Animations-Framework in Java

Zusammenfassung.   Multimedia-Anwendungen und Animationen sind durch Dynamik gekennzeichnet. Die Dynamik muss sich in der Architektur der Anwendung niederschlagen. Eine M?glichkeit hierbei besteht darin, die Dynamik in einer speziellen Softwareschicht innerhalb einer Mehrschichtenarchitektur zu realisieren. Dieses Papier stellt ein Animations-Framework in Java vor, das diese Architektur JavaBeans-konform als muster-orientiertes Framework realisiert und somit die systematische Entwicklung von animierten Multimedia-Anwendungen in Java unterstützt. Eingegangen am 12. November 1999 / Angenommen am 2. Mai 2000     

Interoperabilit?t für Informationssysteme im Gesundheitswesen auf Basis medizinischer Standards

Eine Vernetzung der Dienstleister im Gesundheitswesen wird aus Effizienzgründen immer wichtiger. Schwierigkeiten bereitet jedoch die Interoperabilität, womit die korrekte Kommunikation von beteiligten Softwaresystemen verschiedener Herkunft gemeint ist. Dieser Beitrag konzentriert sich auf die Interoperabilitätsproblematik auf der Ebene der Anwendungsarchitekturen. Mit Hilfe von Standards und Integrationstechniken bemühen sich verschiedene Lösungsansätze die Heterogenität zu überwinden, die einer umfassenden Interoperabilität im Wege steht. Die Frage, die sich uns in diesem Zusammenhang nun stellt ist, ob diverse Standards im Gesundheitswesen sinnvoll kombiniert werden können bzw. zwischen ihnen vermittelt werden kann. In diesem Artikel stellen wir die Grundzüge einer Architektur vor, die auf der Basis von Standards eine institutionsübergreifende Interoperabilität im Gesundheitswesen ermöglichen soll. Die Strukturen der relevanten Standards werden einheitlich als Instanzen des Meta-Object Facility (MOF) spezifiziert und dann geeignet zueinander in Beziehung gesetzt. Die resultierenden Modelle und Metamodelle bilden einen Leitfaden zur Strukturanalyse der Standards und helfen so beim Entwurf der Transformationen zwischen den verschiedenen Standards. Architektur und Metamodelle dienen als Grundlage für eine prototypische Implementierung am Beispiel des Epidemiologischen Krebsregisters Niedersachsen zur Evaluation des vorgestellten Konzeptes.     

Ein Vorgehensmodell für die Multimedia-Entwicklung mit Autorensystemen

Multimedia-Anwendungen sind interaktive Softwaresysteme und verlangen als solche, mit softwaretechnischen Methoden erstellt zu werden. Sie werden heutzutage in der Regel mit Hilfe von Autorensystemen entwickelt, die eine Ad-hoc-Entwicklung auf Implementierungsniveau unterstützen. Hierdurch und wegen des Fehlens etablierter Vorgehensmodelle für die Multimedia-Softwareentwicklung reduziert sich der Multimedia-Entwicklungsproze? auf die Implementierungsphase. Dies führt zu den in der Softwaretechnik bekannten Problemen wie mangelnder Konzeption und fehlender Dokumentation. Wir stellen in diesem Beitrag ein Vorgehensmodell für die Entwicklung von Multimedia-Anwendungen vor, in dessen Mittelpunkt eine Analyse- und Entwurfsphase im Hinblick auf eine Implementierung der Multimedia-Anwendung mit einem Autorensystem stehen. Ausgehend von einem frameworkbasierten Analysemodell der Anwendung und einem Modell der Realisierungsm?glichkeiten mit einem konkreten Autorensystem wird systematisch ein Implementierungsmodell auf Instanzebene abgeleitet, das als Eingabe für das Autorensystem verwendet wird. Das postulierte Vorgehensmodell wird exemplarisch für das Autorensystem Director am Beispiel der Dom?ne multimedialer Lehr-/Lernanwendungen erl?utert.     

Ein Vorgehensmodell für die Multimedia-Entwicklung mit Autorensystemen

Zusammenfassung.   Multimedia-Anwendungen sind interaktive Softwaresysteme und verlangen als solche, mit softwaretechnischen Methoden erstellt zu werden. Sie werden heutzutage in der Regel mit Hilfe von Autorensystemen entwickelt, die eine Ad-hoc-Entwicklung auf Implementierungsniveau unterstützen. Hierdurch und wegen des Fehlens etablierter Vorgehensmodelle für die Multimedia-Softwareentwicklung reduziert sich der Multimedia-Entwicklungsproze? auf die Implementierungsphase. Dies führt zu den in der Softwaretechnik bekannten Problemen wie mangelnder Konzeption und fehlender Dokumentation. Wir stellen in diesem Beitrag ein Vorgehensmodell für die Entwicklung von Multimedia-Anwendungen vor, in dessen Mittelpunkt eine Analyse- und Entwurfsphase im Hinblick auf eine Implementierung der Multimedia-Anwendung mit einem Autorensystem stehen. Ausgehend von einem frameworkbasierten Analysemodell der Anwendung und einem Modell der Realisierungsm?glichkeiten mit einem konkreten Autorensystem wird systematisch ein Implementierungsmodell auf Instanzebene abgeleitet, das als Eingabe für das Autorensystem verwendet wird. Das postulierte Vorgehensmodell wird exemplarisch für das Autorensystem Director am Beispiel der Dom?ne multimedialer Lehr-/Lernanwendungen erl?utert. Eingegangen am 2. November 1998 / Angenommen am 18. M?rz 1999     

Verteilte Metadatenverwaltung und Anfragebearbeitung für Internet-Datenquellen

Wir pr?sentieren in dieser Arbeit das ObjectGlobe-System, ein offenes und verteiltes Anfragebearbeitungssystem auf Internet-Datenquellen. ObjectGlobe erweitert die begrenzten F?higkeiten des Internets bezüglich Anfragebearbeitung, indem es einen offenen Marktplatz schafft, in dem eine Vielzahl von Anbietern Rechenzeit, Daten und Anfrageoperatoren bereitstellen. Den Schwerpunkt dieses Beitrags bildet die im Rahmen des ObjectGlobe-Projekts entwickelte Metadatenverwaltung MDV, ein verteiltes Metadaten-Management-System. Es besitzt eine 3-schichtige Architektur und unterstützt Caching und Replikation in der Mittelschicht, so dass Anfragen lokal ausgewertet werden k?nnen. Benutzer spezifizieren die Informationen, die sie ben?tigen und die repliziert werden, mit Hilfe einer besonderen Regelsprache. Um Replikate aktuell zu halten und die Replikation von neuen und relevanten Informationen anzusto?en, verwendet das MDV-System einen neuartigen Publish & Subscribe-Algorithmus. Wir beschreiben diesen Algorithmus im Detail und zeigen, wie er mit Hilfe eines normalen relationalen Datenbanksystems implementiert werden kann.     

Verteilte Metadatenverwaltung und Anfragebearbeitung für Internet-Datenquellen

Zusammenfassung.   Wir pr?sentieren in dieser Arbeit das ObjectGlobe-System, ein offenes und verteiltes Anfragebearbeitungssystem auf Internet-Datenquellen. ObjectGlobe erweitert die begrenzten F?higkeiten des Internets bezüglich Anfragebearbeitung, indem es einen offenen Marktplatz schafft, in dem eine Vielzahl von Anbietern Rechenzeit, Daten und Anfrageoperatoren bereitstellen. Den Schwerpunkt dieses Beitrags bildet die im Rahmen des ObjectGlobe-Projekts entwickelte Metadatenverwaltung MDV, ein verteiltes Metadaten-Management-System. Es besitzt eine 3-schichtige Architektur und unterstützt Caching und Replikation in der Mittelschicht, so dass Anfragen lokal ausgewertet werden k?nnen. Benutzer spezifizieren die Informationen, die sie ben?tigen und die repliziert werden, mit Hilfe einer besonderen Regelsprache. Um Replikate aktuell zu halten und die Replikation von neuen und relevanten Informationen anzusto?en, verwendet das MDV-System einen neuartigen Publish & Subscribe-Algorithmus. Wir beschreiben diesen Algorithmus im Detail und zeigen, wie er mit Hilfe eines normalen relationalen Datenbanksystems implementiert werden kann. Eingegangen am 19. November 2001 / Angenommen am 30. Juli 2002     

Persistent Reusable Java Virtual Machine unter z/OS und Linux

Zusammenfassung Die Nutzung von Java zur Entwicklung von Anwendungen für Hochleistungstransaktionssysteme stellt besondere Anforderungen an die Isolation und das Leistungsverhalten in der transaktionalen Ausführung. In dem vorliegenden Beitrag wird eine neuartige Technologie beschrieben, die verbesserte Isolationseigenschaften und eine erhebliche Leistungssteigerung erm?glicht. Die Persistent Reusable Java Virtual Machine erweitert eine normale Java Virtual Machine um gemeinsam genutzte Klassen und um eine Reset-Funktionalit?t, die eine serielle Wiederverwendbarkeit erm?glicht. In einer Benchmark-Untersuchung unter z/OS wurde hiermit ein Performance-Gewinn um einen Faktor 325 im Vergleich mit einer normalen JVM erreicht. Für das Erstellen von Transaktionsanwendungen unter dem Betriebssystem z/OS sind Enterprise Java Beans damit eine ernstzunehmende Alternative zu bisherigen Programmiermodellen.

---

The use of Java for the development of new applications in high-end transaction systems generates special isolation and performance requirements. A new technology offering improved isolation and a significant performance improvement is discussed in this article. The Persistent Reusable Java Virtual Machine extends a regular Java Virtual Machine by adding the facility to share classes and by providing a reset functionality, which permits serial reuse of the JVM. A z/OS benchmark demonstrated a performance improvement by a factor of 325, compared to a regular JVM. Thus the use of Enterprise Java Beans has to be considered as a serious alternative when developing new transactional applications under the z/OS operating system.

     

Interaktive Visualisierung und Simulation zur Planung chirurgischer Eingriffe

Der vorliegende Artikel beschreibt aktuelle Ans?tze zur Visualisierung und weiteren Bearbeitung medizinischer Volumendaten. Die Methodik verfolgt das Ziel, die pr?operative Planung chirurgischer Eingriffe zu unterstützen, in dem Volumendaten interaktiv visualisiert und Gewebe wie auch funktionelle Einheiten simuliert werden. Eingebettet in ein Radiologiesystem kann der Benutzer mit den Visualisierungen im dreidimensionalen Raum interagieren. Ein hybrider Ansatz erlaubt die Integration von oberfl?chen- und volumenorientierten Objektmodellen. Die Client/Server Architektur erlaubt die Nutzung zentraler, leistungsf?higer Ressourcen zur Berechnung der Volumenvisualisierung und Methoden der Bildverarbeitung.     

Modellierung und Simulation hybrider Systeme mit Smile

Zusammenfassung. Es wird eine werkzeugunterstützte Entwicklungsmethodik vorgestellt, die der Erstellung von Berechnungsmodellen für die Simulation hybrider physikalisch-technischer Systeme dient. Dafür werden verschiedene Modellbeschreibungstechniken dargestellt und klassifiziert, die anschlie?end in einen falltypischen Entwicklungsproze? eingebettet werden, der auf hybriden Erweiterungen von UML und Z basiert. Die Simulationsumgebung Smile (http://buran.fb10.tu-berlin.de/Energietechnik/EVT\_KT/smile/) erm?glicht schlie?lich die generische Erzeugung eines ausführbaren Simulators. Architektur und Kernkomponenten dieses Systems, wie beispielsweise L?sungsverfahren und Experimentshell, werden eingehender diskutiert. Ein Anwendungsbeispiel illustriert den beschriebenen Entwicklungsproze?. Eingegangen am 15. Juli 1999 / Angenommen am 12. November 1999     

Interaktive Visualisierung und Simulation zur Planung chirurgischer Eingriffe

Zusammenfassung. Der vorliegende Artikel beschreibt aktuelle Ans?tze zur Visualisierung und weiteren Bearbeitung medizinischer Volumendaten. Die Methodik verfolgt das Ziel, die pr?operative Planung chirurgischer Eingriffe zu unterstützen, in dem Volumendaten interaktiv visualisiert und Gewebe wie auch funktionelle Einheiten simuliert werden. Eingebettet in ein Radiologiesystem kann der Benutzer mit den Visualisierungen im dreidimensionalen Raum interagieren. Ein hybrider Ansatz erlaubt die Integration von oberfl?chen- und volumenorientierten Objektmodellen. Die Client/Server Architektur erlaubt die Nutzung zentraler, leistungsf?higer Ressourcen zur Berechnung der Volumenvisualisierung und Methoden der Bildverarbeitung. Eingegangen am 11. Juli 1998 / Angenommen am 7. Januar 1999     

SSONET: Systemunterstützung für mehrseitige Sicherheit in offenen Datennetzen

Wir stellen eine prototypische Implementierung einer Sicherheitsarchitektur vor. Sie unterstützt Nutzer und Entwickler verteilter Anwendungen bei der Umsetzung bzw. Integration von mehrseitiger Sicherheit. Nutzer k?nnen Schutzziele wie Vertraulichkeit, Anonymit?t, Integrit?t und Zurechenbarkeit anwendungsbezogen formulieren und ihnen zugeordnete kryptographische Mechanismen konfigurieren. Der konkrete Schutz einer Kommunikation über Datennetze wird zwischen den Partnern ausgehandelt. Heterogenen Anforderungen der Nutzer bzw. Applikationen und heterogenen Eigenschaften der Schutzmechanismen wird durch Architekturkomponenten für Konfigurierung und Aushandlung sowie sog. Sicherheitsgateways Rechnung getragen. Die Architektur setzt jeweils lokal sichere Basissysteme voraus und erm?glicht darauf aufbauend flexible mehrseitige Sicherheit für verteilte Anwendungen.     

Aufbau und Realisierung des MeDoc-Volltextspeichers

Zusammenfassung.   Ziel von MeDoc war der Aufbau eines verteilten Informationsdienstes, über den eine kritische Masse an Informatik-Literatur im Volltext nachgewiesen, langfristig vorgehalten, recherchiert und beschafft werden kann. Bei einem Teil der angebotenen Literatur handelt es sich dabei um elektronische Versionen des regul?ren kommerziellen Angebots der beteiligten Verlage. Aus diesem Grund war ein wichtiges Teilziel von MeDoc die Entwicklung eines Volltextspeichers, der solche kostenpflichtigen Dokumente abrechenbar und sicher nachweist, liefert und zum Browsen zur Verfügung stellt. Der Artikel beschreibt die Konzeption und Architektur dieses Volltextspeichers. Eingegangen am 17. April 1998 / Angenommen am 21. Juli 1998     

Das MeDoc-System – ein elektronischer Publikations- und Nachweisdienst für die Informatik

Zusammenfassung.   Ziele des MeDoc-Projektes waren die Konzeption, prototypische Entwicklung und Erprobung volltextbasierter Informations- und Publikationsdienste für die Informatik, um den Informationsaustausch und die Literaturversorgung in der Wissenschaft effektiver gestalten zu k?nnen. Dazu wurde im Rahmen des Projektes ein internet-basiertes System entwickelt, in dem Informatik & Fachinformation im Volltext gespeichert, recherchiert, abgerufen und gelesen werden kann und das die Suche nach Informatik-Literatur in heterogenen, verteilten Informationsquellen im Internet unterstützt. Das Informationsangebot ist dabei teilweise kostenpflichtig. In diesem Artikel werden Ziele, Funktionalit?t und Architektur des MeDoc-Systems beschrieben. Eingegangen am 19. Januar 1998 / Angenommen am 27. April 1998     

Ankopplung heterogener Anwendungssysteme an F?derierte Datenbanksysteme durch Funktionsintegration

Zusammenfassung. Mit der zunehmenden Zahl an Anwendungssystemen, welche Datenbank und zugeh?rige Anwendung kapseln, ist die reine Datenintegration nicht mehr ausreichend. Stattdessen k?nnen die Daten des Anwendungssystems nur noch über vordefinierte Funktionen abgefragt werden. Sollen Daten und Funktionen integriert werden, so ist eine Kombination von deklarativen Anfragen und dem Zugriff auf Funktionen erforderlich. In diesem Aufsatz stellen wir einen Middleware-Ansatz vor, der diese erweiterte und neuartige Form der Integration unterstützt. Hierzu werden zun?chst die Probleme der Funktionsintegration er?rtert und eine Spezifikationssprache eingeführt, die f?derierte Funktionen zu bilden und diese mehreren lokalen Funktionen der zu integrierenden Anwendungssysteme zuzuordnen erlaubt. Anschlie?end zeigen wir, wie die zugeh?rige Ausführungskomponente – in unserem Fall ein Workflow-Managementsystem – an ein F?deriertes Datenbanksystem mittels eines Wrappers gekoppelt wird, um die Integration von Daten und Funktionen zu erm?glichen. Dabei wird die zu unterstützende Funktionalit?t innerhalb des Wrappers sowie deren Auswirkungen auf die Anfrageverarbeitung als auch das zugeh?rige Kostenmodell untersucht. Abschlie?end wird ein Eindruck von der Performanz der vorgestellten Architektur vermittelt. Eingegangen am 19. Februar 2002 / Angenommen am 31. Mai 2002     

Ein graphbasiertes Managementsystem für dynamische Entwicklungsprozesse

Zusammenfassung. Wir pr?sentieren ein Managementsystem, das insbesondere hinsichtlich der Dynamik von Entwicklungsprozessen über die Funktionalit?t kommerzieller Systeme zum Projektmanagement, Workflowmanagement und Engineering Data Management hinausgeht. AHEAD (Adaptable and Human-CenteredEnvironment for the MAnagement of Development Processes) unterstützt die Koordination von Entwicklern durch integriertes Management von Produkten, Aktivit?ten und Ressourcen. Für das Management von Aktivit?ten werden dynamische Aufgabennetze angeboten, die sich durch nahtloses Verschr?nken von Planen, Analysieren und Ausführen auszeichnen. Alle Managementdaten (z.B. Aufgabennetze, Versionshistorien oder Produktkonfigurationen) werden intern in einheitlicher Weise durch Graphen repr?sentiert. Managementwerkzeuge werden aus einer formalen Spezifikation generiert, die auf programmierten Graphersetzungsregeln basiert. Eingegangen am 9. Juni 2000 / Angenommen am 20. M?rz 2001     

Die Beweisentwicklungsumgebung W\Omega -Mkrp

Zusammenfassung. Die Beweisentwicklungsumgebung -Mkrpsoll Mathematiker bei einer ihrer Hauptt?tigkeiten, n?mlich dem Beweisen mathematischer Theoreme unterstützen. Diese Unterstützung mu? so komfortabel sein, da? die rechnergestützte Suche nach formalen Beweisen leichter und insbesondere weniger aufwendig ist, als ohne das System. Dazu mu? die verwendete Objektsprache ausdrucksstark sein, man mu? die M?glichkeit haben, abstrakt über Beweispl?ne zu reden, die gefundenen Beweise müssen in einer am Menschen orientierte Form pr?sentiert werden und vor allem mu? eine effiziente Unterstützung beim Füllen von Beweislücken zur Verfügung stehen. Das im folgenden vorgestellte $\Omega$-Mkrp-System ist der Versuch einer Synthese der Ans?tze des vollautomatischen, des interaktiven und des planbasierten Beweisens. Dieser Artikel soll eine übersicht über unsere Arbeit an diesem System geben. Eingegangen am 24. Juni 1994 / Angenommen am 3. November 1995     

Flexible Autorisierung in Datenbank-basierten Web Service-F?derationen Unterstützung von stark und schwach gekoppelten Kollaborationsnetzwerken auf Web Service-Technologie

Die plattformunabh?ngige und organisationsübergreifende Web Services-Interoperabilit?t setzt ein leistungsf?higes und flexibles Autorisierungssystem voraus. In diesem Beitrag wird ein Zugriffskontrollsystem vorgestellt, welches sich durch das Zusammenspiel lokaler und verteilter Autorisierung auszeichnet. Im Zusammenhang mit lokaler Zugriffskontrolle, bei der Rechte innerhalb einer Organisation ausgewertet werden, stellt sich insbesondere die Herausforderung, Autorisierungsregeln zu konsolidieren: Da die Funktionalit?t von Web Services h?ufig auf weitere Anwendungen und Betriebsmittel wie Datenbanksystemen aufsetzt, ergeben sich Abh?ngigkeiten bezüglich der Autorisierung, die überprüft und eingehalten werden müssen. über eine verteilte Zugriffskontrolle wird der Aufbau von Kollaborationsnetzwerken erm?glicht. Der Augenmerk liegt im Folgenden auf schwach gekoppelten Zusammenschlüssen, die die Autonomie der beteiligten Organisationen beibeh?lt. Skalierbarkeit und Effizenz werden durch den Einsatz von rollenbasierter Zugriffskontrolle einerseits und dem Caching ?hnlicher, wiederkehrender Autorisierungen andererseits erreicht.     

Modell, Architektur und Plattform für Informationssysteme mit Kontextbezug

Zusammenfassung. In mobilen Systemen findet Kontext zunehmend Berücksichtigung, um Komponenten mit Informationen zur umgebenden Situation auszustatten. Dieser Beitrag führt ein neues semantisches Modell und eine Architektur für die Nutzung von Kontext in verteilten Systemen ein. Ausgangspunkt ist die Analyse grundlegender Eigenschaften von Kontext, zu denen vor allem orts- und zeitbezogene Relevanz z?hlt. Kontext wird entsprechend als allgemeine Datenstruktur modelliert, in der beliebige Kontextinformation mit Ursprungsort und –zeit sowie r?umlich-zeitlicher Ausbreitungscharakteristik beschrieben wird. Zur Modellierung der Ausbreitung und Verteilung von Kontext im Zeit-Raum-Kontinuum wird das Prinzip der unscharfen Mengen (Fuzzy Logic) herangezogen. Darauf aufbauend wird ein FuzzySpace als Kommunikationsplattform eingeführt, der auf einem Tupelraum aufbaut, für Elemente aber zus?tzlich eine r?umlich-zeitlich definierte Relevanz einführt. über diese Plattform k?nnen Kontextlieferanten, -konsumenten undabstraktoren Kontextinformationen austauschen. Die Verteilung von Kontext im FuzzySpace bleibt für diese Komponenten transparent, was zur Vereinfachung der Anwendungsentwicklung beitr?gt. Eingegangen am 14. Februar 2001 / Angenommen am 22. August 2001