An Algebraic Preservation Theorem for Aleph-Zero Categorical Quantified Constraint Satisfaction

23 p. -- An extended abstract of this work appears in the proceedings of the 2012 ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science

An architecture of multiple heterogeneous case-based reasoning employing agent technologies

This paper presents an investigation into applying Case-Based Reasoning to Multiple Heterogeneous Case Bases using agents. The adaptive CBR process and the architecture of the system are presented. A case study is presented to illustrate and evaluate the approach. The process of creating and maintaining the dynamic data structures is discussed. The similarity metrics employed by the system are used to support the process of optimisation of the collaboration between the agents which is based on the use of a blackboard architecture. The blackboard architecture is shown to support the efficient collaboration between the agents to achieve an efficient overall CBR solution, while using case-based reasoning methods to allow the overall system to adapt and “learn” new collaborative strategies for achieving the aims of the overall CBR problem solving process.

Abschlussbericht zum Projekt Promise2007

Das Projekt Promise2007 befasste sich mit der Erstellung und Auswertung einer Statistik zur Mitgliedersituation im Berufsverband Medizinischer Informatiker e.V.. Mit dem Ziel mehr über die Mitglieder und ihre derzeitige Situation zu erfahren wurde das Projekt an der Fachhochschule Hannover initiiert. Statistisch erfasst wurden Fragen zum Beschäftigungsverhältnis, zu Aus- und Weiterbildung, der beruflichen Situation und persönliche Angaben. Die Ergebnisse wurden ausgewertet und daraus wichtige Erkenntnisse für den BVMI e.V. abgeleitet, welche auf die weitere Verbandsarbeit Einfluss nehmen.

Normdaten im Semantic Web - Konzept für eine Ontologie der Personennamendatei (PND)

Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Konzept für eine Darstellung der Personennamendatei(PND) in den Sprachen Resource Description Framework (RDF), Resource DescriptionFramework Schema Language (RDFS) und Web Ontology Language (OWL) zu entwickeln. Der Prämisse des Semantic Web folgend, Daten sowohl in menschenverständlicher als auch in maschinell verarbeitbarer Form darzustellen und abzulegen, wird eine Struktur für Personendaten geschaffen. Dabei wird von der bestehenden Daten- und Struktursituation im Pica-Format ausgegangen. Die Erweiterbarkeit und Anpassbarkeit des Modells im Hinblick auf zukünftige, im Moment gegebenenfalls noch nicht absehbare Anwendungen und Strukurveränderungen, muss aber darüber hinaus gewährleistet sein. Die Modellierung orientiert sich an bestehenden Standards wie Dublin Core, Friend Of A Friend (FOAF), Functional Requirements for Bibliographic Records (FRBR), Functional Requirements for Authority Data (FRAD) und Resource Description and Access (RDA).

Ergebnisse einer Expertenbefragung zu den Arbeitsmarktpotenzialen im betrieblichen Gesundheitsmanagement

Das Institut für Gesundheitsmanagement (IGM) der Fakultät IV (Wirtschaft und Informatik) der Fachhochschule Hannover hat im Auftrag der Wirtschaftsförderungsgesellschaft „hannoverimpuls“ ein Projekt zum Thema „betriebliches Gesundheitsmanagement – Ansatzpunkte für Arbeitsmarktpotenziale in der Region Hannover“ durchgeführt und im Oktober 2008 mit Übergabe des Projektberichts abgeschlossen. Im Rahmen dieses Projektes wurden u. a. gezielt Experten zum betrieblichen Gesundheitsmanagement (BGM) aus bestehenden und neu erschlossenen Kontakten recherchiert und zur Teilnahme an einer telefonischen bzw. persönlichen Expertenbefragung motiviert. Ziel dieser empirischen Untersuchung war es herauszufinden, ob und ggf. wo genau Arbeitsmarktpotenziale durch BGM nach Einschätzung verschiedener Marktkenner existieren? Der nun vorgelegte Arbeitsbericht dokumentiert ausführlich die Ergebnisse dieser Expertenbefragung.

Technik der verlorenen Briefe: Einfluss der Studienrichtung auf das altruistische Verhalten von Studierenden

Altruistisches Verhalten ist ein fester Bestandteil im Leben von Menschen. Die Bereitschaft sich gegenseitig zu unterstützen ist durch unterschiedliche Motive gekennzeichnet. Manche Menschen helfen, ohne einen eigenen Nutzen daraus zu ziehen. Andere Menschen dagegen verhalten sich in gewissem Maße hilfsbereit, erwarten hierfür aber eine Gegenleistung. Die vorliegende Arbeit untersucht die altruistischen Verhaltensweisen von Studierenden verschiedener Fachrichtungen. Basierend auf der Technik der verlorenen Briefe wurde in einem Feldexperiment das altruistische Verhalten von Studierenden der Fakultät IV (Wirtschaft und Informatik) und der Fakultät V (Diakonie, Gesundheit und Soziales) der Hochschule Hannover untersucht. Dabei wurden Briefe an unterschiedlichen Stellen platziert und deren Mitnahme- und Rücklaufergebnis gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende der Fakultät IV (Wirtschaft und Informatik) eher zu altruistischem Verhalten neigen, als die durch ihren Studiengang vermeintlich stärker sozial geprägten Studierenden der Fakultät V (Diakonie, Gesundheit und Soziales). Ferner nimmt die Wahrscheinlichkeit eines altruistischen Verhaltens mit steigender Anzahl an anwesenden Personen ab.

Intrinsische und extrinsische Motivation von Studierenden der Hochschule Hannover : Messung an den Fakultäten III und IV

Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine überarbeitete Version einer Hausarbeit im Modul Research Management im Masterstudiengang Unternehmensentwicklung im Sommersemester 2014 bei Prof. Dr. Sven Litzcke. In der Arbeit wird untersucht, ob die oftmals vorherrschende Meinung zutrifft, dass Studierende wirtschaftsorientierter Studiengänge ihre Studiengangwahl aufgrund der positiven Karriere- und Verdienstmöglichkeiten und unter Vernachlässigung ihrer persönlichen Neigungen und Interessen getroffen haben. Mittels eines Fragebogens werden die Ausprägungen der Motivationsformen extrinsische und intrinsische Motivation von Studierenden der Fakultät IV Wirtschaft und Informatik der Hochschule Hannover gemessen. Da Studierenden von künstlerischen und kreativen Studiengängen dieses Verhalten nicht unterstellt wird, werden Studierende der Fakultät III Medien, Information und Design der Hochschule Hannover als Vergleichsgruppe herangezogen. Die Untersuchung orientiert sich an der Hypothese, dass die extrinsische Motivation von Studierenden der Fakultät IV der Hochschule Hannover in Bezug auf ihr Studium stärker ausgeprägt ist als die von Studierenden an der Fakultät III der Hochschule Hannover. Da vermutet wird, dass die Fakultät IV der Hochschule Hannover nicht aus einer homogenen Gruppe besteht, untersucht diese Arbeit zudem die Hypothese, dass die extrinsische Motivation von Studierenden im Studiengang Betriebswirtschaftslehre in Bezug auf ihr Studium stärker ausgeprägt ist, als die von Studierenden der Angewandten Informatik. Die Auswertung von 312 Fragebögen hat beide Hypothesen bestätigt. Studierende der Fakultät III sind weniger extrinsisch und stärker intrinsisch motiviert als Studierende der Fakultät IV. Zudem sind Studierende der Betriebswirtschaftslehre an der Hochschule Hannover stärker extrinsisch motiviert als Studierende der Angewandten Informatik an der Hochschule Hannover.

Code for competence - Programmieren für Zweitklässler mit ScratchJr

Wir beschreiben und belegen anhand eines Pilotprojekts in einer zweiten Grundschulklasse, dass Informatik in der Grundschule das Potential hat, fächerübergreifend Kompetenzen in fast allen Fächern des Grundschulkanons zu fördern. Wir erläutern mehrere Unterrichtseinheiten eines ScratchJr-Einsatzes und dokumentieren positive Wirkungen auf vielfältige Kompetenzen, die Kinder im Grundschulalter erwerben sollen. Der Beitrag stellt einen Erfahrungsbericht und qualitative Ergebnisse zur Verfügung. Eingesetzte Arbeitsmaterialien werden online zur Verfügung gestellt. Die bisherigen positiven Erfahrungen haben uns veranlasst, die Arbeit mit ScratchJr in der Pilotklasse auf mehrere Monate auszudehnen.

A review of dynamic Bayesian network techniques with applications in healthcare risk modelling

Coping with an ageing population is a major concern for healthcare organisations around the world. The average cost of hospital care is higher than social care for older and terminally ill patients. Moreover, the average cost of social care increases with the age of the patient. Therefore, it is important to make efficient and fair capacity planning which also incorporates patient centred outcomes. Predictive models can provide predictions which their accuracy can be understood and quantified. Predictive modelling can help patients and carers to get the appropriate support services, and allow clinical decision-makers to improve care quality and reduce the cost of inappropriate hospital and Accident and Emergency admissions. The aim of this study is to provide a review of modelling techniques and frameworks for predictive risk modelling of patients in hospital, based on routinely collected data such as the Hospital Episode Statistics database. A number of sub-problems can be considered such as Length-of-Stay and End-of-Life predictive modelling. The methodologies in the literature are mainly focused on addressing the problems using regression methods and Markov models, and the majority lack generalisability. In some cases, the robustness, accuracy and re-usability of predictive risk models have been shown to be improved using Machine Learning methods. Dynamic Bayesian Network techniques can represent complex correlations models and include small probabilities into the solution. The main focus of this study is to provide a review of major time-varying Dynamic Bayesian Network techniques with applications in healthcare predictive risk modelling.

Aspekte der linearen Minimax-Schätzung

Es werde das lineare Regressionsmodell y = X b + e mit den ueblichen Bedingungen betrachtet. Weiter werde angenommen, dass der Parametervektor aus einem Ellipsoid stammt. Ein optimaler Schaetzer fuer den Parametervektor ist durch den Minimax-Schaetzer gegeben. Nach der entscheidungstheoretischen Formulierung des Minimax-Schaetzproblems werden mit dem Bayesschen Ansatz, Spektralen Methoden und der Darstellung von Hoffmann und Laeuter Wege zur Bestimmung des Minimax- Schaetzers dargestellt und in Beziehung gebracht. Eine Betrachtung von Modellen mit drei Einflussgroeßen und gemeinsamen Eigenvektor fuehrt zu einer Strukturierung des Problems nach der Vielfachheit des maximalen Eigenwerts. Die Bestimmung des Minimax-Schaetzers in einem noch nicht geloesten Fall kann auf die Bestimmung einer Nullstelle einer nichtlinearen reellwertigen Funktion gefuehrt werden. Es wird ein Beispiel gefunden, in dem die Nullstelle nicht durch Radikale angegeben werden kann. Durch das Intervallschachtelungs-Prinzip oder Newton-Verfahren ist die numerische Bestimmung der Nullstelle moeglich. Durch Entwicklung einer Fixpunktgleichung aus der Darstellung von Hoffmann und Laeuter war es in einer Simulation moeglich die angestrebten Loesungen zu finden.

4,5-Dihydro-1,3-dioxepine als chirale Bausteine in der enantioselektiven organischen Synthese

Durch asymmetrische Doppelbindungsisomerisierung mittels Me-DuPHOS-modifizierter Dihalogen-Nickel-Komplexe als Katalysatorvorstufen lassen sich aus 2-Alkyl-4,7-dihydro-1,3-dioxepinen hochenantiomerenreine 2-Alkyl-4,5-dihydro-1,3-dioxepine erhalten. Ein Ziel dieser Arbeit war es, die bisher noch unbekannte Absolutkonfiguration dieses Verbindungstyps zu bestimmen und darüber hinaus ihre Einsatzfähigkeit in der enantioselektiven organischen Synthese zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden enantiomerenangereichertes 2-Isopropyl- und 2-tert-Butyl-4,5-dihydro-1,3-dioxepin mit m-Chlorperbenzoesäure epoxidiert. Dabei bildeten sich die entsprechenden 3-Chlorbenzoesäure-(2-alkyl-5-hydroxy-1,3-dioxepan-4yl)-ester in hohen Ausbeuten und Diastereoselektivitäten. Von den vier zu erwartenden Diastereomeren wurden jeweils nur zwei mit einer Selektivität von mehr als 95:5 gebildet. Im Fall des 3-Chlorbenzoesäure-(2-isopropyl-5-hydroxy-1,3-dioxepan-4yl)-esters konnte das Haupt-diastereomer kristallin erhalten werden. Durch röntgenspektroskopische Untersuchung war es möglich, die Relativ-Konfiguration dieser Verbindung zu bestimmen. Die Ester lassen sich unter Ringverengung in 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-carbaldehyde umlagern. Ausgehend von diesen Carbaldehyden stehen zwei Synthesewege zur Verfügung, welche zu Verbindungen führen deren Absolutkonfiguration bereits bekannt ist. So erhält man durch Reduktion 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-yl-methanole, welche sich in 1,2,4-Butantriol überführen lassen. Oxidation ergibt die 2-Alkyl-1,3-dioxan-4-carbonsäuren, aus denen 3-Hydroxytetrahydrofuran-2-on gewonnen werden kann. Messung des Drehwertes dieser beiden literaturbekannten Verbindungen liefert nicht nur Information über deren Enantiomerenreinheit sondern ebenfalls über die Konfiguration ihres Stereozentrums. In Kombination mit der Relativ-Konfiguration des Esters ist somit ein Rückschluss auf die Absolutkonfiguration der eingesetzten 4,5-Dihydro-1,3-dioxepine möglich. Die auf den beschriebenen Wegen gewonnenen Substanzen finden Anwendung in der stereoselektiven organischen Synthese. Löst man die Chlorbenzoesäureester in Dichlormethan und behandelt sie mit wässriger Salzsäure, so entstehen die bicyclischen 2-Alkyltetrahydrofuro[2,3-d][1,3]dioxole. Auch bei diesen Verbindungen konnten hohe Enantio- und Diastereoselektivitäten erzielt werden. Der intermolekular verlaufende Reaktionsmechanismus der Bicyclus-Bildung, welcher unter Abspaltung eines den Alkylrest tragenden Aldehyds und dessen Neuanlagerung unter Ausbildung eines Acetals verläuft, konnte in dieser Arbeit durch ein Kreuzungsexperiment bestätigt werden. Umacetalisierung der Bicyclen liefert 2-Methoxytetrahydrofuran-3-ol, aus dem durch Acetalspaltung Tetrahydrofuran-2,3-diol erhalten wird, das die Halbacetalform der entsprechenden Desoxytetrose darstellt, die auf diese Weise in einer de novo-Synthese hergestellt werden kann.

Visualisierungsverfahren zur Interaktion mit objekt-relationalen Datenbanken

In der vorliegenden Arbeit 1 wird ein neues, erweiter- und konfigurierbares Visualisierungsverfahren zur Interaktion mit komplex strukturierten Datenobjekten vorgestellt. Die Erweiterbarkeit bezieht sich dabei auf die vom Verfahren einsetzbaren Techniken der Visualisierung (Visualisierungsfunktionen) und auf die in das Verfahren integrierte Interaktion. Die mit dem Verfahren generierbaren Repräsentationen sind besonders zum Browsen in den Objekten und zum Editieren der Objekte geeignet, die typischerweise in objekt-relationalen Datenbanken gespeichert werden. Die generierten Repräsentationen können modulartig in vorhandene graphische Benutzerschnittstellen integriert werden oder als vollständige graphische Benutzerschnittstelle einer Anwendung eingesetzt werden. Modularität und Orthogonalität, also die sinnvolle Aufteilung in Funktionseinheiten und die Möglichkeit, Methoden einer Komponente auf andere Komponenten anzuwenden, werden als Mittel eingesetzt, mit weniger Komponenten mehr Funktionalität zu erreichen. Für den Teilaspekt der Benutzerschnittstelle wurde dies durch Visualisierungsvorschriften für Datenobjekte (Relationen, Tabellen) vorgeschlagen, indem ein Baum aus der Strukturdefinition (Schema) abgeleitet und als persistentes (Meta-) Datenobjekt in der Datenbank gespeichert wird. Sie werden kurz "Visualisierungen" genannt. Wie gezeigt werden kann, sind sechs Meta-Objekte die notwendige und hinreichende Anzahl und Ausprägung von Schemata und Visualisierungen zur Definition und visuellen Repräsentation beliebiger Anwendungs-Objekte (Schemata und durch sie definierte Tabellen), inklusive ihrer eigenen Schemata und Visualisierungen. Der Einsatz der Selbstreferenzierung mit Meta-Objekten hat zu mehr Sicherheit und Kompaktheit ohne nenneswerte Laufzeiteinbußen geführt.

Räumliche Modellierung der Dynamik von Landnutzung in Hessen und ihrer Wirkung auf die biologische Kohlenstoffspeicherung - Entwicklung eines GIS-basierten Modellsystems

Die gegenwärtige Entwicklung der internationalen Klimapolitik verlangt von Deutschland eine Reduktion seiner Treibhausgasemissionen. Wichtigstes Treibhausgas ist Kohlendioxid, das durch die Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die Reduktionsziele können prinzipiell durch eine Verminderung der Emissionen sowie durch die Schaffung von Kohlenstoffsenken erreicht werden. Senken beschreiben dabei die biologische Speicherung von Kohlenstoff in Böden und Wäldern. Eine wichtige Einflussgröße auf diese Prozesse stellt die räumliche Dynamik der Landnutzung einer Region dar. In dieser Arbeit wird das Modellsystem HILLS entwickelt und zur Simulation dieser komplexen Wirkbeziehungen im Bundesland Hessen genutzt. Ziel ist es, mit HILLS über eine Analyse des aktuellen Zustands hinaus auch Szenarien über Wege der zukünftigen regionalen Entwicklung von Landnutzung und ihrer Wirkung auf den Kohlenstoffhaushalt bis 2020 zu untersuchen. Für die Abbildung der räumlichen und zeitlichen Dynamik von Landnutzung in Hessen wird das Modell LUCHesse entwickelt. Seine Aufgabe ist die Simulation der relevanten Prozesse auf einem 1 km2 Raster, wobei die Raten der Änderung exogen als Flächentrends auf Ebene der hessischen Landkreise vorgegeben werden. LUCHesse besteht aus Teilmodellen für die Prozesse: (A) Ausbreitung von Siedlungs- und Gewerbefläche, (B) Strukturwandel im Agrarsektor sowie (C) Neuanlage von Waldflächen (Aufforstung). Jedes Teilmodell umfasst Methoden zur Bewertung der Standorteignung der Rasterzellen für unterschiedliche Landnutzungsklassen und zur Zuordnung der Trendvorgaben zu solchen Rasterzellen, die jeweils am besten für eine Landnutzungsklasse geeignet sind. Eine Validierung der Teilmodelle erfolgt anhand von statistischen Daten für den Zeitraum von 1990 bis 2000. Als Ergebnis eines Simulationslaufs werden für diskrete Zeitschritte digitale Karten der Landnutzugsverteilung in Hessen erzeugt. Zur Simulation der Kohlenstoffspeicherung wird eine modifizierte Version des Ökosystemmodells Century entwickelt (GIS-Century). Sie erlaubt einen gesteuerten Simulationslauf in Jahresschritten und unterstützt die Integration des Modells als Komponente in das HILLS Modellsystem. Es werden verschiedene Anwendungsschemata für GIS-Century entwickelt, mit denen die Wirkung der Stilllegung von Ackerflächen, der Aufforstung sowie der Bewirtschaftung bereits bestehender Wälder auf die Kohlenstoffspeicherung untersucht werden kann. Eine Validierung des Modells und der Anwendungsschemata erfolgt anhand von Feld- und Literaturdaten. HILLS implementiert eine sequentielle Kopplung von LUCHesse mit GIS-Century. Die räumliche Kopplung geschieht dabei auf dem 1 km2 Raster, die zeitliche Kopplung über die Einführung eines Landnutzungsvektors, der die Beschreibung der Landnutzungsänderung einer Rasterzelle während des Simulationszeitraums enthält. Außerdem integriert HILLS beide Modelle über ein dienste- und datenbankorientiertes Konzept in ein Geografisches Informationssystem (GIS). Auf diesem Wege können die GIS-Funktionen zur räumlichen Datenhaltung und Datenverarbeitung genutzt werden. Als Anwendung des Modellsystems wird ein Referenzszenario für Hessen mit dem Zeithorizont 2020 berechnet. Das Szenario setzt im Agrarsektor eine Umsetzung der AGENDA 2000 Politik voraus, die in großem Maße zu Stilllegung von Ackerflächen führt, während für den Bereich Siedlung und Gewerbe sowie Aufforstung die aktuellen Trends der Flächenausdehnung fortgeschrieben werden. Mit HILLS ist es nun möglich, die Wirkung dieser Landnutzungsänderungen auf die biologische Kohlenstoffspeicherung zu quantifizieren. Während die Ausdehnung von Siedlungsflächen als Kohlenstoffquelle identifiziert werden kann (37 kt C/a), findet sich die wichtigste Senke in der Bewirtschaftung bestehender Waldflächen (794 kt C/a). Weiterhin führen die Stilllegung von Ackerfläche (26 kt C/a) sowie Aufforstung (29 kt C/a) zu einer zusätzlichen Speicherung von Kohlenstoff. Für die Kohlenstoffspeicherung in Böden zeigen die Simulationsexperimente sehr klar, dass diese Senke nur von beschränkter Dauer ist.

Degrees of Free Word-Order and Freely Rewriting Restarting Automata

In natural languages with a high degree of word-order freedom syntactic phenomena like dependencies (subordinations) or valencies do not depend on the word-order (or on the individual positions of the individual words). This means that some permutations of sentences of these languages are in some (important) sense syntactically equivalent. Here we study this phenomenon in a formal way. Various types of j-monotonicity for restarting automata can serve as parameters for the degree of word-order freedom and for the complexity of word-order in sentences (languages). Here we combine two types of parameters on computations of restarting automata: 1. the degree of j-monotonicity, and 2. the number of rewrites per cycle. We study these notions formally in order to obtain an adequate tool for modelling and comparing formal descriptions of (natural) languages with different degrees of word-order freedom and word-order complexity.

Negative Größen bei Diophant?

In this paper we champion Diophantus of Alexandria and Isabella Basmakova against Norbert Schappacher. In two publications ([46] and [47]) he puts forward inter alia two propositions: Questioning Diophantus' originality he considers affirmatively the possibility, that the Arithmetica are the joint work of a team of authors like Bourbaki. And he calls Basmakova's claim (in [5]), that Diophantus uses negative numbers, a "nonsense", reproaching her for her "thoughtlessness". First, we disprove Schappacher's Bourbaki thesis. Second, we investigate the semantic meaning and historical significance of Diophantus' keywords leipsis and mparxis. Next, we discuss Schappacher's epistemology of the history of mathematics and defend Basmakova's methods. Furthermore, we give 33 places where Diophantus uses negative quantities as intermediate results; they appear as differences a - b of positive rational numbers, the subtrahend b being bigger than the minuend a; they each represent the (negative) basis (pleyra) of a square number (tetragonos), which is afterwards computed by the formula (a - b)^2 = a^2 + b^2 - 2ab. Finally, we report how the topic "Diophantus and the negative numbers" has been dealt with by translators and commentators from Maximus Planudes onwards.