Semantische Suche

Freitag, 7. Juni 2024, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 333 (Gebäude 50.34)

Vortragende(r) Dieu Lam Vo
Titel Analyzing Efficiency of High-Performance Applications
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Larissa Schmid
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Führende Supercomputer im Bereich des High Performance Computing (HPC) bieten immense Rechenleistung mit Millionen von Kernen. Allerdings kostet der Unterhalt und Energiebedarf solcher Systeme jedes Jahr Millionen von Euro. Dies macht eine effiziente Nutzung der Rechenressourcen von HPC-Systemen unabdingbar. Das von den meisten HPC-Anwendungen verwendete Bulk-Synchronous-Parallel-Modell könnte aber durch unvorhergesehene interne oder externe Einflüsse zu ungleich verteilter Arbeitslast führen. Verwandte Forschung in diesem Bereich berücksichtigt oft nur die sogenannte Load Imbalance auf eine Weise, die keinen Vergleich zwischen MPI-Ranks ermöglicht. Unser Ansatz zielt hingegen darauf ab, einen breiteren Satz von Metriken zu betrachten, um eine allgemeinere Bewertung der Load-Imbalance zu ermöglichen. Unser Beitrag ermöglicht ein besseres Verständnis der Ursachen von Ineffizienzen in HPC-Anwendungen.
Vortragende(r) Daniel Scheerer
Titel Analyzing Scientific Workflow Management Systems
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Larissa Schmid
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Über die letzten 20 Jahre haben sich wissenschaftliche Workflows zu einem wichtigen Aspekt moderner Forschung entwickelt. Die von Workflows gebotene Abstraktion ist zu einer regelmäßigen Hilfe im Umgang mit der hohen Komplexität von Simulationen und Berechnungen in vielen wissenschaftlichen Bereichen geworden. Um die immer stärker ansteigende Menge an Daten und die Herausforderungen neuer Technologien zu bewältigen, sind wissenschaftliche Workflow-Management-Systeme ein wertvolles Werkzeug für die Orchestrierung und Überwachung von Workflows auf verteilten Rechensystemen. Ein großer Teil neuer Forschung beschäftigt sich mit neuen Systemen und ihren Features. Jedoch gibt es nur wenig Forschung, die sich mit dem möglicherweise unterschiedlichen Performance-Verhalten von Workflow-Anwendungen beschäftigen, wenn diese mit unterschiedlichen Workflow-Management-Systemen ausgeführt werden. Diese Arbeit zielt darauf ab, Benchmarks für mehrere Workflows und Workflow-Management-Systeme bereitzustellen. Diese können Wissenschaftlern dann die Wahl eines Workflow-Systems erleichtern. Unsere Messungen ergeben, dass unterschiedliche Workflow-Management-Systeme keinen signifikanten Einfluss auf die Ausführungszeit von Workflow-Anwendungen haben.

Freitag, 14. Juni 2024, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 010 (Gebäude 50.34)

Vortragende(r) Alina Valta
Titel Optimierung des Migrationsverfahrens in modellbasierten E/E-Entwicklungswerkzeugen durch bedarfsorientierte Prozessierung der Historie von Bestandsmodellen
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Erik Burger
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Im Model-driven Engineering werden Modelle in der Entwicklung von Systemen eingesetzt, um die Eigenschaften dieser Systeme zu modellieren und ihren Entwicklungsprozess zu unterstützen. Diese Arbeit untersucht, ob die Migration solcher Modelle samt ihrer Historie optimiert werden kann, indem die aktuelle Modellversion priorisiert migriert wird, sodass vor Abschluss der Migration der Historie auf dem Modell gearbeitet werden kann. Das vorgestellte Migrationskonzept wird für die Migration im modellbasierten Entwicklungswerkzeug PREEvision, entwickelt von der Vector Infromatik GmbH, prototypisch implementiert und evaluiert.

In PREEvision können auf Basis eines Metamodells Modelle von E/E-Architekturen erstellt werden. Diese Modelle bestehen aus Millionen von Artefakten und können mehrere tausend Modellstände haben. Beim Wechsel zur nächst neueren PREEvision-Version kann das Metamodell verändert worden sein, weshalb die erstellten Modelle samt Historie migriert werden müssen, um sie weiter verwenden zu können. Hierfür wird eine Modelltransformation definiert. Bisher wurde diese zuerst auf dem ältesten Modellstand ausgeführt. Für alle weiteren Modellstände wurden nur die Änderungen zum jeweils nächsten Modellstand in Form von Deltas betrachtet, um eine inkrementelle Modelltransformation auf den geänderten Bereichen des Modells auszuführen. Das Modell kann erst bearbeitet werden, wenn die komplette Migration abgeschlossen ist.

Das Migrationskonzept von PREEvision wird in dieser Arbeit dahingehen angepasst, dass zuerst die Modelltransformation auf dem aktuellen Modellstand ausgeführt wird. Danach kann bereits auf diesem migrierten Modellstand weitergearbeitet werden. Die Historie wird migriert, indem eine inkrementelle Modelltransformation mithilfe von Rückwärtsdeltas, die jeweils die Änderungen zum Vorgängermodellstand angeben, ausgeführt wird. Das Metamodell der Deltas und die Implementierung der Migration selbst konnten unverändert übernommen werden. Lediglich die Logik zur Erstellung und Wiederherstellung des dafür verwendeten Backups mussten angepasst werden.

Die Evaluation des Konzept erfolgt mithilfe zweier Testmodelle. Zum einen wurde erfolgreich überprüft, ob unabhängig vom eingesetzten Migrationskonzept das gleiche Modell entsteht. Zum anderen wurden eine Reihe von Anwendungsfällen durchgeführt, die sicherstellen, dass die wichtigsten PREEvision Funktionen auf dem Modell ausgeführt werden können, bevor die Historie vollständig migriert wurde. Für die untersuchten Modelle konnte je nach Modell ein Speedup von 1,17 oder 1,37 für den Wechsel zur nächsten PREEvision-Version erreicht werden. Vor dem Einsatz des Migrationskonzepts sollten jedoch auch für größere Kundenmodelle die Laufzeiten gemessen werden, um eine genauere Vorhersage über die Höhe des Effizienzgewinns treffen zu können.

Vortragende(r) Julian Roßkothen
Titel Source-Target-Mapping von komplexen Relationen in Modell-zu-Modell-Transformationen
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Erik Burger
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Bei Modelltransformationen kann es vorkommen, dass Objekte dupliziert werden müssen. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn eine Relation zu einer Komposition transformiert wird. Die Probleme können allerdings auch komplexer sein, wenn Quellmetamodell und Zielmetamodell sich stark voneinander unterscheiden.

Die graphische Modelltransformationssprache M²ToS wurde um zwei Sprachkonzepte erweitert, sodass es einfacher ist Objekte dynamisch bei einer Modelltransformation zu Vervielfältigen. Eines der Konzepte kann beeinflussen, wie Objekte bei einer Transformation übertragen werden. Das andere Konzept kann durch eine Nachbereitung des Zielmodells Objekte bei Bedarf duplizieren. Die beiden Spracherweiterung wurden anhand von einem Katalog von Modelltransformationsoperatoren, einigen Praxisbeispielen und durch eine Umfrage zur Benutzbarkeit evaluiert. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Sprachkonzepte die Mächtigkeit von M²ToS zwar erhöhen, die Komplexität der Sprache für den Benutzer aber auch erhöht wird.

Freitag, 21. Juni 2024, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 010 (Gebäude 50.34)

Vortragende(r) Odilo Bügler
Titel Extraktion von Label-Propagationsfunktionen für Informationsflussanalysen aus architekturellen Verhaltensbeschreibungen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Christopher Gerking
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Vertraulichkeit stellt eine Sicherheitseigenschaft dar, die für Systeme von großer Bedeutung sein kann. Eine Möglichkeit, Vertraulichkeitsverletzungen bereits in frühen Phasen des Softwareentwicklungsprozesses zu finden, ist die Analyse auf Datenflussdiagrammen (DFDs). Für eine solche Analyse beschreibt Seifermann eine Transformation aus architekturellen Verhaltensbeschreibungen – insbesondere der des Palladio-Komponentenmodells (PCM). Diese erfordert jedoch noch eine manuelle Vertraulichkeitsspezifikation und berücksichtigt keine impliziten Informationsflüsse. In dieser Arbeit wird daher eine Erweiterung des Transformationsprozesses erarbeitet. Diese verringert den nötigen Spezifikationsaufwand in Form von Label-Propagationsfunktionen und bezieht vorhandene Informationen über implizite Flüsse mit ein. Dafür werden Konzepte aus Typsystemen für Sicherheit herangezogen und auf den Transformationsprozess übertragen. Variablenabhängigkeiten im PCM werden dabei extrahiert und dienen als Grundlage, um Label-Propagationsfunktionen zu generieren. Das Konzept des Sicherheitskontexts wird weiter in die Analyse eingebracht, um implizite Flüsse zu erkennen. Anschließend wird die Erweiterung implementiert und auf die Reduktion des Spezifikationsaufwands sowie die Genauigkeit evaluiert.
Vortragende(r) Jonas Lehmann
Titel Iterative Quelltextanalyse für Informationsflusssicherheit zur Überprüfung von Vertraulichkeit auf Architekturebene
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Frederik Reiche
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Heutige Softwaresysteme, die Daten mit unterschiedlicher Vertraulichkeit verarbeiten, müssen strenge Sicherheitsanforderungen erfüllen. Sicherheitsanalysen sollten bereits in der Entwurfsphase auf Architekturebene eingeplant werden, da Fehlerbehebungen ein wachsender Kostenfaktor sind, je später sie im Entwicklungsprozess durchgeführt werden.

Auch wenn Architekturanalysen Verletzungen von Sicherheitsspezifikationen früh auf- decken können, schließt ein vermeintlich sicherer Entwurf nicht aus, dass zusätzliche Schwachstellen erst durch die Implementierung in das System gelangen. Daher gibt es Kopplungsansätze, die aus Quelltextanalysen gewonnene Implementierungsdetails in die Architekturanalyse einbinden. So werden Schwachstellen aufgedeckt, die ohne Kopplung unentdeckt bleiben.

Bisherige Kopplungsansätze führen die Quelltextanalyse jedoch nur einmalig durch und projizieren alle Ergebnisse auf einmal zurück in die Architektursicht. Hierbei gab es Indikatoren, dass es in einigen Anwendungsszenarien durch die einmalige Ausführung zu Genauigkeits-, Performanz-, und Skalierbarkeitsproblemen kommt.

Diese Masterarbeit adressiert die Probleme mit einem iterativen Ansatz, der die Informationen für die Quelltextanalyse partitioniert und die Analyse damit mehrfach ausführt. Da die Genauigkeit für manche Sicherheitsbegriffe außerdem von der Zusammenführung der Implementierungsdetails abhängt, kann die Architekturanalyse im iterativen Ansatz auch mehrfach auf einzelnen dieser Details ausgeführt werden.

Der iterative Ansatz wurde fallstudienbasiert evaluiert, um die Auswirkung auf Genauigkeit, Performanz und Skalierbarkeit im Vergleich zum nicht-iterativen Ansatz zu überprüfen. Im Bereich der Genauigkeit hat sich die Sensitivität gefundener Verletzungen in der Architektur erhöht, z. B. in Verbindung mit der Quelltextanalyse JOANA von 0,3 auf 0,95. Mit der steigenden Anzahl an Analysedurchführungen im iterativen Ansatz verlängert sich die Ausführungszeit, was die Performanz vermindert. Jedoch erlaubt der iterative gegenüber dem nicht-iterativen Ansatz größere Eingaben, wie sich in der Skalierbarkeitsevaluation gezeigt hat.

Vortragende(r) Anne-Kathrin Hermann
Titel Praxis der Forschung: Low Code in der sichtenbasierten Entwicklung
Vortragstyp Vortrag
Betreuer(in) Lars König
Vortragssprache
Vortragsmodus online
Kurzfassung In den letzten Jahren hat sich die Low-Code-Entwicklung (LCD) als eine innovative Methode zur Anwendungsentwicklung etabliert. Die LCD ermöglicht die Erstellung vielfältiger Anwendungen durch den Einsatz graphischer Tools, ohne oder mit nur geringen Kenntnissen textbasierter Programmiersprachen. Im Gegensatz dazu steht die Modellgetriebene Entwicklung (MDE), die auf Modellen als primäres Entwicklungswerkzeug basiert, um Softwaresysteme zu spezifizieren und Code teilweise automatisch zu generieren. Ein Teil davon ist die sichtbasierte Entwicklung, die sich auf die Darstellung eines Systems über verschiedene Sichten konzentriert. Innerhalb des geplanten Projekts wird ein Konzept entwickelt, um eine Low-Code-Sicht in ein sichtbasiertes System zu integrieren. Dies ermöglicht die Nutzung der leicht bedien- und erlernbaren Low-Code-Plattform (LCP) und erlaubt gleichzeitig eine flexible Erweiterung der Anwendung über andere Sichten. Dieses Konzept wird durch eine Fallstudie und Experteninterviews evaluiert.

Freitag, 19. Juli 2024, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 010 (Gebäude 50.34)
Webkonferenz: https://sdq.kastel.kit.edu/institutsseminar/Microsoft_Teams

Vortragende(r) Nesta Bentum
Titel Exploring Modern IDE Functionalities for Consistency Preservation
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Lars König
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Der Ansatz der modellgetriebenen Softwareentwicklung (MDSD) kann diverse Vorzüge mit sich bringen: von einer erhöhten Entwicklungsgeschwindigkeit über eine verbesserte Wartbarkeit bis hin zu einer allgemein höheren Softwarequalität. Dennoch hat der Ansatz noch keine weite Verbreitung gefunden. Als einer der Gründe dafür wurde eine Eigenschaft von MDSD-Tools identifiziert: Oft handelt es sich bei ihnen um schwergewichtige Anwendungen mit komplexen Installationsvorgängen. Der Vitruvius-Ansatz ist ein sichtenbasierter MDSD-Ansatz, der dazu in der Lage ist, verschiedene Modellierungsartefakte (semi-)automatisch konsistent zu halten. Leider ist auch der Vitruvius-Ansatz nur über eine schwergewichtige, komplex einzurichtende Eclipse-IDE-Instanz verwendbar Die Eclipse Foundation betreibt mit EMF.cloud ein Projekt, das dem Zweck dient, Eclipse-Modellierungsanwendungen in modernen Cloud-Umgebungen verfügbar zu machen. In dieser Arbeit haben wir die Kompatibilität des Vitruvius-Ansatzes mit dem EMF.cloud-Projekt untersucht und eine prototypische Anwendung implementiert. Mittels einer Nutzerstudie haben wir erhoben, welche Nutzererfahrung dieser Prototyp bietet.
Vortragende(r) Niklas Ewald
Titel Retrieval-Augmented Large Language Models for Traceability Link Recovery
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Dominik Fuchß
Vortragssprache
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Während der Entwicklung von Software werden viele Artefakte erstellt. Rückvervolgbarkeitsinformation zwischen ihnen sind wichtig für Aufgaben wie die Einhaltung von Anforderungen, Auswirkungsanalysen von Änderungen und das Auffinden von Dokumentationsinkonsistenzen. Das manuelle Erstellen von Rückverfolgbarkeitsverbindungen ist fehleranfällig und kostspielig. Eine Herausforderung besteht in den unterschiedlichen Abstraktionsebenen von Artefakten. Diese Arbeit verwendet Retrieval-Augmented Large Language Models, um diese semantische Lücke zu überbrücken, und bewertet diesen Ansatz in drei verschiedenen Aufgaben zur Wiederherstellung von Rückverfolgbarkeitsverbindungen. Kosten und Verarbeitungszeit werden niedrig gehalten, indem das Sprachmodell nur zur Klassifizierung von Artefaktpaaren verwendet wird, die Artefakte enthalten, die ähnlich zueinander sind. Für die Wiederherstellung von Rückverfolgbarkeitsverbindungen zwischen Anforderungen und Quellcode erzielt der Ansatz vergleichbare Ergebnisse zu dem Stand der Technik mit F1-Werten von 0.388 auf SMOS, 0.478 auf eTour und 0.313 auf iTrust. Für die Aufgaben der Rückverfolgbarkeitsverbindungen von Softwarearchitekturdokumentation zu Softwarearchitekturmodellen und von Softwarearchitekturdokumentation zu Quellcode erreicht der Ansatz nicht den Stand der Technik.

Freitag, 16. August 2024, 11:30 Uhr

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Ort: Raum 010 (Gebäude 50.34)
Webkonferenz: https://sdq.kastel.kit.edu/institutsseminar/Microsoft_Teams

Vortragende(r) Daniel Augustin
Titel Bridging the Gap: A Development Approach for Seamless Educator-Developer Collaboration in E-Learning
Vortragstyp Masterarbeit
Betreuer(in) Kai Marquardt
Vortragssprache Deutsch
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung E-Learning ist durch Technologie unterstützte Pädagogik. Viele Entwicklungsansätze betonen die Zusammenarbeit zwischen Pädagogen und Entwicklern bei der Erstellung von E-Learning-Kursen. Diese Arbeit baut auf diesen Ansätzen auf, indem sie die Zusammenarbeit vertieftuntersucht. Eine kollaborative Plattform zur Erstellung von E-Learning-Kursen wurde konzipiert und teilweise implementiert. Durch Interviews und Umfragen mit Pädagogen wurden Stärken und Schwächen der Plattform aufgezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass Pädagogen das Konzept schätzen, aber aufgrund des frühen Entwicklungsstadiums zögern, die Plattform zu nutzen. Identifizierte Verbesserungsbereiche und zukünftige Funktionen bieten wertvolles Feedback für die Weiterentwicklung und betonen die Notwendigkeit, pädagogische und technologische Expertise zu kombinieren.
Vortragende(r) Sven Tretter
Titel Entwurf eines Migrationsverfahren für Microsoft Access Anwendungen
Vortragstyp Bachelorarbeit
Betreuer(in) Robert Heinrich
Vortragssprache Englisch
Vortragsmodus in Präsenz
Kurzfassung Die Softwaremigration bezeichnet die Überführung eines Softwaresystems in eine neue

technologische Umgebung. Die Gründe für eine Migration sind vielfältig. Häufig sind es veraltete Softwaresysteme, sogenannte Altsysteme, die zu einer Migration führen. Wie auch in der Softwareentwicklung sind die Bemühungen in der Softwaremigration nach Prozesse und Verfahren, die die Ausführung vereinfachen sollen, hoch. So existieren bereits etliche bewährte Prozesse und Verfahren zur Migration von Softwaresystemen. Doch diese sind nicht für alle Arten von Softwaresystemen geeignet. Ein Beispiel stellen Microsoft Access Anwendungen dar, für die geeignete Prozesse und Verfahren bislang fehlen. In dieser Arbeit wird ein Migrationsverfahren entworfen, das sich speziell für die Migration von Microsoft Access Anwendungen eignet. Hierfür wird das entworfene Migrationsverfahren auf eine in der Industrie bestehenden Microsoft Access Anwendung angewandt, und mit dessen Erfolg gezeigt, dass das Migrationsverfahren tatsächlich für die Migration von Microsoft Access Anwendungen geeignet ist.