar, da eine experimentelle Bestimmung aller benötigten Daten nicht realisierbar ist. Die derzeitige Beschreibung der Flüssigphasenchemie unterliegt deutlich den Beschreibungen der Gasphase in atmosphärischen Chemiemechanismen trotz deren Relevanz für die Multiphasenchemie. In dieser Arbeit wurde der Gasphasenmechanismusgenerator GECKO-A (“Generator for Explicit Chemistry and Kinetics of Organics in the Atmosphere”) um ein Protokoll zur Oxidation organischer Verbindungen in der Flüssigphase erweitert. Dazu wurde eine Datenbank mit kinetischen Daten von 465 Hydroxylradikal- und 129 Nitratradikalreaktionen mit organischen Verbindungen angelegt und evaluiert. Mit Hilfe der Datenbank wurden derzeitige Abschätzungsmethoden für die Vorhersage kinetischer Daten von Flüssigphasenreaktionen organischer Verbindungen evaluiert. Die untersuchten Methoden beinhalteten Korrelationen kinetischer Daten aus Gas- und Flüssigphase, homologer Reihen verschiedener Stoffklassen, Reaktivitätsvergleiche, Evans-Polanyi-Korrelationen und Struktur-Reaktivitätsbeziehungen. Für die Mechanismusgenerierung großer organischer Moleküle wurden die Evans-Polanyi-Korrelationen in dieser Arbeit weiterentwickelt. Es wurde ein Protokol für die Mechanismusgenerierung entwickelt, das auf Struktur-Reaktivitätsbeziehungen bei Reaktionen von organischen Verbindungen mit OH-Radikalen und auf den erweiterten Evans-Polanyi-Korrelationen bei NO3-Radikalreaktionen beruht. Das Protokoll wurde umfangreich in einer Reihe von Sensitivitätsstudien getestet, um Unsicherheiten kritischer Parameter abzuschätzen. Der erweiterte Multiphasengenerator GECKO-A wurde dazu verwendet, neue Mechanismen zu generieren, die in Boxmodellstudien gegen Aerosolkammerexperimente evaluiert wurden. Die Experimentreihen unterschieden sich sowohl in der betrachteten Ausgangssubstanz (Hexan und Trimethylbenzen) und dem Experimentaufbau (ohne oder mit UV-C-Photolyse und ohne oder mit zusätzlicher partikulärer Hydroxylradikalquelle). Bei den Experimenten konnte eine zufriedenstellende bis gute Übereinstimmung der experimentellen und Modellergebnisse erreicht werden. Weiterhin wurde GECKO-A verwendet, um zwei neue CAPRAM-Versionen mit bis zu 4174 Verbindungen und 7145 Prozessen zu generieren. Erstmals wurden Verzweigungsverhältnisse in CAPRAM eingeführt. Außerdem wurde die Chemie organischer Verbindungen mit bis zu vier Kohlenstoffatomen erweitert. Umfangreiche Untersuchungen unter realistischen troposphärischen Bedingungen in urbanen und ländlichen Gebieten haben deutliche Verbesserungen der erweiterten Mechanismen besonders in Bezug auf Massenzuwachs des organischen Aerosolanteils gezeigt. Das Verständnis der organischen Multiphasenchemie konnte durch detaillierte Untersuchungen zu den Konzentrations-Zeit-Profilen und chemischen Flüssen vertieft werden, aber auch gegenwärtige Limitierungen des Generators, der erzeugten Mechanismen und unseres Verständnisses für Flüssigphasenprozesse organischer Verbindungen aufgezeigt werden.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FredericoASL_TESE.pdf: 2802303 bytes, checksum: be814c8392c7d14ab8b3a30bbd50da04 (MD5) Previous issue date: 2011-11-18 / One of the current challenges of Ubiquitous Computing is the development of complex applications, those are more than simple alarms triggered by sensors or simple systems to configure the environment according to user preferences. Those applications are hard to develop since they are composed by services provided by different middleware and it is needed to know the peculiarities of each of them, mainly the communication and context models. This thesis presents OpenCOPI, a platform which integrates various services providers, including context provision middleware. It provides an unified ontology-based context model, as well as an environment that enable easy development of ubiquitous applications via the definition of semantic workflows that contains the abstract description of the application. Those semantic workflows are converted into concrete workflows, called execution plans. An execution plan consists of a workflow instance containing activities that are automated by a set of Web services. OpenCOPI supports the automatic Web service selection and composition, enabling the use of services provided by distinct middleware in an independent and transparent way. Moreover, this platform also supports execution adaptation in case of service failures, user mobility and degradation of services quality. The validation of OpenCOPI is performed through the development of case studies, specifically applications of the oil industry. In addition, this work evaluates the overhead introduced by OpenCOPI and compares it with the provided benefits, and the efficiency of OpenCOPI s selection and adaptation mechanism / Um dos principais desafios atuais da computa??o ub?qua ? o desenvolvimento de aplica??es complexas, que consistem em mais do que simples alarmes disparados por sensores ou ferramentas para configurar o ambiente de acordo com prefer?ncias dos usu?rios. Tais aplica??es s?o dif?ceis de desenvolver uma vez que envolve uso de servi?os que s?o providos por diferentes middleware, sendo necess?rio conhecer as peculiaridades de cada um deles, principalmente no que diz respeito ao modelo de comunica??o e ao modelo de representa??o de informa??es de contexto. Essa tese de doutorado apresenta o OpenCOPI, uma plataforma para integra??o de diferentes middleware de provis?o de contexto que fornece um servi?o de contexto unificado e baseado em ontologias, bem como um ambiente que facilita o desenvolvimento das aplica??es ub?quas atrav?s da defini??o de workflows sem?nticos com a descri??o abstrata da aplica??o. Esses workflows sem?nticos s?o transformados em workflows concretos, chamados de planos de execu??o. Um plano de execu??o ? em uma inst?ncia de um workflow contendo atividades que s?o automatizadas por um conjunto de servi?os Web. O OpenCOPI suporta composi??o e sele??o autom?tica de servi?os Web, possibilitando o uso transparente de servi?os de contexto providos por diferentes middleware. Essa plataforma tamb?m fornece suporte para adapta??o da execu??o das aplica??es em caso de falha de servi?os, mobilidade do usu?rio ou degrada??o da qualidade do servi?o. A valida??o do OpenCOPI ? realizada atrav?s de estudos de caso, especificamente aplica??es da ind?stria do petr?leo e g?s (monitoramento de po?os e de dutos de transporte de petr?leo). Al?m disso, esse trabalho avalia o overhead introduzido pelo OpenCOPI, contrastando com os seus benef?cios, e tamb?m avalia a efici?ncia dos mecanismos de sele??o e adapta??o

Inom Svensk hälso- och sjukvård sker en stor förändring i IT-infrastruktur. En nationell tjänsteplattform som ska möjligt delning av information mellan vårdgivare i olika regioner har implementerats. Flera landsting och regioner har implementerat liknande arkitekturer lokalt för att uppnå samma effekt även internt, men också för att underlätta uppkoppling till den nationella lösningen.Genom en kvalitativ fallstudie undersöker denna uppsats implementationen av en regional tjänsteplattform i Stockholms Läns Landsting med fokus på styrning. I en teoretisk undersökning behandlas teorier gällande IT inom offentlig hälso- och sjukvård, IT-governance, SOA och SOA-governance.Syftet med studien är att analysera och utvärdera teorier gällande SOA-governance i relation till styrning av en regional tjänsteplattform inom offentlig hälso- och sjukvård och på så sätt bidra till utveckling av aktuella teorier genom en diskussion gällande dess användbarhet inom en specifik sektor. Jag syftar också att bidra till utveckling av den studerade verksamheten genom att identifiera/prognostisera möjligheter och problem med aktuella styrningsstrukturer.Resultaten indikerar att utmaningar för att etablera SOA-governance inom offentlig hälso-och sjukvård främst härstammar ur organisationens natur. Exempelvis Politisk styrning eller lagstiftning. Ramverk för SOA-governance kan inte direkt hantera dessa utmaningar, men kan ge ett stöd genom struktur i arbetet samtidigt som de kan agera rådgivande gällande lösningar som fungerat i andra verksamheter. Rekommendationen är att tidigt i processen fastställa omfång av SOA-projektet, men också dess mål relativt verksamheten. Studien tyder också på att en ökad nytta kan erhållas genom att tidigt i processen etablera en styrande grupp som med ett tydligt mandat beslutar om standarder och säkerställer dess efterlevnad redan under etableringsprojektet.

The ubiquitous abundance of organic compounds in natural and anthorpogenically influenced eco-systems has put these compounds into the focus of atmospheric research. Organic compounds have an impact on air quality, climate, and human health. Moreover, they affect particle growth, secondary organic aerosol (SOA) formation, and the global radiation budget by altering particle properties. To investigate the multiphase chemistry of organic compounds and interactions with the aqueous phase in the troposphere, modelling can provide a useful tool. The oxidation of larger organic molecules to the final product CO2 can involve a huge number of intermediate compounds and tens of thousands of reactions. Therefore, the creation of explicit mechanisms relies on automated mechanism construction. Estimation methods for the prediction of the kinetic data needed to describe the degradation of these intermediates are inevitable due to the infeasibility of an experimental determination of all necessary data. Current aqueous phase descriptions of organic chemistry lag behind the gas phase descriptions in atmospheric chemical mechanisms despite its importance for the multiphase chemistry of organic compounds. In this dissertation, the gas phase mechanism Generator for Explicit Chemistry and Kinetics of Organics in the Atmosphere (GECKO-A) has been advanced by a protocol for the description of the oxidation of organic compounds in the aqueous phase. Therefore, a database with kinetic data of 465 aqueous phase hydroxyl radical and 129 aqueous phase nitrate radical reactions with organic compounds has been compiled and evaluated. The database was used to evaluate currently available estimation methods for the prediction of aqueous phase kinetic data of reactions of organic compounds. Among the investigated methods were correlations of gas and aqueous kinetic data, kinetic data of homologous series of various compound classes, reactivity comparisons of inorganic radical oxidants, Evans-Polanyi-type correlations, and structure-activity relationships (SARs). Evans-Polanyi-type correlations have been improved for the purpose of automated mechanism self-generation of mechanisms with large organic molecules. A protocol has been designed based on SARs for hydroxyl radical reactions and the improved Evans-Polanyi-type correlations for nitrate radical reactions with organic compounds. The protocol was assessed in a series of critical sensitivity studies, where uncertainties of critical parameters were investigated. The advanced multiphase generator GECKO-A was used to generate mechanisms, which were applied in box model studies and validated against two sets of aerosol chamber experiments. Experiments differed by the initial compounds used (hexane and trimethylbenzene) and the experimental conditions (UV-C lights off/on and additional in-situ hydroxyl radical source no/yes). Reasonable to good agreement of the modelled and experimental results was achieved in these studies. Finally, GECKO-A was used to create two new CAPRAM version, where, for the first time, branchingratios for different reaction pathways were introduced and the chemistry of compounds with up to four carbon atoms has been extended. The most detailed mechanism comprises 4174 compounds and 7145 processes. Detailed investigations were performed under real tropospheric conditions in urban and remote continental environments. Model results showed significant improvements, especially in regard to the formation of organic aerosol mass. Detailed investigations of concentration-time profiles and chemical fluxes refined the current knowledge of the multiphase processing of organic compounds in the troposphere, but also pointed at current limitations of the generator protocol, the mechanisms created, and current understanding of aqueous phase processes of organic compounds.:1 Introduction and motivation 2 Theoretical background 2.1 General overview of the tropospheric multiphase chemistry of organic compounds 2.1.1 Gas phase chemistry 2.1.2 Phase transfer 2.1.3 Aqueous phase chemistry 2.2 Tropospheric multiphase chemistry mechanisms 2.2.1 Gas phase mechanisms 2.2.2 Aqueous phase mechanisms 2.2.3 The multiphase mechanism MCMv3.1-CAPRAM 3.0n 2.2.3.1 MCMv3.1 2.2.3.2 CAPRAM 3.0n 2.3 Multiphase chemistry box models 2.3.1 Overview 2.3.2 The model SPACCIM 2.3.2.1 Overview 2.3.2.2 The microphysical scheme 2.3.2.3 The chemical and phase transfer scheme 2.3.2.4 The coupling scheme 2.4 Prediction of aqueous phase kinetic data 2.4.1 Simple correlations 2.4.2 Evans-Polanyi-correlations 2.4.3 Structure-activity relationships 2.5 The generator GECKO-A 3 Evaluation of kinetic data and prediction methods 3.1 Compilation and evaluation of aqueous phase kinetic data 3.2 Extrapolation of gas phase rate constants to the aqueous phase 3.3 Homologous series of compound classes 3.4 Radical reactivity comparisons 3.5 Evans-Polanyi-type correlations 3.5.1 OH rate constant prediction 3.5.2 NO3 rate constant prediction 3.5.3 Development of an advanced Evans-Polanyi-type correlation 3.6 Structure-activity relationships 3.7 Conclusions from the evaluation process 4 Development of the new aqueous phase protocol and its implementation into GECKO-A 4.1 Initialisation and workflow of GECKO-A 4.2 Estimation of phase transfer data 4.3 OH reactions of stable compounds 4.4 NO3 reactions of stable compounds 4.5 Hydration of carbonyl compounds 4.6 Hydrolysis of carbonyl nitrates 4.7 Dissociation of carboxylic acids 4.8 Degradation of radical compounds 4.8.1 RO2 recombinations and cross-reactions 4.8.2 HO2 elimination of ff-hydroxy peroxy radicals 4.8.3 Degradation of acylperoxy radicals 4.8.4 Degradation of fi-carboxyl peroxy radicals 4.8.5 Degradation of alkoxy radicals 4.8.6 Degradation of acyloxy radicals 5 Investigation and refinement of crucial parameters in GECKO-A and CAPRAM mechanism development 5.1 Formation and degradation of polycarbonyl compounds in the protocol 5.2 Influence of the mass accommodation coefficient on the organic multiphase chemistry and composition 5.3 Influence of the cut-off parameter for minor reaction pathways 5.4 Influence of the chosen SAR in the protocol 5.5 Processing of organic mass fraction in the protocol 5.5.1 Parameterisations for radical attack of the overall organic mass fraction 5.5.2 Detailed studies of organic nitrate sinks and sources 5.5.3 Phase transfer of oxygenated organic compounds in the protocol 5.5.4 Decay of alkoxy radicals in the protocol 5.5.5 Revision of the GROMHE thermodynamic database 5.6 Influence of the nitrate radical chemistry 5.7 The final protocol for aqueous phase mechanism self-generation 5.8 CAPRAM mechanism development 5.8.1 CAPRAM 3.0 5.8.2 CAPRAM 3.5 5.8.3 CAPRAM 4.0 6 Model results and discussion 6.1 Comparisons of model results with aerosol chamber experiments 6.1.1 Design of the aerosol chamber experiments 6.1.1.1 Hexane oxidation experiment 6.1.1.2 Trimethylbenzene oxidation experiment 6.1.2 Mechanism generation and model setup 6.1.2.1 Hexane oxidation experiment 6.1.2.2 Trimethylbenzene oxidation experiment 6.1.3 Evaluation of the model versus aerosol chamber results 6.1.3.1 Hexane oxidation experiment 6.1.3.2 Trimethylbenzene oxidation experiment 6.2 Simulations with a ‘real atmosphere’ scenario 6.2.1 Model setup 6.2.2 Meteorological and microphysical parameters 6.2.3 Influence of the extended organic scheme on the particle acidity and SOA formation 6.2.3.1 Particle acidity 6.2.3.2 Particle mass 6.2.4 Influence of the extended organic scheme on inorganic radical oxidants 6.2.4.1 OH chemistry 6.2.4.2 NO3 chemistry 6.2.4.3 Comparison of OH and NO3 chemistry 6.2.4.4 HO2/O2- chemistry 6.2.5 Influence of the extended organic scheme on inorganic non-radical oxidants 6.2.5.1 H2O2 chemistry 6.2.5.2 O3 chemistry 6.2.6 Influence of the extended organic scheme on inorganic particulate matter 6.2.6.1 Sulfate chemistry 6.2.6.2 Nitrate chemistry 6.2.6.3 TMI chemistry 6.2.7 Detailed investigations of selected organic subsystems 6.2.7.1 Monofunctional organic compounds 6.2.7.2 Carbonyl compounds 6.2.7.3 Dicarboxylic acids and functionalised monocarboxylic acids 7 Conclusions References Glossary Acronyms List of symbols List of Figures List of Tables Acknowledgements Curriculum Vitae List of relevant publications Peer-reviewed publications Oral conference contributions Poster conference contributions Appendix A Overview of selected compound classes of tropospheric relevance B Detailed description of the function of SARs C The kinetic database C.1 Reactions of hydroxyl radicals with organic compounds C.2 Reactions of nitrate radicals with organic compounds D Detailed information about the evaluation of prediction methods D.1 Rate data used for the derivation and evaluation of gas-aqueous phase correlations D.2 Explanation of the use of box plots D.3 Additional correlations of homologous series of various compound classes D.4 Additional information of Evans-Polanyi-type correlations D.5 Additional information of structure-activity relationships E Additional information for the development of the protocol of GECKO-A E.1 Investigations on the decay of acylperoxy radicals E.2 Additional information about the sensitivity of mass accomodation coefficients E.3 Additional information about the sensitivity studies concerning the decay of polycarbonyls E.4 Additional information about the sensitivity studies concerning the omission of minor reaction pathways E.5 Additional information about the sensitivity studies concerning the processing of the organic mass fraction E.6 Additional information about the influence of the nitrate radical chemistry F Additional information about the mechanism generation and model initialisation F.1 List of primary compounds used for the generation of CAPRAM 3.5 F.2 List of primary compounds used for the generation of CAPRAM 4.0 F.3 Model initialization of the ‘real atmosphere’ scenarios G The CAPRAM oxidation scheme G.1 Photolysis processes G.2 Inorganic chemistry G.2.1 Phase transfer processes G.2.2 Chemical conversions G.3 Organic chemistry G.3.1 Phase transfer processes G.3.2 Chemical conversions H Detailed information about the model validation with chamber experiments H.1 Additional information about the initialisation of the hexane oxidation experiment H.2 Additional model results from the hexane oxidation experiment H.3 Additional information about the sensitivity runs used in the trimethylbenzene oxidation experiment H.4 Additional results from the TMB oxidation experiment I Additional results from the ‘real atmosphere’ scenario I.1 Particle acidity and SOA formation I.2 Radical oxidants I.3 Organic compounds References of the Appendix / Das zahlreiche Vorkommen organischer Verbindungen in natürlichen und anthropogen beeinflussten Ökosystemen hat diese Verbindungen in den Fokus der Atmosphärenforschung gerückt. Organische Verbindungen beeinträchtigen die Luftqualität, die menschliche Gesundheit und das Klima. Weiterhin werden Partikelwachstum und -eigenschaften, sekundäre organische Partikelbildung und dadurch der globale Strahlungshaushalt durch sie beeinflusst. Um die troposphärische Multiphasenchemie organischer Verbindungen und Wechselwirkungen mit der Flüssigphase zu untersuchen, sind Modellstudien hilfreich. Die Oxidation großer organischer Moleküle führt zu einer Vielzahl an Zwischenprodukten. Der Abbau erfolgt in unzähligen Reaktionen bis hin zum Endprodukt CO2. Bei der Entwicklung expliziter Mechanismen muss deshalb für diese Verbindungen auf computergestützte, automatisierte Methoden zurückgegriffen werden. Abschätzungsmethoden für die Vorhersage kinetischer Daten zur Beschreibung des Abbaus der Zwischenprodukte sind unabdingbar, da eine experimentelle Bestimmung aller benötigten Daten nicht realisierbar ist. Die derzeitige Beschreibung der Flüssigphasenchemie unterliegt deutlich den Beschreibungen der Gasphase in atmosphärischen Chemiemechanismen trotz deren Relevanz für die Multiphasenchemie. In dieser Arbeit wurde der Gasphasenmechanismusgenerator GECKO-A (“Generator for Explicit Chemistry and Kinetics of Organics in the Atmosphere”) um ein Protokoll zur Oxidation organischer Verbindungen in der Flüssigphase erweitert. Dazu wurde eine Datenbank mit kinetischen Daten von 465 Hydroxylradikal- und 129 Nitratradikalreaktionen mit organischen Verbindungen angelegt und evaluiert. Mit Hilfe der Datenbank wurden derzeitige Abschätzungsmethoden für die Vorhersage kinetischer Daten von Flüssigphasenreaktionen organischer Verbindungen evaluiert. Die untersuchten Methoden beinhalteten Korrelationen kinetischer Daten aus Gas- und Flüssigphase, homologer Reihen verschiedener Stoffklassen, Reaktivitätsvergleiche, Evans-Polanyi-Korrelationen und Struktur-Reaktivitätsbeziehungen. Für die Mechanismusgenerierung großer organischer Moleküle wurden die Evans-Polanyi-Korrelationen in dieser Arbeit weiterentwickelt. Es wurde ein Protokol für die Mechanismusgenerierung entwickelt, das auf Struktur-Reaktivitätsbeziehungen bei Reaktionen von organischen Verbindungen mit OH-Radikalen und auf den erweiterten Evans-Polanyi-Korrelationen bei NO3-Radikalreaktionen beruht. Das Protokoll wurde umfangreich in einer Reihe von Sensitivitätsstudien getestet, um Unsicherheiten kritischer Parameter abzuschätzen. Der erweiterte Multiphasengenerator GECKO-A wurde dazu verwendet, neue Mechanismen zu generieren, die in Boxmodellstudien gegen Aerosolkammerexperimente evaluiert wurden. Die Experimentreihen unterschieden sich sowohl in der betrachteten Ausgangssubstanz (Hexan und Trimethylbenzen) und dem Experimentaufbau (ohne oder mit UV-C-Photolyse und ohne oder mit zusätzlicher partikulärer Hydroxylradikalquelle). Bei den Experimenten konnte eine zufriedenstellende bis gute Übereinstimmung der experimentellen und Modellergebnisse erreicht werden. Weiterhin wurde GECKO-A verwendet, um zwei neue CAPRAM-Versionen mit bis zu 4174 Verbindungen und 7145 Prozessen zu generieren. Erstmals wurden Verzweigungsverhältnisse in CAPRAM eingeführt. Außerdem wurde die Chemie organischer Verbindungen mit bis zu vier Kohlenstoffatomen erweitert. Umfangreiche Untersuchungen unter realistischen troposphärischen Bedingungen in urbanen und ländlichen Gebieten haben deutliche Verbesserungen der erweiterten Mechanismen besonders in Bezug auf Massenzuwachs des organischen Aerosolanteils gezeigt. Das Verständnis der organischen Multiphasenchemie konnte durch detaillierte Untersuchungen zu den Konzentrations-Zeit-Profilen und chemischen Flüssen vertieft werden, aber auch gegenwärtige Limitierungen des Generators, der erzeugten Mechanismen und unseres Verständnisses für Flüssigphasenprozesse organischer Verbindungen aufgezeigt werden.:1 Introduction and motivation 2 Theoretical background 2.1 General overview of the tropospheric multiphase chemistry of organic compounds 2.1.1 Gas phase chemistry 2.1.2 Phase transfer 2.1.3 Aqueous phase chemistry 2.2 Tropospheric multiphase chemistry mechanisms 2.2.1 Gas phase mechanisms 2.2.2 Aqueous phase mechanisms 2.2.3 The multiphase mechanism MCMv3.1-CAPRAM 3.0n 2.2.3.1 MCMv3.1 2.2.3.2 CAPRAM 3.0n 2.3 Multiphase chemistry box models 2.3.1 Overview 2.3.2 The model SPACCIM 2.3.2.1 Overview 2.3.2.2 The microphysical scheme 2.3.2.3 The chemical and phase transfer scheme 2.3.2.4 The coupling scheme 2.4 Prediction of aqueous phase kinetic data 2.4.1 Simple correlations 2.4.2 Evans-Polanyi-correlations 2.4.3 Structure-activity relationships 2.5 The generator GECKO-A 3 Evaluation of kinetic data and prediction methods 3.1 Compilation and evaluation of aqueous phase kinetic data 3.2 Extrapolation of gas phase rate constants to the aqueous phase 3.3 Homologous series of compound classes 3.4 Radical reactivity comparisons 3.5 Evans-Polanyi-type correlations 3.5.1 OH rate constant prediction 3.5.2 NO3 rate constant prediction 3.5.3 Development of an advanced Evans-Polanyi-type correlation 3.6 Structure-activity relationships 3.7 Conclusions from the evaluation process 4 Development of the new aqueous phase protocol and its implementation into GECKO-A 4.1 Initialisation and workflow of GECKO-A 4.2 Estimation of phase transfer data 4.3 OH reactions of stable compounds 4.4 NO3 reactions of stable compounds 4.5 Hydration of carbonyl compounds 4.6 Hydrolysis of carbonyl nitrates 4.7 Dissociation of carboxylic acids 4.8 Degradation of radical compounds 4.8.1 RO2 recombinations and cross-reactions 4.8.2 HO2 elimination of ff-hydroxy peroxy radicals 4.8.3 Degradation of acylperoxy radicals 4.8.4 Degradation of fi-carboxyl peroxy radicals 4.8.5 Degradation of alkoxy radicals 4.8.6 Degradation of acyloxy radicals 5 Investigation and refinement of crucial parameters in GECKO-A and CAPRAM mechanism development 5.1 Formation and degradation of polycarbonyl compounds in the protocol 5.2 Influence of the mass accommodation coefficient on the organic multiphase chemistry and composition 5.3 Influence of the cut-off parameter for minor reaction pathways 5.4 Influence of the chosen SAR in the protocol 5.5 Processing of organic mass fraction in the protocol 5.5.1 Parameterisations for radical attack of the overall organic mass fraction 5.5.2 Detailed studies of organic nitrate sinks and sources 5.5.3 Phase transfer of oxygenated organic compounds in the protocol 5.5.4 Decay of alkoxy radicals in the protocol 5.5.5 Revision of the GROMHE thermodynamic database 5.6 Influence of the nitrate radical chemistry 5.7 The final protocol for aqueous phase mechanism self-generation 5.8 CAPRAM mechanism development 5.8.1 CAPRAM 3.0 5.8.2 CAPRAM 3.5 5.8.3 CAPRAM 4.0 6 Model results and discussion 6.1 Comparisons of model results with aerosol chamber experiments 6.1.1 Design of the aerosol chamber experiments 6.1.1.1 Hexane oxidation experiment 6.1.1.2 Trimethylbenzene oxidation experiment 6.1.2 Mechanism generation and model setup 6.1.2.1 Hexane oxidation experiment 6.1.2.2 Trimethylbenzene oxidation experiment 6.1.3 Evaluation of the model versus aerosol chamber results 6.1.3.1 Hexane oxidation experiment 6.1.3.2 Trimethylbenzene oxidation experiment 6.2 Simulations with a ‘real atmosphere’ scenario 6.2.1 Model setup 6.2.2 Meteorological and microphysical parameters 6.2.3 Influence of the extended organic scheme on the particle acidity and SOA formation 6.2.3.1 Particle acidity 6.2.3.2 Particle mass 6.2.4 Influence of the extended organic scheme on inorganic radical oxidants 6.2.4.1 OH chemistry 6.2.4.2 NO3 chemistry 6.2.4.3 Comparison of OH and NO3 chemistry 6.2.4.4 HO2/O2- chemistry 6.2.5 Influence of the extended organic scheme on inorganic non-radical oxidants 6.2.5.1 H2O2 chemistry 6.2.5.2 O3 chemistry 6.2.6 Influence of the extended organic scheme on inorganic particulate matter 6.2.6.1 Sulfate chemistry 6.2.6.2 Nitrate chemistry 6.2.6.3 TMI chemistry 6.2.7 Detailed investigations of selected organic subsystems 6.2.7.1 Monofunctional organic compounds 6.2.7.2 Carbonyl compounds 6.2.7.3 Dicarboxylic acids and functionalised monocarboxylic acids 7 Conclusions References Glossary Acronyms List of symbols List of Figures List of Tables Acknowledgements Curriculum Vitae List of relevant publications Peer-reviewed publications Oral conference contributions Poster conference contributions Appendix A Overview of selected compound classes of tropospheric relevance B Detailed description of the function of SARs C The kinetic database C.1 Reactions of hydroxyl radicals with organic compounds C.2 Reactions of nitrate radicals with organic compounds D Detailed information about the evaluation of prediction methods D.1 Rate data used for the derivation and evaluation of gas-aqueous phase correlations D.2 Explanation of the use of box plots D.3 Additional correlations of homologous series of various compound classes D.4 Additional information of Evans-Polanyi-type correlations D.5 Additional information of structure-activity relationships E Additional information for the development of the protocol of GECKO-A E.1 Investigations on the decay of acylperoxy radicals E.2 Additional information about the sensitivity of mass accomodation coefficients E.3 Additional information about the sensitivity studies concerning the decay of polycarbonyls E.4 Additional information about the sensitivity studies concerning the omission of minor reaction pathways E.5 Additional information about the sensitivity studies concerning the processing of the organic mass fraction E.6 Additional information about the influence of the nitrate radical chemistry F Additional information about the mechanism generation and model initialisation F.1 List of primary compounds used for the generation of CAPRAM 3.5 F.2 List of primary compounds used for the generation of CAPRAM 4.0 F.3 Model initialization of the ‘real atmosphere’ scenarios G The CAPRAM oxidation scheme G.1 Photolysis processes G.2 Inorganic chemistry G.2.1 Phase transfer processes G.2.2 Chemical conversions G.3 Organic chemistry G.3.1 Phase transfer processes G.3.2 Chemical conversions H Detailed information about the model validation with chamber experiments H.1 Additional information about the initialisation of the hexane oxidation experiment H.2 Additional model results from the hexane oxidation experiment H.3 Additional information about the sensitivity runs used in the trimethylbenzene oxidation experiment H.4 Additional results from the TMB oxidation experiment I Additional results from the ‘real atmosphere’ scenario I.1 Particle acidity and SOA formation I.2 Radical oxidants I.3 Organic compounds References of the Appendix

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem besonders kritischen Ausschaltvorgang bipolarer Leistungsdioden, bei dem das im Durchlass vorhandene Ladungsträgerplasma abgebaut wird. Schwerpunkt ist dabei die Untersuchung von zwei ungewollten Phänomenen, die während des Ausschaltens auftreten können. Diese sind ein plötzliches Abreißen des Rückstroms während der Kommutierung und eine Zerstörung der Diode mit einem lokalen Aufschmelzen in der aktiven Fläche. Betrachtet wird dazu der Ladungsträgerberg, der sich während des Schaltvorgangs bildet. Durch die Analyse des Verhaltens der Ladungsträgerbergfronten, lässt sich sowohl der Einfluss von Schaltbedingungen auf den Plasmaabbau als auch der Unterschied von anodenseitigen und kathodenseitigen Stromfilamenten erklären. Die Erkenntnisse werden auf das moderne Diodenkonzept CIBH (Controlled Injection of Backside Holes) angewandt. Das Potential von CIBH-Dioden zur Verbesserung der Höhenstrahlfestigkeit und Stoßstromfestigkeit wird aufgezeigt. Schließlich wird das neue Anodenemitterkonzept IDEE (Inverse Injection Dependency of Emitter Efficiency) vorgestellt, welches in Kombination mit CIBH die Gesamteigenschaften von Dioden maßgeblich verbessert. Die aktuelle Version Dissertation_Roman_Baburske_2011_11_21.pdf ist um einige Tippfehler bereinigt. / This work concerns the reverse-recovery process of bipolar power diodes. The focus is the investigation of two undesirable phenomena. These are the sudden strong reverse-current decay and the destruction of the diode with a local melting of the chip in the active area. The plasma layer, which arises during the switching period, is considered. An analysis of the plasma-layer front dynamics allows an understanding of the influence of switching parameters on the plasma extraction and the different behavior of anode-side and cathode-side filaments. The results of the analysis are used to describe the operation of the modern diode concept CIBH (Controlled Injection of Backside Holes). The potential of CIBH diodes to improve cosmic-ray stability and surge-current ruggedness is investigated. Finally, a new anode-emitter concept called IDEE (Inverse Injection Dependency of Emitter Efficiency) is introduced, which improves in combination with CIBH the overall performance of a power diode.

Mit der stetigen Konsolidierung der Web Service Standards vollzieht sich in der Diskussion zu serviceorientierten Architekturen ein Wechsel weg von der Implementierung und dem Deployment von Services hin zum Service Management. Die Indikatoren: Anzahl der Standardisierungsanfragen und die Menge großer Forschungsprogramme in diesem Bereich sind evident für einen wachsenden Bedarf an Managementmethoden für die Abbildung von Geschäftsanforderungen auf Servicekompositionen. Die Verwendung von semiformalen Modellen sowie die verteilte Entwicklung von SOA Services machen eine an Konventionen orientierte konstruktive Einschränkung der Freiheitsgrade bei der Prozess- und Servicemodellierung notwendig. In dieser Arbeit wird eine generische Methode vorgestellt, welche durch die Einführung von „Beschreibungsrahmen“ (Description Kits) sowohl eine Einschränkung der Modellierungsfreiheit in Bezug auf natürlichsprachliche Aspekte in fachkonzeptuellen Modellen erlaubt, als auch eine restriktive Benutzung bestehender Modellierungssprachen ermöglicht. Als Anwendungsfall wird die Konfiguration serviceorientierter Architekturen diskutiert. - (Die Dissertation ist veröffentlicht im Logos Verlag Berlin GmbH, http://www.logos-verlag.de, ISBN: 978-3-8325-2402-9) / With Service-oriented Architectures (SOA) companies are facing a paradigm shift towards services as the key unit of their enterprise architectures. An exploitation of the potential of Service-oriented Architectures is up to the applicability of semi-formal business models for a transformation into service compositions. However, several conceptual shortcomings prevent semi-formal models from being a suitable resource of an automated transformation process. Problems result from a multitude of modeling aims, objects, and procedures. Enhancements in order to solve these problems require both systematic preparation, and a methodical approach. This thesis provides a modeling method for business process-oriented SOA design using a meta-model based approach. An integrated modeling environment gives an overview of business requirements and allows appropriate assignment of SOA services to the business functions at the same time. The research refers to the example of process-oriented analysis and optimization of administrative procedures in German universities.

Mit dem Wandel des Internets zu einer universellen Softwareplattform sind die Möglichkeiten und Fähigkeiten von Webanwendungen zwar rasant gestiegen. Gleichzeitig gestaltet sich ihre Entwicklung jedoch zunehmend aufwändig und komplex, was dem Wunsch nach immer kürzeren Entwicklungszyklen für möglichst situative, bedarfsgerechte Lösungen entgegensteht. Bestehende Ansätze aus Forschung und Technik, insbesondere im Umfeld der serviceorientierten Architekturen und Mashups, werden diesen Problemen bislang nicht ausreichend gerecht. Deshalb werden in dieser Dissertation neue Konzepte für die modellgetriebene Entwicklung und Bereitstellung von Webanwendungen vorgestellt. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, das Paradigma der Serviceorientierung auf die Präsentationsebene zu erweitern. So sollen erstmals – neben Daten- und Geschäftslogik – auch Teile der Anwendungsoberfläche in Form wiederverwendbarer Komponenten über Dienste bereitgestellt werden. Anwendungen sollen somit über alle Anwendungsebenen hinweg nach einheitlichen Prinzipien „komponiert“ werden können. Den ersten Schwerpunkt der Arbeit bilden die entsprechenden universellen Modellierungskonzepte für Komponenten und Kompositionen. Sie erlauben u. a. die plattformunabhängige Beschreibung von Anwendungen als Komposition der o. g. Komponenten. Durch die Abstraktion und entsprechende Autorenwerkzeuge wird die Entwicklung so auch für Domänenexperten bzw. Nicht-Programmierer möglich. Der zweite Schwerpunkt liegt auf dem kontextadaptiven Integrationsprozess von Komponenten und der zugehörigen, serviceorientierten Referenzarchitektur. Sie ermöglichen die dynamische Suche, Bindung und Konfiguration von Komponenten, d. h. auf Basis der o. g. Abstraktionen können genau die Anwendungskomponenten geladen und ausgeführt werden, die für den vorliegenden Nutzer-, Nutzungs- und Endgerätekontext am geeignetsten sind. Der dritte Schwerpunkt adressiert die Kontextadaptivität der kompositen Anwendungen in Form von Konzepten zur aspektorientierten Definition von adaptivem Verhalten im Modell und dessen Umsetzung zur Laufzeit. In Abhängigkeit von Kontextänderungen können so Rekonfigurationen von Komponenten, ihr Austausch oder Veränderungen an der Komposition, z.B. am Layout oder dem Datenfluss, automatisch durchgesetzt werden. Alle vorgestellten Konzepte wurden durch prototypische Implementierungen praktisch untermauert. Anhand diverser Anwendungsbeispiele konnten ihre Validität und Praktikabilität – von der Modellierung im Autorenwerkzeug bis zur Ausführung und dynamischen Anpassung – nachgewiesen werden. Die vorliegende Dissertation liefert folglich eine Antwort auf die Frage, wie zukünftige Web- bzw. Mashup-Anwendungen zeit- und kostengünstig entwickelt sowie zuverlässig und performant ausgeführt werden können. Die geschaffenen Konzepte bilden gleichermaßen die Grundlage für eine Vielzahl an Folgearbeiten.:Verzeichnisse vi Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii Verzeichnis der Codebeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x 1 Einleitung 1 1.1 Problemdefinition, Thesen und Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.1 Probleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.2 Thesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.3 Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Grundlagen, Szenarien und Herausforderungen 12 2.1 Grundlagen und Begriffsklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.1 Komposite und serviceorientierte Webanwendungen . . . . . . . 13 2.1.2 Mashups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.3 Modellgetriebene Software-Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.4 Kontext und kontextadaptive Webanwendungen . . . . . . . . . 18 2.2 Szenarien und Problemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.1 Dienstkomposition zur Reiseplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2 Interaktive Aktienverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3 Adaptive Touristeninformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3 Anforderungen und Kriterien der Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.1 Anforderungen an Komponenten- und Kompositionsmodell . . . 25 2.3.2 Anforderungen an die Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 27 3 Stand der Forschung und Technik 30 3.1 SOA und Dienstkomposition zur Interaktion mit Diensten . . . . . . . . . 31 3.1.1 Statische Dienstkomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.2 Dynamische Dienstauswahl und -Komposition . . . . . . . . . . . 33 3.1.3 Adaptionskonzepte für Dienstkompositionen . . . . . . . . . . . . 45 3.1.4 Interaktions- und UI-Konzepte für Dienstkompositionen . . . . . . 48 3.2 Web Engineering - Entwicklung interaktiver adaptiver Webanwendungen 50 3.2.1 Entwicklung von Hypertext- und Hypermedia-Anwendungen . . 51 3.2.2 Entwicklung von Mashup-Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Zusammenfassung und Diskussion der Defizite existierender Ansätze . . 67 3.3.1 Probleme und Defizite aus dem Bereich der Dienstkomposition . 67 3.3.2 Probleme und Defizite beim Web- und Mashup-Engineering . . . 69 4 Universelle Komposition adaptiver Webanwendungen 73 4.1 Grundkonzept und Rollenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.2 Modellgetriebene Entwicklung kompositer Mashups . . . . . . . . . . . 75 4.2.1 Universelles Komponentenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.2.2 Belangorientiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3 Dynamische Integration und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 78 4.3.1 Kontextsensitiver Integrationsprozess für Mashup-Komponenten . 79 4.3.2 Referenzarchitektur zur Komposition und Ausführung . . . . . . . 80 4.3.3 Unterstützung von adaptivem Laufzeitverhalten in Mashups . . . 81 5 Belangorientierte Modellierung adaptiver, kompositer Webanwendungen 83 5.1 Ein universelles Komponentenmodell für Mashup-Anwendungen . . . . 84 5.1.1 Grundlegende Eigenschaften und Prinzipien . . . . . . . . . . . . 84 5.1.2 Komponententypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.1.3 Beschreibung von Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5.1.4 Nutzung der Konzepte zur Komponentenentwicklung . . . . . . . 99 5.2 Ein belangorientiertes Metamodell für interaktive Mashup-Anwendungen 100 5.2.1 Conceptual Model – Modellierung der Anwendungskonzepte . . 102 5.2.2 Communication Model – Spezifikation von Daten- und Kontrollfluss 107 5.2.3 Layout Model – Visuelle Anordnung von UI-Komponenten . . . . 114 5.2.4 Screenflow Model – Definition von Navigation und Sichten . . . . 115 5.3 Modellierung von adaptivem Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.3.1 Adaptionstechniken für komposite Webanwendungen . . . . . . 117 5.3.2 Adaptivity Model – Modellierung von Laufzeitadaptivität . . . . . 119 5.4 Ablauf und Unterstützung bei der Modellierung . . . . . . . . . . . . . . 126 5.5 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6 Kontextsensitiver Integrationsprozess und Kompositionsinfrastruktur 132 6.1 Ein kontextsensitiver Integrationsprozess zur dynamischen Bindung von Mashup-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.1.1 Modellinterpretation oder -transformation . . . . . . . . . . . . . . 134 6.1.2 Suche und Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 6.1.3 Rangfolgebildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 6.1.4 Auswahl und Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.2 Kompositionsinfrastruktur und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 146 6.2.1 Verwaltung von Komponenten und Domänenwissen . . . . . . . 146 6.2.2 Aufbau der Laufzeitumgebung (MRE) . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.2.3 Dynamische Integration und Verwaltung von Komponenten . . . 151 6.2.4 Kommunikationsinfrastruktur und Mediation . . . . . . . . . . . . . 155 6.3 Unterstützung von Adaption zur Laufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 6.3.1 Kontexterfassung, -modellierung und -verwaltung . . . . . . . . . 163 6.3.2 Ablauf der dynamischen Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.3.3 Dynamischer Austausch von Komponenten . . . . . . . . . . . . 170 6.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7 Umsetzung und Validierung der Konzepte 178 7.1 Realisierung der Modellierungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 7.1.1 Komponentenbeschreibung in XML und OWL . . . . . . . . . . . 179 7.1.2 EMF-basiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 7.1.3 Modelltransformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.1.4 Modellierungswerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 7.2 Realisierung der Kompositions- und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . 185 7.2.1 Semantische Verwaltung und Discovery . . . . . . . . . . . . . . 185 7.2.2 Kompositions- bzw. Laufzeitumgebungen . . . . . . . . . . . . . . 192 7.2.3 Kontextverwaltung und Adaptionsmechanismen . . . . . . . . . 201 7.3 Validierung und Diskussion anhand der Beispielszenarien . . . . . . . . . 210 7.3.1 Reiseplanung mit TravelMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 7.3.2 Aktienverwaltung mit StockMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 7.3.3 Adaptive Touristeninformation mit TravelGuide . . . . . . . . . . . 216 7.3.4 Weitere Prototypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 7.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 8 Zusammenfassung, Diskussion und Ausblick 226 8.1 Zusammenfassung der Kapitel und ihrer Beiträge . . . . . . . . . . . . . 227 8.2 Diskussion und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.1 Wissenschaftliche Beiträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.2 Einschränkungen und Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 8.3 Laufende und zukünftige Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Anhänge 242 A.1 Komponentenbeschreibung in SMCDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 A.2 Komponentenmodell in Form der MCDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 A.3 Kompositionsmodell in EMF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Verzeichnis eigener Publikationen 246 Webreferenzen 249 Literaturverzeichnis 253

According to the service orientation design paradigm there are business (BS) and electronic services (ES). BS encapsulate business concerns. ES encapsulate computing systems, information systems and software applications. In environments with a high number of BS and ES the decision on which ES provides the most suitable support for a certain BS is not a trivial task. The objective of the thesis is to provide models, methods, and techniques for preselection of ES for a given BS. Preselection is about reducing the large amount of ES to a significant smaller amount under the consideration of a particular BS.

In the context of genome research, the method of gene expression analysis has been used for several years. Related microarray experiments are conducted all over the world, and consequently, a vast amount of microarray data sets are produced. Having access to this variety of repositories, researchers would like to incorporate this data in their analyses processes to increase the statistical significance of their results. Such analyses processes are typical examples of data-intensive processes. In general, data-intensive processes are characterized by (i) a sequence of functional operations processing large amount of data and (ii) the transportation and transformation of huge data sets between the functional operations. To support data-intensive processes, an efficient and scalable environment is required, since the performance is a key factor today. The service-oriented architecture (SOA) is beneficial in this area according to process orchestration and execution. However, the current realization of SOA with Web services and BPEL includes some drawbacks with regard to the performance of the data propagation between Web services. Therefore, we present in this paper our data-aware service-oriented approach to efficiently support such data-intensive processes.