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Themen für Abschluss-, Projekt- und Seminararbeiten (Master)

 

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Hier finden Sie Themen und Ansprechpartner für Ihre Masterarbeit, Masterprojekt und Hauptseminar. Falls Sie ein Thema interessiert, so können Sie sich direkt an den genannten Ansprechpartner wenden, um weitere Details zu besprechen und offene Fragen zu klären. Wir sind auch offen für Themenvorschläge von Ihrer Seite.

Wir bieten Arbeiten in den folgenden Themengebieten an: Modellbasierte Entwicklung von Embedded Systems & Cyber-Physikalischen Systemen, Future Internet, Internet-der-Dinge (IoT), Cloud Computing, Requirements Engineering und Variabilitätsmanagement.

In der Vergangenheit wurden verschiedene in der Arbeitsgruppe SSE betreute Arbeiten als beste Abschlussarbeiten prämiert. Eine Übersicht über diese Arbeiten finden Sie hier.

Themen für Masterarbeiten

 
  • Themenbereich:  Digitalisierung / Big Data / Cloud
    Temporale Aspekte in der kontext-adaptiven Optimierung der Ressourcenzuteilung in einem Cloud-Simulator

    Zoltan Mann

    Cloud Computing bietet Nutzern die Möglichkeit, Rechnerressourcen transparent, flexibel und kostengünstig in Anspruch zu nehmen. Diese Rechnerressourcen werden häufig in Form von virtuellen Maschinen (VM) angeboten. Dem Cloud-Dienstleister stehen physische Maschinen (PM) als Basis für die Bereitstellung und den Betrieb von VMs zur Verfügung. Die kontinuierliche Optimierung der Zuordnung von VMs zu PMs ist eine Kernaufgabe für den Cloud-Dienstleister. Dabei spielen zeitliche Aspekte eine wichtige Rolle. Dazu zählen insbesondere die zeitlichen Änderungen der Rechenlast, die Dauer der Adaptionsaktionen, sowie die Ausführungszeit des Optimierungsalgorithmus. Das Ziel der Masterarbeit ist die Ergänzung eines Ressourcenzuteilungsalgorithmus um die Behandlung temporaler Aspekte sowie die experimentelle Evaluierung des Effektes der Erweiterungen im Hinblick auf die Effektivität des Algorithmus. Die Implementierung soll im Rahmen eines in Java geschriebenen Cloud-Simulators erfolgen.

  • Themenbereich:  Digitalisierung / Big Data / Cloud
    Recherche und Evaluation von Adaptations-Mechanismen zur Behebung von Geo-Lokations-Richtlinien-Verletzung in der Cloud
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering, Requirements Engineering
    Andreas Metzger
    Die am SSE-Lehrstuhl entwickelte Datenschutzprüfung R-PRIS ([Schmieders et al. 2014] und [Schmieders et al. 2015]) erkennt Geo-Lokations-Richtlinien-Verletzungen in der Cloud, die durch Migration und Replikation bedingt sind. R-PRIS wird auf Seiten des Cloud-Nutzers eingesetzt, der mit R-PRIS die Cloud-Dienste eines Cloud-Betreibers bezüglich Geo-Lokations-Verletzungen überwachen kann. Erkennt der Cloud-Nutzer mit R-PRIS eine Verletzung der Geo-Lokations-Richtlinien, muss der Cloud-Nutzer die Cloud-Applikation oder die Cloud-Infrastruktur adaptieren. Eine wichtige Vorarbeit zur Behebung von Geo-Lokations-Richtlinienverletzungen im Kontext von R-PRIS ist die Analyse verfügbarer Adaptationsmöglichkeiten von Cloud-Applikationen. Durch das Nutzen von Drittanbieter-Diensten ist eine Analyse dieser Adaptationsmöglichkeiten aus Cloud-Nutzersicht erforderlich. In dieser Arbeit soll eine erste Untersuchung über die Eignung von Cloud-Applikations-Adaptationsmechanismen zur Behebung von Geo-Lokation-Richtlinien-Verletzungen durchgeführt werden. Die Mechanismen sollen eine Cloud-Applikation aus einer richtlinienverletzenden Konfiguration in eine Konfiguration überführen, der richtlinienkonform ist. Dabei soll stets die Rolle des Cloud-Nutzers eingenommen werden. Zentral für diese Arbeit sind zum einen die Recherche und Kategorisierung von Adaptationsmechanismen in der Cloud-Nutzer-Rolle und zum anderen die Evaluation der Adaptationsmechanismen auf Basis von Ecore-Modellen.
    • Schmieders, E., Metzger, A., Pohl, K., 2014. A Runtime Model Approach for Data Geo-location Checks of Cloud Services, in: Franch, X., Ghose, A.K., Lewis, G.A., Bhiri, S. (Eds.), Service-Oriented Computing - 12th International Conference, Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg, 306–320.
    • Schmieders, E., Metzger, A., Pohl, K., 2015. Architectural Runtime Models for Privacy Checks of Cloud Applications, in: Proceedings of the 7th International Workshop on Principles of Engineering Service-Oriented and Cloud Systems, PESOS 2015. ACM, New York, NY, USA.

 

Themen für Masterprojekte

 

  • Themenbereich:  Digitalisierung / Big Data / Cloud
    Recherche und Evaluation von Adaptations-Mechanismen zur Behebung von Geo-Lokations-Richtlinien-Verletzung in der Cloud
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering, Requirements Engineering
    Andreas Metzger
    Die am SSE-Lehrstuhl entwickelte Datenschutzprüfung R-PRIS ([Schmieders et al. 2014] und [Schmieders et al. 2015]) erkennt Geo-Lokations-Richtlinien-Verletzungen in der Cloud, die durch Migration und Replikation bedingt sind. R-PRIS wird auf Seiten des Cloud-Nutzers eingesetzt, der mit R-PRIS die Cloud-Dienste eines Cloud-Betreibers bezüglich Geo-Lokations-Verletzungen überwachen kann. Erkennt der Cloud-Nutzer mit R-PRIS eine Verletzung der Geo-Lokations-Richtlinien, muss der Cloud-Nutzer die Cloud-Applikation oder die Cloud-Infrastruktur adaptieren. Eine wichtige Vorarbeit zur Behebung von Geo-Lokations-Richtlinienverletzungen im Kontext von R-PRIS ist die Analyse verfügbarer Adaptationsmöglichkeiten von Cloud-Applikationen. Durch das Nutzen von Drittanbieter-Diensten ist eine Analyse dieser Adaptationsmöglichkeiten aus Cloud-Nutzersicht erforderlich. In dieser Arbeit soll eine erste Untersuchung über die Eignung von Cloud-Applikations-Adaptationsmechanismen zur Behebung von Geo-Lokation-Richtlinien-Verletzungen durchgeführt werden. Die Mechanismen sollen eine Cloud-Applikation aus einer richtlinienverletzenden Konfiguration in eine Konfiguration überführen, der richtlinienkonform ist. Dabei soll stets die Rolle des Cloud-Nutzers eingenommen werden. Zentral für diese Arbeit sind zum einen die Recherche und Kategorisierung von Adaptationsmechanismen in der Cloud-Nutzer-Rolle und zum anderen die Evaluation der Adaptationsmechanismen auf Basis von Ecore-Modellen.
    • Schmieders, E., Metzger, A., Pohl, K., 2014. A Runtime Model Approach for Data Geo-location Checks of Cloud Services, in: Franch, X., Ghose, A.K., Lewis, G.A., Bhiri, S. (Eds.), Service-Oriented Computing - 12th International Conference, Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg, 306–320.
    • Schmieders, E., Metzger, A., Pohl, K., 2015. Architectural Runtime Models for Privacy Checks of Cloud Applications, in: Proceedings of the 7th International Workshop on Principles of Engineering Service-Oriented and Cloud Systems, PESOS 2015. ACM, New York, NY, USA.
  • Themenbereich: Embedded, Cyber-Physical & Collaborative Systems Emergentes Verhalten kollaborativer Systeme
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering
    Jennifer Brings
    Eingebettete Systeme werden heutzutage zunehmend kollaborativ in Systemverbünden eingesetzt. Dabei ergibt sich das Verhalten des Gesamtsystems nicht nur aus dem der Einzelsysteme, sondern aus deren Zusammenspiel. Dieses sogenannte emergente Verhalten kann zum einen beabsichtige Funktionalität ermöglichen, zum anderen aber auch unbeabsichtigt und fehlerhaft sein. Ziel dieser Literaturrecherche ist es einen Überblick über den Stand der Wissenschaft bzgl. emergenten Verhaltens kollaborativer System zu geben.
    • Marian Daun, Jennifer Brings, Torsten Bandyszak, Philipp Bohn, Thorsten Weyer: Collaborating Multiple System Instances of Smart Cyber-physical Systems: A Problem Situation, Solution Idea, and Remaining Research Challenges. In: Tomas Bures, Danny Weyns, Mark Klein, Rodolfo E. Haber (eds.): Proceedings of the 1st IEEE/ACM International Workshop on Software Engineering for Smart Cyber-Physical Systems (SEsCPS 2015), IEEE, 2015, 48-51.
    • Marian Daun, Andrea Salmon, Thorsten Weyer: Using dedicated Review Diagrams to detect Defective Functional Interplay in Function-Centered Engineering. In: Wolf Zimmermann, Wolfgang Böhm, Clemens Grelck, Robert Heinrich, Reiner Jung, Marco Konersmann, Alexander Schlaefer, Eric Schmieders, Sibylle Schupp, Trancón y Widemann, Baltasar, Thorsten Weyer (eds.): Gemeinsamer Tagungsband der Workshops der Tagung Software Engineering 2015, Volume 1337 of CEUR Workshop Proceedings, CEUR-WS.org, 2015, 31-40.
  • Themenbereich:  Digitalisierung / Big Data / Cloud
    Kontext-adaptive Optimierung der Ressourcenzuteilung in einem Cloud-Simulator

    Zoltan Mann

    Cloud Computing bietet Nutzern die Möglichkeit, Rechnerressourcen transparent, flexibel und kostengünstig in Anspruch zu nehmen. Diese Rechnerressourcen werden häufig in Form von virtuellen Maschinen (VM) angeboten. Dem Cloud-Dienstleister stehen physische Maschinen (PM) als Basis für die Bereitstellung und den Betrieb von VMs zur Verfügung. Die kontinuierliche Optimierung der Zuordnung von VMs zu PMs ist eine Kernaufgabe für den Cloud-Dienstleister. Das Ziel der Arbeit ist die Implementierung und Evaluierung eines neuen Algorithmus basierend auf der Technik der „Particle Swarm Optimization“ für dieses Optimierungsproblem. Die Implementierung soll im Rahmen eines in Java geschriebenen Cloud-Simulators erfolgen.

 

Themen für Seminararbeiten

 
  • Themenbereich: Embedded, Cyber-Physical & Collaborative Systems Emergentes Verhalten kollaborativer Systeme
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering
    Jennifer Brings
    Eingebettete Systeme werden heutzutage zunehmend kollaborativ in Systemverbünden eingesetzt. Dabei ergibt sich das Verhalten des Gesamtsystems nicht nur aus dem der Einzelsysteme, sondern aus deren Zusammenspiel. Dieses sogenannte emergente Verhalten kann zum einen beabsichtige Funktionalität ermöglichen, zum anderen aber auch unbeabsichtigt und fehlerhaft sein. Ziel dieser Literaturrecherche ist es einen Überblick über den Stand der Wissenschaft bzgl. emergenten Verhaltens kollaborativer System zu geben.
    • Marian Daun, Jennifer Brings, Torsten Bandyszak, Philipp Bohn, Thorsten Weyer: Collaborating Multiple System Instances of Smart Cyber-physical Systems: A Problem Situation, Solution Idea, and Remaining Research Challenges. In: Tomas Bures, Danny Weyns, Mark Klein, Rodolfo E. Haber (eds.): Proceedings of the 1st IEEE/ACM International Workshop on Software Engineering for Smart Cyber-Physical Systems (SEsCPS 2015), IEEE, 2015, 48-51.
    • Marian Daun, Andrea Salmon, Thorsten Weyer: Using dedicated Review Diagrams to detect Defective Functional Interplay in Function-Centered Engineering. In: Wolf Zimmermann, Wolfgang Böhm, Clemens Grelck, Robert Heinrich, Reiner Jung, Marco Konersmann, Alexander Schlaefer, Eric Schmieders, Sibylle Schupp, Trancón y Widemann, Baltasar, Thorsten Weyer (eds.): Gemeinsamer Tagungsband der Workshops der Tagung Software Engineering 2015, Volume 1337 of CEUR Workshop Proceedings, CEUR-WS.org, 2015, 31-40.
  • Themenbereich: Forschungstransfer
    Überführung von akademischen Forschungsergebnissen in die industrielle Praxis
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering, Requirements Engineering
    Jennifer Brings
    Oftmals dauert es Jahre bis Forschungsergebnisse Anwendung in der Industrie finden. Gründe dafür sind neben mangelndem Bekanntheitsgrad häufig auch Zeit- und Kostendruck, der Unternehmen davon abhält von Altbewährtem abzuweichen. Innerhalb einer Literaturrecherche sollen Lösungen gesucht werden, die den Transfer von akademischen Forschungsergebnissen in die industrielle Praxis unterstützen.
    • Shari Lawrence Pfleeger: Understanding and improving technology transfer in software engineering. Journal of Systems and Software, Volume 47, Number 2-3, 1999, 111-124.
    • Philipp Diebold, Antonio Vetrò and Daniel Mendez Fernandez: An Exploratory Study on Technology Transfer in Software Engineering. In: Empirical Software Engineering and Measurement (ESEM) 2015, IEEE, 2015, 1-10.
  • Themenbereich:  Digitalisierung / Big Data / Cloud
    Structured Literature Review zum Thema: Abbildung von Cloud-Applikationen in deskriptiven Laufzeit-Strukturmodellen
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering
    Andreas Metzger
    Deskriptive Laufzeitmodelle bilden Applikationen auch nach ihrem Deployment ab. Wird die abgebildete Applikation modifiziert, dann wird (je nach modelliertem Aspekt) analog das Laufzeitmodell modifiziert. Die Gruppe der deskriptiven Laufzeit-Strukturmodelle konzentriert sich auf die strukturellen Eigenschaften der abgebildeten Applikationen, wie z.B. die Applikations-Komponenten sowie deren Deployments. In dieser Seminararbeit soll eine systematische Literaturübersicht über Ansätze zu deskriptiven Laufzeit-Strukturmodellen von Cloud-Applikationen erstellt werden. Eingesetzt werden soll die Methode des „Structured Literature Reviews“. InteressentInnen sollen motiviert sein, sich in diese Methode sowie in die Themenfelder Cloud-Applikationen und Laufzeitmodelle einzuarbeiten.
    • Szvetits, M., Zdun, U., 2013. Systematic literature review of the objectives, techniques, kinds, and architectures of models at runtime. Software & Systems Modeling. DOI 
    • Schmieders, E., Metzger, A., Pohl, K., 2015. Architectural Runtime Models for Privacy Checks of Cloud Applications, in: Proceedings of the 7th International Workshop on Principles of Engineering Service-Oriented and Cloud Systems, PESOS 2015. ACM, New York, NY, USA.
  • Themenbereich:  Digitalisierung / Big Data / Cloud
    Untersuchung der Beobachtbarkeit der PaaS-Cloud-Schicht zwecks Ableitung von R-PRIS Laufzeitmodellen am Beispiel einer PaaS-Lösung
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering, Software-Qualitätssicherung
    Andreas Metzger
    Datenschutzrichtlinien definieren Geo-Lokationen an denen personenbezogene Daten verarbeitet und gespeichert werden dürfen. Der Einsatz von Cloud-Applikationen zur Verarbeitung und Speicherung personenbezogener Daten kann die Einhaltung von Datenschutzrichtlinien gefährden. Die am SSE-Lehrstuhl entwickelte Datenschutzprüfung R-PRIS soll Datenschutzrichtlinien-Verletzungen erkennen, die durch Cloud-Applikationen verursacht werden. Ziel dieser Seminararbeit ist die Übertragung der bisherigen R-PRIS Lösung, konstruiert für die IaaS-Schicht, auf die PaaS-Schicht. Bei der Bearbeitung sollen Methoden des Software Engineerings und der Software Qualitätssicherung zum Einsatz kommen. InteressentInnen sollen über Kenntnisse in der Software Entwicklung mit Java sowie über Grundlagen verteilter Systeme verfügen.
    • Schmieders, E., Metzger, A., Pohl, K., 2014. A Runtime Model Approach for Data Geo-location Checks of Cloud Services, in: Franch, X., Ghose, A.K., Lewis, G.A., Bhiri, S. (Eds.), Service-Oriented Computing - 12th International Conference, Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg, 306–320.
    • Schmieders, E., Metzger, A., Pohl, K., 2015. Architectural Runtime Models for Privacy Checks of Cloud Applications, in: Proceedings of the 7th International Workshop on Principles of Engineering Service-Oriented and Cloud Systems, PESOS 2015. ACM, New York, NY, USA.
  • Themenbereich:  Digitalisierung / Big Data / Cloud
    A state-of-the-art literature on business process predictions: Data sets
    Lehrschwerpunkt: Software Engineering, Software-Qualitätssicherung
    Andreas Metzger
    The Internet-of-Things and the digitization of the economy increasingly generate new data that allows engineers to monitor and analyze the data in order to make business process predictions. These predictions enable engineers to identify and proactively manage necessary process adaptations in an effort to drive down costs and optimize process throughput. In order to enhance researcher’s ability to assess and judge the predictions accuracy, different tools and data sets have been developed. The students of this seminar thesis is expected to conduct a systematic literature review according to Kitchenham (2007). Therefore, the student will learn to systematically summarize and synthesize the state-of-the-art literature on the pressing topic of process predictions, comparing and synthesizes existing tools and data sets used in research.
    • Metzger, A., Leitner, P., Ivanović, D., Schmieders, E., Franklin, R., Carro, M., ... & Pohl, K. (2015). Comparing and combining predictive business process monitoring techniques. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 45(2), 276-290.
    • Kitchenham, B. (2007). Guidelines for performing systematic literature reviews in software engineering. In Technical report, Ver. 2.3 EBSE Technical Report. EBSE. sn.
  • Themenbereich: Virtualisierung (in der Cloud)
    Discussing the difference between Docker containers and Virtual Machines

    Andreas Metzger
    Docker is a way of packaging applications together with all their dependencies into container unit. The technology of Docker adds an abstraction layer and is therefore independent from underlying infrastructure. Isolated in a container it is possible to migrate applications to different machines without caring about version numbers and compatibility of the running software in order to fulfil dependencies. This seminar work starts with an introduction to the technology of Docker, discusses its advantages and describes briefly how it's implemented. The key contribution is the detailled comparison between Docker containers and virtual machines. What is the difference and how does this influence the flexibility, portability and maintainability?
    • https://www.docker.com/
    • D. Merkel, Docker: Lightweight Linux Containers for Consistent Development and Deployment, Linux J., Bd. 2014, Nr. 239, März 2014.
  • Themenbereich: Virtualisierung (in der Cloud)
    Studying fine-grained Virtualization in Cloud: Docker and beyond


    Andreas Metzger
    Docker is a way of packaging applications together with all their dependencies into container unit. The technology of Docker adds an abstraction layer and is therefore independent from underlying infrastructure. Isolated in a container it is possible to migrate applications to different machines without caring about version numbers and compatibility of the running software in order to fulfil dependencies. This seminar work starts with an introduction to the technology of Docker, discusses its advantages and describes briefly how it's implemented. The seminar work surveys the existing commercial and non-commercial solutions for application isolation via containers such as Rocket/CoreOS, etc. Alternatives to Docker will be compared and their advantages and disadvantages discussed.
  • Themenbereich: Virtualisierung (in der Cloud)
    Scaling Mechanisms for a 2-Tier Web-Application with Docker containers


    Andreas Metzger
    Docker is a way of packaging applications together with all their dependencies into container unit. The technology of Docker adds an abstraction layer and is therefore independent from underlying infrastructure. Isolated in a container it is possible to migrate applications to different machines without caring about version numbers and compatibility of the running software in order to fulfil dependencies. This seminar work starts with an introduction to the technology of Docker, discusses its advantages and describes briefly how it's implemented. In this seminar work a practical example for scaling mechanisms with Docker containers will be created. The task is to implement a simple 2-tier application with Apache, WordPress and a MySQL Database. Docker offers several scaling mechanisms that should be tested and discussed.
  • Themenbereich: Virtualisierung (in der Cloud)
    Cloud Elasticity Languages


    Andreas Metzger
    There are different ways of describing elasticity rules in Cloud environments, e.g., with the use of modelling languages. This seminar gives a brief introduction to cloud elasticity and investigates the existing modelling languages to specify cloud elasticity, e.g., auto-scaling rules. An example of an existing language is SYBL: "SYBL: An Extensible Language for Controlling Elasticity in Cloud Applications"
    • G. Copil, D. Moldovan, H.-L. Truong, und S. Dustdar, „SYBL: An Extensible Language for Controlling Elasticity in Cloud Applications“, in 2013 13th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing (CCGrid), 2013, 112–119.
  • Themenbereich: Virtualisierung (in der Cloud)
    Dashboards for Cloud Monitoring


    Andreas Metzger
    Cloud environments comprise of several subsystems that have to be coordinated and monitored. This seminar work compares the existing dashboard solutions used for cloud monitoring and application performance monitoring, e.g., in OpenStack, Microsoft Azure or Amazon Web Services. The comparison covers the difference between internal tools running on the server to be monitored and external tools probing the system under consideration.
 

 

 

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