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Research Topic

I am researching in the area of performance blame analysis. Performance blame analysis is a type of error analysis that is of particular importance in the area of component-based software engineering (CBSE). When an error is observed at a particular component (usually the one at the system boundary) one has to investigate, which components contributed to the error and therefore need to be fixed. This is especially hard in CBSE as components are acquired from the market and stem from different component developers. In this situation it is important to first analyze from who we need to request a fix. In my approach I suggest using performance contracts that are supplied by the component developer along with the component itself. These contracts shall be given in the form of Palladio models. The component developers specify the component, its interfaces, and the resource usage of the component operations. The system architect uses these component-focused contracts to build a complete system model. The system architect can then simulate this complete Palladio model according to a specific test case. This simulation results in response time metrics for each involved component operation (cf. left side of figure).

As these simulation results deliver performance results for each component operation and are also founded on the component contracts, we can use them as expected values. Consequently, we collect the performance measurements for matching component operations in the equivalent test case (cf. right side of figure). Then we compare these test data series to the data series that we acquired in the simulation (cf. scales in figure). This way we can judge whether a particular component operation has fulfilled its contract in the given test case can then blame it accordingly.

As the two data sets can be quite extensive, we have also researched which statistical methods are suited to analyze, which data set shows the overall bigger or smaller response times. We have shown that quartile values are a good indicator and that the Kolmogorov-Smirnov-Test (KS-Test) is even better. While the quartiles can be easily visualized using standard box plots, we have suggested a blame graph for visualizing the KS-Test results along with call graph information and median response times.

Publications

• Frank Brüseke, Steffen Becker, Gregor Engels: Palladio-based performance blame analysis. In R. Reussner, C. Szyperski, W. Weck (eds.): Proceedings of the 16th International Workshop on Component-Oriented Programming (WCOP; satellite event of the CompArch 2011), Boulder Colorado, CO (USA). ACM (New York, NY (USA)), pp. 25-32 (2011)
• Frank Brüseke, Steffen Becker, Gregor Engels: Decision Support via Automated Metric Comparison for the Palladio-based Performance Blame Analysis. In Proceedings of the 4th ACM/SPEC International Conference on Performance Engineering (ICPE 2013), Prague (Czech Republic). ACM New York, NY, USA, pp. 77-88 (2013)
• Frank Brüseke, Henning Wachsmuth, Gregor Engels, Steffen Becker: PBlaman: Performance Blame Analysis based on Palladio Contracts. In Concurrency and Computation Practice and Experience, vol. 26, no. 12, pp. 1975-2004. John Wiley & Sons, Ltd. (2014)

Veröffentlichungen

Publikationen

Frank Brueseke: Pipelines for Ad-hoc Large-scale Text Mining. PhD thesis, University of Paderborn, to be published in LNCS (2015) 
 

Frank Brueseke, Martin Trenkmann, Benno Stein, Gregor Engels, Tsvetomira Palakarska: A Review Corpus for Argumentation Analysis. In Alexander Gelbukh (eds.): Proceedings of the 15th International Conference on Computational Linguistics and Intelligent Text Processing. Springer (Kathmandu, Nepal), LNCS, vol. 8404, no. 2, pp. 115-127 (2014) 
 

Frank Brüseke, Frank Brueseke, Gregor Engels, Steffen Becker: PBlaman: Performance Blame Analysis based on Palladio Contracts. In Concurrency and Computation Practice and Experience, vol. 26, no. 12, pp. 1975-2004. John Wiley & Sons, Ltd. (2014) 
 

Frank Brueseke, Benno Stein, Gregor Engels: Information Extraction as a Filtering Task. In Proceedings of the 22nd ACM Conference on Information and Knowledge Management. ACM (San Francisco, CA, USA), pp. 2049-2058 (2013) 
 

Frank Brueseke, Mirko Rose, Gregor Engels: Automatic Pipeline Construction for Real-Time Annotation. In Alexander Gelbukh (eds.): Proceedings of the 14th International Conference on Intelligent Text Processing and Computational Linguistics. Springer (Samos, Greece), LNCS, vol. 7816, pp. 38-49 (2013) 
 

Frank Brueseke, Benno Stein, Gregor Engels: Learning Efficient Information Extraction on Heterogeneous Texts. In Proceedings of the 6th Internation Joint Conference on Natural Language Processing. AFNLP (Nagoya, Japan), pp. 534-542 (2013) 
 

Frank Brueseke, Benno Stein: Optimal Scheduling of Information Extraction Algorithms. In Proceedings of the 24th International Conference on Computational Linguistics: Posters. The COLING 2012 Organizing Committee (Mumbai, India), pp. 1281-1290 (2012) 
 

Frank Brueseke, Kathrin Bujna: Back to the Roots of Genres: Text Classification by Language Function. In Proceedings of the 5th International Joint Conference on Natural Language Processing. AFNLP (Chiang Mai, Thailand), pp. 632-640 (2011) 
 

Frank Brueseke, Benno Stein, Gregor Engels: Constructing Efficient Information Extraction Pipelines. In Proceedings of the 20th ACM Conference on Information and Knowledge Management. ACM (Glasgow, Scotland), pp. 2237-2240 (2011) 
 

Frank Brueseke: Kooperative Bewegungsstrategien für Roboter in unbekannten, merkmalsarmen Umgebungen. In Proceedings of the 23rd International Conference on Computational Linguistics. ACM (Beijing, China), pp. 1128-1136 (2010) 
 

Frank Brueseke, Peter Prettenhofer, Benno Stein: Efficient Statement Identification for Automatic Market Forecasting. Diploma thesis, Universität Paderborn (2009) 
 

Stephan Arens, Alexander Buss, Helena Deck, Miroslaw Dynia, Matthias Fischer, Holger Hagedorn, Peter Isaak, Jaroslaw Kutylowski, Friedhelm Meyer auf der Heide, Viktor Nesterow, Adrian Ogiermann, Boris Stobbe, Thomas Storm, Frank Brueseke: Smart Teams: Simulating Large Robotic Swarms in Vast Environments. In Proceedings of the 4th International Symposium on Autonomous Minirobots for Research and Edutainment. Heinz Nixdorf Institut, University of Paderborn (Buenos Aires, Argentina), pp. 215-222 (2007) 
 

Bachelorthesis | Titel: Ableitung und Wiederverwendung von Performance-Metriken

Aufgabenbereich: Performance-Analyse
Status: Abgeschlossen
Bearbeiter: Jens Janiuk
 

Beschreibung:
Im Rahmen eines Promotionsvorhabens ist kürzlich eine Methode zu Ableitung von Performance-Metriken entwickelt worden. Die Methode basiert auf einem Modell der Struktur des Programms (siehe Bild links), aus dem die Performance-Metriken abgleitet werden. In dieser Bachelorarbeit soll diese Methode auf ein Java Open-Source-Programm angewendet werden. Die gefundenen Performance-Metriken sollen in eine Form gebracht werden, die sich für die Wiederverwendung eignet. Dafür können beispielsweise die Techniken der Abstraktion, Parametrisierung oder Meta-Modellierung zum Einsatz kommen. So wird ein Katalog von wiederverwendbaren Metriken erstellt.

Aufgaben:

• Analyse des Programms und erstellen des Strukturmodells
• Anwenden der kürzlich entwickelten Methode (s. S. 22-31 des Tagungsbands des Workshops SQMB 2010)
• Darstellung der Schwierigkeiten bei der Anwendung der Methode ggf. Ausarbeiten von Verbesserungsvorschlägen
• Ableiten von Performance-Metriken aus dem Modell
• Erstellen einer Schablone für Performance-Metriken im Hinblick auf Wiederverwendung
• Erstellen eines Katalogs von Performance-Metriken anhand eines Beispielprogramms

Vorkenntnisse:

Kontakt: Frank Brüseke
Anhang: Ausschreibung-2010-03-06_Anwendung_von_PerArMos.pdf

Bachelorthesis | Titel: Automatische Generierung von Testskripten aus Palladio-Modellen

Aufgabenbereich: Performance-Blame-Analyse
Status: Abgeschlossen
Bearbeiter: Christian Fischer
 

Beschreibung:

Motivation

Bei der komponentenbasierten Erstellung von Software wird ein System im Idealfall komplett aus Komponenten zusammengestellt, die von Dritten zugeliefert werden. Wenn in einem solchen System ein Performance-Fehler auftritt, muss bei Analyse des Fehlers aufgrund der verschiedenen Zulieferer besonders darauf geachtet werden, ob bzw. welche einzelnen Komponenten den Fehler ver-ursachen. Denn nur so lässt sich ein Fehler effektiv, mit etwaiger Unterstützung der Komponenten-hersteller, beseitigen. Bei der oben genannten Analyse des Performance-Fehlers muss für jede Komponente beurteilt werden, ob diese den Fehler (mit)verursacht hat. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man Simulationsergebnisse mit Testergebnissen für den Fehlerfall vergleicht. Dieser Vergleich ist nur dann gültig, wenn Test und Simulation denselben Fall in derselben Umgebung untersuchen, sowie ähnliche Annahmen treffen. Dazu könnte in Zukunft ein Generator beitragen, der die Palladio-Simulationsmodelle [1] in ausführbare JUnit-Testskripte übersetzt.

Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist es, den oben beschriebenen Generator zu erstellen. Dazu konzipieren Sie eine Zuordnung von den Testfällen zur Implementierung des Systems. Die Testfälle sind mithilfe der Palladio-Simulationsmodelle [1] festgehalten. Implementieren Sie den Generator, der aufgrund dieser Zuordnung die im Testfall gegebenen Testschritte in ein ausführbares JUnit-Testskript übersetzt. Konkret wenden Sie dies für „CoCoME“, die Java-EE-basierte Implementierung [2] eines Handelssystems einer Supermarktkette, an.

Ihre Aufgaben:

• Festlegen einer Zuordnung von Palladio-Modell und Java-Implementierung
• Programmatisches Auslesen der Testfälle in Palladio-Component-Model-Notation
• Generieren von JUnit-Testfällen aufgrund der von Ihnen hergeleiteten Zuordnung
• Implementierung des Testfallgenerators am Beispiel der Testfälle des CoCoME-Systems [2]

• [1] http://www.palladio-simulator.com/science/palladio_component_model/
• http://www.cocome.org/

Vorkenntnisse:

• Modellierungswissen, wünschenswert sind UML-Kenntnisse
• Java-Kenntnisse

Kontakt: Frank Brüseke
Anhang: Ausschreibung-2011-11-automatischeGenerierungVonTestfaellenBA.pdf

Bachelorthesis | Titel: Framework-gestützte Entwicklung eines grafischen Editors für die Präsentations-Modellierung von Teamcenter Enterprise-Dialogen

Aufgabenbereich: Software Engineering
Status: Abgeschlossen
Bearbeiter: Alexander Dridger
 

Beschreibung:
Herr Dridger hat in dieser Arbeit einen Editor zur Gestaltung von Benutzeroberflächen konstruiert. Dieser Editor funktioniert im Wincor-Umfeld und soll dort auch eingesetzt werden. Der Editor wurde auf Basis der Eclipse-Plattform erstellt und Alexander hat im Laufe seiner Arbeit auch die verschiedenen Möglichkeiten zur Umsetzung des Editor mit Eclipse evaluiert.

Vorkenntnisse:

Kontakt: Frank Brüseke, Stefan Sauer
Anhang: Ausschreibung-2011-11-automatischeGenerierungVonTestfaellenBA.pdf