Latest documents http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/index/index/ Wed, 27 Mar 2013 15:15:06 +0100 Wed, 27 Mar 2013 15:15:06 +0100 http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/29538 This thesis presents various algorithms which have been developed for on-line event reconstruction in the CBM experiment at GSI, Darmstadt and the ALICE experiment at CERN, Geneve. Despite the fact that the experiments are different — CBM is a fixed target experiment with forward geometry, while ALICE has a typical collider geometry — they share common aspects when reconstruction is concerned. The thesis describes: — general modifications to the Kalman filter method, which allows one to accelerate, to improve, and to simplify existing fit algorithms; — developed algorithms for track fit in CBM and ALICE experiment, including a new method for track extrapolation in non-homogeneous magnetic field. — developed algorithms for primary and secondary vertex fit in the both experiments. In particular, a new method of reconstruction of decayed particles is presented. — developed parallel algorithm for the on-line tracking in the CBM experiment. — developed parallel algorithm for the on-line tracking in High Level Trigger of the ALICE experiment. — the realisation of the track finders on modern hardware, such as SIMD CPU registers and GPU accelerators. All the presented methods have been developed by or with the direct participation of the author. Sergey Gorbunov doctoralthesis http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/29538 Wed, 27 Mar 2013 15:15:06 +0100 http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/29053 In der modernen Hochschullehre haben sich eLearning-Elemente als ein Teil des Lehrrepertoires etabliert. Der Einsatz interaktiver webbasierter Selbstlernmodule (Web Based Trainings (WBT)) ist dabei eine Option. Hochschulen und Unternehmen versprechen sich dadurch neue Möglichkeiten des Lehrens und Lernens, um z. B. einen Ausgleich heterogener Vorerfahrungen sowie eine stärkere aktive Beteiligung der Lernenden zu bewirken. Damit die Erstellung und Strukturierung dieser Inhalte mit möglichst geringem Aufwand erfolgen kann, bieten Autorensysteme Unterstützung. Zu den Grundfunktionen von Autorensystemen gehören unter anderem, das Einbinden gebräuchlicher Medienformate, die einfache Erstellung von Fragen sowie verschiedene Auswertungs- und Feedbackmöglichkeiten. Obwohl Autorensysteme schon vor vielen Jahren ihre erste praktische Anwendung fanden, gibt es nach wie vor Schwachstellen, die sich auf den gesamten Erstellungsprozess wie auch auf einzelne Funktionen beziehen. Im Detail wird bemängelt, dass die Werkzeuge zu komplex und unflexibel sind. Darüber hinaus fehlt häufig eine zufriedenstellende Verknüpfung der vielen Werkzeuge entlang der Prozesskette zu einer Gesamtlösung. Des Weiteren wird die Konzentration auf die Produktionsphase kritisiert, wodurch andere wichtige Prozesse in den Hintergrund treten bzw. außer Acht gelassen werden. Im Rahmen der Zusammenarbeit mit einem Automobilhersteller, für den die erste Version des Autorensystems LernBar weiterentwickelt wurde, spielte der Begriff „Lean Production“ inhaltlich in der Umsetzung der WBTs eine wesentliche Rolle. Die Lean Production, die über viele Jahre für die Automobilindustrie entwickelt, verbessert und angepasst wurde, liefert Optimierungsansätze für den Produktionsbereich. Ein wirtschaftlicher Nutzen des Lean-Ansatzes wird auch in anderen Bereichen gesehen wie z. B. in der Softwareentwicklung („Lean Software Development“) oder im Management („Lean Management“). Dabei bietet die Wertschöpfungsorientierung Lösungen für die widersprüchlichen Ziele mehr Leistungen zu geringeren Kosten, schneller und in höherer Qualität zugleich zu liefern. Aus der Grundidee der Lean Production entwickelte sich vorliegendes Dissertationsthema in Bezug darauf, inwiefern sich diese Prinzipien auf den WBT-Produktionsprozess übertragen lassen und die LernBar (das hierfür weiterentwickelnde Autorensystem) dabei Unterstützung bieten kann. Zunächst wurde analysiert, welche Werkzeuge und Hilfestellungen benötigt werden, um unter dem Aspekt der Lean Production WBTs im universitären Umfeld erstellen zu können. In diesem Zusammenhang wurden Merkmale einer „Lean Media Production“ definiert sowie konzeptionell und technisch umgesetzt. Zur Verbesserung der Prozesse flossen Ergebnisse aus empirischer und praktischer Forschung ein. Im Vergleich zu anderen Entwicklungen bei denen häufig das Hauptziel eine umfangreiche Funktionalität ist, werden u.a. folgende übertragbare Ziele bei der Umsetzung verfolgt: Verschwendung vermeiden, eine starke Einbeziehung der Kunden, Werkzeuge die nahtlos ineinandergreifen, eine hohe Flexibilität und eine stetige Qualitätsverbesserung. Zur Erreichung dieser Zielsetzungen wurden alle Prozesse kontinuierlich verbessert, sich auf das Wesentliche und die Wertschöpfung konzentriert sowie überflüssige Schritte eliminiert. Demnach ist unter dem Begriff „Lean Media Production“ ein skalierbarer, effizienter und effektiver Produktionsprozess zu verstehen, in dem alle Werkzeuge ineinandergreifen. Die Realisierung der „Lean Media Production“ erfolgte anhand des Autorensystems LernBar, wobei die typischen Softwareentwicklungsphasen Entwurf, Implementierung und Evaluierung mehrfach durchlaufen wurden. Ausschlaggebend dabei war, dass der „Lean“-Aspekt berücksichtigt wurde und dies somit eine neue Vorgehensweise bei der Umsetzung eines Autorensystems darstellt. Im Verlauf der Entwicklungen ergaben sich, durch eine formative Evaluation, den Einsatz in Projekten und eine empirische Begleitforschung, neue Anforderungen an das System. Ein Vergleich der zwei Produktionssysteme, Automobil vs. WBT-Produktion, zeigt und bestätigt die Erwartung, dass nicht alle Prinzipien der Lean Production übertragbar sind. Dennoch war diese Untersuchung notwendig, da sie Denkanstöße zur Entwicklung und Optimierung des Erstellungsprozesses eines WBTs gab. Auch die Ergebnisse der abschließenden Online-Befragung ergaben, dass die Ziele der Arbeit erreicht wurden, dass aber weiterer Optimierungsbedarf besteht. Die LernBar Release 3 bietet für alle Produktionsphasen Werkzeuge an, durch die eine effektive und effiziente Erstellung von WBTs von der Idee bis zur Distribution möglich ist. Stand noch vor fünf Jahren zu Beginn dieser Arbeit das Endprodukt bei der LernBar Entwicklung im Vordergrund, verlagerte sich durch den Einfluss dieser Dissertation der Schwerpunkt auf den gesamten Produktionsprozess. Unter Berücksichtigung der in diesem Zusammenhang entwickelten Prinzipien einer „Lean Media Production“, nehmen bspw. die Wirtschaftlichkeit und die starke Kundenorientierung während des Produktionsprozesses einen wichtigen Stellenwert ein. Dieser Ansatz ist eine neue Vorgehensweise im Bereich der Entwicklung von Autorensystemen, der seine Anerkennung und Professionalität durch die Ergebnisse des selbstentwickelten Evaluationsbogens sowie dem stetig wachsenden Einsatz in Schulen, Hochschulen und Unternehmen belegen kann. In weiteren Forschungsarbeiten ist zu untersuchen, welche Lean Production Prinzipien zu verwenden oder anzupassen sind, wenn z. B. in größeren Teams oder mobil produziert wird. Des Weiteren sollte überprüft werden, inwieweit die Lernenden mit dem Endprodukt zufrieden sind und in ihrem Lernprozess unterstützt werden. Durch diese Forschungsarbeit wurde ein Beitrag dazu geleistet, die Lehre und Ausbildung zu optimieren, indem die Autoren/Lehrende in der Erstellung ihrer digitalen Lerninhalte im gesamten Prozess von aufeinander abgestimmten Werkzeugen unterstützt werden. Sarah Voß-Nakkour doctoralthesis http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/29053 Wed, 06 Mar 2013 09:41:15 +0100