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An Auto-Associative Memory with Learning and Oblivion
Get PDFIn der vorliegenden Dissertationsschrift wird ein von der Arbeit des menschlichen Gehirns inspirierter Ansatz zur Erkennung, Abspeicherung und Suche von Sequenzen vorgeschlagen, der sich speziell auf das Lernen von Sequenzen für Anwendungen in der natürliche Sprachverarbeitung bezieht. Dieser basiert auf einer neuartigen assoziativen Speicherstruktur mit einer unterschiedlichen, schrittweise anpaßbaren Länge der zur Adressierung benutzten Schlüssel mit der Möglichkeit der Vorhersage der voraussichtlichen nächstmöglichen Sequenzelemente. Neben dem Erlernen neuer Sequenzen läßt dieser Speicher ebenfalls ein Vergessen obsoleter Elemente zu. Die auf den Konzepten von HAWKINS beruhende Methodik, ist einfach und kompatibel für Hardware und Softwarerealisierungen. Der neue Ansatz wird nach seiner Vorstellung in einem Hardwarebetriebsmodell auf der Basis von MATLAB Simulink umgesetzt und bewertet, das auf Grund der sehr einfachen, regulären Strukturen gut implementierbar ist. Das neu entworfene Verfahren wird im folgenden zur Rechtschreibprüfung angewandt, wobei der Standard TREC-5-Datensatz bzgl. seiner Leistung mit einem Verfahren auf der Basis der Levenstein-Distanz, dem Pyspellchecker, LSTM und dem semantisch konditioniertem LSTM mit Elmo Transformer (Elmosclstm) verglichen wird. Die neu vorgeschlagene Methode übertrifft dabei alle vier Methoden und erreicht eine Genauigkeit von 93,66 %, die deutlich höher als diejenigen von Elmosclstm (79,37%) ist. Ferner wird eine weitere Anwendung zur Lösung des nicht-trivialen Thai-Wortsegmentierungs-problems präsentiert. Diese wird unter Verwendung der Standarddatensätze BEST2010 und LST20 analysiert, wobei selbige mit den Longest Matching, NEWMM, und DeepCut-Methoden verglichen wird. Auch hier zeigen die experimentellen Ergebnisse, dasß die neue, vom Gehirn inspirierte Methode gut arbeitet und einen F1-Score erzielt, der nahe an dem der DeepCut-Methode liegt und die Ergebnisse der beiden anderen Methoden deutlich verbessert. Schließlich wird gezeigt, daß für Daten mit falsch geschriebenen Worten diese durch die gehirninspirierte Methode genau klassifiziert und erkannt werden können und in diesem Fall die durchschnittliche F1-Punktzahl um bis zu 4,5 % im Vergleich zur DeepCut-Methode verbessert werden kann.In this thesis, an approach to sequence recognition, storage, and retrieval is proposed, inspired by the workings of the human brain, particularly regarding sequence learning in natural language processing applications. The approach is grounded in a novel associative memory structure, characterized by a dynamically adjustable length of keys used for addressing. This structure possesses the capability to predict likely subsequent elements in a sequence. In addition to learning new sequences, the memory system is also designed to facilitate the forgetting of obsolete elements. The methodology, rooted in HAWKINS concepts, is straightforward and adaptable to both hardware and software implementations. Following its introduction, this new approach undergoes implementation and evaluation through a hardware operating model based on MATLAB Simulink. The model's exceptionally regular structures lend ease to its implementation. The newly designed method is subsequently applied to spell checking, where its performance is compared with that of methods based on the Levenshtein distance, Pyspellchecker, LSTM, and the Semantically Conditioned LSTM with Elmo Transformer (Elmosclstm), using the standard TREC-5 dataset. In these comparisons, the proposed method outperforms all four alternative approaches, achieving an accuracy of 93.66%, which is significantly higher than the 79.37% accuracy achieved by Elmosclstm. Additionally, another application addressing the non-trivial problem of Thai word segmentation is presented. The analysis utilizes the standard BEST2010 and LST20 datasets and compares the performance with the Longest Matching, NEWMM, and DeepCut methods. Once again, the experimental results reveal that the new brain-inspired method performs impressively, achieving an F1 score close to that of the DeepCut method and significantly exceeding the results of the other two methods. Finally, the demonstration shows that the brain-inspired method can accurately classify and recognize misspelled words in the data. In these cases, there is an improvement of up to 4.5% in the average F1 score compared to the DeepCut method
Didaktische Erweiterung des Moduls 2 „Statistik“ im B.Sc. Psychologie um interaktive Lehr-Lerneinheiten (Shiny-Apps)
Get PDFDieser Bericht behandelt eine didaktische Erweiterung des Moduls 2 „Statistik“ im Studiengang B.Sc. Psychologie an der FernUniversität in Hagen. Das Lehrprojekt umfasste die Planung und Realisation von fünf Shiny-Apps, mit denen Studierende statistische Phänomene explorieren können. In der Evaluation wurde das neue Lernangebot von Studierenden positiv bewertet. Eine Verbesserung ihrer akademischen Leistungen oder Einstellungen gegenüber der Statistik konnte aber nicht belegt werden
On the Number of Acyclic Colorings and NL-Flows in Regular Oriented Matroids
Get PDFAzyklische Färbungen gerichteter Graphen weisen jedem Knoten eine von k Farben zu, ohne monochromatische gerichtete Kreise zu induzieren. Die Frage nach der kleinsten Anzahl an Farben, sodass dies gelingt, geht auf Neumann-Lara zurück. Durch die Angabe der Anzahl azyklischer Färbungen eines gerichteten Graphen, welche durch ein Polynom, das chromatische Polynom, gegeben ist, wird implizit auch die Frage der Existenz einer azyklischen Färbung mit k Farben beantwortet. Ein weiteres Polynom, das NL-Flusspolynom, beschreibt die Anzahl sogenannter Neumann-Lara Flüsse. Diese kombinatorischen Objekte verhalten sich dual zu azyklischen Färbungen. In dieser Arbeit werden die genannten Polynome untersucht und auf reguläre orientierte Matroide verallgemeinert.The notion of acyclic digraph colorings due to Neumann-Lara deals with finding the minimum number of color classes partitioning the vertices of a digraph into monochromatic acyclic subdigraphs. By counting all such possible colorings one implicitly answers the question of existence for a given number of colors. Moreover, the number of acyclic colorings is given by a polynomial, called the chromatic polynomial of a digraph. Another polynomial, the NL-flow polynomial, is obtained by counting Neumann-Lara flows, which are combinatorial objects dual to acyclic colorings. In this thesis, the properties of both polynomials are investigated and generalized to regular oriented matroids
Die Europaaktivitäten der deutschen Städte und Gemeinden: Ergebnisbericht der Fallstudien
Get PDFIn diesem Working-Paper stellen wir die Ergebnisse der Fallstudien zur kommunalen Europaarbeit vor, die wir im Rahmen des KommZuEU-Projektes durchgeführt haben. Ziel der Fallstudien war es, ein besseres Verständnis der Ziele, Akteure, Netzwerke und Aktivitäten der Europaarbeit in ausgewählten Kommunen zu erlangen. Unsere Fallstudien beziehen sich auf acht Städte in zwei deutschen Bundesländern. Die Fallauswahl war maßgeblich von dem Kriterium getragen, die kommunale Europaarbeit einer „durchschnittlichen“ deutschen Kommune abzubilden. Dies bedeutet, dass kleine und mittelgroße Städte sowie (kleinere) Großstädte in Betracht gezogen wurden. Metropolen und Kommunen in Grenznähe wurden in dieser Fallauswahl hingegen nicht berücksichtigt, da diese aufgrund ihrer geographischen Lage in einer Sondersituation sind, die eine Verallgemeinerung auf die „durchschnittlichen“ deutschen Kommunen nicht zulässt. Grundlage für die Fallstudien waren in den Städten durchgeführte Dokumentenanalysen sowie qualitative Interviews mit verschiedenen, in die kommunale Europaarbeit involvierten Akteuren in den Fallkommunen (z.B. Vertreter:innen von Kommunalverwaltungen, Schulen, Zivilgesellschaft, Wirtschaft). Ziel der Fallstudien war es, das Spektrum europabezogener Arbeit in Kommunen in seiner Breite zu erfassen. Im Mittelpunkt der Fallstudien stehen die Fragen, welche europabezogenen Aktivitäten eine „typische“ deutsche Kommune verfolgt, welche lokalen Netzwerke zur Durchführung der Europaarbeit vorhanden sind, was Kommunen tun, um Europa den Bürger:innen nahe zu bringen und wie die lokale Bevölkerung aus der Perspektive der befragten Akteure mit den Europaaktivitäten erreicht werden kann. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die kommunale Europaarbeit facettenreich ist und in Intensität und Schwerpunktsetzung von verschiedenen Rahmenbedingungen in den Kommunen abhängt. Um das Profil der kommunalen Europaarbeit zu erfassen, adaptierten wir eine Typologisierung aus der EU-Integrationsforschung. So ist für die forerunner-Kommunen ein hohes Engagement und ein ausgeprägtes Profil an Aktivitäten und Netzwerken in der kommunalen Europaarbeit zu beobachten. Dagegen spiegeln die middle-group-Kommunen den durchschnittlichen Grad an kommunaler Europaarbeit wider. Die meisten unserer Fallkommunen fallen in diese Kategorie. Schließlich zeigt sich in latecomer-Kommunen ein niedriges Engagement und gering ausgeprägtes Profil an Aktivitäten und Netzwerken in der Europaarbeit. In diese Kategorie wurde eine Fallkommune eingeordnet. Insgesamt nimmt die Europaarbeit bei den meisten Fallkommunen einen hohen Stellenwert ein. Zwei Europaaktivitäten erwiesen sich in den Fallstudien als besonders relevant. Zum einen bilden der Zugang zu und die Nutzung von EU-Fördermitteln eine wichtige Aktivität bei allen Fallkommunen. Zum anderen liegt ein Schwerpunkt beim Knüpfen und/oder der Pflege von Städtepartnerschaften. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die kommunale Europaarbeit von verschiedenen Rahmenbedingungen abhängt. Neben den finanziellen und personellen Ressourcen in den Kommunal-verwaltungen wirken sich enge Netzwerke mit Akteuren aus Zivilgesellschaft und Wirtschaft unterstützend auf die Ausprägung der Europaarbeit aus. Kommunale Europaaktivitäten sind kaum ohne Netzwerke zwischen Kommunalverwaltung und zivilgesellschaftlichen sowie wirtschaftlichen Akteuren umsetzbar
„Ich bin aber der Meinung, das wird total überbewertet“. Einblicke in die digitalen Erfahrungswelten von Volkshochschulleiter:innen während der Corona-Krise
Get PDFNovel Sophisticated Network-Level Covert Channels
Get PDFVerdeckte Kanäle auf Netzwerkebene können als parasitäre Kommunikation betrachtet werden, die sich in legitime Kommunikation einnistet und ursprünglich von den Erstellern eines Protokolls nicht vorgesehen war. Somit bedroht eine solche verdeckte Kommunikation die Integrität der definierten Regeln für Protokolle in der Netzwerkkommunikation. Seit der ersten Erwähnung in den 1970er-Jahren wurden verdeckte Kanäle für zahlreiche Kommunikationsprotokolle auf Netzwerkebene beschrieben und es kann davon ausgegangen werden, dass es für jedes definierte Netzwerkprotokoll auch ein solcher verdeckter Kanal existiert, selbst wenn er vielleicht bisher noch nicht beschrieben wurde. Die Konzepte verdeckter Kanäle haben in den letzten zehn Jahren revolutionäre Entwicklungen erfahren und hoch entwickelte Techniken zum Verbergen von Informationen innerhalb des Netzwerkverkehrs geschaffen, die dazu bestimmt sind, sogenannte warden zu täuschen. Diese Dissertation behandelt drei neuartige Ansätze für solche ausgeklügelten verdeckten Kanäle. Zunächst werden indirekte verdeckte Kanäle auf Netzwerkebene betrachtet, die auf der Ausnutzung eines zwischengeschalteten Drittsystems beruhen. Hierfür werden alle bekannten indirekten verdeckten Kanäle auf Netzwerkebene untersucht und in eine neuartige musterbasierte Taxonomie überführt. Unsere Kategorisierung ermöglicht die Vereinheitlichung des Verständnisses dieser Subdomäne und standardisiert die Beschreibung solcher Kanäle. Ferner werden mögliche Anwendungsszenarien für und Gegenmaßnahmen gegen diese ausgeklügelten indirekten verdeckten Kanäle beschrieben. Zweitens wird ein neuartiger Detektionsansatz eingeführt, der die Detektion reversibler und plausibel leugnbarer verdeckter Kanäle ermöglicht. Solche Kanäle stellen die ursprünglichen Informationen wieder her und sind bisher nicht oder nur schwer zu detektieren, unter anderem wenn die Cover-Informationen zufällig verteilt sind. Ein Beispiel für einen solchen verdeckten Kanal wurde kürzlich veröffentlicht und beruht auf Einmalpasswortketten, welche durch rechenintensive Hash-Operationen erzeugt werden. Der Detektor basiert auf verlängerten Paketlaufzeiten, die durch rechenintensive Operationen verursacht werden, die notwendig sind, um die ursprünglichen Informationen wiederherzustellen und somit Reversibilität zu erreichen. Ferner führen wir einen neuartigen rechenintensiven verdeckten Kanal ein, der die Nonce-basierte Challenge-Response-Authentifizierung nutzt, um einen plausibel leugnbaren und reversiblen Kommunikationskanal zu schaffen, um die generelle Einsetzbarkeit des eingeführten Detektors zu testen. Drittens wird ein neuer Typ eines verdeckten Kanals eingeführt, der sogenannte verdeckte historische Kanal. Unsere vorgestellte Proof-of-Concept-Implementierung ermöglicht es, verdeckte Informationen zu übertragen, ohne legitimen Datenverkehr zu modifizieren, zu erstellen oder zu manipulieren. Der Ansatz verwendet legitime Netzwerk-Broadcast-Pakete und signalisiert, dass die verdeckt zu übermittelnde Informationen kürzlich beobachtet wurden. Das Konzept des Aufteilens von Daten- und Signalisierungsverkehrs reduziert die Informationsmenge, die von einem verdeckten Sender zu einem verdeckten Empfänger übertragen werden muss, erheblich. Überdies evaluieren wir die Robustheit und Optimierung unserer Implementierung in zwei Testumgebungen.Network-level covert channels can be considered as parasitic communication, nesting into legitimate overt communication in a way they were not foreseen by the creators of the protocol. Thus, such covert communication is threatening the integrity of the defined rules of network communication. Since first mentioned in the 1970s, covert channels have been described for numerous network-level communication protocols, and it can be considered that for each network protocol defined there also exists a covert channel, even if it may not have been described yet. The concepts of covert channels have experienced revolutionary developments within the last decade, creating highly sophisticated information hiding techniques within network traffic that are designed to deceive wardens. This thesis covers three novel approaches for such sophisticated covert channels. First, indirect network-level covert channels that rely on the exploitation of an intermediate third-party system are investigated. Therefore, all known indirect network-level covert channels are surveyed and transferred into a novel pattern-based taxonomy. Our categorization enables the unification of the understanding of this subdomain and standardizes the description of such channels. Further, potential application scenarios and countermeasures against these sophisticated indirect covert channels are described. Second, a novel detection approach is introduced, which allows the detection of reversible and plausibly deniable covert channels. Such channels restore the original information and therefore have been not or hard to detect, like for example if the cover information is (pseudo-)randomly distributed. Such an implementation has recently been published and relies on one-time password chains that are created by computationally intensive hash operations. The detector is based upon elongated packet runtimes, caused by computational intensive operations that are necessary to restore the original information, achieving reversibility. Further, we introduce a novel computational intensive covert channel exploiting nonce-based challenge-response authentication to create a plausibly deniable and reversible communication channel to test the portability of the introduced detector. Third, a novel type of covert channel is introduced, the so-called history covert channel. The presented proof of concept implementation allows transferring of covert information without modifying, creating, or manipulating legitimate traffic. The approach utilizes legitimate network broadcast packets and signals that information to be passed has been observed lately. This concept of splitting data and signaling traffic significantly reduces the amount of information that needs to be transmitted from a covert sender to a covert receiver. Further, we evaluate the robustness and optimization of our implementation in two testbeds
Der politische Gender Gap: Analysen kommunaler und nationaler Repräsentation
Get PDFDer Band vermittelt einen Überblick über aktuelle Wissenschaftsdiskurse zum Thema der politischen Repräsentation. Der politische Gender Gap ist auf allen Parlamentsebenen und in politischen Führungspositionen nach wie vor präsent. Es werden sowohl theoriegeleitete Analysen als auch empirische Befunde auf kommunaler, nationaler und internationaler Ebene vorgestellt. Dabei lassen sich unterschiedliche Erklärungsmuster und Lösungsansätze herausdestillieren
Heinrich Grunholzers dokumentarischer Anhang in Bettina von Arnims Königsbuch (1843): Ein Text aus dem Vormärz als Vorform der Protokoll-Literatur
Get PDFIm Auftrag Bettina von Arnims besucht Heinrich Grunholzer 1843 die ersten Mietshäuser der Berliner Vorstadt, in denen zahllose unter den Auswirkungen der Frühindustrialisierung leidende Handwerkerfamilien in elenden Verhältnissen leben. Um aufzuzeigen, dass diese Menschen auch bei bestem Arbeitswillen ihren Unterhalt nicht aus eigener Kraft verdienen können, bedient sich der Schweizer Sekundarlehrer u. a. der Stilelemente des Protokolls. Den institutionellen Schein, den diese Textsorte ausstrahlt, macht sich auf ähnliche Weise eine Protokoll-Literatur zunutze, die in Deutschland in den 1960er-Jahren entsteht. Als Vorform dieser Protokoll-Literatur stellen Grunholzers Armenprotokolle ein aus jener Zeit herausragendes Plädoyer gegen die arbeitende Armut dar. Bei näherer Betrachtung zeigt sich allerdings, dass die von Grunholzer befragten Personen kaum eine eigene Stimmhaftigkeit entfalten können. Grundlegend werden vier Vermittlungsstufen identifiziert, auf denen die Autorinstanz einer Protokoll-Literatur auf das Gesprächsmaterial einwirken kann