A finite state model for on-line analytical processing in triadic contexts

About ten years ago, triadic contexts were presented by Lehmann and Wille as an extension of Formal Concept Analysis. However, they have rarely been used up to now, which may be due to the rather complex structure of the resulting diagrams. In this paper, we go one step back and discuss how traditional line diagrams of standard (dyadic) concept lattices can be used for exploring and navigating triadic data. Our approach is inspired by the slice & dice paradigm of On-Line-Analytical Processing (OLAP). We recall the basic ideas of OLAP, and show how they may be transferred to triadic contexts. For modeling the navigation patterns a user might follow, we use the formalisms of finite state machines. In order to present the benefits of our model, we show how it can be used for navigating the IT Baseline Protection Manual of the German Federal Office for Information Security.

Akzeptanz und Motivation beim selbstregulierten Lernen unter Einsatz von neuen Medien in der berufsbegleitenden Weiterbildung

Das Ziel der Dissertation war die Untersuchung des Computereinsatzes zur Lern- und Betreuungsunterstützung beim selbstgesteuerten Lernen in der Weiterbildung. In einem bisher konventionell durchgeführten Selbstlernkurs eines berufsbegleitenden Studiengangs, der an das Datenmanagement der Bürodatenverarbeitung heranführt, wurden die Kursunterlagen digitalisiert, die Betreuung auf eine online-basierte Lernbegleitung umgestellt und ein auf die neuen Lernmedien abgestimmtes Lernkonzept entwickelt. Dieses neue Lernkonzept wurde hinsichtlich der Motivation und der Akzeptanz von digitalen Lernmedien evaluiert. Die Evaluation bestand aus zwei Teilen: 1. eine formative, den Entwicklungsprozess begleitende Evaluation zur Optimierung der entwickelten Lernsoftware und des eingeführten Lernkonzeptes, 2. eine sowohl qualitative wie quantitative summative Evaluation der Entwicklungen. Ein zentraler Aspekt der Untersuchung war die freie Wahl der Lernmedien (multimediale Lernsoftware oder konventionelles Begleitbuch) und der Kommunikationsmedien (online-basierte Lernplattform oder die bisher genutzten Kommunikationskanäle: E-Mail, Telefon und Präsenztreffen). Diese Zweigleisigkeit erlaubte eine differenzierte Gegenüberstellung von konventionellen und innovativen Lernarrangements. Die Verbindung von qualitativen und quantitativen Vorgehensweisen, auf Grund derer die subjektiven Einstellungen der Probanden in das Zentrum der Betrachtung rückten, ließen einen Blickwinkel auf den Nutzen und die Wirkung der Neuen Medien in Lernprozessen zu, der es erlaubte einige in der Literatur als gängig angesehene Interpretationen in Frage zu stellen und neu zu diskutieren. So konnten durch eine Kategorisierung des Teilnehmerverhaltens nach online-typisch und nicht online-typisch die Ursache-Wirkungs-Beziehungen der in vielen Untersuchungen angeführten Störungen in Online-Seminaren verdeutlicht werden. In den untersuchten Kursen zeigte sich beispielsweise keine Abhängigkeit der Drop-out-Quote von den Lern- und Betreuungsformen und dass diese Quote mit dem neuen Lernkonzept nur geringfügig beeinflusst werden konnte. Die freie Wahl der Lernmedien führte zu einer gezielten Nutzung der multimedialen Lernsoftware, wodurch die Akzeptanz dieses Lernmedium stieg. Dagegen war die Akzeptanz der Lernenden gegenüber der Lernbegleitung mittels einer Online-Lernplattform von hoch bis sehr niedrig breit gestreut. Unabhängig davon reichte in allen Kursdurchgängen die Online-Betreuung nicht aus, so dass Präsenztreffen erbeten wurde. Hinsichtlich der Motivation war die Wirkung der digitalen Medien niedriger als erwartet. Insgesamt bieten die Ergebnisse Empfehlungen für die Planung und Durchführung von computerunterstützten, online-begleiteten Kursen.

Fujaba Days 2011

Fujaba is an Open Source UML CASE tool project started at the software engineering group of Paderborn University in 1997. In 2002 Fujaba has been redesigned and became the Fujaba Tool Suite with a plug-in architecture allowing developers to add functionality easily while retaining full control over their contributions. Multiple Application Domains Fujaba followed the model-driven development philosophy right from its beginning in 1997. At the early days, Fujaba had a special focus on code generation from UML diagrams resulting in a visual programming language with a special emphasis on object structure manipulating rules. Today, at least six rather independent tool versions are under development in Paderborn, Kassel, and Darmstadt for supporting (1) reengineering, (2) embedded real-time systems, (3) education, (4) specification of distributed control systems, (5) integration with the ECLIPSE platform, and (6) MOF-based integration of system (re-) engineering tools. International Community According to our knowledge, quite a number of research groups have also chosen Fujaba as a platform for UML and MDA related research activities. In addition, quite a number of Fujaba users send requests for more functionality and extensions. Therefore, the 8th International Fujaba Days aimed at bringing together Fujaba develop- ers and Fujaba users from all over the world to present their ideas and projects and to discuss them with each other and with the Fujaba core development team.

Adaptive Real-time Anomaly-based Intrusion Detection using Data Mining and Machine Learning Techniques

Die zunehmende Vernetzung der Informations- und Kommunikationssysteme führt zu einer weiteren Erhöhung der Komplexität und damit auch zu einer weiteren Zunahme von Sicherheitslücken. Klassische Schutzmechanismen wie Firewall-Systeme und Anti-Malware-Lösungen bieten schon lange keinen Schutz mehr vor Eindringversuchen in IT-Infrastrukturen. Als ein sehr wirkungsvolles Instrument zum Schutz gegenüber Cyber-Attacken haben sich hierbei die Intrusion Detection Systeme (IDS) etabliert. Solche Systeme sammeln und analysieren Informationen von Netzwerkkomponenten und Rechnern, um ungewöhnliches Verhalten und Sicherheitsverletzungen automatisiert festzustellen. Während signatur-basierte Ansätze nur bereits bekannte Angriffsmuster detektieren können, sind anomalie-basierte IDS auch in der Lage, neue bisher unbekannte Angriffe (Zero-Day-Attacks) frühzeitig zu erkennen. Das Kernproblem von Intrusion Detection Systeme besteht jedoch in der optimalen Verarbeitung der gewaltigen Netzdaten und der Entwicklung eines in Echtzeit arbeitenden adaptiven Erkennungsmodells. Um diese Herausforderungen lösen zu können, stellt diese Dissertation ein Framework bereit, das aus zwei Hauptteilen besteht. Der erste Teil, OptiFilter genannt, verwendet ein dynamisches "Queuing Concept", um die zahlreich anfallenden Netzdaten weiter zu verarbeiten, baut fortlaufend Netzverbindungen auf, und exportiert strukturierte Input-Daten für das IDS. Den zweiten Teil stellt ein adaptiver Klassifikator dar, der ein Klassifikator-Modell basierend auf "Enhanced Growing Hierarchical Self Organizing Map" (EGHSOM), ein Modell für Netzwerk Normalzustand (NNB) und ein "Update Model" umfasst. In dem OptiFilter werden Tcpdump und SNMP traps benutzt, um die Netzwerkpakete und Hostereignisse fortlaufend zu aggregieren. Diese aggregierten Netzwerkpackete und Hostereignisse werden weiter analysiert und in Verbindungsvektoren umgewandelt. Zur Verbesserung der Erkennungsrate des adaptiven Klassifikators wird das künstliche neuronale Netz GHSOM intensiv untersucht und wesentlich weiterentwickelt. In dieser Dissertation werden unterschiedliche Ansätze vorgeschlagen und diskutiert. So wird eine classification-confidence margin threshold definiert, um die unbekannten bösartigen Verbindungen aufzudecken, die Stabilität der Wachstumstopologie durch neuartige Ansätze für die Initialisierung der Gewichtvektoren und durch die Stärkung der Winner Neuronen erhöht, und ein selbst-adaptives Verfahren eingeführt, um das Modell ständig aktualisieren zu können. Darüber hinaus besteht die Hauptaufgabe des NNB-Modells in der weiteren Untersuchung der erkannten unbekannten Verbindungen von der EGHSOM und der Überprüfung, ob sie normal sind. Jedoch, ändern sich die Netzverkehrsdaten wegen des Concept drif Phänomens ständig, was in Echtzeit zur Erzeugung nicht stationärer Netzdaten führt. Dieses Phänomen wird von dem Update-Modell besser kontrolliert. Das EGHSOM-Modell kann die neuen Anomalien effektiv erkennen und das NNB-Model passt die Änderungen in Netzdaten optimal an. Bei den experimentellen Untersuchungen hat das Framework erfolgversprechende Ergebnisse gezeigt. Im ersten Experiment wurde das Framework in Offline-Betriebsmodus evaluiert. Der OptiFilter wurde mit offline-, synthetischen- und realistischen Daten ausgewertet. Der adaptive Klassifikator wurde mit dem 10-Fold Cross Validation Verfahren evaluiert, um dessen Genauigkeit abzuschätzen. Im zweiten Experiment wurde das Framework auf einer 1 bis 10 GB Netzwerkstrecke installiert und im Online-Betriebsmodus in Echtzeit ausgewertet. Der OptiFilter hat erfolgreich die gewaltige Menge von Netzdaten in die strukturierten Verbindungsvektoren umgewandelt und der adaptive Klassifikator hat sie präzise klassifiziert. Die Vergleichsstudie zwischen dem entwickelten Framework und anderen bekannten IDS-Ansätzen zeigt, dass der vorgeschlagene IDSFramework alle anderen Ansätze übertrifft. Dies lässt sich auf folgende Kernpunkte zurückführen: Bearbeitung der gesammelten Netzdaten, Erreichung der besten Performanz (wie die Gesamtgenauigkeit), Detektieren unbekannter Verbindungen und Entwicklung des in Echtzeit arbeitenden Erkennungsmodells von Eindringversuchen.

Los sistemas nacionales de cultura en latinoamérica, sus precarios procesos informáticos y su necesidad de correlación con la investigación educativa.

En esta ponencia se hace una revisión sobre los contenidos de los Sistemas Nacionales de Información Cultural en Latinoamérica, el contexto histórico de donde provienen, la aplicabilidad y funciones actuales. Se presentan los ejemplos más relevantes y sus carencias. Se plantea entonces la necesidad de su crítica y puesta en marcha de la preparación de profesionales en esta labor y la necesidad de una epistemología de la informática cultural que permita aplicar una correlación a futuro con los procesos educativos y de investigación académica que deberían sustentar los documentos y buena parte de la información que se difunde en las redes informáticas.

Correlación de las condiciones de iluminación, ángulo visual, agudeza visual y contraste con y síntomas visuales en trabajadores de un call center en Bogotá, Colombia

Objetivo: Establecer la correlación entre condiciones de iluminación, ángulo visual, discriminación de contrastes y agudeza visual en la aparición de síntomas visuales en operarios de computador. Materiales y métodos: Estudio de corte transversal y correlación en muestra de 136 trabajadores administrativos de un “call center” perteneciente a una entidad de salud en la ciudad de Bogotá, utilizando un cuestionario con el que se evaluaron las variables sociodemográficas y ocupacionales; aplicando la escala de síntomas visión – computador (CVSS17), realizando evaluación médica y midiendo iluminación y distancia operario pantalla de computador y con los datos recolectados se realizó un análisis estadístico bivariado y se estableció la correlación entre las condiciones de iluminación, ángulo visual, discriminación de contrataste y agudeza visual; frente a la aparición de síntomas visuales asociados con el uso del computador. El análisis se llevó a cabo con medidas de tendencia central y dispersión y con el coeficiente de correlación paramétrico de Pearson o no-paramétrico de Spearman, previamente se evaluó la normalidad con la prueba de Shapiro-Wilk. Las pruebas estadísticas se evaluarán a un nivel de significancia del 5% (p<0.05). Resultados: El promedio de edad de los participantes en el estudio fue de 36,3 años con un rango entre los 22 y 57 años y en donde el género predominante fue el femenino con el 79,4%. Se encontraron síntomas visuales asociados al uso de pantalla de computador del 59,6%, siendo los más frecuentes la epifora (70,6%), fotofobia (67,6%) y ardor ocular (54,4%). Se reportó una correlación inversa significativa entre niveles de iluminación y manifestación de fotofobia (p=0.02; r= 0,262). Por otra parte no se encontró correlación significativa entre los síntomas referidos con ángulo de visión y agudeza visual y discriminación de contrastes. Conclusión: Las condiciones laborales de iluminación del grupo de estudio están relacionadas con la manifestación de fotofobia, Se encontró asociación entre síntomas visuales y variables sociodemográficas, específicamente con el género, fotofobia a pantalla, fatiga visual y fotofobia

The effectiveness of assessment learning objects produced using pair programming

Pair Programming is a technique from the software development method eXtreme Programming (XP) whereby two programmers work closely together to develop a piece of software. A similar approach has been used to develop a set of Assessment Learning Objects (ALO). Three members of academic staff have developed a set of ALOs for a total of three different modules (two with overlapping content). In each case a pair programming approach was taken to the development of the ALO. In addition to demonstrating the efficiency of this approach in terms of staff time spent developing the ALOs, a statistical analysis of the outcomes for students who made use of the ALOs is used to demonstrate the effectiveness of the ALOs produced via this method.

An observing system simulation experiment for climate monitoring with GNSS radio occulation data: setup and testbed study

The long-term stability, high accuracy, all-weather capability, high vertical resolution, and global coverage of Global Navigation Satellite System (GNSS) radio occultation (RO) suggests it as a promising tool for global monitoring of atmospheric temperature change. With the aim to investigate and quantify how well a GNSS RO observing system is able to detect climate trends, we are currently performing an (climate) observing system simulation experiment over the 25-year period 2001 to 2025, which involves quasi-realistic modeling of the neutral atmosphere and the ionosphere. We carried out two climate simulations with the general circulation model MAECHAM5 (Middle Atmosphere European Centre/Hamburg Model Version 5) of the MPI-M Hamburg, covering the period 2001–2025: One control run with natural variability only and one run also including anthropogenic forcings due to greenhouse gases, sulfate aerosols, and tropospheric ozone. On the basis of this, we perform quasi-realistic simulations of RO observables for a small GNSS receiver constellation (six satellites), state-of-the-art data processing for atmospheric profiles retrieval, and a statistical analysis of temperature trends in both the “observed” climatology and the “true” climatology. Here we describe the setup of the experiment and results from a test bed study conducted to obtain a basic set of realistic estimates of observational errors (instrument- and retrieval processing-related errors) and sampling errors (due to spatial-temporal undersampling). The test bed results, obtained for a typical summer season and compared to the climatic 2001–2025 trends from the MAECHAM5 simulation including anthropogenic forcing, were found encouraging for performing the full 25-year experiment. They indicated that observational and sampling errors (both contributing about 0.2 K) are consistent with recent estimates of these errors from real RO data and that they should be sufficiently small for monitoring expected temperature trends in the global atmosphere over the next 10 to 20 years in most regions of the upper troposphere and lower stratosphere (UTLS). Inspection of the MAECHAM5 trends in different RO-accessible atmospheric parameters (microwave refractivity and pressure/geopotential height in addition to temperature) indicates complementary climate change sensitivity in different regions of the UTLS so that optimized climate monitoring shall combine information from all climatic key variables retrievable from GNSS RO data.

The use of computer-based learning tools for teaching and clinical purposes: Interactive computing strategy for Iraq

Medical universities and teaching hospitals in Iraq are facing a lack of professional staff due to the ongoing violence that forces them to flee the country. The professionals are now distributed outside the country which reduces the chances for the staff and students to be physically in one place to continue the teaching and limits the efficiency of the consultations in hospitals. A survey was done among students and professional staff in Iraq to find the problems in the learning and clinical systems and how Information and Communication Technology could improve it. The survey has shown that 86% of the participants use the Internet as a learning resource and 25% for clinical purposes while less than 11% of them uses it for collaboration between different institutions. A web-based collaborative tool is proposed to improve the teaching and clinical system. The tool helps the users to collaborate remotely to increase the quality of the learning system as well as it can be used for remote medical consultation in hospitals.

Facebook & BlackBoard: comparative view of learning environments

For several years, online educational tools such as Blackboard have been used by Universities to foster collaborative learning in an online setting. Such tools tend to be implemented in a top-down fashion, with the institution providing the tool to the students and instructing them to use it. Recently, however, a more informal, bottom up approach is increasingly being employed by the students themselves in the form of social networks such as Facebook. With over 9,000 registered Facebook users at the beginning of this study, rising to over 12,000 at the University of Reading alone, Facebook is becoming the de facto social network of choice for higher education students in the UK, and there was increasing anecdotal evidence that students were actively learning via Facebook rather than through BlackBoard. To test the validity of these anecdotes, a questionnaire was sent to students, asking them about their learning experiences via BlackBoard and Facebook. The results show that students are making use of the tools available to them even when there is no formal academic content, and that increased use of a social networking tool is correlated with a reported increase in learning as a result of that use.

GODIVA2: interactive visualization of environmental data on the Web

GODIVA2 is a dynamic website that provides visual access to several terabytes of physically distributed, four-dimensional environmental data. It allows users to explore large datasets interactively without the need to install new software or download and understand complex data. Through the use of open international standards, GODIVA2 maintains a high level of interoperability with third-party systems, allowing diverse datasets to be mutually compared. Scientists can use the system to search for features in large datasets and to diagnose the output from numerical simulations and data processing algorithms. Data providers around Europe have adopted GODIVA2 as an INSPIRE-compliant dynamic quick-view system for providing visual access to their data.

The world at one's fingertips: interactive interpretation of environmental data

This chapter introduces the latest practices and technologies in the interactive interpretation of environmental data. With environmental data becoming ever larger, more diverse and more complex, there is a need for a new generation of tools that provides new capabilities over and above those of the standard workhorses of science. These new tools aid the scientist in discovering interesting new features (and also problems) in large datasets by allowing the data to be explored interactively using simple, intuitive graphical tools. In this way, new discoveries are made that are commonly missed by automated batch data processing. This chapter discusses the characteristics of environmental science data, common current practice in data analysis and the supporting tools and infrastructure. New approaches are introduced and illustrated from the points of view of both the end user and the underlying technology. We conclude by speculating as to future developments in the field and what must be achieved to fulfil this vision.

Enhancing fieldwork learning with technology: practitioner's perspectives

This research paper reports the findings from an international survey of fieldwork practitioners on their use of technology to enhance fieldwork teaching and learning. It was found that there was high information technology usage before and after time in the field, but some were also using portable devices such as smartphones and global positioning system whilst out in the field. The main pedagogic reasons cited for the use of technology were the need for efficient data processing and to develop students' technological skills. The influencing factors and barriers to the use of technology as well as the importance of emerging technologies are discussed.

Case study on the maintenance of a construction monitoring using USN-based data acquisition

In recent years, there has been an increasing interest in the adoption of emerging ubiquitous sensor network (USN) technologies for instrumentation within a variety of sustainability systems. USN is emerging as a sensing paradigm that is being newly considered by the sustainability management field as an alternative to traditional tethered monitoring systems. Researchers have been discovering that USN is an exciting technology that should not be viewed simply as a substitute for traditional tethered monitoring systems. In this study, we investigate how a movement monitoring measurement system of a complex building is developed as a research environment for USN and related decision-supportive technologies. To address the apparent danger of building movement, agent-mediated communication concepts have been designed to autonomously manage large volumes of exchanged information. In this study, we additionally detail the design of the proposed system, including its principles, data processing algorithms, system architecture, and user interface specifics. Results of the test and case study demonstrate the effectiveness of the USN-based data acquisition system for real-time monitoring of movement operations.