Relevanz von Änderungen für Datenbestände mobiler Clients

Aufgrund der Entwicklungen auf dem Sektor der Mobiletelefone ist davon auszugehen, dass die Anzahl kleiner, leichtgewichtiger mobiler Endgeräte, welche als Clients von Datenbanksystemen genutzt werden, weiter ansteigt. Ein wesentliches Problem in diesem Szenario ist die langsame und teure Datenübertragung in Funknetzwerken. Aus Sicht der Nutzer derartiger Technologien ist es somit nicht sinnvoll bzw. wünschenswert, Daten, welche keinen direkten Nutzen für sie bieten, auf das Mobilgerät zu übertragen. Des Weiteren werden einmal empfangene Daten lokal gespeichert und wiederverwendet (Caching). Ändern sich Daten auf dem Server des Informationssystems, müssen die mobilen Clients, welche von einer Änderung betroffen sind, ermittelt und darüber informiert werden. Im Rahmen dieser Dissertation wird gezeigt, dass eine derartige exakte Relevanzprüfung nur mithilfe der Daten in der Datenbank realisiert werden kann. Andere Verfahren, welche das Problem auf semantischer Ebene adressieren, funktionieren nur, wenn die unterstützte Anfragesprache stark eingeschränkt wird und können selbst dann zur falschen Feststellung einer Relevanz führen. Insbesonderen in Informationssystemen mit einer großen Anzahl mobiler Clients kommt es dazu, dass verschiedene Nutzer gleiche oder zumindest ähnliche Anfragen stellen. Diese Eigenschaft wird hier genutzt, um basierend auf einer speziellen Anfragenotation syntaktisch gleiche Teile mehrerer Anfragen gemeinsam auf Relevanz zu testen. Hierzu werden die Anfragen in einem Anfragebaum gespeichert, welcher die IDs der Clients referenziert. Die Relevanzprüfung erfolgt durch Traversieren des Baumes. In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Anfrageindexstrukturen diskutiert und die Menge der notwendigen Relevanztest formal auf der Basis der Relationenmodells hergeleitet. Abschließend werden die theoretisch erarbeiteten Techniken evaluiert und Vorschläge für ihre Optimierung diskutiert.

Cellular DBMS : customizable and autonomous data management using a RISC-style architecture

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2011

Anfragetechniken für heterogene Datenbanksysteme

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Habil.-Schr., 2003

Multimedia-Datenbanken : Retrieval, Suchalgorithmen und Anfragebearbeitung

Multimedia, Datenbanken, inhaltsbasiertes Retrieval, Multimedia-Retrieval

Visual data analysis in air traffic management

Visual data mining, multi-dimensional scaling, POLARMAP, Sammon's mapping, clustering, outlier detection

Variables Nanodatenmanagement für eingebettete Systeme

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2012

Minimal-invasive provenance integration into data-intensive systems

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2014

Efficient query processing in co-processor-accelerated databases

...Diese Dissertation zeigt, wie wir Datenbankmanagementsysteme bauen können, die heterogene Prozessoren effizient und zuverlässig zur Beschleunigung der Anfrageverarbeitung nutzen können. Daher untersuchen wir typische Entwurfsentscheidungen von coprozessorbeschleunigten Datenbankmanagementsystemen und leiten darauf aufbauend eine generische Architektur für solche Systeme ab. Unsere Untersuchungen zeigen, dass eines der wichtigsten Probleme für solche Datenbankmanagementsysteme die Entscheidung ist, welche Operatoren einer Anfrage auf welchem Prozessor ausgeführt werden sollen...

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.

On-line analytical processing with conceptual information systems

A conceptual information system consists of a database together with conceptual hierarchies. The management system TOSCANA visualizes arbitrary combinations of conceptual hierarchies by nested line diagrams and allows an on-line interaction with a database to analyze data conceptually. The paper describes the conception of conceptual information systems and discusses the use of their visualization techniques for on-line analytical processing (OLAP).

Abbildung von XML-Dokumenten auf SQL:2003-konforme Datentypen

Die Auszeichnungssprache XML dient zur Annotation von Dokumenten und hat sich als Standard-Datenaustauschformat durchgesetzt. Dabei entsteht der Bedarf, XML-Dokumente nicht nur als reine Textdateien zu speichern und zu transferieren, sondern sie auch persistent in besser strukturierter Form abzulegen. Dies kann unter anderem in speziellen XML- oder relationalen Datenbanken geschehen. Relationale Datenbanken setzen dazu bisher auf zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren: Die XML-Dokumente werden entweder unverändert als binäre oder Zeichenkettenobjekte gespeichert oder aber aufgespalten, sodass sie in herkömmlichen relationalen Tabellen normalisiert abgelegt werden können (so genanntes „Flachklopfen“ oder „Schreddern“ der hierarchischen Struktur). Diese Dissertation verfolgt einen neuen Ansatz, der einen Mittelweg zwischen den bisherigen Lösungen darstellt und die Möglichkeiten des weiterentwickelten SQL-Standards aufgreift. SQL:2003 definiert komplexe Struktur- und Kollektionstypen (Tupel, Felder, Listen, Mengen, Multimengen), die es erlauben, XML-Dokumente derart auf relationale Strukturen abzubilden, dass der hierarchische Aufbau erhalten bleibt. Dies bietet zwei Vorteile: Einerseits stehen bewährte Technologien, die aus dem Bereich der relationalen Datenbanken stammen, uneingeschränkt zur Verfügung. Andererseits lässt sich mit Hilfe der SQL:2003-Typen die inhärente Baumstruktur der XML-Dokumente bewahren, sodass es nicht erforderlich ist, diese im Bedarfsfall durch aufwendige Joins aus den meist normalisierten und auf mehrere Tabellen verteilten Tupeln zusammenzusetzen. In dieser Arbeit werden zunächst grundsätzliche Fragen zu passenden, effizienten Abbildungsformen von XML-Dokumenten auf SQL:2003-konforme Datentypen geklärt. Darauf aufbauend wird ein geeignetes, umkehrbares Umsetzungsverfahren entwickelt, das im Rahmen einer prototypischen Applikation implementiert und analysiert wird. Beim Entwurf des Abbildungsverfahrens wird besonderer Wert auf die Einsatzmöglichkeit in Verbindung mit einem existierenden, ausgereiften relationalen Datenbankmanagementsystem (DBMS) gelegt. Da die Unterstützung von SQL:2003 in den kommerziellen DBMS bisher nur unvollständig ist, muss untersucht werden, inwieweit sich die einzelnen Systeme für das zu implementierende Abbildungsverfahren eignen. Dabei stellt sich heraus, dass unter den betrachteten Produkten das DBMS IBM Informix die beste Unterstützung für komplexe Struktur- und Kollektionstypen bietet. Um die Leistungsfähigkeit des Verfahrens besser beurteilen zu können, nimmt die Arbeit Untersuchungen des nötigen Zeitbedarfs und des erforderlichen Arbeits- und Datenbankspeichers der Implementierung vor und bewertet die Ergebnisse.

Gestengestützte Schema- und Datenexploration

Der Zugang zu Datenbanken über die universelle Abfragesprache SQL stellt für Nicht-Spezialisten eine große Herausforderung dar. Als eine benutzerfreundliche Alternative wurden daher seit den 1970er-Jahren unterschiedliche visuelle Abfragesprachen (Visual Query Languages, kurz VQLs) für klassische PCs erforscht. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine generische VQL zu entwickeln und zu erproben, die eine gestenbasierte Exploration von Datenbanken auf Schema- und Instanzdatenebene für mobile Endgeräte, insbesondere Tablets, ermöglicht. Dafür werden verschiedene Darstellungsformen, Abfragestrategien und visuelle Hints für Fremdschlüsselbeziehungen untersucht, die den Benutzer bei der Navigation durch die Daten unterstützen. Im Rahmen einer Anforderungsanalyse erwies sich die Visualisierung der Daten und Beziehungen mittels einer platzsparenden geschachtelten NF2-Darstellung als besonders vorteilhaft. Zur Steuerung der Datenbankexploration wird eine geeignete Gestensprache, bestehend aus Stroke-, Multitouch- und Mid-Air-Gesten, vorgestellt. Das Gesamtkonzept aus Darstellung und Gestensteuerung wurde anhand des im Rahmen dieser Arbeit entwickelten GBXT-Prototyps auf seine reale Umsetzbarkeit hin, als plattformunabhängige Single-Page-Application für verschiedene mobile Endgeräte mittels JavaScript und HTML5/CSS3 untersucht.

Prädiktoren der LehrerInnenverantwortung

Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der Frage ob Lenks Modell zur Erfassung von grundsätzlichen Determinanten der LehrerInnenverantwortung, das durch Lauermann und Karabenick übernommen wurde, empirisch gestützt werden kann. Ziel dieses Beitrags ist es, kausale Beziehungen innerhalb dieses Modells mit Hilfe eines Strukturgleichungsmodells zu bewerten. Basierend auf Daten einer norwegischen LehrerInnenuntersuchung ergaben sich deutliche Zusammenhänge zwischen den Elementen des Modells. Relationales Vertrauen, informelles Lernen zwischen den LehrerInnen und wahrgenommene Unterstützung durch SchulleiterInnen haben sich als wichtige Determinanten für die LehrerInnenverantwortung erwiesen, wenngleich die kontextuellen Faktoren in ihrer Eigenart komplexer zu sein scheinen. Es bedarf weiterer Forschung, um diese zu verstehen. Angesichts der Ergebnisse ist zu empfehlen, dass Schulbehörden einen Schwerpunkt auf die Gestaltung einer Politik legen, die die Vertrauensbeziehungen zwischen den LehrerInnen berücksichtigt. (DIPF/Orig.)