340 lines
10 KiB
TeX
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TeX
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% Setup des Dokuments
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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\documentclass[12pt,DIV14,BCOR10mm,a4paper,twoside,parskip=half-,headsepline,headinclude]{scrreprt} % Grundgröße 12pt, zweiseitig
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% Packages from template
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\usepackage[headsepline,automark]{scrpage2} % Seitenköpfe automatisch
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\KOMAoptions{headinclude} % Fix
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\usepackage[ngerman]{babel} % Sprachpaket für Deutsch (Umlaute, Trennung,deutsche Überschriften)
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\usepackage{blindtext}
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\usepackage{graphicx,hyperref} % Graphikeinbindung, Hyperref (alles klickbar, Bookmarks)
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\usepackage{amssymb} % Math. Symbole aus AmsTeX
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\usepackage[utf8]{inputenc} % Umlaute
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% Custom packages
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\usepackage[autostyle=true,german=quotes]{csquotes} % Anführungszeichen mit \enquote{}
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\usepackage{textcomp} % Zusätzliches Package für °C
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\usepackage{listings} % Codesnippets
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\usepackage{scrhack} % Hack for lstlisting i suspect :-/
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% Setup für Codeblocks
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\lstset{
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% Optionen
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breaklines=true,
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breakatwhitespace=true,
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breakautoindent=true,
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frame=single,
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%framexleftmargin=19pt,
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inputencoding=utf8,
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language=awk,
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%numbers=left,
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%numbersep=8pt,
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showspaces=false,
|
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showstringspaces=false,
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tabsize=1,
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%xleftmargin=19pt,
|
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captionpos=b,
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% Styling
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%basicstyle=\footnotesize\ttfamily,
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%commentstyle=\footnotesize,
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%keywordstyle=\footnotesize\ttfamily,
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%numberstyle=\footnotesize,
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|
%stringstyle=\footnotesize\ttfamily,
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|
}
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% Hack für Sonderzeichen in Codeblocks
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\lstset{literate=%
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{Ö}{{\"O}}1
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{Ä}{{\"A}}1
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{Ü}{{\"U}}1
|
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{ß}{{\ss}}1
|
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{ü}{{\"u}}1
|
|
{ä}{{\"a}}1
|
|
{ö}{{\"o}}1
|
|
{°}{{${^\circ}$}}1
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|
}
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% Befehl für TODO-Markierungen
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\newcommand{\todo}{\textbf{TODO \dots}}
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% Festlegung Kopf- und Fußzeile
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\defpagestyle{meinstil}{%
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{\headmark \hfill}
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{\hfill \headmark}
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|
{\hfill \headmark\hfill}
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(\textwidth,.4pt)
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}{%
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|
(\textwidth,.4pt)
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{\pagemark\hfill Jan Philipp Timme}
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{Version 0.1 vom \today \hfill \pagemark}
|
|
{Version 0.1 vom \today \hfill \pagemark}
|
|
}
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\pagestyle{meinstil}
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|
\raggedbottom
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\renewcommand{\topfraction}{1}
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\renewcommand{\bottomfraction}{1}
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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% Beginn der Inhalte
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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|
\begin{document}
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% Titelseite
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\thispagestyle{empty}
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\includegraphics[width=0.2\textwidth]{res/Wortmarke_WI_schwarz.pdf}
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|
{ ~ \sffamily
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|
\vfill
|
|
{\Huge\bfseries Verarbeitung von RDF-Ereignisdatenströmen mit C-SPARQL unter Verwendung von Hintergrundwissen}
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|
\bigskip
|
|
|
|
{\Large Jan Philipp Timme
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|
\\[2ex]
|
|
Bachelor-Arbeit im Studiengang "`Angewandte Informatik"'
|
|
\\[5ex]
|
|
\today
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|
}
|
|
}
|
|
\vfill
|
|
~ \hfill
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|
\includegraphics[height=0.3\paperheight]{res/H_WI_Pantone1665.pdf}
|
|
\vspace*{-3cm}
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|
% Seite mit Personen und Selbstständigkeitserklärung
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|
\newpage \thispagestyle{empty}
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\begin{tabular}{ll}
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|
{\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}
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|
|
\vfill
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% fett und zentriert in der Minipage
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\begin{center} \sffamily\bfseries Selbständigkeitserklärung \end{center}
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Hiermit erkläre ich, dass ich die eingereichte Bachelor-Arbeit
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selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die von mir angegebenen Quellen
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und Hilfsmittel nicht benutzt und die den benutzten Werken wörtlich oder
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inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich gemacht habe.
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\vspace*{7ex}
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|
Hannover, den \today \hfill Unterschrift
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\pdfbookmark[0]{Inhalt}{contents}
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% Inhaltsverzeichnis
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\tableofcontents
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% Abbildungsverzeichnis
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\listoffigures
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% Codeverzeichnis
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\lstlistoflistings
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|
% Tabellenverzeichnis
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\listoftables
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\newpage
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%%% Hier kommt inhaltlicher Inhalt! %%%
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\part{Die eigentliche Bachelorarbeit}
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\chapter{Einleitung}
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\todo
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Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Verarbeitung von komplexen Ereignissen (CEP) auf RDF-Datenströmen mit C-SPARQL.
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\section{Einführung in Complex Event Processing}
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Was ist CEP und warum sollte man es verwenden wollen?
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Wir verarbeiten Ereignisströme und versuchen aus dem großen Rauschen bestimmte Ereignismuster zu erkennen.
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Und wir wollen kurz-, mittel- oder langfristig bestimmte Werte beobachten und sicherstellen, dass sie innerhalb eines spezifizierten Wertebereichs bleiben.
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Es ist eine tolle Herangehensweise, um aus großen Datenströmen wesentliche Informationen zu extrahieren - noch bevor ein Mensch diese Daten zu Gesicht bekommt.
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\todo
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\section{Ereignisquellen}
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Ereignisse treten überall auf, wenn man sich darauf einlässt.
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Welche Ereignisse kann man sich denn so vorstellen?
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Diese hier:
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\begin{itemize}
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\item Ein Online-Shop meldet eine ausgelöste Bestellung
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\item Ein soziales Netzwerk meldet die Interaktion eines Benutzers
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\item Die Wetterstation meldet ihre aktuellen Messwerte
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\item Windkraftanlagen melden ihre Drehgeschwindigkeit
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\item Ein Auto meldet Fehlzündungen im zweiten Zylinder
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\item Fabrikmaschinen melden Fehler im Betrieb
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\item Rauchmelder melden ihre Auslösung
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\item \dots und vieles mehr
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\end{itemize}
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\section{Ereignisse als Informationsträger}
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Alles, was irgendwo passiert liefert Informationen über den Zustand unserer Umgebung.
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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.
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Für unsere Zwecke können wir das nutzen.
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Ereignisse haben einen Zeitstempel [und eine ID]. Der Zeitstempel ist wichtig, die ID auch etwas.
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Ein Ereignis kann beispielsweise so strukturiert sein:
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\begin{lstlisting}[caption={Beispielhaftes Ereignis dargestellt in JSON}]
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{
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"ID": "17352",
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"Zeitstempel": "Mo 4. Apr 12:38:19 CEST 2016",
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"Daten": {
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"Temperatur": "19°C",
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|
"Luftfeuchtigkeit": "31%"
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}
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}
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|
\end{lstlisting}
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\section{Ereignisströme als Datenquelle}
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Ja, Ereignisse treten auch in Rudeln. Wenn mehrere Ereignisse aneinandergereiht werden, kann man von einem Ereignisstrom sprechen.
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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.
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\chapter{Anforderungen/Rolle an/von CEP-Engines}
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Dieser Bereich wird hoffentlich etwas kürzer ausfallen - es geht hier vielleicht eher um die Rolle einer CEP-Engine als die Anforderungen.
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Es wäre ja schon wichtig, dass man Hintergrundwissen integriert.
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Sonst werden die Abfragen so spezifisch und das ist doch doof.
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\section{Kombination von Ereignissen}
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|
\todo
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\section{Sliding Windows}
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\todo
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\section{Integration von Hintergrundwissen}
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Ereignisse kommen ohne Kontext, daher ist es nötig, sie in einen Kontext zu bringen, um etwas mit dem Ereignis anfangen zu können.
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Um nun den passenden Kontext herzustellen, muss dieses Ereignis also mit weiteren Daten verknüpft werden.
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Das können andere Ereignisse oder Daten sein, die uns schon bekannt sind - Hintergrundwissen.
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\section{Performance}
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Auch, wenn einige tausend Ereignisse über einen Datenstrom in der Minute eintreffen muss die Software dennoch sehr zeitnah (im Idealfall sofort) Ergebnisse liefern.
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(Das hier wird später ein Grund sein, weshalb Reasoning nur sehr begrenzt auf Datenströmen stattfinden kann oder aber sehr teuer ist.)
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\chapter{Gegenüberstellung existierender CEP-Engines}
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Es gibt bereits einige Technologien um Ereignisströme zu verarbeiten.
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Im Folgenden stelle ich nun ein paar bekannte Systeme kurz vor.
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\section{Etalis/EP-SPARQL?}
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\todo
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\section{CQELS?}
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\todo
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\section{Esper}
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Ein Ansatz mit einer eigenen Abfragesprache.
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Hintergrundwissen etwas fummelig, aber theoretisch möglich. Nur halt nicht in der selben Abfragesprache.
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\section{C-SPARQL}
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Verarbeitet Ströme im RDF-Format. Kann Hintergrundwissen im RDF-Format einbeziehen. Wurde in Java implementiert...
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Es gibt einen W3C-Standard für die Sprache C-SPARQL.
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Auf das Ding gehe ich gleich näher ein. :-)
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\chapter{Die C-SPARQL-Engine im Detail}
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... und zwar hier.
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\todo
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\section{Abfrage von bestimmten Ereignistypen}
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|
\todo
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\section{Keine Ahnung, aber ganz viel}
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|
\todo
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|
\chapter{Verarbeitung von RDF-Datenströmen mit C-SPARQL}
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\section{RDF-Datenströme}
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Spannender ist es, wenn man dann ein Haufen RDF-Tripel reingedrückt bekommt.
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Die sehen anders aus, sind aber auch toll.
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Schemenhaft könnten die ja so aussehen:
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\todo
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Wir können uns diese Datenströme angucken und beispielsweise auf bestimmte Dinge achten.
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Aber irgendwie ist das nicht so toll, weil unsere Abfragen recht spezifisch sein müssen.
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Wäre es nicht toll, wenn wir bestimmte Dinge bereits vorher irgendwie da integrieren könnten?
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\section{Beispielszenario}
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|
\todo
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Ich hab noch keine richtig tolle Idee, aber irgendetwas wird es schon werden.
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|
\section{Umsetzung mit C-SPARQL}
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\todo
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%%% To be removed %%%
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\part{Temporärer Anhang - To be removed}
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Raum für Notizen
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\chapter{Generelle Ideen für Anwendungsszenarien}
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Ideen für CEP mit C-SPARQL und Hintergrundwissen
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Generell sollen Muster in primitiven Events erkannt und zu komplexen Events zusammengefasst werden.
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(Niedrige Abstraktion => Höhere Abstraktion)
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\begin{itemize}
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\item GPS-Position und Momentangeschwindigkeit von Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Staus
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\item Fließgeschwindigkeit in Wasserleitungen zur Erkennung von Wasserrohrbrüchen
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\item Analog für die Erkennung von Lecks in Gasleitungen mit dem Gasdruck?
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\item Betrugserkennung (erst Passwort ändern, dann große Transaktion)
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|
\item Steuerung einer Heizungsanlage durch Überwachung von Räumen (Licht an, Fenster auf?)
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\item Client/Server Interaktion zur Erkennung von Einbruchsversuchen
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|
\item
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|
\end{itemize}
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% Kurzer Test
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\cite{robbins:gawk}[Siehe ab S.95]
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% Referenz auf Bibtex mit Kommentar
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% \cite{robbins:gawk}[Siehe ab S.95]
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|
% Einbinden von Tex-Files
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%\input{abkuerz.tex}
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|
%\input{einfuehrung.tex}
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|
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|
% Einbinden von größeren Tex-Files, z.B. Kapiteln
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|
%\include{normen}
|
|
%\include{aufbau}
|
|
%\include{zitieren}
|
|
%\include{form}
|
|
%\include{allgtips}
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%%% Ende inhaltlicher Inhalt! %%%
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% Literaturverzeichnis
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% Schlüssel als Buchstaben
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\bibliographystyle{alpha}
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\bibliography{Literaturverweise}
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\end{document}
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% Nothing beyond this line!
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