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Moderne Programme bewältigen immer komplexere und leistungsfordernde Aufgaben. Mit diesem Anstieg geht jedoch ein höherer Bedarf an Hardware-Ressourcen einher, insbesondere an höheren Prozessorkapazitäten. Diesem Trend wurde mit einer konstanten Erhöhung der Taktraten von Prozessoren begegnet. Doch seit 2005 wurde dieser Trend aufgrund von physikalischen Grenzen gebremst. Stattdessen installieren Prozessorhersteller nun mehrere Prozessorkerne mit geringerer Taktrate auf einem Prozessor. Dies führt auch zu neuen Programmiertechniken, die Programme auf mehreren Prozessorkernen verteilen. Sie stellen einen sicheren Datenzugriff, deterministische Ausführung und Leistungsverbesserungen sicher. Ursprünglich mussten Programmierer diese Techniken manuell programmieren, heute existieren Technologien, die eine solche Verwaltung automatisch durchführen.
In dieser Thesis werden verschiedene High-Level Programmiertechniken anhand einer Beispielanwendung hinsichtlich ihrer Leistung, Ressourcenverwaltung und Bedienbarkeit verglichen. Die Beispielanwendung soll eine tatsächlich einsetzbare Anwendung repräsentieren, die grundlegende Probleme, wie voneinander unabhängige und abhängige Berechnungsschritte aufweist, weshalb eine Physiksimulation gewählt wurde. Die Parallelisierung wurde mit Goroutinen, Java Parallel Streams, Thread Pools und C++ async-Funktionen in ihrer jeweiligen Programmiersprache realisiert.
Um die verschiedenen Parallelisierungstechniken zu vergleichen, wurden mehrere Merkmale der parallelen Implementierungen gemessen und mit einer sequentiellen Referenzimplementierung verglichen. Um die Leistung der Techniken zu messen, wurden die Ausführungszeiten der verschieden Simulationen gemessen und analysiert. Die Ressourcenverwaltung wurde anhand der Prozessorauslastung der verschiedenen Implementierungen verglichen. Um die Bedienbarkeit der verschiedenen Parallelisierungstechniken gegenüberzustellen, wurde die Anzahl der Quelltextzeilen ermittelt und in Relation gesetzt. Die Analyse dieser Daten zeigt die Unterschiede der Parallelisierungstechniken. Während die Implementierung unter Nutzung von Java Parallel Streams hohe Prozessorauslastung, und, verglichen mit den anderen Techniken, einen hohen Beschleunigungsfaktor sowie geringe Komplexität aufweist, kann die Implementierung mit Hilfe von C++ async-Funktion nicht mehrere Prozessorkerne auslasten und damit nicht die Vorteile von Parallelisierung ausnutzen. Die hohe Komplexität der Implementierung mit Goroutinen zahlt sich durch vergleichsweise geringe Ausführungszeiten trotz niedriger Prozessorauslastung aus.
Gegenstand der vorgestellten Arbeit ist die Evaluierung frei erhältlicher Performance Test Frameworks, zusätzlich in Hinblick auf deren HTTP/2 und WebSockets Unterstützung. Zur Einführung wird der allgemeine Aufbau und die Vorgehensweise von Performancetests erörtert. Hierfür werden zwei unterschiedliche Testpläne vorgestellt und miteinander verglichen. Anschließend werden die ausgewählten Frameworks auf ihre Funktionen untersucht. Zuletzt wird beispielhaft eine im Netz frei verfügbare Webanwendung mit den vorgestellten Frameworks getestet und der Ablauf derer jeweils dokumentiert.
Um ein abschließendes Fazit zu formulieren, werden die Frameworks hinsichtlich deren Feature Reichhaltigkeit, Nutzerfreundlichkeit und Aktualität bewertet.
Schlagwörter: Web Performance, Stresstests, HTTP/2, WebSocket, Webanwendung, Frameworks, Performance Programme, Evaluierung
Die hier vorgestellte Arbeit untersucht anhand einer Fachliteratur-Recherche Skalie-rungskonzepte für IT-Startups. Es wird untersucht, wie junge Unternehmen in der IT-Branche sich auf Wachstum vorbereiten und dieses Wachstum fördern können. Dazu wurden aus relevanten Fachbüchern und Artikeln Methoden und Ansätze exzerpiert, die in die Bereiche Personal, Produkt, Finanzen, Vertrieb und Strategie gegliedert sind. Im Anschluss wurden die schlussfolgernden Ergebnisse zusammengefasst, die einen be-sonderen Fokus auf kundennahe Produktentwicklung und Mitarbeiterorientierung um-fassen.
Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Betrachtung von Technologien, die das Infotainmentsystem
von Fahrzeugen mit mobilen Endgeräten verbinden. Dabei werden Eigenschaften wie der
technische Aufbau der Technologien, Angebotsbreite und weitere relevante Attribute analysiert, die
anschließend innerhalb einer Matrix gegenüber gestellt werden. Nachfolgend werden die Geschäftsmodelle
der Unternehmen analysiert, die die zuvor betrachteten Verbindungstechnologien
anbieten. Als Vorgehensweise wurde das Business Model Canvas von Alexander Osterwalder und
Yves Pigneur ausgewählt, da es alle wesentlichen Elemente eines Geschäftsmodells einbeziehen und
deren Zusammenspiel betrachten. Um ein abschließendes Fazit zu formulieren, werden die Auswirkungen
der Geschäftsmodelle auf Automobilhersteller und Entwickler von Applikationen erörtert und
ausgewertet. Durch die sich ergebenden Risiken und Potenziale wird eine sinnvolle Wahl von Technologien
getroffen, die in die zukünftigen Geschäftsmodelle von Automobilherstellern und ApplikationsEntwicklern
einbezogen werden sollten.
Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Betrachtung und der Vergleich von Datenbanksystemen und deren Einsatzbereich in Verbindung mit Echtzeitdatenströmen in Mobile Cloud Computing Architekturen.
Nach Erläuterung der Funktionsweise von Datenbanken und deren Eigenschaften werden die Unterschiede zwischen den traditionellen relationalen und den echtzeitfähigen Datenbanken untersucht.
Daraufhin wird ein Vergleich von verschiedenen echtzeitfähigen Datenbanken, wie RethinkDB und Google Firebase Realtime Database, durch Gegenüberstellung von Features, der Query-Language und der Realtime-Fähigkeit angefertigt.
Die parallel zur Arbeit entwickelte Mobile-App basiert auf dem RemoteUI-System mit Anbindung an die NoSQL-Datenbank RethinkDB. Durch die Nutzung von Mobile Cloud Computing können rechenintensive Aufgaben wie die Verarbeitung von großen Mengen von Sensordaten durch einen leistungsstarken externen Server durchgeführt werden, um Rechen- und Akkuleistung des mobilen Endgeräts einzusparen.
Als Echtzeitdatenströme werden GPS-Positionsdaten eines Smartphones genutzt, die per Mobile-App über eine REST-API an den Server gesendet werden. Diese werden dort von der Datenbank verarbeitet und für andere Nutzer der App wieder visuell verfügbar gemacht. Hierbei spielt vor allem die Verarbeitung auf dem Server eine bedeutende Rolle.
Im Zusammenhang mit dem Projekt „BGM Vital“ der Charité Universitätsmedizin Berlin, wird erforscht, mit welchen Methoden das betriebliche Gesundheitsmanagement ge-fördert werden kann.
Hierfür wurde sich im Rahmen dieser Arbeit mit der Entwicklung einer App befasst, wel-che dazu dient, die Anwender spielerisch dazu zu motivieren, sich sportlich zu betätigen. Hierbei sollen sie nicht nur ihr Bestes geben und versuchen an ihre Grenzen zu gehen, sondern es soll auch analysiert werden, ob es der Fitness App gelingen würde, den Benutzer nach einem durchgeführten Training zu einem erneuten Training mit dieser App zu motivieren.
Es wird beschrieben, wie die App entwickelt wurde. Von der Anforderungsliste über die genutzten Technologien und dem Ablauf der App, bis zu der eigentlichen Entwicklung.
Des Weiteren wird der Testablauf näher beleuchtet. Hierbei wird auf den Testaufbau, die Testpersonen, die zu absolvierenden Trainingsübungen und die Durchführung des Tests eingegangen. In einer abschließenden Diskussion wurden die Testergebnisse interpretiert und bewertet.
Diese Arbeit befasst sich mit den Herausforderungen, denen Lehrer bei der Wahl von Serious Games und deren Integration in den Unterricht gegenüberstehen.
Zur empirischen Evaluation dieses Sachverhaltes wurden zwei Serious Games, Abgetaucht und Immunity,unter Verwendung eines Onlinefragebogens an Lehrer und Schüler verteilt. Zudem wurden zwei Personen des Lehrkörpers in einem leitfadenbasierten Experteninterview befragt.
Der erste Teil der Arbeit thematisiert die theoretischen Grundlagen zum Begriff Spiel im Allgemeinen, Serious Game und deren Kategorisierung, sowie das Design - Play and
Experience (DPE) Framework, dass im späteren Verlauf im Zusammenhang mit den Eigenschaften eines Serious Games, ein besseres Verständnis der Spielelemente bietet.
Zudem wird die geschichtliche Entwicklung der Serious Games behandelt, worauf der aktuelle Forschungsstand folgt, der in vier Punkte unterteilt ist. Als Erstes wird die Effektivität und Motivationskraft von Serious Games betrachtet, gefolgt von einem Vergleich zum
Frontalunterricht. Im Weiteren werden die Eigenschaften von aktuellen Serious Games charakterisiert und die derzeitigen Hürden für den Einsatz im Unterricht dargestellt. Kapitel drei beschreibt die verwendeten Materialien und Methoden der Arbeit. Die Umfrageergebnisse mit der zugehörigen Diskussion und der Zusammenfassung befinden sich in den finalen Kapiteln. Daraus ging hervor, dass sowohl aus Lehrer- und Schülersicht eine große Offenheit gegenüber Serious Games vorhanden ist. Allerdings ist die Nutzungsbereitschaft der Lehrer deutlich geringer, da ein Mangel an Spezialisierungsmöglichkeiten für Lehrer in der Ausbildung und bei Fortbildungen besteht und eine zentral kommunizierte Plattform fehlt, die einen einheitlichen Zugang für Lehrer ermöglichen würde. Zudem wird der organisatorische Mehraufwand für die Suche und Vorbereitung von Serious Games als problematisch angesehen, da das ausgewählte Spiel genau zum Lehrplan und der Niveaustufe der Schüler passen muss. Für Serious Games empfanden Lehrer die verwendeten didaktischen Mittel und den Lerninhalt als essenziell, wobei für Schüler die audiovisuellen Effekte und der storybasierte Inhalt wichtig war. Um eine angenehme Lernatmosphäre für den Schüler zu schaffen, aber auch das geforderte Lernziel effizient zu erreichen, ist eine Balance zwischen den Interessen der Lehrer und der Schüler vorteilhaft.
Der Traum von adaptiven und personalisierten Computerlernsystemen, welche die Lehrkräfte von langweiligen und mühseligen Arbeiten befreien sollen, beschäftigt die Forschung schon seit den 1920er Jahren. Jüngste Bemühungen setzen sich vor allem mit dem Personalisieren von Lernpfaden auseinander. Das Ziel dieser Bachelorthesis ist die Implementation einer adaptiven Erweiterung in ein bestehendes Lernmanagementsystem namens "Schule 4.0", sodass dadurch individueller auf die Bedürfnisse des Lernenden eingegangen werden kann. Hierfür wird ein Überblick über das Themenfeld des adaptiven Lernens gegeben, sowie die Verfahren und Funktionsweise adaptiver Lernsysteme erklärt. Weiter werden Verfahren zur Generierung von adaptiven Lernpfaden vorgestellt und der "State of the Art" von Lernpfade Editoren untersucht. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird ein Konzept für einen grafischen Lernpfade Editor zum Erstellen adaptiver Lernpfade erstellt und systematisch mit Vorgehensmodellen aus dem Software Engineering in das bestehende System implementiert. Mithilfe der Implementation werden Beispielszenarien konstruiert und durch Experten der Pädagogik in einer Fokusgruppe evaluiert. Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein grafischer Lernpfade Editor für "Schule 4.0", welcher in vielen Szenarien pädagogisch sinnvoll eingesetzt werden kann.
In dieser Bachelorarbeit habe ich für die e-Learning-Plattform Ilias Videoplayer analysiert, um einen Ersatz für den Ilias-Player zu finden, mit dem Hintergrund Barrierefreiheit. Analysiert wurden der Ilias-Player, der Youtube-Player, der Able Player, der OzPlayer und der Paella Player; die zugrundeliegenden Richtlinien sind in der EU-Norm EN 301 549 niedergeschrieben. Nach der Analyse wurde ein Prototyp implementiert, wie der gewählte Videoplayer (in diesem Fall der Able Player) in einer Ilias-Umgebung aussehen könnte.
In dieser Arbeit wird die Verwendung von Piktogrammen und personalisierten Einstellungen zur Anpassung von Schnittstellen für Benutzer mit kognitiven Einschränkungen untersucht. Dieses Thema ist im Zusammenhang mit der digitalen Integration dieser Benutzer in den Internet-Raum von großer Bedeutung. Leider werden derzeit die meisten Websites erstellt, ohne auf die Bedürfnisse und Besonderheiten dieser Zielgruppe einzugehen. Um dieses Problem zu lösen, müssen Browser-Erweiterungen verwendet werden, die es ermöglichen, das Layout der Website an die Bedürfnisse der Benutzer anzupassen. Wir haben drei Browser- Erweiterungen auf ihre Eignung für Benutzer mit kognitiven Einschränkungen untersucht, nämlich Easy Reading, Read & Write und Immersive Reader. Diese drei Tools haben die Verwendung von Piktogrammen und personalisierten Einstellungen zur Änderung des Layout von Seiten gemeinsam.
Um die Vor- und Nachteile dieser Tools herauszufinden, wurde eine Fokusgruppe mit Experten aus den Bereichen UX, UI und Barrierefreiheit durchgeführt. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Fokusgruppe wurden die Anforderungen zur Verbesserung und Anpassung dieser Browser-Erweiterungen für die angegebene Zielgruppe formuliert. Darüber hinaus wurden von uns wissenschaftliche Publikationen und Richtlinien zum Thema Gestaltung von Schnittstellen für Menschen mit kognitiven Einschränkungen analysiert. Die Ergebnisse der Analyse von Publikationen und Daten der Fokusgruppe bildeten die Grundlage eines neuen Konzepts für eine angepasste Browser-Erweiterung, das mit Hilfe der Software für Prototyping Figma in Form eines Prototypen umgesetzt wurde. Zur Validierung des Prototyps wurden zwei Interviews mit Expertinnen im Bereich kognitive Einschränkungen durchgeführt, die ihre Vorschläge zur Verbesserung und Vereinfachung der vorgestellten Lösung äußerten. Im Fazit wurden die Hauptrichtungen für eine eingehendere Untersuchung dieses Themas skizziert. Das Ergebnis dieser Arbeit ist die Thematisierung der Notwendigkeit, angepasste Schnittstellen für Benutzer mit kognitiven Einschränkungen unter Verwendung von Piktogrammen und personalisierten Einstellungen zu schaffen und Vertreter dieser Zielgruppe in den Entwicklungsprozess einzubeziehen.