%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Setup des Dokuments
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\documentclass[12pt,DIV14,BCOR10mm,a4paper,twoside,parskip=half-,headsepline,headinclude]{scrreprt} % Grundgröße 12pt, zweiseitig
% Packages from template
\usepackage[headsepline,automark]{scrpage2} % Seitenköpfe automatisch
\KOMAoptions{headinclude} % Fix
\usepackage[ngerman]{babel} % Sprachpaket für Deutsch (Umlaute, Trennung,deutsche Überschriften)
\usepackage{blindtext}
\usepackage{graphicx,hyperref} % Graphikeinbindung, Hyperref (alles klickbar, Bookmarks)
\usepackage{amssymb} % Math. Symbole aus AmsTeX
\usepackage[utf8]{inputenc} % Umlaute
% Custom packages
\usepackage[autostyle=true,german=quotes]{csquotes} % Anführungszeichen mit \enquote{}
\usepackage{textcomp} % Zusätzliches Package für °C
\usepackage{listings} % Codesnippets
\usepackage{scrhack} % Hack for lstlisting i suspect :-/
% Setup für Codeblocks
\lstset{
	% Optionen
	breaklines=true,
	breakatwhitespace=true,
	breakautoindent=true,
	frame=single,
	%framexleftmargin=19pt,
	inputencoding=utf8,
	language=awk,
	%numbers=left,
	%numbersep=8pt,
	showspaces=false,
	showstringspaces=false,
	tabsize=1,
	%xleftmargin=19pt,
	captionpos=b,
	% Styling
	%basicstyle=\footnotesize\ttfamily,
	%commentstyle=\footnotesize,
	%keywordstyle=\footnotesize\ttfamily,
	%numberstyle=\footnotesize,
	%stringstyle=\footnotesize\ttfamily,
}
% Hack für Sonderzeichen in Codeblocks
\lstset{literate=%
    {Ö}{{\"O}}1
    {Ä}{{\"A}}1
    {Ü}{{\"U}}1
    {ß}{{\ss}}1
    {ü}{{\"u}}1
    {ä}{{\"a}}1
    {ö}{{\"o}}1
    {°}{{${^\circ}$}}1
}

% Befehl für TODO-Markierungen
\newcommand{\todo}{\textbf{TODO \dots}}

% Festlegung Kopf- und Fußzeile     
\defpagestyle{meinstil}{%
	{\headmark \hfill}
	{\hfill \headmark}
	{\hfill \headmark\hfill}
	(\textwidth,.4pt)
}{%
	(\textwidth,.4pt)
	{\pagemark\hfill Jan Philipp Timme}
	{Version 0.1 vom \today \hfill \pagemark}
	{Version 0.1 vom \today \hfill \pagemark}
}
\pagestyle{meinstil}

\raggedbottom

\renewcommand{\topfraction}{1}
\renewcommand{\bottomfraction}{1}
 
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Beginn der Inhalte
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\begin{document}

% Titelseite
\thispagestyle{empty}
\includegraphics[width=0.2\textwidth]{res/Wortmarke_WI_schwarz.pdf}
{ ~ \sffamily
	\vfill
	{\Huge\bfseries Verarbeitung von RDF-Ereignisdatenströmen mit C-SPARQL unter Verwendung von Hintergrundwissen}
	\bigskip

	{\Large Jan Philipp Timme
		\\[2ex]
		Bachelor-Arbeit im Studiengang "`Angewandte Informatik"'
		\\[5ex]
		\today
	}
}
\vfill
	~ \hfill
	\includegraphics[height=0.3\paperheight]{res/H_WI_Pantone1665.pdf}
\vspace*{-3cm}

% Seite mit Personen und Selbstständigkeitserklärung
\newpage \thispagestyle{empty}
\begin{tabular}{ll}
{\bfseries\sffamily Autor} &  Jan Philipp Timme \\ 
	& 1271449 \\
	& jan-philipp.timme@stud.hs-hannover.de \\[5ex]
{\bfseries\sffamily Erstprüferin:} & Prof. Dr. Jürgen Dunkel \\
	& Abteilung Informatik, Fakultät IV \\
	& Hochschule Hannover \\
	& juergen.dunkel@hs-hannover.de \\[5ex]
{\bfseries\sffamily Zweitprüfer:} &Prof. Dr. --- --- \\
	& Abteilung Informatik, Fakultät IV \\
	& Hochschule Hannover \\
	& ---@---.--
\end{tabular}

\vfill

% fett und zentriert in der Minipage
\begin{center} \sffamily\bfseries Selbständigkeitserklärung \end{center}

Hiermit erkläre ich, dass ich die eingereichte Bachelor-Arbeit
selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die von mir angegebenen Quellen
und Hilfsmittel nicht benutzt und die den benutzten Werken wörtlich oder
inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich gemacht habe. 
\vspace*{7ex}

Hannover, den \today \hfill Unterschrift

\pdfbookmark[0]{Inhalt}{contents}
% Inhaltsverzeichnis
\tableofcontents
% Abbildungsverzeichnis
\listoffigures
% Codeverzeichnis
\lstlistoflistings
% Tabellenverzeichnis
\listoftables

\newpage

%%% Hier kommt inhaltlicher Inhalt! %%%

\part{Die eigentliche Bachelorarbeit}

\chapter{Einleitung}

\todo

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verarbeitung von komplexen Ereignissen (CEP) auf RDF-Datenströmen mit C-SPARQL.

\section{Einführung in Complex Event Processing}

Was ist CEP und warum sollte man es verwenden wollen?

Wir verarbeiten Ereignisströme und versuchen aus dem großen Rauschen bestimmte Ereignismuster zu erkennen.
Und wir wollen kurz-, mittel- oder langfristig bestimmte Werte beobachten und sicherstellen, dass sie innerhalb eines spezifizierten Wertebereichs bleiben.
Es ist eine tolle Herangehensweise, um aus großen Datenströmen wesentliche Informationen zu extrahieren - noch bevor ein Mensch diese Daten zu Gesicht bekommt.
\todo

\section{Ereignisquellen}

Ereignisse treten überall auf, wenn man sich darauf einlässt.

Welche Ereignisse kann man sich denn so vorstellen?
Diese hier:
\begin{itemize}
\item Ein Online-Shop meldet eine ausgelöste Bestellung
\item Ein soziales Netzwerk meldet die Interaktion eines Benutzers
\item Die Wetterstation meldet ihre aktuellen Messwerte
\item Windkraftanlagen melden ihre Drehgeschwindigkeit
\item Ein Auto meldet Fehlzündungen im zweiten Zylinder
\item Fabrikmaschinen melden Fehler im Betrieb
\item Rauchmelder melden ihre Auslösung
\item \dots und vieles mehr
\end{itemize}

\section{Ereignisse als Informationsträger}

Alles, was irgendwo passiert liefert Informationen über den Zustand unserer Umgebung.
Jede aktuell gemeldete Information ist ein Ereignis. Eine gerade gemessene Temperatur, eine Fehlermeldung einer Werkzeugmaschine oder das Auslösen eines Rauchmelders sind Ereignisse, die einen aktuellen Zustand unserer Welt repräsentieren.

Für unsere Zwecke können wir das nutzen.
Ereignisse haben einen Zeitstempel [und eine ID]. Der Zeitstempel ist wichtig, die ID auch etwas.

Ein Ereignis kann beispielsweise so strukturiert sein:
\begin{lstlisting}[caption={Beispielhaftes Ereignis dargestellt in JSON}]
{
	"ID": "17352",
	"Zeitstempel": "Mo 4. Apr 12:38:19 CEST 2016",
	"Daten": {
		"Temperatur": "19°C",
		"Luftfeuchtigkeit": "31%"
	}
}
\end{lstlisting}

\section{Ereignisströme als Datenquelle}

Ja, Ereignisse treten auch in Rudeln. Wenn mehrere Ereignisse aneinandergereiht werden, kann man von einem Ereignisstrom sprechen.
Anbieter von Daten können anstatt aktueller Messwerte als einzelnes Ereignis natürlich gleich Ereignisströme liefern. Das ist technisch sicherlich auch ganz praktisch, weil Verzicht auf Polling usw.

\chapter{Anforderungen/Rolle an/von CEP-Engines}

Dieser Bereich wird hoffentlich etwas kürzer ausfallen - es geht hier vielleicht eher um die Rolle einer CEP-Engine als die Anforderungen.

Es wäre ja schon wichtig, dass man Hintergrundwissen integriert.
Sonst werden die Abfragen so spezifisch und das ist doch doof.

\section{Kombination von Ereignissen}

\todo

\section{Sliding Windows}

\todo

\section{Integration von Hintergrundwissen}

Ereignisse kommen ohne Kontext, daher ist es nötig, sie in einen Kontext zu bringen, um etwas mit dem Ereignis anfangen zu können.
Um nun den passenden Kontext herzustellen, muss dieses Ereignis also mit weiteren Daten verknüpft werden.
Das können andere Ereignisse oder Daten sein, die uns schon bekannt sind - Hintergrundwissen.

\section{Performance}

Auch, wenn einige tausend Ereignisse über einen Datenstrom in der Minute eintreffen muss die Software dennoch sehr zeitnah (im Idealfall sofort) Ergebnisse liefern.

(Das hier wird später ein Grund sein, weshalb Reasoning nur sehr begrenzt auf Datenströmen stattfinden kann oder aber sehr teuer ist.)

\chapter{Gegenüberstellung existierender CEP-Engines}

Es gibt bereits einige Technologien um Ereignisströme zu verarbeiten.
Im Folgenden stelle ich nun ein paar bekannte Systeme kurz vor.

\section{Etalis/EP-SPARQL?}

\todo

\section{CQELS?}

\todo

\section{Esper}

Ein Ansatz mit einer eigenen Abfragesprache.
Hintergrundwissen etwas fummelig, aber theoretisch möglich. Nur halt nicht in der selben Abfragesprache.

\section{C-SPARQL}

Verarbeitet Ströme im RDF-Format. Kann Hintergrundwissen im RDF-Format einbeziehen. Wurde in Java implementiert...
Es gibt einen W3C-Standard für die Sprache C-SPARQL.
Auf das Ding gehe ich gleich näher ein. :-)

\chapter{Die C-SPARQL-Engine im Detail}

... und zwar hier.

\todo

\section{Abfrage von bestimmten Ereignistypen}

\todo

\section{Keine Ahnung, aber ganz viel}

\todo

\chapter{Verarbeitung von RDF-Datenströmen mit C-SPARQL}

\section{RDF-Datenströme}

Spannender ist es, wenn man dann ein Haufen RDF-Tripel reingedrückt bekommt.
Die sehen anders aus, sind aber auch toll.
Schemenhaft könnten die ja so aussehen:
\todo

Wir können uns diese Datenströme angucken und beispielsweise auf bestimmte Dinge achten.
Aber irgendwie ist das nicht so toll, weil unsere Abfragen recht spezifisch sein müssen.
Wäre es nicht toll, wenn wir bestimmte Dinge bereits vorher irgendwie da integrieren könnten?

\section{Beispielszenario}

\todo

Ich hab noch keine richtig tolle Idee, aber irgendetwas wird es schon werden.

\section{Umsetzung mit C-SPARQL}

\todo

%%% To be removed %%%

\part{Temporärer Anhang - To be removed}

Raum für Notizen

\chapter{Generelle Ideen für Anwendungsszenarien}

Ideen für CEP mit C-SPARQL und Hintergrundwissen

Generell sollen Muster in primitiven Events erkannt und zu komplexen Events zusammengefasst werden.
(Niedrige Abstraktion => Höhere Abstraktion)

\begin{itemize}
\item GPS-Position und Momentangeschwindigkeit von Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Staus
\item Fließgeschwindigkeit in Wasserleitungen zur Erkennung von Wasserrohrbrüchen
\item Analog für die Erkennung von Lecks in Gasleitungen mit dem Gasdruck?
\item Betrugserkennung (erst Passwort ändern, dann große Transaktion)
\item Steuerung einer Heizungsanlage durch Überwachung von Räumen (Licht an, Fenster auf?)
\item Client/Server Interaktion zur Erkennung von Einbruchsversuchen
\item 
\end{itemize}

% Kurzer Test
\cite{robbins:gawk}[Siehe ab S.95]

% Referenz auf Bibtex mit Kommentar
% \cite{robbins:gawk}[Siehe ab S.95]

% Einbinden von Tex-Files
%\input{abkuerz.tex}
%\input{einfuehrung.tex}

% Einbinden von größeren Tex-Files, z.B. Kapiteln
%\include{normen}
%\include{aufbau}
%\include{zitieren}
%\include{form}
%\include{allgtips}

%%% Ende inhaltlicher Inhalt! %%%

% Literaturverzeichnis
% Schlüssel als Buchstaben
\bibliographystyle{alpha}
\bibliography{Literaturverweise}

\end{document}
% Nothing beyond this line!
