Informatik III

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Forschung am Institut für Informatik III

Im Bereich Softwaretechnologie beschäftigen sich unterschiedliche Arbeitsgruppen mit objekt-orientierten Konzepten, Middleware-Komponenten und Fragestellungen zur Software-Ergonomie und computerunterstützten Gruppenarbeit.
Das Ziel des Darwin-Projektes ist bspw. die Überwindung der starren Trennung zwischen klassenbasierten und prototypbasierten objektorientierten Sprachen. Der verfolgte Ansatz ist die Erweiterung klassenbasierter Sprachen um objektbasierte dynamische Vererbung (Delegation). Konkret wird die Umsetzung aller Konzepte in eine Erweiterung der Sprache Java und die Anwendung des Darwin-Modells zur Lösung anerkannt schwieriger Probleme betrachtet, wie z.B. der nicht antizipierten Anpassung der Funktionalität von Softwarekomponenten zur Laufzeit.
Ein weiteres Thema ist die Integration von CORBA und Objekt-Orientierten DBMS. Sie erfordert die Implementierung von Middleware-Komponenten, die durch die entwickelte XDA-Umgebung (eXtensible Database Adapter) erleichtert und beschleunigt werden soll.
Vor dem Hintergrund der aktuellen Entwicklungen in den Bereichen Internet, Vernetzung und Multimedia liegt das Hauptaugenmerk des Projektbereichs Software-Ergonomie und CSCW auf einer ergonomischen und sozialverträglichen Technikgestaltung. Dabei geht es z.B. um Usability-Engineering, Wissensmanagement und Computer-Supported Cooperative Learning.

Der Schwerpunkt Datenbanken und Informationssysteme untersucht Aufgaben im Zusammenhang mit naturwissenschaftlichen Datenbanken und Content-Management-Systemen. Hier seien die Arbeiten in den Bereichen GIS, Internet und wissensbasierter Systeme genannt.
Die im Sonderforschungsbereich 350 ``Wechselwirkungen kontinentaler Stoffsysteme und ihre Modellierung'' anfallenden Daten sollen in einem objektorientierten Geo-Informationssystem (GIS) verwaltet und verarbeitet werden. Ziel des entwickelten GeoToolKits ist es, die beteiligten Geowissenschaftler in Form eines ``Baukastens'' bei der Verwaltung raum- und zeitbezogener Daten zu unterstützen und hierfür geospezifische Datenbankfunktionalität bereitzustellen.
Im Themenkomplex ``Internet'' werden Architekturen und Anwendungen untersucht und entwickelt, die datenbankbasierte Informationsangebote im WWW ermöglichen (z.B. The WOB: Objects on the Web). Schwerpunkte sind dabei die Modellierung mittels objektorientierter Datenbankschemata, die Volltextsuche auf semi-strukturierten Dokumenten (HTML, XML) und die dezentrale Pflege von Informationsangeboten durch Personal ohne spezielle EDV- und Internet-Kenntnisse.
Internetbasierte Lehr- und Lernumgebungen spielen eine große Rolle bei der Bewältigung individueller Qualifizierungsbedürfnisse. Der prototypisch implementierte Ansatz des ``selbstgesteuerten Lernprozesses'' ermöglicht dem Lernenden eine aktive Auseinandersetzung mit den Lerninhalten. Darüberhinaus wird im Prototypen die Kontaktaufnahme mit anderen Lernenden und die Organisation von Lernprozessen in der Gruppe unterstützt.
Weitere wichtige Themen sind die Evaluation der Potentiale und Einsatzmöglichkeiten von XML in praktischen Anwendungen, das Performanzverhalten relationaler Datenbanksysteme und die intelligenten Analyse großer Datenbestände (Data Warehousing, Data Mining).
Die Arbeitsgruppe "Sicherheit von Informationssystemen und Kryptographie" hier beschäftigt sich mit einem breiten Spektrum an Themen aus der IT-Sicherheit, die sich durch eine hohe praktische Relevanz auszeichnen. Zu den derzeitigen Schwerpunkten gehören folgende Bereiche: - Sicherheit von Datenbanken - Schutz vor nicht vertrauenswürdigen Programmen - Stabile Softwarearchitekturen für digitale Signaturen - Kryptographie auf elliptischen Kurven - Robuste Pseudozufallszahlengeneratoren - Verläßliche Implementierung kryptographischer Verfahren - Sichere Internet-basierte Informationssysteme - Jugendschutz im Internet

Die Arbeitsgruppen ``Mobile Robotik'' und ``Agentensysteme'' sind Teil des Forschungsschwerpunkts Künstliche Intelligenz, in dem Techniken des maschinellen Lernens und der Statistik zur Entwicklung lernfähiger, autonomer Systeme angewandt werden. Als wichtige Experimentierplattform dient dabei der Roboter RHINO. Neben der Kollisionsvermeidung, um auch in dynamischen Umgebungen sicher navigieren zu können (z.B. als Museumsführer), und der Lokalisation zur Bestimmung der globalen Position innerhalb der Arbeitsumgebung, werden auch Methoden zur Aktionsplanung entwickelt. Ziel dieser Arbeiten ist die Erforschung von Steuerungsmechanismen, die es autonomen mobilen Robotern erlauben, mehrere variierende Aufgaben in nicht vollständig bekannten, dynamischen Umgebungen kompetent und zuverlässig zu erfüllen.
Weitere Aktivitäten sind die Mitgliedschaften in den europäischen Organisationen PLANET (AI Planning) und Agentlink (Agent-Based Computing). Als konkrete Anwendungen von Agentensystemen neben der mobilen Robotik seien hier erfolgreich durchgeführte Arbeiten in den Bereichen Logistik (Supply-Chain-Management) und Bauinformatik (Planung und Konstruktion von großen Bauwerken) genannt.

Außerdem sind am Institut für Informatik III noch Prof. Dr. Michael Clausen und Prof. Dr. Rainer Manthey als beamtete Hochschullehrer tätig.

Unter der Leitung von Prof. Dr. Michael Clausen werden momentan die Anwendungsmöglichkeiten der Computeralgebra in den Bereichen der Audiosignalverarbeitung und der digitalen Musikbibliotheken untersucht. Dabei wird auf Ergebnissen der Forschung aus vorherigen Schwerpunktbereichen zu schnellen Fouriertransformationen, algorithmischer Darstellungstheorie und algebraischer Komplexitätstheorie aufgebaut.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Rainer Manthey beschäftigt sich mit Datenbanken und Deskriptiver Programmierung. Der Schwerpunkt der Forschung zum Thema Datenbanken liegt in der Erweiterung klassischer Datenmodelle (relational, objektorientiert) um Regelkonzepte (aktive und deduktive Regeln, Integritätsbedingungen) und temporale DB-Techniken. Im Bereich Programmierung liegen Schwerpunkte bei logischer und ereignisorientierter Programmierung. Methoden der automatischen Deduktion werden in beiden Bereichen eingesetzt. Die Gruppe betreibt bisher vorwiegend Grundlagenforschung und prototypische Toolentwicklung.

Gemeinsam mit dem Frauenhofer-Institut für autonome intelligente Systeme ist Herr Professor Dr. Stefan Wrobel berufen worden.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Wrobel beschäftigt sich mit Data Mining, Wissensentdeckung und maschinellem Lernen. Der Schwerpunkt liegt auf Wissensentdeckung bei komplex strukturierten Daten (z.B. multirelationalem Lernen) und Skalierbarkeit (z.B. Sampling und aktivem Lernen). In enger Kooperation mit Fraunhofer AiS werden Probleme des Text Mining, der geographische Wissensendeckung und des Multimedia Mining untersucht.