Time: Dienstag, 10:00
Location: APB 3044
Quantity: 0V/0Ü/8P SWS
Language: Deutsch (English on request)
Modules: INF-PM-FPA, INF-04-KP, MINF-04-KP-FG3

Hintergrund

Im Rahmen der Forschungsprojekte ReEF und GOFLEX wurde die Benchmark-Plattform ECAST entwickelt. ECAST erstellt Prognosemodelle für verschiedene Prognosemethoden und -anforderungen und vergleicht sie hinsichtlich ihrer Genauigkeit und ihrer Rechenkosten. ECAST bietet dabei einen Mehrbenutzerbetrieb, durch den Datensätze und Prognosemethoden gemeinsam genutzt und Benchmarks verschiedener Nutzer nacheinander ausgeführt werden.

Aufgabenstellung

Insgesamt gibt es im Rahmen dieses Praktikums drei Aufgaben, die von den Studierenden bearbeitet werden können.

Parallelisierung der Benchmark-Bearbeitung

Bisher bearbeitet lediglich ein Worker die Benchmark- Anfragen sequentiell. Dadurch erfolgt noch keine parallele Abarbeitung der Warteschlange, wodurch die Leistung des ECAST-Servers nicht komplett ausgenutzt und ein Mehrbenutzerbetrieb bei komplexen Benchmarks nicht möglich ist.

Ziel dieser Aufgabe ist es, einen Workerpool in ECAST einzurichten, um eine parallele Bearbeitung von Benchmarks zu ermöglichen. Hierzu gehören die folgenden Teilaufgaben:

  • Verschaffen eines Überblicks zur Zeitreihenprognose
  • Einarbeitung in die derzeitige Schnittstelle von ECAST zwischen Master (in Java) und Worker (in R)
  • Entwurf und Implementierung einer Schnittstelle für die parallele Bearbeitung von Benchmark-Anfragen in ECAST. Dabei ist zu berücksichtigen, dass
    • Benutzer von ECAST möglichst fair bedient werden,
    • möglichst die volle Rechenleistung des ECAST-Servers genutzt wird, und
    • dass einige Prognosemethoden teilweise selbst durch interne Parallelisierung die ihnen zur Verfügung gestellte Rechenleistung ausnutzen, andere Prognosemethoden hingegen nicht.

Kostenmodelle für die Prognosebewertung

Bisher bewertet ECAST die Prognosegenauigkeit auf lediglich einem relativen Fehlermaß. Eine Bewertung und Vergleich mehrerer Fehlermaße und darüber hinaus die monetäre Bewertung von Prognosen bietet dabei mehr Verständnis für den Effekt des Prognosefehlers.

Ziel bei dieser Aufgabe ist die Integration nutzerdefinierter Fehlermaße und ihre Vergleichbarkeit in ECAST. Hierzu gehören folgende Teilaufgaben:

  • Verschaffen eines Überblicks zur Zeitreihenprognose und zur Prognosegenauigkeit
  • Einarbeitung in bisher integrierte Fehlermaße und in die Schnittstelle für nutzerdefinierte Algorithmen
  • Entwurf und Implementierung einer Schnittstelle für nutzerdefinierte Fehlermaße in ECAST; dabei ist zu berücksichtigen, dass
    • ein Nutzer gewünschte Fehlermaße bei der Benchmark-Anforderung auswählt,
    • Fehlermaße vergleichend in ECAST dargestellt werden sollen,
    • Fehlermaße auf Preiszeitreihen, die in der Datenbank abgespeichert sind, aufbauen können.

Einheitliche Oberflächengestaltung von ECAST

Das ECAST-Framework hat bisher verschiedene Entwicklungsstadien durchlaufen und dabei umfangreiche funktionale Erweiterungen erhalten. Um den vorhandenen Prototypen in eine produktiv nutzbare Web-Anwendung zu überführen, ist daher eine Konsolidierung bzw. ein Redesign der Benutzeroberfläche notwendig. Dies umfasst die Entwicklung eines Corporate Layouts unter Verwendung geeigneter Stilmittel sowie unter Berücksichtigung der technischen Besonderheiten wie z.B. beim Einsatz verschiedener Endgeräte oder Web-Browsern.

Kenntnisse zu Methoden und Werkzeugen

Die Studierenden sollten Kenntnisse zum Data-Mining-Prozess, zum Beispiel über die Vorlesung Datenintegration und -analyse, besitzen. Das Wissen zur Zeitreihenprognose kann im Forschungspraktikum erworben werden.

Die Studierenden müssen Kenntnisse in Java-Programmierung oder Web-Design besitzen. Die Programmiersprache R zu beherrschen ist von Vorteil.

Organisation

Die Anmeldung zum Forschungspraktikum erfolgt per E-Mail an Lars Kegel.

Die Kick-off-Präsentation des Praktikums findet zu Beginn des Sommersemesters statt. Der genaue Zeitpunkt wird gesondert bekanntgegeben.

Das Praktikum kann als Gruppen- oder Einzelarbeit absolviert werden, was beim Kick-off festgelegt wird. Bei einer Gruppenarbeit erhalten entweder alle Gruppenmitglieder den Forschungspraktikumsschein oder niemand, es sei denn, ein Gruppenmitglied scheidet vorzeitig aus dem Praktikum aus.