Efficient data mining based on formal concept analysis

Formal Concept Analysis is an unsupervised learning technique for conceptual clustering. We introduce the notion of iceberg concept lattices and show their use in Knowledge Discovery in Databases (KDD). Iceberg lattices are designed for analyzing very large databases. In particular they serve as a condensed representation of frequent patterns as known from association rule mining. In order to show the interplay between Formal Concept Analysis and association rule mining, we discuss the algorithm TITANIC. We show that iceberg concept lattices are a starting point for computing condensed sets of association rules without loss of information, and are a visualization method for the resulting rules.

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.

Nano Electronics and Computer Science Research Group

This is the website for the Nano Research group based at the University of Southampton ECS department, and details current research topics and the people connected with these. It shows some of the current research topics undertaken at the center, and gives an outline of what can be done for post graduate courses.

Computer Science? WTF?

What is Computer Science about?

Sample student reflective writing (Computer Science)

4 examples of student reflections

WAIS seminar: Computer Science, the Revolution in Schools

Tuesday 22nd April 2014 Speaker(s): Sue Sentance Organiser: Leslie Carr Time: 22/04/2014 15:00-16:00 Location: B32/3077 File size: 698 Mb Abstract Until recently, "computing" education in English schools mainly focused on developing general Digital Literacy and Microsoft Office skills. As of this September, a new curriculum comes into effect that provides a strong emphasis on computation and programming. This change has generated some controversy in the news media (4-year-olds being forced to learn coding! boss of the government’s coding education initiative cannot code shock horror!!!!) and also some concern in the teaching profession (how can we possibly teach programming when none of the teachers know how to program)? Dr Sue Sentance will explain the work of Computing At School, a part of the BCS Academy, in galvanising universities to help teachers learn programming and other computing skills. Come along and find out about the new English Computing Revolution - How will your children and your schools be affected? - How will our University intake change? How will our degrees have to change? - What is happening to the national perception of Computer Science?

How Minecraft Affects How Young People Learn About Computer Science

Abstract: As one of the newest art forms available to young people, gaming has become an increasing influence on young people’s education, even if not used in a classroom environment. This talk aims to explore examples of how video games have changed how young people understand and learn about certain subjects, with particular focus on how the indie title Minecraft allows them to learn about the world of Computer Science and how groups are looking to forward the cause of education though games.

Estudio y Análisis del Curso Europeo de Informática ECS (European Computer Science).

Resumen tomado de la publicación

A scaled-down conference model for courses covering ever-changing fields in computer science undergraduate degree programs

Resumen tomado de la publicación

Review of computer vision in intelligent environment design

This paper discusses and compares the use of vision based and non-vision based technologies in developing intelligent environments. By reviewing the related projects that use vision based techniques in intelligent environment design, the achieved functions, technical issues and drawbacks of those projects are discussed and summarized, and the potential solutions for future improvement are proposed, which leads to the prospective direction of my PhD research.

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.

Improving computer interaction for older people - studying mouse clicks

Interactions using a standard computer mouse can be particularly difficult for novice and older adult users. Tasks that involve positioning the mouse over a target and double-clicking to initiate some action can be a real challenge for many users. Hence, this paper describes a study that investigates the double-click interactions of older and younger adults and presents data that can help inform the development of methods of assistance. Twelve older adults (mean age = 63.9 years) and 12 younger adults (mean age = 20.8 years) performed click and double-click target selections with a computer mouse. Initial results show that older users make approximately twice as many errors as younger users when attempting double-clicks. For both age groups, the largest proportion of errors was due to difficulties with keeping the cursor steady between button presses. Compared with younger adults, older adults experienced more difficulties with performing two button presses within a required time interval. Understanding these interactions better is a step towards improving accessibility, and may provide some suggestions for future directions of research in this area.