Context as a Service

In the vision of Mark Weiser on ubiquitous computing, computers are disappearing from the focus of the users and are seamlessly interacting with other computers and users in order to provide information and services. This shift of computers away from direct computer interaction requires another way of applications to interact without bothering the user. Context is the information which can be used to characterize the situation of persons, locations, or other objects relevant for the applications. Context-aware applications are capable of monitoring and exploiting knowledge about external operating conditions. These applications can adapt their behaviour based on the retrieved information and thus to replace (at least a certain amount) the missing user interactions. Context awareness can be assumed to be an important ingredient for applications in ubiquitous computing environments. However, context management in ubiquitous computing environments must reflect the specific characteristics of these environments, for example distribution, mobility, resource-constrained devices, and heterogeneity of context sources. Modern mobile devices are equipped with fast processors, sufficient memory, and with several sensors, like Global Positioning System (GPS) sensor, light sensor, or accelerometer. Since many applications in ubiquitous computing environments can exploit context information for enhancing their service to the user, these devices are highly useful for context-aware applications in ubiquitous computing environments. Additionally, context reasoners and external context providers can be incorporated. It is possible that several context sensors, reasoners and context providers offer the same type of information. However, the information providers can differ in quality levels (e.g. accuracy), representations (e.g. position represented in coordinates and as an address) of the offered information, and costs (like battery consumption) for providing the information. In order to simplify the development of context-aware applications, the developers should be able to transparently access context information without bothering with underlying context accessing techniques and distribution aspects. They should rather be able to express which kind of information they require, which quality criteria this information should fulfil, and how much the provision of this information should cost (not only monetary cost but also energy or performance usage). For this purpose, application developers as well as developers of context providers need a common language and vocabulary to specify which information they require respectively they provide. These descriptions respectively criteria have to be matched. For a matching of these descriptions, it is likely that a transformation of the provided information is needed to fulfil the criteria of the context-aware application. As it is possible that more than one provider fulfils the criteria, a selection process is required. In this process the system has to trade off the provided quality of context and required costs of the context provider against the quality of context requested by the context consumer. This selection allows to turn on context sources only if required. Explicitly selecting context services and thereby dynamically activating and deactivating the local context provider has the advantage that also the resource consumption is reduced as especially unused context sensors are deactivated. One promising solution is a middleware providing appropriate support in consideration of the principles of service-oriented computing like loose coupling, abstraction, reusability, or discoverability of context providers. This allows us to abstract context sensors, context reasoners and also external context providers as context services. In this thesis we present our solution consisting of a context model and ontology, a context offer and query language, a comprehensive matching and mediation process and a selection service. Especially the matching and mediation process and the selection service differ from the existing works. The matching and mediation process allows an autonomous establishment of mediation processes in order to transfer information from an offered representation into a requested representation. In difference to other approaches, the selection service selects not only a service for a service request, it rather selects a set of services in order to fulfil all requests which also facilitates the sharing of services. The approach is extensively reviewed regarding the different requirements and a set of demonstrators shows its usability in real-world scenarios.

Zur denkmalpolitischen Praxis der Gegenwart - institutionelle Handlungsspielr��ume und diskursive Prozesse

Die Arbeit behandelt im Rahmen eines induktiven Ansatzes die Problematik aktueller kommunalpolitischer Zielkonflikte im Umgang mit Baudenkmalen in Deutschland. Dabei wird das Politikfeld Denkmalschutz in seiner kulturell-politischen Mehrdimensionalit��t unter der Ausgangsfrage untersucht, wie Entscheidungsprozesse verlaufen, bei denen entwicklungsbezogene Interessen und Belange des Denkmalschutzes eine besondere Rolle spielen. Vier Beispielf��lle bilden den empirischen Kern der Untersuchung: Ein ortsbildpr��gendes und architektonisch qualit��tsvolles Industriedenkmal wandelt sich mittels staatlicher F��rderung zu einer Brachfl��che; der Umgebungsschutz eines Gartendenkmals von Weltrang muss den Bed��rfnissen des kommerzialisierten Fu��ballsports den Vortritt lassen; ein historisches Lichtspieltheater wird trotz Massenprotesten von B��rgern zu einem Buchladen umgebaut; eine freistehende Gr��nderzeitvilla wird unter der Ma��gabe maximaler Verkaufsfl��chengr����e durch ein Einkaufszentrum eingehaust. Aufbauend auf einer Analyse der jeweiligen Entscheidungsprozesse werden die Spezifika politischer Auseinandersetzungen um Denkmale fall��bergreifend herausgearbeitet. Das Untersuchungsprinzip entspricht einem explorativen Verfahren, wobei der argumentative Austausch als empirischer Schl��ssel zu sprachlich materialisierten Deutungsangeboten von Akteuren einen Schwerpunkt der Untersuchung bildet. In der Gegen��berstellung diskursiver Prozesse wird untersucht, wie Deutungsangebote im politischen Prozess entstehen, sich ver��ndern und diskursiv vermittelt werden. Im Mittelpunkt steht der Einblick in das Zusammenspiel empirisch bestimmter Einflussgr����en. Dabei kristallisieren sich mehrere Thesen heraus, die das kulturelle Verst��ndnis, die Rolle des institutionellen Kontextes und die politische Aushandlung als Prozess betreffen. Es wird aufgezeigt, weshalb die Kluft zwischen dem elit��ren Erhaltungsinteresse der Fachwelt und dem Denkmalverst��ndnis des ���Durchschnittsb��rgers" als notwendige Triebfeder der denkmalpflegerischen Vermittlungsarbeit und f��r eine kreative Auseinandersetzung mit dem Denkmal ebenso wie der hoheitliche Denkmalschutz unverzichtbar bleibt.

Non-University Higher Education and the Relationship of Its Graduates and the World of Work: Colombia

The non-university sector has been part of the Colombian higher education system for more than 50-years. Despite its long years of existence, it has never occupied such an important role within the education system as the one it is having today. Therefore, the aim of this work is to analyze the development of the non-university sector in the framework of the country���s social, educational and economic demands. Likewise, its actual situation and certain aspects of the relationship between its graduates and the world of work, i.e., graduates��� employment characteristics, the relationship of higher education studies and their work, as well as their early career success, are examined. In order to generate the required information, a graduate survey was carried out in Atl��ntico (Colombia). The target population was graduates from higher education institutions registered in Atl��ntico who were awarded a technical, technological or professional degree in 2008 from any of the following knowledge areas: Fine Arts, Health Science, Economy-Administration-Accountancy and similar, and Engineering-Architecture-Urban planning and similar. Besides, interviews with academic and administrative staff from non-university institutions were carried out, and higher education related documents were analyzed. As a whole, the findings suggest that the non-university sector is expanding and may help to achieve some of the goals, for which it is widely promoted i.e., access expansion for under-represented groups, enhancement of the higher education system, and the provision of programs pertinent to the needs of the market. Nevertheless, some aspects require further consideration, e.g., the sector���s consolidation within the system and its quality. As for the relationship between non-university higher education and the world of work, it was found to be close; particularly in those aspects related to the use of knowledge and skills in the work, and the relationship between graduates��� studies and their work. Additionally, the analysis of the graduates��� in their early career stages exposes the significant role that the socioeconomic stratum plays in their working life, particularly in their wages. This indicates that apart from education, other factors like the graduates��� economic or social capital may have an impact on their future work perspectives

Wir sind wieder wer

WIR SIND WIEDER WER konnte es in den f��nfziger Jahren in Kassel hei��en. Kassel war aber nicht nur eine Metropole der f��nfziger Jahre, nein, sie ist auch heute noch eine Metropole der F��nfziger-Jahre-Architektur. Die wichtigen Impulse und Theorien f��r die deutsche Architektur der f��nfziger Jahre werden, neben den Erfahrungen durch Reisen der Architekten ins umliegende Ausland, vor allem durch die Architekturzeitschriften verbreitet, aber nat��rlich liegt es auch vielfach an den Baumaterialien, die vorhanden sind, wie gebaut wird. Der Stahlbetonskelettbau, verkleidet mit Naturstein oder verputzt, wird zun��chst die f��hrende Bauweise. Die dadurch entstehenden Raster oder Rahmen werden auch dort aufgegriffen, wo sie nicht zwingend entstehen, und sind somit ein typisches Merkmal der Repr��sentationsarchitektur der f��nfziger Jahre. Accessoires, gefordert durch die gesellschaftlichen Einfl��sse, werden im und am Bau in Form von Einrichtungsgegenst��nden, Treppen, transluzenten W��nden und Kunst-am-Bau bedient. Der bereits von dem niederl��ndischen Architekten Oud f��nfzehn Jahre zuvor gepr��gte Stilbegriff `poetischer Funktionalismus�� beschreibt nicht nur das Werk, sondern eben auch die Intention der Architekten der damaligen Zeit, den Aufbruch in eine helle, leichte und demokratische Zukunft sichtbar zu machen. Die s��kulare Repr��sentationsarchitektur ist in Kassel daher eindeutig ortstypisch und der bislang empfundene Pluralismus keine Unentschlossenheit, sondern eben die pr��gende Eigenart dieses Stils. Anhand von ��ber 70 detailliert beschriebenen Geb��uden werden die aufgestellten Thesen und Schlussfolgerungen dargelegt. 14 Architektenportraits, eine, die Repr��sentationsgeb��ude in Kassel im internationalen Vergleich darstellende Tabelle und 220, zum gro��en Teil selbstangefertigte Abbildungen runden neben einem gro��en ��bersichtsplan diese Arbeit ab.

Energieeffiziente Klimatisierung des Rechenzentrums der Universit��t Kassel

Der vorliegende Bericht stellt ein Konzept zur zuk��nftigen Klimatisierung des Rechenzentrums der Universit��t Kassel vor. Schwerpunkte sind eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz durch die Nutzung von freier K��hlung und von indirekter Verdungsstungsk��hlung sowie eine Steigerung der Betriebssicherheit mittels eines Eisspeichers als Redundanzsystem. Es folgt eine Bewertung des Energieeinsparpotenzials.

Eine SPARQL-Schnittstelle f��r OData-Services

Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP-Systeme) bilden f��r die meisten mittleren und gro��en Unternehmen einen essentiellen Bestandteil ihrer IT-Landschaft zur Verwaltung von Gesch��ftsdaten und Gesch��ftsprozessen. Gesch��ftsdaten werden in ERP-Systemen in Form von Gesch��ftsobjekten abgebildet. Ein Gesch��ftsobjekt kann mehrere Attribute enthalten und ��ber Assoziationen zu anderen Gesch��ftsobjekten einen Gesch��ftsobjektgraphen aufspannen. Existierende Schnittstellen erm��glichen die Abfrage von Gesch��ftsobjekten, insbesondere mit Hinblick auf deren Attribute. Die Abfrage mit Bezug auf ihre Position innerhalb des Gesch��ftsobjektgraphen ist jedoch ��ber diese Schnittstellen h��ufig nur sehr schwierig zu realisieren. Zur Vereinfachung solcher Anfragen k��nnen semantische Technologien, wie RDF und die graphbasierte Abfragesprache SPARQL, verwendet werden. SPARQL erm��glicht eine wesentlich kompaktere und intuitivere Formulierung von Anfragen gegen Gesch��ftsobjektgraphen, als es mittels der existierenden Schnittstellen m��glich ist. Die Motivation f��r diese Arbeit ist die Vereinfachung bestimmter Anfragen gegen das im Rahmen dieser Arbeit betrachtete SAP ERP-System unter Verwendung von SPARQL. Zur Speicherung von Gesch��ftsobjekten kommen in ERP-Systemen typischerweise relationale Datenbanken zum Einsatz. Die Bereitstellung von SPARQL-Endpunkten auf Basis von relationalen Datenbanken ist ein seit l��ngerem untersuchtes Gebiet. Es existieren verschiedene Ans��tze und Tools, welche die Anfrage mittels SPARQL erlauben. Aufgrund der Komplexit��t, der Gr����e und der ��nderungsh��ufigkeit des ERP-Datenbankschemas k��nnen solche Ans��tze, die direkt auf dem Datenbankschema aufsetzen, nicht verwendet werden. Ein praktikablerer Ansatz besteht darin, den SPARQL-Endpunkt auf Basis existierender Schnittstellen zu realisieren. Diese sind weniger komplex als das Datenbankschema, da sie die direkte Abfrage von Gesch��ftsobjekten erm��glichen. Dadurch wird die Definition des Mappings erheblich vereinfacht. Das ERP-System bietet mehrere Schnittstellen an, die sich hinsichtlich des Aufbaus, der Zielsetzung und der verwendeten Technologie unterscheiden. Unter anderem wird eine auf OData basierende Schnittstelle zur Verf��gung gestellt. OData ist ein REST-basiertes Protokoll zur Abfrage und Manipulation von Daten. Von den bereitgestellten Schnittstellen weist das OData-Interface gegen��ber den anderen Schnittstellen verschiedene Vorteile bei Realisierung eines SPARQL-Endpunktes auf. Es definiert eine Abfragesprache und einen Link-Adressierungsmechanismus, mit dem die zur Beantwortung einer Anfrage ben��tigten Service-Aufrufe und die zu ��bertragende Datenmenge erheblich reduziert werden k��nnen. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur Realisierung eines SPARQL-Endpunktes auf Basis von OData-Services. Dazu wird zun��chst eine Architektur vorgestellt, die als Grundlage f��r die Implementierung eines entsprechenden Systems dienen kann. Ausgehend von dieser Architektur, werden die durch den aktuellen Forschungsstand noch nicht abgedeckten Bereiche ermittelt. Nach bestem Wissen ist diese Arbeit die erste, welche die Abfrage von OData-Schnittstellen mittels SPARQL untersucht. Dabei wird als Teil dieser Arbeit ein neuartiges Konzept zur semantischen Beschreibung von OData-Services vorgestellt. Dieses erm��glicht die Definition von Abbildungen der von den Services bereitgestellten Daten auf RDF-Graphen. Aufbauend auf den Konzepten zur semantischen Beschreibung wird eine Evaluierungssemantik erarbeitet, welche die Aufl��sung von Ausdr��cken der SPARQL-Algebra gegen semantisch annotierte OData-Services definiert. Dabei werden die Daten aller OData-Services ermittelt, die zur vollst��ndigen Abarbeitung einer Anfrage ben��tigt werden. Zur Abfrage der relevanten Daten wurden Konzepte zur Erzeugung der entsprechenden OData-URIs entwickelt. Das vorgestellte Verfahren wurde prototypisch implementiert und anhand zweier Anwendungsf��lle f��r die im betrachteten Szenario ma��geblichen Servicemengen evaluiert. Mit den vorgestellten Konzepten besteht nicht nur die M��glichkeit, einen SPARQL-Endpunkt f��r ein ERP-System zu realisieren, vielmehr kann jede Datenquelle, die eine OData-Schnittstelle anbietet, mittels SPARQL angefragt werden. Dadurch werden gro��e Datenmengen, die bisher f��r die Verarbeitung mittels semantischer Technologien nicht zug��nglich waren, f��r die Integration mit dem Semantic Web verf��gbar gemacht. Insbesondere k��nnen auch Datenquellen, deren Integration miteinander bisher nicht oder nur schwierig m��glich war, ��ber Systeme zur f��derierten Abfrage miteinander integriert werden.

Energieberatungsbericht zum Hochschulgeb��ude B10, Darmstadt

Im Rahmen des vom Hessischen Ministerium der Finanzen gef��rderten Forschungsprojektes ���Bausteine f��r die CO2-Neutralit��t im Liegenschaftsbestand hessischer Hochschulen��� wird die neu entwickelte Teilenergiekennwertmethode, kurz TEK - an dem Universit��tsgeb��ude B10 der Fachhochschule Darmstadt (1962) in der Sch��fferstra��e 1, 64295 Darmstadt, angewandt. Das massive, unter Denkmal stehende Geb��ude wird als Institutsgeb��ude der Fachbereiche Architektur und Bauingenieurswesen genutzt und hat einen quadratischen Grundriss mit Innenhof im Sichtklinkermauerwerk. 2008 wurden die meisten Fenster, die beiden kleinen RLT-Anlagen sowie Teile der Beleuchtungsanlagen ausgetauscht. Die aus den Analysen gewonnenen Geb��ude- und Anlagendaten dienen als Datengrundlage f��r eine Querschnittsanalyse zum Nichtwohngeb��udebestand. Der folgende Kurzbericht umfasst: ��� Eine kurze Beschreibung des Projektes und des Geb��udes, ��� die Bewertung des Ist-Zustands des Geb��udes, ��� die Angabe von Modernisierungsma��nahmen unter Nennung der Energieeinsparung, der Grobkosten und der sich hieraus ergebenden Wirtschaftlichkeit, ��� einen Anhang mit ausf��hrlichen Informationen zur Geb��udeanalyse. Der Prim��renergiebedarf des Objektes wurde mit 398 kWh/(m��a) unter Ber��cksichtigung der vorhandenen Nutzung als ���mittel��� eingestuft. Es wird empfohlen den Heizenergiebedarf durch D��mmungsma��nahmen an der gesamten H��llfl��che (Fassade, Flachdach, Deckenplatte des 1. OG zum Durchgangsbereich) zu senken. Zus��tzlich kann eine Senkung des Stromverbrauchs durch den Einsatz von Pr��senzmeldern in Verkehrsbereichen geschaffen werden.

Leben im Mietshausprojekt

Zunehmend mehr Menschen w��nschen sich ein selbstbestimmtes Leben, neue Formen eines sozialen Miteinanders und mehr zwischenmenschliche Verbindlichkeit im Alltag. Die M��glichkeiten zur Mitsprache bei der Entwicklung und in der Organisation des allt��glichen Wohnens bleiben jedoch in der Regel nur einer kleinen Gruppe von BauherrInnen vorbehalten. Doch was ist mit jenen, die zwar gemeinschaftliche Lebensmodelle suchen, sich jedoch aufgrund ihrer Lebensplanung oder ihrer fnanziellen Situation nicht langfristig binden wollen oder k��nnen? Etwa siebzig Prozent der deutschen Haushalte mit geringem Einkommen wohnen zur Miete ��� viele von ihnen in anonymen Mietverh��ltnissen, in denen Wunsch und Wirklichkeit hinsichtlich einer guten und verl��sslichen Nachbarschaft weit auseinander liegen. In der vorliegenden Arbeit gehe ich der Frage nach, wie nachbarschaftliches Wohnen in klassischen Mietsh��usern organisiert werden kann. Welche Motivationen haben die BewohnerInnen? Wie kann unterst��tzend in die Entwicklung der Projekte eingegrifen werden? Wo liegen die nat��rlichen Grenzen des Konzeptes? Und wie kann verhindert werden, dass die Projekte nach einer euphorischen Phase des Neubaus oder der Sanierung entweder an inneren Widerspr��chen oder an ��u��eren Zw��ngen scheitern? Als Forschungsansatz w��hlte ich eine Einzelfallstudie. Das Untersuchungsobjekt ist ein Mietshaus mit siebenundzwanzig Wohneinheiten und zweiundvierzig BewohnerInnen im Berliner Stadtteil Wedding. Ich habe das Projekt und die beteiligten Akteure w��hrend der Projektentwicklung, der Sanierungs- und der Wohnphase ��ber einen Zeitraum von insgesamt zehn Jahren aktiv als Planer, Bewohner und Beobachter begleitet. Im Rahmen der Untersuchung wurden die unterschiedlichen Projektphasen, die Entwicklung des nachbarschaftlichen Miteinanders, sowie besondere Ereignisse in deren Verlauf beschrieben. Dabei wurden vor allem die eingesetzten Werkzeuge und Methoden, sowie wesentliche Faktoren, die zu der Entwicklung beigetragen haben, herausgestellt und analysiert. Anhand von Einzelinterviews, Gruppengespr��chen und teilnehmenden Beobachtungen wurden die W��nsche, Bed��rfnisse und ��ngste der BewohnerInnen, sowie deren Auswirkungen auf das allt��gliche Miteinander erfasst. Die Ergebnisse der Beobachtungen wurden interpretiert und abschlie��end in Empfehlungen zusammengefasst. Da sich das Projekt auch zehn Jahre nach der Gr��ndung st��ndig weiter entwickelt, kann und soll in dieser Arbeit nur der Prozess beschrieben und analysiert, jedoch kein Endergebnis der Projektentwicklung pr��sentiert werden. Die vorliegende Studie soll vielmehr dazu beitragen, das Mietshausprojekt als alternatives Wohn- und Lebensmodell weiterzuentwickeln und zu seiner weiteren Verbreitung beitragen.

Populationsgenetik und Phylogeographie des Arch��ophyten und Kulturreliktzeigers Vinca minor L. (Apocynaceae)

Das Kleine Immergr��n (Vinca minor L.) aus der Familie der Apocynaceae ist in der Krautschicht sommergr��ner W��lder S��deuropas heimisch, w��hrend es in weiten Teilen Mitteleuropas als wahrscheinlich von den R��mern eingef��hrter, altetablierter Arch��ophyt gilt. Noch heute ist die Art als Kulturreliktzeiger h��ufig in der Umgebung ehemaliger r��mischer Tempel und mittelalterlicher Burgruinen zu finden. Zudem wird V. minor in zahlreichen Gartenformen kultiviert. In Teilen Nordamerikas wird der Chamaephyt hingegen als eingef��hrte, invasive Art eingestuft, die die einheimische Flora und Fauna bedroht. Da V.��minor Stolonen bilden kann und in Mitteleuropa selten reife Samen beobachtet werden, wurde bislang vermutet, dass V. minor Best��nde in Mitteleuropa sich rein asexuell erhalten. Diese Hypothese wurde aber bisher nie mit molekularen Methoden ��berpr��ft. Auch zur Populationsgenetik der Art ist bisher nichts bekannt. Aus diesen Gegebenheiten resultieren folgende Fragen: Wie hoch ist die genetische Diversit��t von V. minor im submediterranen Ursprungsgebiet im Vergleich zu Mitteleuropa und Nordamerika und wie ist sie in den Gro��regionen jeweils strukturiert? Korreliert die anthropogen bedingte Einf��hrung mit einer genetischen Verarmung in Mitteleuropa? Gibt es in mitteleurop��ischen und nordamerikanischen Populationen Hinweise auf sexuelle Reproduktion, oder erfolgt eine rein vegetative Vermehrung? Gibt es genetische Hinweise f��r Auswilderungen aus G��rten? Lassen sich die historischen Ausbreitungswege der Art von S��d- nach Mitteleuropa, innerhalb Mitteleuropas sowie nach Nordamerika rekonstruieren? Mikrosatellitenmarker stellen f��r populationsgenetische Analysen heute die weitaus g��ngigste Technik dar. Als codominante, locusspezifische Marker erlauben sie die pr��zise Erfassung populationsgenetischer Parameter zur Quantifizierung der genetischen Diversit��t und Struktur, die Absch��tzung von Genfluss, und die Detektion von Klonen. Mikrosatelliten sind mit Hilfe neuer DNA-Sequenziertechniken (NGS) unproblematisch und kosteneffektiv isolierbar. Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit wurden daher zun��chst nukle��re und plastid��re Mikrosatellitenmarker ��ber NGS-454-Sequenzierung entwickelt. Etablierung von nukle��ren und plastid��ren Mikrosatellitenmarkern Zur Etablierung artspezifischer nukle��rer Mikrosatellitenmarker wurden zwei Verfahren angewendet. Zum einen wurde in einer ��ffentlich zug��nglichen, ��ber 454-Sequenzierung der cDNA von V. minor gewonnene und im 'sequence read archive' von NCBI hinterlegte Datenbank (Akzessionsnummer SRX039641) nach Mikrosatelliten gesucht. Zum anderen wurde die 454-Technologie eingesetzt, um in Kooperation mit Dr. Bruno Huettel vom Max-Planck-Institut f��r Pflanzenz��chtung in K��ln genomische Sequenzdaten anhand einer V.��minor-Akzession zu generieren und aus diesen Mikrosatelliten zu etablieren. Eine Assemblierung der 723.230 cDNA-Sequenzen mit insgesamt 387 Mbp erzielte eine Reduzierung auf 267.199 Unigenes (267 Mbp), die der genomischen Sequenzen eine Reduzierung von 43.565 (18 Mbp) auf 24.886 Sequenzen (13,7 Mbp). Die assemblierten Datens��tze enthielten 25.253 bzw. 1.371 Mikrosatellitenloci aus Mono- bis Hexa-Nukleotidmotiven. Die Effizienz der Assemblierung war somit v. a. bei den cDNA-Sequenzen gering. Da die Etablierung von Mikrosatellitenloci aber auch auf Basis redundanter Sequenzen m��glich ist, sofern ein manueller Abgleich der selektierten Sequenzen erfolgt, wurde auf eine weitere Optimierung der Assemblierung verzichtet. Aus den so identifizierten Loci wurden 60 (cDNA) bzw. 35 (genomische DNA) Di-, Tri- und Tetranukleotidmotive selektiert, flankierende Primer synthetisiert und in umfangreichen Pilotstudien getestet. Jeweils neun der Loci erwiesen sich als robuste, polymorphe Marker. Die sieben vielversprechendsten Marker wurden schlie��lich f��r die populationsgenetische Untersuchung ausgew��hlt. Auch die Etablierung plastid��rer Mikrosatellitenmarker erfolgte ��ber zwei Ans��tze. Zum einen wurde das Plastom von V. minor aus dem genomischen 454-Sequenzdatensatz rekonstruiert und auf das Vorhandensein von (A)n/(T)n-Wiederholungseinheiten hin untersucht. F��r 14 der 17 dabei detektierten Loci konnten Primer entworfen werden. In einer Pilotstudie erwiesen sich vier der Loci als funktionelle, polymorphe Marker. Zus��tzlich wurden die zehn universellen (ccmp) Primerpaare zur Amplifikation plastid��rer Mikrosatellitenloci aus Weising & Gardner (1999) getestet, von denen zwei als funktionelle, polymorphe Marker f��r die Hauptstudie geeignet waren. Populationsgenetische und phylogeographische Analyse Ein Probenset aus insgesamt 967 Pflanzenproben aus 70 Populationen aus Mitteleuropa inkl. der Alpen, den Regionen s��dlich und westlich der Alpen sowie aus Kanada und 18 Cultivaren wurde mittels der sieben neu etablierten, artspezifischen nukle��ren Mikrosatellitenmarker populationsgenetisch untersucht. Dabei erwiesen sich 21 der 31 untersuchten Populationen s��dlich und westlich der Alpen als genetisch hoch divers, die ��brigen 10 zeigten vor allem klonales Wachstum und wiesen jeweils ein bis drei Multilocus-Genotypen (MLGs) auf. In 30 der 36 mitteleurop��ischen Vorkommen (inkl. der Alpen) sowie den kanadischen Best��nden war jeweils nur ein einziger MLG pr��sent. Drei der Vorkommen zeigten mit einem Heterozygotendefizit einzelner Stichproben Hinweise auf Geitonogamie, an drei weiteren Vorkommen traten jeweils zwei sowohl hinsichtlich der Bl��tenfarbe und -architektur als auch des MLG unterschiedliche Linien auf. An einem dieser Vorkommen wurde ein Hybrid-Genotyp detektiert, bisher der einzige molekulare Hinweis auf sexuelle Reproduktion im engeren Sinn in Mitteleuropa. Die 967 Stichproben konnten insgesamt 310 individuellen Multilocus-Genotypen (MLGs) zugeordnet werden. Davon traten 233 MLGs nur in jeweils einer einzigen Probe auf, die 77 verbleibenden wurden in mehreren Akzessionen detektiert. Aus einer Simulation ging hervor, dass diese wiederholten MLGs auf rein asexuelle Reproduktion zur��ckzuf��hren sind. In Mitteleuropa waren lediglich 18 MLGs vertreten, von denen sieben an bis zu zehn, mehrere hundert Kilometer entfernten Fundorten auftraten. In Nordamerika geh��ren gar alle drei untersuchten Populationen dem gleichen Klon an. In Mitteleuropa traten in zwei F��llen somatische Mutationen zwischen zwei MLGs auf, sodass diese zu klonalen Linien (Multilocus-Linien; MLL) zusammengefasst werden konnten. Sieben der 18 Cultivare weisen einen zu diversen Freilandvorkommen identischen Genotypen auf. Die Ergebnisse reflektieren den durch die anthropogene Selektion bedingten genetischen Flaschenhalseffekt, in dessen Folge der Genpool von Vinca minor in Mitteleuropa gegen��ber der s��deurop��ischen Heimat der Art stark reduziert wurde. Sexuelle Reproduktion in Mitteleuropa zwischen zwei genetisch unterschiedlichen Individuen ist nur an wenigen Standorten ��berhaupt m��glich und da meist nur ein Klon am gleichen Fundort auftritt, sehr selten. Die Ausbreitung erfolgt zudem rein anthropogen und ��ber erhebliche Strecken, wie die identischen MLGs an unterschiedlichen, weit auseinander liegenden Fundorten belegen. S��dlich und westlich der Alpen hingegen ist sexuelle Reproduktion ��ber Samen h��ufig. Aus den kalkulierten Neighbour-Joining Phenogrammen, Neighbour-Nets und der Bayes'schen Analyse ergibt sich prinzipiell eine Abtrennung der in Norditalien und Slowenien gelegenen Vorkommen von den ��brigen Regionen, wohingegen mehrere mittelitalienische Populationen mit denen westlich der Alpen und den mitteleurop��ischen Vorkommen in einer engeren genetischen Beziehung stehen. Da die mittelitalienischen Vorkommen jedoch Anzeichen anthropogenen Ursprungs aufweisen (Monoklonalit��t, Lage an Wegr��ndern oder Burgen), lassen sich diese Populationen nur bedingt als potentielle Ursprungspopulationen ableiten. Die genetisch diversen norditalienischen und slowenischen Populationen sind trotz der Fragmentierung der norditalienischen Waldvegetation insgesamt nur moderat voneinander differenziert (FST=0,14, GST=0,17, RST=0,19). Die AMOVA ergab, dass ��ber 80 % der genetischen Variation auf Variation innerhalb der Populationen zur��ckzuf��hren ist. Dennoch ergab sich aus einem Mantel-Test eine zunehmende genetische Differenzierung mit zunehmender geographischer Distanz (r=0,59). Die phylogeographische Analyse wurde mit Hilfe von vier plastid��ren Mikrosatellitenmarkern aus der 454-Sequenzierung und zwei universellen plastid��ren ccmp-Mikrosatellitenloci durchgef��hrt. Untersucht wurden jeweils eine bis sechs Stichproben aus den o. g. 70 Populationen, die 18 Cultivare sowie zus��tzliche Einzelproben aus mehreren L��ndern, deren DNA aus Herbarbelegen isoliert wurde. Insgesamt wurden 297 Proben untersucht. Unter diesen wurden in der phylogeographischen Analyse sieben plastid��re Haplotypen detektiert. In der Region s��dlich der Alpen traten sechs Haplotypen auf (H1 bis H5, H7), in Mitteleuropa vier Haplotypen (H1 bis H3, H6), in Nordamerika, Gro��britannien, Schweden und Nordamerika trat hingegen nur ein einziger Haplotyp H1 auf. Die beiden h��ufigsten Haplotypen nahmen im berechneten Haplotypen-Netzwerk periphere Positionen ein und waren durch sieben Mutationschritte voneinander getrennt. S��dlich der Alpen ergab sich jedoch keine klare geographische Verteilung der Haplotypen. Auch die plastid��ren Daten indizieren somit eine geringere genetische Diversit��t in den Gebieten, wo V. minor eingef��hrt wurde. Der geographische Ursprung der mitteleurop��ischen Vorkommen in S��deuropa konnte nicht abschlie��end gekl��rt werden, jedoch l��sst das Vorkommen von zwei weit entfernten Haplotypen den Schluss zu, dass Vinca minor mindestens zweimal (und vermutlich mehrfach) unabh��ngig in Mitteleuropa eingef��hrt wurde.

Optimizing Robust Quantum Gates in Open Quantum Systems

We are currently at the cusp of a revolution in quantum technology that relies not just on the passive use of quantum effects, but on their active control. At the forefront of this revolution is the implementation of a quantum computer. Encoding information in quantum states as ���qubits��� allows to use entanglement and quantum superposition to perform calculations that are infeasible on classical computers. The fundamental challenge in the realization of quantum computers is to avoid decoherence ��� the loss of quantum properties ��� due to unwanted interaction with the environment. This thesis addresses the problem of implementing entangling two-qubit quantum gates that are robust with respect to both decoherence and classical noise. It covers three aspects: the use of efficient numerical tools for the simulation and optimal control of open and closed quantum systems, the role of advanced optimization functionals in facilitating robustness, and the application of these techniques to two of the leading implementations of quantum computation, trapped atoms and superconducting circuits. After a review of the theoretical and numerical foundations, the central part of the thesis starts with the idea of using ensemble optimization to achieve robustness with respect to both classical fluctuations in the system parameters, and decoherence. For the example of a controlled phasegate implemented with trapped Rydberg atoms, this approach is demonstrated to yield a gate that is at least one order of magnitude more robust than the best known analytic scheme. Moreover this robustness is maintained even for gate durations significantly shorter than those obtained in the analytic scheme. Superconducting circuits are a particularly promising architecture for the implementation of a quantum computer. Their flexibility is demonstrated by performing optimizations for both diagonal and non-diagonal quantum gates. In order to achieve robustness with respect to decoherence, it is essential to implement quantum gates in the shortest possible amount of time. This may be facilitated by using an optimization functional that targets an arbitrary perfect entangler, based on a geometric theory of two-qubit gates. For the example of superconducting qubits, it is shown that this approach leads to significantly shorter gate durations, higher fidelities, and faster convergence than the optimization towards specific two-qubit gates. Performing optimization in Liouville space in order to properly take into account decoherence poses significant numerical challenges, as the dimension scales quadratically compared to Hilbert space. However, it can be shown that for a unitary target, the optimization only requires propagation of at most three states, instead of a full basis of Liouville space. Both for the example of trapped Rydberg atoms, and for superconducting qubits, the successful optimization of quantum gates is demonstrated, at a significantly reduced numerical cost than was previously thought possible. Together, the results of this thesis point towards a comprehensive framework for the optimization of robust quantum gates, paving the way for the future realization of quantum computers.

Schlussbericht zum Projekt simject ��� Simulationsgest��tztes logistikintegriertes Projektmanagement im Anlagenbau

Der kundenindividuelle Anlagenbau (z. B. im Bereich Energie-, Kraftwerk- und Umwelttechnik) ist durch ein klassisches Projektgesch��ft gepr��gt und erfordert ein individuelles Projektmanagement in Abh��ngigkeit von dem zu liefernden Produkt und den jeweiligen kunden- und projektindividuellen Rahmenbedingungen. So steht das Projektmanagement hier vor der Herausforderung, dass Anlagen in Form einer Baustellenfertigung als Unikate realisiert werden m��ssen, wobei die einzelnen Module h��ufig an unterschiedlichen Standorten gefertigt und dann unter Beachtung systemtechnischer, konstruktiver, lokaler, logistischer, energetischer, wetterbedingter, zeitlicher und finanzieller Randbedingungen beim Kunden montiert werden m��ssen. Zudem werden Projekterfahrungen selten ��ber Projekte hinaus weitergereicht, d. h. es erfolgt nur bedingt eine Zusammenf��hrung des Erfahrungswissens, das w��hrend der Projektrealisierung anw��chst. Zur Risikovermeidung im Projektverlauf und zur Erreichung einer termingerechten Inbetriebnahme sind daher in Erweiterung zu den heutigen Projektmanagementwerkzeugen erg��nzende Methoden zur Absch��tzung von Projektunsicherheiten und zur Bewertung von Projektpl��nen, aber auch zur nachhaltige Nutzung von Projektwissen notwendig. Zur Verbesserung des logistikintegrierten Projektmanagements im kundenindividuellen Anlagenbau wurde daher eine Methodik zur projekt- und produktspezifischen Unterst��tzung des Projektmanagements entwickelt und anhand eines Demonstrators umgesetzt. Statt den Unsicherheiten im Projektverlauf mit zus��tzlichen Pufferzeiten zu begegnen, bewertet jetzt eine mit Optimierungs-, Analyse- und Visualisierungsverfahren kombinierte Ablaufsimulation zuf��llige Einfl��sse in den Pl��nen. Hierdurch wird eine Verbesserung des Risikomanagements in den Projekten erreicht, indem bestehende Unsicherheiten in den Planungsprozessen simuliert und reduziert werden. Um einen transparenten Projektmanagementprozess zu erhalten und auch Erfahrungswissen aus vorangegangenen Projekten einzubinden, lassen sich Referenzprojektpl��ne unter Ber��cksichtigung von Restriktionen nutzen, die durch das zu erstellende Produkt, die zu verwendenden Technologien, die zugrundeliegenden Prozesse oder die notwendigen logistischen Ressourcen bedingt sind. Die IT-Architektur der Plattform ist werkzeugneutral, so dass das entwickelte Konzept auf Branchen au��erhalb des Anlagenbaus ��bertragbar ist. Dies haben Vertreter verschiedener Industrieunternehmen des Anlagenbaus aus den Bereichen der Umwelt- und Energietechnik, des Schiffbaus, der Automobilindustrie sowie dem OWL Maschinenbau e.V. best��tigt.

Max Bill in Italia . Lo spazio logico dell'architettura

I Max Bill is an intense giornata of a big fresco. An analysis of the main social, artistic and cultural events throughout the twentieth century is needed in order to trace his career through his masterpieces and architectures. Some of the faces of this hypothetical mural painting are, among others, Le Corbusier, Walter Gropius, Ernesto Nathan Rogers, Kandinskij, Klee, Mondrian, Vatongerloo, Ignazio Silone, while the backcloth is given by artistic avant-gardes, Bauhaus, International Exhibitions, CIAM, war events, reconstruction, Milan Triennali, Venice Biennali, the School of Ulm. Architect, even though more known as painter, sculptor, designer and graphic artist, Max Bill attends the Bauhaus as a student in the years 1927-1929, and from this experience derives the main features of a rational, objective, constructive and non figurative art. His research is devoted to give his art a scientific methodology: each work proceeds from the analysis of a problem to the logical and always verifiable solution of the same problem. By means of composition elements (such as rhythm, seriality, theme and its variation, harmony and dissonance), he faces, with consistent results, themes apparently very distant from each other as the project for the H.f.G. or the design for a font. Mathematics are a constant reference frame as field of certainties, order, objectivity: ���for Bill mathematics are never confined to a simple function: they represent a climate of spiritual certainties, and also the theme of non attempted in its purest state, objectivity of the sign and of the geometrical place, and at the same time restlessness of the infinity: Limited and Unlimited ���. In almost sixty years of activity, experiencing all artistic fields, Max Bill works, projects, designs, holds conferences and exhibitions in Europe, Asia and Americas, confronting himself with the most influencing personalities of the twentieth century. In such a vast scenery, the need to limit the investigation field combined with the necessity to address and analyse the unpublished and original aspect of Bill���s relations with Italy. The original contribution of the present research regards this particular ���geographic delimitation���; in particular, beyond the deep cultural exchanges between Bill and a series of Milanese architects, most of all with Rogers, two main projects have been addressed: the realt�� nuova at Milan Triennale in 1947, and the Contemporary Art Museum in Florence in 1980. It is important to note that these projects have not been previously investigated, and the former never appears in the sources either. These works, together with the most well-known ones, such as the projects for the VI and IX Triennale, and the Swiss pavilion for the Biennale, add important details to the reference frame of the relations which took place between Zurich and Milan. Most of the occasions for exchanges took part in between the Thirties and the Fifties, years during which Bill underwent a significant period of artistic growth. He meets the Swiss progressive architects and the Paris artists from the Abstraction-Cr��ation movement, enters the CIAM, collaborates with Le Corbusier to the third volume of his Complete Works, and in Milan he works and gets confronted with the events related to post-war reconstruction. In these years Bill defines his own working methodology, attaining an artistic maturity in his work. The present research investigates the mentioned time period, despite some necessary exceptions. II The official Max Bill bibliography is naturally wide, including spreading works along with ones more devoted to analytical investigation, mainly written in German and often translated into French and English (Max Bill himself published his works in three languages). Few works have been published in Italian and, excluding the catalogue of the Parma exhibition from 1977, they cannot be considered comprehensive. Many publications are exhibition catalogues, some of which include essays written by Max Bill himself, some others bring Bill���s comments in a educational-pedagogical approach, to accompany the observer towards a full understanding of the composition processes of his art works. Bill also left a great amount of theoretical speculations to encourage a critical reading of his works in the form of books edited or written by him, and essays published in ���Werk���, magazine of the Swiss Werkbund, and other international reviews, among which Domus and Casabella. These three reviews have been important tools of analysis, since they include tracks of some of Max Bill���s architectural works. The architectural aspect is less investigated than the plastic and pictorial ones in all the main reference manuals on the subject: Benevolo, Tafuri and Dal Co, Frampton, Allenspach consider Max Bill as an artist proceeding in his work from Bauhaus in the Ulm experience . A first filing of his works was published in 2004 in the monographic issue of the Spanish magazine 2G, together with critical essays by Karin Gimmi, Stanislaus von Moos, Arthur R��egg and Hans Frei, and in ���Konkrete Architektur?���, again by Hans Frei. Moreover, the monographic essay on the Atelier Haus building by Arthur R��egg from 1997, and the DPA 17 issue of the Catalonia Polytechnic with contributions of Carlos Mart��, Bruno Reichlin and Ton Salvad��, the latter publication concentrating on a few Bill���s themes and architectures. An urge to studying and going in depth in Max Bill���s works was marked in 2008 by the centenary of his birth and by a recent rediscovery of Bill as initiator of the ���minimalist��� tradition in Swiss architecture. Bill���s heirs are both very active in promoting exhibitions, researching and publishing. Jakob Bill, Max Bill���s son and painter himself, recently published a work on Bill���s experience in Bauhaus, and earlier on he had published an in-depth study on ���Endless Ribbons��� sculptures. Angela Thomas Schmid, Bill���s wife and art historian, published in end 2008 the first volume of a biography on Max Bill and, together with the film maker Eric Schmid, produced a documentary film which was also presented at the last Locarno Film Festival. Both biography and documentary concentrate on Max Bill���s political involvement, from antifascism and 1968 protest movements to Bill experiences as Zurich Municipality councilman and member of the Swiss Confederation Parliament. In the present research, the bibliography includes also direct sources, such as interviews and original materials in the form of letters correspondence and graphic works together with related essays, kept in the max+binia+jakob bill stiftung archive in Zurich. III The results of the present research are organized into four main chapters, each of them subdivided into four parts. The first chapter concentrates on the research field, reasons, tools and methodologies employed, whereas the second one consists of a short biographical note organized by topics, introducing the subject of the research. The third chapter, which includes unpublished events, traces the historical and cultural frame with particular reference to the relations between Max Bill and the Italian scene, especially Milan and the architects Rogers and Baldessari around the Fifties, searching the themes and the keys for interpretation of Bill���s architectures and investigating the critical debate on the reviews and the plastic survey through sculpture. The fourth and last chapter examines four main architectures chosen on a geographical basis, all devoted to exhibition spaces, investigating Max Bill���s composition process related to the pictorial field. Paintings has surely been easier and faster to investigate and verify than the building field. A doctoral thesis discussed in Lausanne in 1977 investigating Max Bill���s plastic and pictorial works, provided a series of devices which were corrected and adapted for the definition of the interpretation grid for the composition structures of Bill���s main architectures. Four different tools are employed in the investigation of each work: a context analysis related to chapter three results; a specific theoretical essay by Max Bill briefly explaining his main theses, even though not directly linked to the very same work of art considered; the interpretation grid for the composition themes derived from a related pictorial work; the architecture drawing and digital three-dimensional model. The double analysis of the architectural and pictorial fields is functional to underlining the relation among the different elements of the composition process; the two fields, however, cannot be compared and they stay, in Max Bill���s works as in the present research, interdependent though self-sufficient. IV An important aspect of Max Bill production is self-referentiality: talking of Max Bill, also through Max Bill, as a need for coherence instead of a method limitation. Ernesto Nathan Rogers describes Bill as the last humanist, and his horizon is the known world but, as the ���Concrete Art��� of which he is one of the main representatives, his production justifies itself: Max Bill not only found a method, but he autonomously re-wrote the ���rules of the game���, derived timeless theoretical principles and verified them through a rich and interdisciplinary artistic production. The most recurrent words in the present research work are synthesis, unity, space and logic. These terms are part of Max Bill���s vocabulary and can be referred to his works. Similarly, graphic settings or analytical schemes in this research text referring to or commenting Bill���s architectural projects were drawn up keeping in mind the concise precision of his architectural design. As for Mies van der Rohe, it has been written that Max Bill took art to ���zero degree��� reaching in this way a high complexity. His works are a synthesis of art: they conceptually encompass all previous and ���considered their developments- most of contemporary pictures. Contents and message are generally explicitly declared in the title or in Bill���s essays on his artistic works and architectural projects: the beneficiary is invited to go through and re-build the process of synthesis generating the shape. In the course of the interview with the Milan artist Getulio Alviani, he tells how he would not write more than a page for an essay on Josef Albers: everything was already evident ���on the surface��� and any additional sentence would be redundant. Two years after that interview, these pages attempt to decompose and single out the elements and processes connected with some of Max Bill���s works which, for their own origin, already contain all possible explanations and interpretations. The formal reduction in favour of contents maximization is, perhaps, Max Bill���s main lesson.