Bachelor's Theses

Many real-world processes, like the weather, are time-dependent, a dimension to data that is not widely supported in ontology-based representations. Therefore, this thesis is dedicated to implementing the reasoning algorithm from Borgwardt, Forkel, and Kovtunova, which decides entailment for TELH(♢,lhs)⊥, a lightweight and tractable temporal description logic, in the Datalog-based rule engine Nemo. The implementation works on normalised ontologies specified in a temporalised sublanguage of OWL 2 EL. Furthermore, the implementation is evaluated on an ontology using real-world weather data, which shows promising results but also suggests specific optimisations to make reasoning viable on large datasets.

@thesis{ Hosc-24,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Timon Bertold {Hoschke}},
  school = {Technische Universit{\"a}t Dresden},
  title = {Efficient Reasoning for Lightweight Temporal Description Logics},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2024},
}

Description Logics are used in a range of different fields. The main research areas study the applications, extensions and their complexity. This thesis is dedicated to evaluate the quality of models for Description Logics. For this purpose, it is shown how weighted alternating tree automata can be used to measure features of models. Afterwards, based on these automata, methods are proposed to enforce features of models to given thresholds. Finally, an alternating tree automaton is defined which accepts exactly those models that conform to the given feature restrictions.

@thesis{ Krud-21,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Jakob {Krude}},
  school = {Technische Universit{\"a}t Dresden},
  title = {Measuring Description Logic Models using Weighted Tree Automata},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2021},
}

The reasoning task of a temporal version of ontology-based data access can be solved with the help of a bounded history encoding (BHE). By rewriting temporal queries, the reasoning task can be reduced to query answering over temporal databases. The BHE under consideration in this work is one approach to solve this task [1]. In this thesis, an implementation of this BHE is evaluated, to investigate its helpfulness in a practical application. Criteria to assess the degree of helpfulness are the size of the encoding, the time it takes to answer one query per time point, and the usefulness of the answers. The BHE is applied to observe an online automotive marketplace and then to answer a set of specified queries at each time point. The queries were explicitly chosen to help evaluate the BHE's degree of helpfulness. To provide useful answers, the BHE had to be extended by appropriate operators. The evaluation of the extended BHE shows that it can provide useful answers in reasonable time. An upper bound was found for the size of the encoding, which determines from what number of time points on the BHE is superior.

@thesis{ Nebe-Bac-20,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Thure {Nebendahl}},
  school = {Technische Universit{\"a}t Dresden},
  title = {Experimental Evaluation of a Bounded History Encoding},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2020},
}

@thesis{ Kes-Bac-19,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Christian {Kesting}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Weakening Relations for Gently Repairing Ontologies},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2019},
}

In der Beschreibungslogik FL0 stellt das Entscheiden von Subsumptionsrelationen bzgl. genereller TBoxen ein EXPTIME vollständiges Problem dar, wie auch in der ausdrucksstärkeren Beschreibungslogik ALC. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der konkreten Implementierung eines Systems, welches Subsumption in FL0 entscheidet. Die Grundlage hierfür bildet ein 2015 von Maximilian Pensel vorgeschlagener Algorithmus. Im Vergleich mit etablierten ALC Reasonern stellt sich diese Implementierung als nicht nachteilhaft im Entscheiden von Subsumptionsrelationen und als überlegen im Finden der Subsumierermenge heraus.

@thesis{ Mic-Bac-17,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Friedrich {Michel}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Entwurf und Implementierung eines Systems zur Entscheidung von Subsumption in der Beschreibungslogik FL0},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2017},
}

@mastersthesis{ Stu-Bac-17,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Dominik {Sturm}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Modellierung molekularbiologischer Prozesse mittels P-Automaten},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2017},
}

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit Splicing-P-Systemen, einer Zusammenführung der aus dem Membrane-Computing stammenden P-Systeme mit den dem DNA-Computing zuzuordnenden H-Systemen. Dazu werden alle genannten Systeme vorgestellt und für verschiedene Klassen von Splicing-P-Systemen Resultate zur Berechenbarkeit gegeben. Diese werden in den Kontext vergleichbarer Resultate für H-Systeme eingeordnet. Abschließend gibt die Behandlung des NP-vollständigen Hamiltonkreis-Problems in polynomieller Zeit ein Beispiel für die Anwendung und Leistungsfähigkeit von Splicing-P-Systemen.

@thesis{ Ran-Bac-16,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Benjamin {Range}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Splicing-P-Systeme},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2016},
}

@thesis{ Pue-Bac-15,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Andy {P\"{u}schel}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Spiking Neural P-Systeme},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2015},
}

In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie zwei unkonventionelle Berechnungsmodelle sinnvoll zu einem hybriden System kombiniert werden können: Membran- und Quantenrechner. Das beschriebene Modell basiert dabei auf einem P-System, in dem ausgewiesene Membranen Quantenschaltkreise enthalten, und hat zum Ziel, inhärente Nachteile beider Berechnungsmodelle zu kompensieren. Anhand einer konkreten Anwendung wird die Funktionsweise hybrider Systeme ausführlich demonstriert.

@thesis{ Sch-Bac-15,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Timo {Schick}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Hybrides Membrane-Quantum Computing},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2015},
}

Das DNA-Computing ist ein interdisziplinäres Gebiet, welches auf der Biochemie, Molekularbiologie und Theoretischen Informatik aufbaut und sich in den letzten Jahren äußerst rasant entwickelt hat. Dabei werden DNA-Moleküle als Speichermedium und Datenträger für Berechnungen genutzt. Die Watson-Crick-Automaten sind Automaten, welche auf doppelsträngigen Bändern lesen und eingeführt wurden, um die Leistungsfähigkeit von DNA-Molekülen zu untersuchen. Entsprechend gehört das Modell der Watson-Crick-Automaten zu dem Gebiet des DNA-Computing und soll in dieser Arbeit auf Universalität untersucht werden. Im Speziellen werden die Modelle der endlichen Watson-Crick-Automaten, der Reverse Watson-Crick-Automaten und der Watson-Crick-Transducer vorgestellt, die Sprachfamilien eingeschränkter Watson-Crick-Automaten untersucht, die Universalität der Watson-Crick-Transducer gezeigt und ein universeller Watson-Crick-Transducer konstruiert.

@thesis{ Nit-Bac-12,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Paul {Nitzsche}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Universalit\"{a}tsresultate f\"{u}r Watson-Crick-Automaten},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2012},
}

Da konventionelle Computing-Konzepte zunehmend auf physikalische sowie auf technische Grenzen stoßen, wurde in den vergangenen Jahren nach alternativen Computing-Konzepten gesucht, welche in der Lage sein sollen Berechnungen in kürzerer Zeit durchzuführen sowie kombinatorische Suchprobleme (NP-Probleme) mit angemessenen Ressourcenverbrauch zu lösen. Das Molecular-Computing (das Rechnen mit Molekülen) stellt hierbei ein vielversprechendes Konzept dar. Ein Teilgebiet des Molecular-Computings ist das Rechnen mit DNA-Strängen, das sog. DNA-Computing, dessen zentrales Forschungsziel die Modellierung eines universellen DNA-Computers darstellt. Insertion-Deletion-Systeme sind ein formales Modell auf dem Gebiet des DNA-Computings. Daher ist die Frage, ob diese Systeme universelle Berechnungsstärke besitzen, ein interessantes Thema, welches in der Bachelorarbeit betrachtet wurde. In der Arbeit werden Insertion-Deletion-Systeme definiert und darauf aufbauend gezeigt, dass diese Systeme universelle Berechnungsstärke besitzen.

@thesis{ Rot-Bac-12,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {Monika {Roth}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Untersuchung der Berechnungsst\"{a}rke eines gewichteten Insertion-Deletion-Systems},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2012},
}

@thesis{ Tho-Bac-04,
  address = {Dresden, Germany},
  author = {J. {Thomas}},
  school = {Technische Universit\"{a}t Dresden},
  title = {Conformon-P-Systeme},
  type = {Bachelor's Thesis},
  year = {2004},
}