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Aufgaben

Die Abteilung Anwendersoftware sieht ihr "traditionelles`` Arbeitsgebiet in dem großen Bereich der Datenbank- und Informationssysteme. Eine Vielzahl von System- und Anwendungsentwicklungsprojekten wurden durchgeführt und dabei neue Themenkreise erschlossen. Die Forschungsschwerpunkte der Abteilung umfassen:

Datenbanken und Transaktionsverarbeitung in offenen Systemen

In diesem Arbeitsgebiet wird untersucht, wie Datenbanken und ihre Funktionalität in offenen, nicht zentral administrierten Systemen genutzt werden können. Das Standard-Beispiel für solche offenen Systeme ist natürlich das WWW bzw. das Internet oder Intranet, aber auch Ansätze u. a. der OSF und OMG werden berücksichtigt, wie auch mobile Zugangs- und Verarbeitungsstrukturen. Alle Untersuchungen erfolgen an konkreten Systemszenarien mit zugehörigen Beispielanwendungen wie etwa Erdbeobachtungssysteme oder Produktdatenmanagement.

Parallele Datenbanktechnologie

Neue Anwendungsbereiche mit steigenden Anforderungen oder auch Datenbanken in offenen Informationssystemverbunden haben zur Folge, daß sowohl die zu bearbeitenden Datenvolumina wie auch die Anfragekomplexität rapide ansteigen. Prominente Beispiele dazu sind die Bereiche OLAP und Data Mining, Profiling Services oder Publish/Subscribe Dienste. Die Notwendigkeit, sehr große Datenmengen hocheffizient bearbeiten zu können und die Antwortzeit zu verkürzen, macht Parallele DB-Technologie erforderlich, aber, wenn immer möglich, transparent für den Benutzer. Parallelisierungsmaßnahmen, die in Abteilungsprojekten berücksichtigt werden, sind v.a. die Ein-/Ausgabe, die Operatoren der Datenbank-Engine sowie Maßnahmen zur Parallelisierung in Anfrageausführungsplänen.

Erweiterbare Datenbanktechnologie

Seit ein paar Jahren sind die ersten objekt-relationalen DBVS am Markt verfügbar. Diese Technologie verspricht die Verwaltung komplexer Datenstrukturen bei gleichzeitiger effizienter Unterstüzung komplexer Anfragen. Weiterhin ermöglichen die DBS-Hersteller Drittanbietern die Erweiterung der Basissysteme um anwendungsbezogene Programmpakete, die neue Datenstrukturen mit den dazugehörigen Operationen, Unterstützung für eine effizientere Anfrageverarbeitung und Metadaten beinhalten. Ein Beispiel für solche Programmpakete ist die Unterstützung von Geographischen Informationssystemen durch die Bereitstellung geographischer Basisfunktionalität, wie beispielsweise geometrische Datenstrukturen, Koordinatensysteme und räumliche Anfragen. Im Rahmen dieses Technologiebereiches werden andere Anwendungsgebiete, wie z.B. Data Mining oder auch Profiling, untersucht.

Anfrageverarbeitung in Datenbanksystemen

Datenbanksysteme werden mittlerweile in den vielfältigsten Anwendungsbereichen (administrativ-betriebswirtschaftliche Anwendungen, Ingenieuranwendungen oder wissensbasierte Anwendungen) zur effizienten Datenhaltung eingesetzt. Die Anforderungen an die Datenbankverarbeitung und insbesondere an die Anfrageverarbeitung sind im wesentlichen bestimmt durch die vorherrschenden Entwicklungstendenzen wie z.B. Erweiterung von Datenmodellen, Einsatz von Mehrrechner/Mehrprozessor-Architekturen oder Workstation/Server-Umgebungen. In diesem Projektbereich werden die wichtigsten konzeptionellen und auch implementierungs-technischen Grundlagen einer fortschrittlichen Anfrageverarbeitung entwickelt und Technologien für eine wiederverwendbare und erweiterbare Basis zur Entwicklung von angepaßten Anfrageprozessoren untersucht. Damit ist es möglich, die Anfrageverarbeitung auf eine konkrete Einsatzumgebung zuzuschneiden. Der offensichtliche Nutzen dieser Methodik liegt in der deutlich verringerten Systementwicklungszeit, der flexiblen Anpassungsfähigkeit sowie der hohen Wiederverwendung von Technologie, Implementierungskonzepten und auch von bereits existierender Software.

Produktdatenmodellierung und -verwaltung

Hier befaßt man sich mit der Modellierung sowie der effizienten und langfristigen Verwaltung sämtlicher Merkmale eines Produktes während seines gesamten Lebenszyklus. Obwohl relationale DBS und auch objektorientierte DBS im Prinzip eine systemseitige Unterstützung dieser Aufgabenstellung anbieten, haben sich aus den Anwendungen heraus eigene Lösungsansätze entwickelt. Hier ist insbesondere der internationale Standard für den Produktdatenaustausch STEP zu nennen, der die objektorientierte Datenmodellierungssprache EXPRESS und die einfache Zugriffsschnittstelle SDAI anbietet. Im Rahmen dieses Projektbereiches sollen effiziente Realisierungskonzepte für eine verteilte Datenhaltung untersucht und erprobt werden, die die zugrundeliegenden (heterogenen) Datenbanksysteme über STEP/EXPRESS-Schnittstellen an die eigentlichen CAD-Werkzeuge anschließen. Aufgrund der Heterogenität und Verteiltheit, soll insbesondere der Einsatz von Systemkomponenten wie z.B. ORB (Object Request Broker, CORBA) untersucht werden.

Data Warehouse und Data Mining

Data Warehousing und Data Mining spielen bei der integrierten Bereitstellung und Analyse der Daten von Unternehmen eine zentrale Rolle. Die Forschungsaktivitäten der Abteilung Anwendersoftware in diesem Gebiet umfassen sowohl die für Data Warehousing und Data Mining notwendigen Technologien als auch unterschiedlichste Anwendungsszenarien. Im Technologie-Bereich spielt hier die Architektur der Systeme, die Middleware-Unterstützung und die Integration einzelner Operatoren in die Datenbank-Engine eine Rolle. Auf der Anwendungsseite werden die konkreten Einsatzmöglichkeiten im klassischen, betriebswirtschaftlichen Umfeld genauso betrachtet, wie die Erweiterung des Anwendungsspektrums auf neue Bereiche, in denen das Thema Data Warehouse bisher nicht betrachtet wurde.

Workflow-Management

Dieses Forschungsgebiet hat in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. In der Abteilung Anwendersoftware laufen schon seit 1987 Projekte zum Thema der Steuerung langlebiger verteilter Aktivitäten und deren Kombination mit herkömmlichen, transaktionsorientierten Verfahren. Hieraus entstand im Jahr 1988 das Konzept der ConTracts, das seither systematisch zu einer Plattform für effiziente, fehlertolerante Workflow-Management-Systeme erweitert wird.

Ablaufsteuerung in Entwurfsanwendungen

In integrierten rechnergestützten Entwurfsumgebungen ist es die Aufgabe der Entwurfsablaufsteuerung, für eine konsistente Kooperation und Interaktion aller Entwurfsaktivitäten zu sorgen. Diese Aktivitäten umfassen dabei sowohl sämtliche Entwerferinteraktionen als auch CAD-Werkzeuganwendungen. Hierbei lassen sich einzelne Aktivitätsebenen unterscheiden, die zusammen eine natürliche und systemseitige Abbildung der typischen Ablaufstrukturen in einem werkzeugbasierten Entwurfsprozeß ermöglichen. Der Gesamtablauf des Entwurfsprozesses zerfällt dabei in interagierende Teilabläufe, die sich als mehr oder weniger geregelte Ablaufprotokolle auf den einzelnen Aktivitätsebenen beschreiben und damit auch kontrollieren lassen. Es ist das Ziel dieses Projektbereiches, entsprechende Entwurfskonzepte für eine flexible ebenenbezogene Ablaufsteuerung wie auch für eine entsprechende Gesamtablaufsteuerung zu erarbeiten. Dabei sollen die insbesondere in den Bereichen der Transaktionsverarbeitung, der Workflow-Systeme wie auch der Gruppenarbeit schon erprobten Konzepte soweit wie möglich Berücksichtigung finden.

Geographische und ortsbezogene Informationssysteme

Mit dem steigenden Interesse an der rechnergestützten Darstellung, Verwaltung und Auswertung von raumbezogenen Informationen hat auch der Bereich der geographischen Informationssysteme sehr an Bedeutung gewonnen. Kern geographischer Informationssysteme sind sog. geographische Datenbanksysteme. Sie unterscheiden sich von den herkömmlichen Standard-Datenbanksystemen, die primär für betriebswirtschaftlich-administrative Anwendungen entwickelt wurden, hauptsächlich durch spezielle Konzepte und Technologien insbesondere in den Bereichen räumlicher Datenmodelle/Sprachen und darauf angepaßten und effizienten Speicherungs- und Zugriffspfadstrukturen. Innerhalb dieses Themenkreises werden Fragen der Systemarchitektur von GIS und speziell der Einbindung von geographischen Datenbanksystemen behandelt.

Komponententechnologie und Middleware

Heutige Informationssysteme zeichnen sich meistens durch ein hohes Maß an Heterogenität und Verteiltheit in Hardware und Software aus. Dies trifft insbesondere für viele der in der Abteilung AS bearbeiteten Projektbereiche zu (z.B. Erdbeobachtungssysteme, Geographische Informationssysteme, Produktdatenverwaltungssysteme, Entwurfsablaufsteuerungen), die zudem oftmals aus eigenständigen Systemteilen (meistens Datenbankanwendungen, TP-Monitore oder allgemeine Applikationen) bestehen.
Um die Komplexität dieser Informationssysteme zu beherrschen, ist es notwendig, das Gesamtsystem als Kombination von einzelnen Bauteilen/Komponenten zu sehen, wobei das Zusammenspiel der Komponenten über entsprechende Middleware-Technologie organisiert ist. Der Bereich der Middleware reicht dabei von Datei-, Datenbanksystemen und TP Monitoren über Netzwerkdienste und Mailsysteme, Management- und Workflowsysteme bis hin zu Frameworks wie CORBA und DCOM. Ziel dieses Projektbereichs ist es, Fragen zu Entwurfs und zu Leistungsaspekten solcher komponentenbasierten Informationssysteme zu beantworten. Dabei wird insbesondere auf effiziente Datenzugriffs- und Datentransporttechniken Wert gelegt.

Föderierte Informationssysteme

Föderierte Informationssysteme bedienen sich oftmals der Middleware-Technologie, insbesondere aus dem Datenbankbereich. Angesprochen sind hier Techniken föderierter Datenbanken und Datenbank-Gateways. Aus technologischer Sicht ist hierbei immer die Frage zu klären, inwieweit die zu föderierenden Systeme autonom bleiben können bzw. welches der günstigste Grad an Systemintegration ist. Erste Erfahrungswerte zeigen, dass unterschiedliche Anwendungsbereiche auch durchaus unterschiedliche Integrationsgrade und Föderationstechniken nutzen sollten. Durch die vielfältigen Anwendungsprojekte innerhalb der Abteilung AS können die bisherigen Erfahrungswerte ergänzt und vertieft werden.