Computer Science and Education in Computer Science
18th EAI International Conference, CSECS 2022, On-Site and Virtual Event, June 24-27, 2022, Proceedings
- 2022
- Buch
- Herausgegeben von
- Tanya Zlateva
- Rossitza Goleva
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
Über dieses Buch
Dieses Buch stellt den referierten Nachkonferenzband der 18. Internationalen EAI-Konferenz über Computerwissenschaft und Bildung in der Computerwissenschaft, CSECS 2022, dar, die im Juni 2022 in Sofia, Bulgarien, stattfand. Aufgrund der COVID-19 Pandemie fand die Konferenz praktisch vor Ort statt. Die 15 vollständigen und 9 kurzen Beiträge wurden sorgfältig geprüft und aus 53 Einreichungen ausgewählt. Die vorliegenden Arbeiten sind in 2 Spuren gruppiert, d.h., Implementierungen in den Informatikwissenschaften und Ausbildung in den Informatikwissenschaften. Die CSECS-Konferenz präsentiert die Forschung in den Bereichen Softwareentwicklung und Design von Informationssystemen, Kryptographie, die theoretischen Grundlagen der Algorithmen und die Implementierung von maschinellem Lernen und Big-Data-Technologien. Ein weiteres wichtiges Thema der Konferenz ist die Informatik-Ausbildung, die die Einführung und Evaluierung von Computerprogrammen, Lehrplänen und Online-Kursen in Lehrplänen, Laboratorien, Unterricht und pädagogischen Aspekten umfasst. Die Themen Technik und Bildung entwickelten eine Vielzahl bestehender und aufstrebender Technologien, Lösungen und Dienstleistungen für Design und Ausbildung, die einen heterogenen Ansatz zur Bereitstellung von Software 4.0 und Bildung 4.0 für ein breites Spektrum von Bürgern und Gesellschaften bieten.
Mit KI übersetzt
Über dieses Buch
This book constitutes the refereed post-conference proceedings of the 18th EAI International Conference on Computer Science and Education in Computer Science, CSECS 2022, held in June 2022 in Sofia, Bulgaria. Due to COVID-19 pandemic the conference was held On-Site and virtually.
The 15 full papers and 9 short papers were carefully reviewed and selected from 53 submissions. The papers present are grouped into 2 tracks, i.e., computer science implementations and education in computer science. CSECS conference presents research in software engineering and information systems design, cryptography, the theoretical foundation of the algorithms, and implementation of machine learning and big data technologies. Another important topic of the conference is the education in computer science which includes the introduction and evaluation of computing programs, curricula, and online courses, to syllabus, laboratories, teaching, and pedagogy aspects. The technical and education topics evolved multiple existing and emerging technologies, solutions, and services for design and training providing a heterogeneous approach towards delivering Software 4.0 and Education 4.0 to a broad range of citizens and societies.
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Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Computer Science Implementations
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Frontmatter
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A Clustering Approach to Analyzing NHL Goaltenders’ Performance
Ruksana Khan, Patrick Schena, Kathleen Park, Eugene PinskyDas Kapitel präsentiert eine detaillierte Analyse der Leistung von NHL-Goalies unter Verwendung von save% (SV%) über einen Zeitraum von fünf Jahren. Durch die Verwendung von k-Mitteln, die sich mit der Entfernung von Manhattan verbinden, kategorisieren die Autoren die Torhüter in fünf Cluster: Weltklasse, Elite, Wettbewerbsfähig, Servicefähig und Inadäquat. Die Studie untersucht die Leistungsverläufe dieser Torhüter und hebt Trends und Muster hervor, die Einblicke in ihre Leistung im Laufe der Zeit geben. Die Autoren führen auch das Konzept der "Signaturen" ein, um die Leistung eines jeden Torhüters zusammenzufassen und bieten eine vereinfachte, aber effektive Methode zur Bewertung seiner Leistung. Dieser Ansatz bietet nicht nur ein umfassendes Verständnis der Leistung von Torhütern, sondern legt auch potenzielle Anwendungen zur Bewertung von Spielern in anderen Sportarten nahe.KI-Generiert
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AbstractIce hockey is among the top 10 sports in the world by global popularity, and the National Hockey League (NHL) is one of the major professional sports leagues in United States and Canada. In the NHL there are 32 teams, 25 in the U.S. and 7 in Canada. In ice hockey, the goaltender, also known as the goalie, is one of the most important players in the game. The result of the game greatly depends on the performance of the goaltender. One of the most important statistics of the goaltender is save percentage SV% (calculated as the number of saves divided by the total number of shots attempted on the goal). In spite of the goaltender being a key player in the game, there are shortcomings in existing methods of ranking goaltenders, as these methods do not comprehensively capture the performance of the goaltender. This paper proposes the use of clustering methods from machine learning to compare performance of NHL goaltenders by using SV% and to look for patterns in their performance. -
Synopsis of Video Files Using Neural Networks: Component Analysis
Georgi KostadinovDas Kapitel "Synopsis of Video Files Using Neural Networks: Component Analysis" geht den Herausforderungen und Chancen der Videoüberwachung nach, insbesondere der Notwendigkeit einer effizienten Erstellung von Videoübersichten. Es führt ein durchgängiges Rahmenwerk ein, das konvolutionale neuronale Netzwerke zur Erstellung von Zusammenfassungen von Videoaufnahmen nutzt, wobei die Bedeutung der Hintergrundextraktion, der Lokalisierung von Fußgängern, des Trackings und der Wiedererkennung hervorgehoben wird. Das Gerüst wird mit dem Stand der Technik verglichen, was eine überlegene Bildverkleinerung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der visuellen Qualität zeigt. Die Analyse umfasst eine gründliche Bewertung unter Verwendung spezialisierter Datensätze wie CDNet und MOTChallenge, die sowohl Stärken als auch Verbesserungsmöglichkeiten in den aktuellen Algorithmen aufzeigt. Das Kapitel schließt mit Vorschlägen für zukünftige Arbeiten zur Verbesserung der Genauigkeit und Robustheit des Rahmenwerks zur Videosynthese.KI-Generiert
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AbstractThe following paper provides a detailed analysis of the components of a novel framework for generating synopsis of CCTV videos. A synopsis is a video file obtained by overlaying the main objects from a source video on a single scene. This allows for a file length reduction and optimization of the storage of such files. This paper extends the presented work based on convolutional neural networks by discussing the effect that such algorithms may have on the final synopsis result which in turn helps in understanding how they can be further improved for this task. For the purposes of the component analysis presented in this paper, specialized datasets and metrics were selected to quantify the quality of the algorithms of the video synopsis framework. -
Image Decluttering Techniques and Its Impact on YOLOv4 Performance
Maryam Asghari, Farshid Alizadeh-ShabdizDas Kapitel geht den kritischen Aspekten der Techniken zur Deklaration von Bildern und ihren Auswirkungen auf die Leistung des YOLOv4-Objekterkennungsmodells nach. Es beginnt mit einer Einführung in die Objekterkennung und unterstreicht die Bedeutung von Deep-Learning-Techniken in diesem Bereich. Die Studie konzentriert sich auf YOLOv4, ein Echtzeit-Objekterkennungsmodell, und seine Anwendung in der Gesichtserkennung. Die Autoren untersuchen verschiedene Techniken der Bildvergrößerung, wie zufälliges Löschen und Mosaikvergrößerung, und ihre Auswirkungen auf die Leistung des Modells. Zusätzlich werden in diesem Kapitel Methoden der Bildverarbeitung wie Histogrammausgleich und Kantenverbesserung zur Verbesserung der Bildqualität behandelt. Der zentrale Beitrag des Kapitels ist die vorgeschlagene Technik der Bilddeklaration, bei der Algorithmen wie DBSCAN und OPTICS gebündelt werden, um unerwünschte Bereiche aus Bildern zu entfernen, bevor sie erkannt werden. Die Autoren demonstrieren die Wirksamkeit dieser Techniken durch umfangreiche Experimente an mehreren Datensätzen, darunter LFW, Wider Face, COCO und UFDD. Die Ergebnisse zeigen, dass die Bilddeklaration die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Gesichtserkennung deutlich erhöht. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die zukünftige Richtung dieser Forschung, wobei das Potenzial der Bilddeklaration bei der Verbesserung der Objekterkennungsleistung in verschiedenen Anwendungen hervorgehoben wird.KI-Generiert
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AbstractObject detection and specifically face detection are challenging computer vision problems. The purpose of this study is to explore the effect of data augmentation and image decluttering technique on performance of YoloV4 model. In this work, we proposed the idea of image decluttering technique and evaluated its effect on the face detection. We have also investigated Mosaic augmentation technique and identified some drawbacks of using that and suggested an enhancement to the existing Mosaic augmentation to address the drawbacks and showed the impact of the new proposed mosaic augmentation technique on performance of face detection using YoloV4 model. This study is structured to find the effect of the proposed techniques on various images with diverse backgrounds, illumination, occlusions, and viewpoints. We achieved promising results that prove the effectiveness of the proposed techniques on detection probability, specifically in the challenging conditions. -
Context-Switching Neural Node for Constrained-Space Hardware
Yassen Gorbounov, Hao ChenDas Kapitel befasst sich mit dem Design eines für Hardware auf engem Raum optimierten Kontext-Switching Neural Node, wobei es sich von biologischen neuronalen Netzwerken inspirieren lässt. Es stellt eine digitale Implementierung eines künstlichen Neurons vor, die die Verwendung der Festkommaarithmetik mit Vorzeichen hervorhebt, um die Beschränkungen der Gleitkommaarithmetik in FPGAs zu überwinden. Der vorgeschlagene Context-Switching-Ansatz ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und reduziert die Gesamtzahl der Neuronen im neuronalen Netzwerk, wodurch es erschwinglicher und effizienter wird. Das Kapitel diskutiert auch zukünftige Arbeiten und schließt mit der Betonung der Durchführbarkeit und des Potenzials dieser neuen Methode bei der Entwicklung optimierter neuronaler Netzwerke für ressourcenbeschränkte Hardware.KI-Generiert
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AbstractArtificial neural networks are a mathematical abstraction that models the nerve cells and their connections in the biological brain. Their use to solve a wide range of nonlinear problems in the field of approximation, machine learning, and artificial intelligence may require significant computing power. This requires the search for approaches to more efficient use of hardware resources. The article describes an early stage in the development of an optimized neural network designed for use on hardware with constrained resources, but with the ability to run parallel algorithms. Circuits that meet these requirements are the field programmable gate arrays. In the research an approach is proposed to significantly reduce the amount of logic used by contextually switching the weight matrices and the matrices of the activation functions which will result in reducing the number of network layers. This suggests the ability to create more affordable and smarter devices without compromising performance significantly. -
Region-Based Multiple Object Tracking with LSTM Supported Trajectories
Manish Khare, Manan Mapara, Noopur Srivastava, Bakul GohelDas Kapitel vertieft die Komplexität regionaler Mehrfachobjektverfolgung und nutzt dabei LSTM-Modelle, um Flugbahnen vorherzusagen und Okklusionen zu handhaben. Es werden zwei innovative Methoden eingeführt, die die Beschränkungen der traditionellen zentrischen Nachverfolgung adressieren, die die Nachverfolgbarkeit deutlich verbessern und ID-Schalter reduzieren. Die vorgeschlagenen Methoden werden anhand von Standarddatensätzen und Messgrößen bewertet, die in verschiedenen Szenarien eine überlegene Leistung zeigen. Das Kapitel diskutiert auch die Schlüsselfaktoren, die die Nachverfolgungsleistung beeinflussen und schlägt zukünftige Forschungsrichtungen vor.KI-Generiert
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AbstractObject Tracking is the growing field in computer vision with its demands in various areas in monitoring and surveillance. Areas of surveillance can be improved with proper and efficient trackers that can ensure people’s safety on roads, the safety of children in school, and in many other areas. Object tracking is a super-set of elements object classification, object detection, etc. Most of the work done consists of tracking based on visual features, so we have worked on region-based features. In this context, a method is proposed for tracking, based on region features extracted with the help of intersection over union and prediction of trajectories with the help of LSTM in case of occlusion. Comparison for the same is being carried out with the traditional centroid tracking algorithm. -
An Approach to Software Assets Reusing
Olena ChebanyukDas Kapitel diskutiert die Bedeutung der Wiederverwendung von Software-Assets in modernen Entwicklungsprozessen und unterstreicht die Notwendigkeit eines hohen Reifegrades und der Automatisierung. Sie überprüft verwandte Papiere und schlägt einen strukturierten Ansatz zur Bewertung der Effektivität der Wiederverwendung von Software-Assets vor. Die Methode beinhaltet die Analyse semantischer Attribute von Anforderungsspezifikationen und Software-Assets unter Verwendung von OCL-Ausdrücken zum Vergleich. Ein Modell für einen ungefähren Vergleich von OCL-Ausdrücken wird eingeführt, zusammen mit einer Bewertung der Wirksamkeit des vorgeschlagenen Ansatzes. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Flexibilität und des Potenzials des Ansatzes zur Optimierung der Wiederverwendung von Software-Assets.KI-Generiert
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AbstractThe modern software development methodologies require systematic reuse of software assets. It is expected that reuse becomes a cause of reducing efforts. From the other hand, nowadays reuse procedure is connected with plenty of problems and risks, for example, how to choose the best software asset from the set of available for reuse? What criterion should be considered to estimate internal structure of software asset? How to perform such an operation quickly and effectively? Paper proposes the approach allowing predicting estimation of effectiveness for further reuse of software asset. Approach is based on matching software assets to requirement specification considering their semantic attributes, namely OCL expressions. Software asset is associated with some problem domain process through keywords. Points of requirement specification are associated with the same keywords and completed by OCL expressions. Similarity of requirement specification and software assets from repository is defined by means of comparing corresponding keywords and OCL expressions. Model for approximate comparison of OCL expressions and its estimation are proposed. Evaluation of the proposed approach according to IBM reuse maturity model is represented. -
Methodological Creation of HDRI from 360-Degree Camera - Case Study
Maria PetevaDas Kapitel befasst sich mit der methodischen Erstellung von HDRI aus 360-Grad-Kameras, wobei ein spezieller Schwerpunkt auf der QooCam 8K-Kamera liegt. Es behandelt die Vorteile von HDRI in verschiedenen Branchen, die technischen Spezifikationen, die für ein gutes HDRI erforderlich sind, und den Prozess der Aufnahme und Heftung von Bildern. Der Autor geht auf häufige Herausforderungen wie Heftprobleme und Parallaxenfehler ein und bietet Lösungen wie den Einsatz von optischem Flow für nahtloses Stitching und die Konvertierung von HDRI in Cubemaps zu minimalen Leistungskosten. Das Kapitel endet mit einer Diskussion über die Ergebnisse und die zukünftige Arbeit, was es zu einer wertvollen Ressource für Fachleute macht, die ihre 3D-Visualisierungsfähigkeiten verbessern wollen.KI-Generiert
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AbstractPanoramic imagery has been used in a variety of ways in many industries - cinema, architecture, entertainment. With the steady rise of 360-degree images and VR, the creation of realistic environments for industry purposes has come even close to CG artists. 360-degree cameras have enabled users to take even more control of lightning and HDRI in their own hands by creating their own images. This paper focuses on the process of creating an HDRI through a 360-degree camera within a commercial price rate while also investigating artifacts and errors during the process. -
Bioinformatics: Model Selection and Scientific Visualization
Metodi Traykov, Radoslav Mavrevski, Slav Angelov, Ivan TrenchevDas Kapitel vertieft sich in die grundlegenden Aspekte der Bioinformatik und betont die Bedeutung von Modellauswahl und wissenschaftlicher Visualisierung für das Verständnis biologischer Prozesse. Es wird der Einsatz nichtlinearer Regressionstechniken und statistischer Informationskriterien wie Akaikes Informationskriterium (AIC) und Bayessches Informationskriterium (BIC) zur Auswahl optimaler Modelle diskutiert. Das Problem der Proteinfaltung wird als Fallstudie verwendet, bei der das HP-Modell als optimale Lösung vorgestellt wird. Das Kapitel stellt außerdem innovative Visualisierungssoftware für die Ergebnisse der Proteinfaltung vor, die Einblicke in die Konformationszustände von Proteinen bietet. Der Vergleich von AIC und BIC für die Modellauswahl auf der Grundlage der Stichprobengröße ist ein wesentlicher Schwerpunkt, der praktische Anleitungen für Forscher und Wissenschaftler auf diesem Gebiet bietet.KI-Generiert
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AbstractBioinformatics is an interdisciplinary field that develops methods for understanding biological data and solving different bioinformatics problems. Therefore, mathematical models and computer modeling are widely used tools in bioinformatics. Using them, we can analyze different biological systems, predict the outputs from biological processes, or develop new experimental cases for some bioinformatics problems. Therefore, the choice of the optimal mathematical model is essential. The main feature of the selected model must be to provide a balance between the goodness of the data fitting and the model complexity. This article aims to summarize and show the basic criteria for model selection in bioinformatics to develop a reliable approach for predicting different relationships in bioinformatics. In addition, we will briefly describe the application of computer modeling in the analysis of the results obtained by optimal mathematical models for problems in bioinformatics, such as protein folding problems, which is an analysis of biological structures, model selection, bioinformatics. (Review article). -
Estimating COVID Case Fatality Rate in Bulgaria for 2020–2021
Latchezar Tomov, Hristiana Batselova, Tsvetelina V. VelikovaDas Kapitel befasst sich mit der Schätzung der Case Fatality Rate (CFR) von COVID-19 in Bulgarien in den Jahren 2020-2021 und konzentriert sich dabei auf drei Hauptwellen, die durch verschiedene Varianten angetrieben werden. Es verwendet fortschrittliche statistische Methoden, einschließlich linearer Regression und Kreuzkorrelationsanalyse, um die optimale Verzögerung für die Schätzung des CFR nach Altersgruppen zu bestimmen. Die Studie unterstreicht die signifikanten Unterschiede im CFR zwischen Wellen und Altersgruppen, wobei die Delta-Variante trotz verbesserter Behandlungsprotokolle eine erhöhte Schwere aufweist. Die Forschung liefert wertvolle Erkenntnisse über die Sterblichkeitsrisiken im Zusammenhang mit verschiedenen COVID-19-Varianten, die für die Information der öffentlichen Gesundheitspolitik und das Management von Pandemiereaktionen von entscheidender Bedeutung sind.KI-Generiert
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AbstractWe estimate the case fatality rate from COVID-19 with our method by age groups for three waves - September 2020 to January 2021 (wild type), February 2021 to May 2021 (alpha), and July 2021 to January 2022 (delta). We use linear regression with optimal lag with 21 days moving averaging to correct for reporting delays. We take the coefficient from the regression as the case fatality ratio. We unite the lower age groups into one to achieve a good correlation. We have new cases by age group and deaths by age group and sex. Our results indicate that the delta variant is more severe than alpha, and this is enough to outweigh any improvements in treatment since the first major wave, 14.08.2020–01.01.2021. -
Pregnancy Outcomes in Women with Pregestational Diabetes
Linpeiyu Ji, Zhaoyu Li, Mary Lucas, Irena Vodenska, Lou Chitkushev, Guang Lan ZhangDieses Kapitel untersucht die Komplexität der Schwangerschaftsergebnisse bei Frauen mit Schwangerschaftsdiabetes und vergleicht sie mit solchen ohne Schwangerschaftsdiabetes. Mithilfe der Truven Health MarketScan Commercial Claims and Encounters Database analysiert die Studie eine signifikante Anzahl schwangerer Patientinnen und konzentriert sich dabei auf Nebenwirkungen wie Präeklampsie, hohes Geburtsgewicht, Frühgeburt und Kaiserschnitt. Die Ergebnisse zeigen, dass Schwangerschaftsdiabetes mit einem höheren Risiko verbunden ist, Babys mit hohem Geburtsgewicht zur Welt zu bringen und an Präeklampsie zu erkranken. Bemerkenswert ist, dass die Studie keine signifikanten Unterschiede bei den Risiken einer Frühgeburt und eines Kaiserschnitts zwischen den beiden Gruppen feststellt. Außerdem haben Frauen mit Schwangerschaftsdiabetes tendenziell längere Krankenhausaufenthalte im Vergleich zu Frauen ohne Schwangerschaftsdiabetes. Das Kapitel schließt mit der Hervorhebung der langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen hohen Geburtsgewichts und der zunehmenden Häufigkeit von Präeklampsie in den Vereinigten Staaten. Künftige Forschungen werden die Studie auf mehrere Jahre ausweiten und Daten über Gesundheitsausgaben und andere schwangerschaftsbedingte Komplikationen untersuchen.KI-Generiert
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AbstractUsing data from the Truven Health Analytics MarketScan Databases, we study the characteristics of pregnant patients with pregestational diabetes and their pregnancy outcomes. We investigate whether there is a significant difference in pregnancy outcomes between women who have pregestational diabetes and those who don’t. We find that patients with pregestational diabetes stay hospitalized longer and that pregestational diabetes is associated with a higher risk of delivering high birth weight babies and preeclampsia. -
Real-Time and Near-Real-Time Services in Distributed Environment for IoT – Edge – Cloud Computing Implementation in Agriculture and Well-Being
Rossitza Goleva, Radosveta Sokullu, Vassil Kadrev, Alexandar Savov, Svetoslav Mihaylov, Nuno GarciaDas Kapitel geht den Herausforderungen und Lösungen für die Integration von Echtzeit- und Beinahe-Echtzeit-Diensten in verteilten Umgebungen für IoT, Edge und Cloud Computing nach. Es stellt das Konzept des Personal Enhanced Living Environment 4.0 vor, das darauf abzielt, eine einheitliche, anpassbare Plattform für verbesserte Wohnumgebungen zu schaffen. Das Kapitel diskutiert die Fragmentierung aktueller Systeme, die Notwendigkeit integrierter Dienste und den Einsatz verschiedener Rechenebenen wie intelligenter Staub, Tau, Nebel und Cloud Computing. Sie untersucht auch die Implementierung dieser Dienstleistungen in der Landwirtschaft und im Wohlbefinden und betont die Bedeutung der gemeinsamen Nutzung von Daten, der Privatsphäre und der Ressourcenorchestrierung. Das Kapitel bietet eine detaillierte Klassifizierung der Nutzer und ihrer Anforderungen sowie eine umfassende Analyse der auf IoT-Ebene implementierten Szenarien. Sie endet mit der Identifizierung von Mehrwertdiensten und zukünftigen Arbeitsplänen, was sie zu einer wertvollen Ressource für Fachleute macht, die an der Integration von Echtzeit- und Nahechtzeitdiensten in verteilten Umgebungen interessiert sind.KI-Generiert
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AbstractWell-being and agriculture works of people living not only in villages but also in towns nowadays, the healthy living environment at home, in the park, in the sports center, at work, local and remote monitoring of different parameters of the body, house, garden, the greenhouse is a matter of increased interest from families. Regardless of the size of the family, garden, villas, and fields, there is a need for support of integrated smart services in real-time and near-real-time forming an adaptable family software-defined Personal Enhanced Living Environment 4.0 network configurable on the top of the existing public and private infrastructure. The scale of the network, the variety of Internet of Things parts, and the distributed edge and cloud computing services that are fragmented nowadays need to be integrated. The raw data created, data storage and data processing require a common edge-to-dew-to-fog-to-cloud approach and clear correlation to the related sectors such as water, land, house, factory, environment, parks, and infrastructure management. In this paper, an integrated approach toward services for different types of users based on the previously defined scenarios is presented. The services are software-defined and use existing infrastructure orchestrated resources that are unified, and allocated appropriately to support the functional and non-functional requirements. Private and public parts of the data, data flows, data space, and capacity for processing are considered. -
On a Class of Minihypers in the Geometries
Ivan Landjev, Emilyan Rogachev, Assia RoussevaDas Kapitel vertieft sich in die geometrischen Äquivalente linearer Codes und führt Minihypen und Bögen als Multiplikatoren von Punkten in projektiven Geometrien ein. Es stellt die Äquivalenz zwischen linearen Codes, Kreisbögen und Minihypern fest und präsentiert ein Hauptergebnis, das Minihyper mit spezifischen Parametern charakterisiert. Die Studie basiert auf neueren Forschungsergebnissen zu genauen Werten von Kodierungsparametern und liefert eine detaillierte Charakterisierung von Minihypern in verschiedenen Geometrien, die ihre Bedeutung in der Kodierungstheorie unterstreicht. Das Kapitel untersucht auch die Reduzierbarkeit bestimmter Minihypen und präsentiert mehrere klassische Ergebnisse im Zusammenhang mit linearen Codes, Kreisbögen und Minihypen. Die detaillierte Analyse und Charakterisierung von Minihypern in verschiedenen Geometrien machen dieses Kapitel zu einer wertvollen Ressource für Spezialisten der Codierungstheorie und der algebraischen Geometrie.KI-Generiert
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AbstractWe characterize all minihypers with parameters \((v_3+2v_2,v_2+2v_1)\) in the geometries \(\text {PG}(r,q)\). Apart from the trivial ones which are the sum of a plane and two lines, we construct several sporadic minihypers in the geometries \(\text {PG}(r,q)\) with \(q=3\) and \(q=4\). -
Integer Sequences in the HP Model of Dill
Slav Angelov, Latchezar TomovDas Kapitel befasst sich mit der erstmals von Wesley Hurt dokumentierten Ganzzahlsequenz A248333 und ihrer Verbindung zum HP-Modell der Proteinfaltung. Es stellt einen neuen Ansatz zur Ableitung von A248333 vor, der zu expliziten Formeln für das n-te Mitglied und die Summe seiner n-ten Mitglieder führt. Das Kapitel untersucht auch verwandte Sequenzen, ihre geometrischen Interpretationen und Anwendungen in der Vorhersage von Proteinstrukturen. Durch die Überbrückung der Lücke zwischen Mathematik und Biochemie bietet dieses Kapitel wertvolle Einblicke in die komplexe Welt der Proteinfaltung und der ihr zugrunde liegenden Sequenzen.KI-Generiert
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AbstractWe examine a sequence that we derive from Dill’s hydrophobic-polar protein folding model in a two-dimensional square lattice. This sequence already exists as A248333 in the OEIS, but the information is scarce. We construct two more sequences not previously listed in the OEIS, A342711 and A342712. Thanks to the perspective given us by Dill’s model, we find relationships between sequences 248333, A240025, A000267, A342711, A342712, 000027, and A000217. We use the newly found relationships to obtain an explicit formula for the nth member of A248333 and a formula for the nth member of its partial sums, A342712. Moreover, we find an explicit formula for the nth member of A342711 and present an alternative proof for the nth member of A000267. -
Challenges and Opportunities in ESG Investments
Irena Vodenska, Risto Trajanov, Lou Chitkushev, Dimitar TrajanovDas Kapitel untersucht die sich entwickelnde Landschaft der ESG-Investitionen und zeichnet ihren Weg von ethischen Nischenerwägungen zu Mainstream-Anlagekriterien nach. Es unterstreicht die globale Bedeutung von ESG-Faktoren, die durch internationale Abkommen wie das UNFCCC und das Pariser Übereinkommen unterstrichen wird. Der Autor diskutiert die Herausforderungen einer nicht standardisierten ESG-Berichterstattung und das Potenzial von KI, Transparenz und Rechenschaftspflicht zu verbessern. In diesem Kapitel wird auch eine Fallstudie zu ExxonMobil vorgestellt, die zeigt, wie KI Diskrepanzen zwischen den Behauptungen der Unternehmen und der öffentlichen Wahrnehmung aufdecken kann. Abschließend wird die Notwendigkeit einer verbesserten ESG-Berichterstattung und die Rolle der KI bei der Förderung eines verantwortungsvolleren Unternehmensverhaltens hervorgehoben.KI-Generiert
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AbstractEnvironmental, Social, and Governance (ESG) criteria gain increasing attention by governments and corporations to assess how advanced countries and companies are with sustainability. The adoption of the ESG in-vestment approach addresses risk management issues and sets goals to-ward more responsible behavior. Sustainable development goals adopted by the United Nations in 2015 include a call for action to end poverty, save the planet, and ensure peace and prosperity for all by 2030. This paper studies advanced machine learning methodologies to assess, analyze, and suggest improvements in corporate behavior to comply with global sustainable development goals.
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Education in Computer Science
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A Visual Tool to Study Sorting Algorithms and Their Complexity
Tanyo Kostadinov, Ivon Nikolova, Radoslav Radev, Angel Terziev, Lasko LaskovDieses Kapitel stellt ein neuartiges visuelles Werkzeug zur Untersuchung von Sortieralgorithmen und ihrer Komplexität vor, das sich einer langjährigen Herausforderung in der Informatikausbildung widmet. Das Tool bietet schrittweise Visualisierungen und Zeitkomplexitätsvergleiche verschiedener Sortieralgorithmen, darunter Bubble Sort, Selection Sort, Insertion Sort, Merge Sort und Quicksort. Durch die Nutzung visueller Hilfsmittel zielt das Tool darauf ab, das intuitive Verständnis der Komplexität von Algorithmen zu verbessern - ein Konzept, das für Anfänger oft schwer zu verstehen ist. Das Kapitel diskutiert auch den historischen Kontext und die praktischen Anwendungen von Sortieralgorithmen, was es zu einer wertvollen Ressource für Lehrer und Praktiker in diesem Bereich macht.KI-Generiert
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AbstractSorting algorithms are a well-known part of the curriculum in programming courses in the academia. They are taught not only because their numerous applications in practice, but also because they are a good and a comprehensive introduction to the topic of computer algorithms. However, the asymptotic notation used to describe algorithm complexity is not intuitive for beginners. A visual tool that demonstrates both the algorithm’s steps and its time complexity makes the abstract notion asymptotic notation more intuitive, and can improve the learning curve of the students. -
Database Schemas Used in SQL University Courses – State of the Art
Georgi TuparovDas Kapitel vertieft sich in die aktuelle Landschaft der Datenbankschemata, die in SQL-Universitätskursen verwendet werden, und betont die Bedeutung dieser Schemas für die effektive Vermittlung von SQL-Fähigkeiten. Es wertet sechs Schemas aus populären Datenbanklehrbüchern aus und bewertet deren Qualität, Benutzerfreundlichkeit und Effektivität bei der Demonstration von SQL-Funktionalitäten. Das Kapitel diskutiert die Herausforderungen und bewährten Praktiken bei der Verwendung dieser Schemata für den Unterricht, einschließlich der Notwendigkeit von Einfachheit und Verständlichkeit. Es untersucht auch das Gleichgewicht zwischen der Verwendung von Schemata sowohl für Themen des Datenbankdesigns als auch für SQL-Schulungen und identifiziert die Stärken und Schwächen jedes Ansatzes. Das Kapitel schließt mit dem Vorschlag einer möglichen Lösung, um die Notwendigkeit der Komplexität beim Datenbankdesign mit der Einfachheit in Einklang zu bringen, die für eine effektive SQL-Schulung erforderlich ist.KI-Generiert
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AbstractThe body of knowledge in IT courses area includes topics about relational databases in which students have to obtain at least basic knowledge and skills in SQL. Also for the students in the areas of computer science majors SQL is an obligatory part of knowledge and skills. To be effective, SQL training in university courses has to use appropriate case studies (i.e. database schemas) which are semantically clear, simple, and suitable to demonstrate the major SQL functionality not only “on paper” but also in real DBMS environment (or DBMS sandbox). Moreover, the appropriate database state is important to demonstrate understandable results from SQL queries, which can be manually evaluated by students to compare with results of execution in real database environment.In this paper some popular database schemas and states used in SQL training in university level courses are analyzed from these points of view. For this study, six schemas from popular database books used in university courses are considered. Two major streams in database schemas and states are distinguishable. One is focused on overall solution, that covers database design topics and SQL training, another is focused only on SQL training. It is found that a possible break point between these streams is to use database schema which is complex enough for demonstration of the design process, and after that to use simplified version of the database schema with reduced number of records for SQL training. -
Are Research Universities Meeting the Educational Challenge of the New Economy?
Tanya ZlatevaDas Kapitel geht der dringenden Notwendigkeit nach, dass Forschungsuniversitäten ihre Bildungsprogramme an die Anforderungen der New Economy anpassen, die von technologischem Fortschritt und demographischen Veränderungen angetrieben wird. Sie unterstreicht die Qualifikationslücken in der Erwerbsbevölkerung und die Dringlichkeit des kontinuierlichen Lernens und der Weiterbildung. Der Autor diskutiert die Unterschiede im Ansatz zwischen traditionellen Forschungsabteilungen und Weiterbildungseinheiten und betont die Notwendigkeit der Zusammenarbeit, um ein neues Bildungsparadigma zu schaffen. Das Kapitel untersucht auch die organisatorischen Hürden und möglichen Lösungen für die Integration von Weiterbildung in die Kernaufgabe von Forschungsuniversitäten und zielt letztlich darauf ab, branchenrelevantes Wissen und Fertigkeiten für eine nachhaltige Karriere über einen Zeitraum von mehr als fünfzig Jahren zu liefern.KI-Generiert
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AbstractRapid technological change is affecting workforce structure and deepening employment polarization. Driven by automation, data science, and increasingly artificial intelligence and cyber-physical systems, new employment opportunities require knowledge and skills in emerging fields or higher technical level that are in short supply in the current workforce. Closing this gap challenges traditional universities to develop diverse portfolios of accessible and affordable programs of industry-relevant content available to working adults for part-time study. As the pace of technological change continues to accelerate and working lifespans continue to increase, successful careers are predicated on lifelong learning, upskilling, and reskilling. Academia, recognizing this challenge, is moving continuing professional education, especially online learning, into the university's core mission. However, there are significant hurdles to integrating online programs into traditional research departments. This paper identifies the main difficulties and proposes approaches for their resolution. -
A Collaborative Learning Environment Using Blogs in a Learning Management System
Victor Obionwu, David Broneske, Gunter SaakeDas Kapitel behandelt den wachsenden E-Learning-Markt und die Bedeutung kollaborativer Lernumgebungen. Es stellt ein Learning Management System, SQLValidator, und seine Funktionen für Teamzusammenarbeit und Wissensaustausch vor. Die Studie konzentriert sich auf die Verbesserung des kollaborativen Lernaspekts durch die Integration von Blogs und hebt die Vorteile von Blogs gegenüber traditionellen computervermittelten Kommunikationswerkzeugen hervor. Die Implementierung von Blogs ist detailliert, einschließlich Anwendungsfalldiagrammen und Aktivitätsdiagrammen. Das Kapitel präsentiert auch eine Bewertung der Benutzerfreundlichkeit des Systems durch eine Umfrage, die positives Feedback über die Benutzerfreundlichkeit und das Gemeinschaftsgefühl unter den Benutzern enthüllt. Die Evaluierungsergebnisse legen nahe, dass Blogs den Wissensaustausch und den Erwerb von Fähigkeiten in einer kollaborativen Lernumgebung effektiv erleichtern.KI-Generiert
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AbstractOver the last decade, we have seen an increasing trend in the development, and adoption of self-paced learning systems in both formal and informal sectors. Our Learning Management system is one such web-based interactive learning system that facilitates the acquisition of structured query language skills. In this pilot study, we extended our LMS teams environment to support more collaborative interactions, and knowledge sharing between learners with a blog feature. Thus allowing learners share their insights and learning experiences and further receive feedback from other learners within the course. To evaluate the effectiveness of our approach, we employed a survey research method and its corresponding evaluations on a selected student population. The evaluation shows that blogs are more effective at conveying one’s learning experience compared to the use of chat rooms as learners could progressively restructure, and develop their understanding of every task. Also, the blogging environment allows them understand other students’ points of view, thus making them convenient for knowledge acquisition and distribution. -
Integrating Agile Development Approaches and Business Analysis Foundational Knowledge into a Project Management Course
Vijay KanabarDas Kapitel untersucht die Notwendigkeit einer Aktualisierung der Projektmanagement-Ausbildung, um agile Entwicklung und Geschäftsanalyse einzubeziehen, die von Marktanforderungen und technologischen Fortschritten angetrieben werden. Darin wird das überarbeitete Curriculum eines grundlegenden Projektmanagementkurses an der Boston University beschrieben, der erfolgreich agile Ansätze mit traditionellen Methoden verbindet und Themen der Unternehmensanalyse einführt. Der Kurs orientiert sich an den neuen globalen Standards des PMI und bereitet die Studenten auf die sich entwickelnde Projektmanagement-Landschaft vor. Schlüsselthemen sind die Bedeutung der Agile-Prinzipien, die Integration von Agile und traditionellem Projektmanagement sowie die praktische Anwendung dieser Ansätze durch ein Gruppenprojekt. Das Kapitel präsentiert auch Ergebnisse einer Delphi-Studie, die die Effektivität des überarbeiteten Curriculums für die Lehre von Unternehmensanalyse und adaptiver Entwicklung belegen.KI-Generiert
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AbstractThe project management profession has evolved significantly in the past few years and a new standard that reflects the full range of changes has been introduced. In this paper we address our approach to update the curriculum in project management. We made structural changes to the traditional project management Team Project to introduce business analysis core competencies to students. The group project integrates predictive plan-based and agile development approaches and introduces business analysis and requirements elicitation topics. In this paper we introduce the changes in the new standards and illustrate implementation using an exemplar project. Our conclusions of job task analysis statements reveal that students mastered traditional, hybrid, adaptive development approaches as business analysis core concepts successfully. -
ABA@BU Program Competitiveness and ABA Graduates Employability Support
Krystie Dickson, Mehnaz Khan, Vladimir ZlatevDas Kapitel konzentriert sich auf die Wettbewerbsfähigkeit der Programme MS-ABA und GC-ABA am Boston University Metropolitan College und hebt deren Spitzenplatzierungen und einzigartigen Ansatz bei der wettbewerbsorientierten Landschaftsanalyse hervor. Sie vertieft das Beschäftigungsfähigkeitsunterstützungsmodell für ABA-Absolventen, einschließlich der Entwicklung von ePortfolios, der Arbeitsmarktanalyse mittels Burning Glass Labor Insight und technischer Interviewsimulationen. Das Kapitel diskutiert auch die Implementierung dieses Modells und seine Verbindung zur ABA @ BU Employability Database und den Social-Media-Plattformen, um eine unterstützende Gemeinschaft für ABA-Absolventen und potenzielle Arbeitgeber zu schaffen.KI-Generiert
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AbstractWe present the approach to preparing the Applied Business Analytics (ABA) graduates for successful positioning in the marketplace as a key differentiator of the ABA program competitiveness. The centerpiece of the approach is the employability support, where students learn how to (i) prepare their ePortfolio, (ii) match their skills with the current posted job offers by industry, company, and location, (iii) learn more about potential employer(s), and their expectations, (iv) adjust their initial job plans to a pragmatic job-hunting strategy, (v) prepare for job interviews with the help of technical interview simulations, and (vi) be ready to customize and repeat the previous steps in preparation for job interviews with different potential employers. The authors discuss the implementation of the employability support model and its connection to the ABA@BU Employability Database, ABA@BU Marketing & Advertising Initiatives, and the social media options for all members of the ABA Community to stay connected and actively involved in the further adaptation of our competitive approach to the challenges and opportunities ahead. -
Plagiarism Abatement with Assignment Templates
Eric Braude, Jack PolnarDas Kapitel befasst sich mit dem drängenden Problem des Plagiats in der Hochschulbildung, insbesondere in Kursen, die Antworten in Form von Aufsätzen erfordern. Es führt einen systematischen Ansatz ein, der Zuweisungsvorlagen verwendet, um einzigartige Aufgaben effizient zu erstellen. Die Methode verringert nicht nur die Belastung der Fakultäten, sondern verbessert auch das Lernen, indem sie es den Studenten ermöglicht, von vergangenen Beispielen zu lernen. Die Autoren zeigen anhand konkreter Beispiele aus einem Kurs zur Systemanalyse und -gestaltung, wie sich Vorlagen an unterschiedliche Szenarien anpassen lassen. Dieser Ansatz wurde über ein Jahrzehnt erfolgreich umgesetzt und von den Studenten positiv bewertet. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Effektivität dieser Methode im Kampf gegen Plagiate bei gleichzeitiger Verbesserung der Bildungserfahrung.KI-Generiert
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AbstractThe ubiquity of plagiarism sites has made it imperative that faculty change assignments every time they teach a course. However, this can be very time consuming. We describe a way to make such changes that consumes a reasonable amount of time and also enhances students’ learning. -
Reflections on the Applied Business Analytics Student Writing Project
Greg Page, Huey Fern TayDas Kapitel befasst sich mit der Gründung und dem Betrieb des von Greg Page an der Boston University initiierten Applied Business Analytics Student Writing Project. Es beschreibt den Prozess der Ideengenerierung, des Schreibens und der Veröffentlichung von Artikeln zu datenwissenschaftlichen Themen, wobei der Schwerpunkt auf der Struktur und den Vorteilen wöchentlicher Zoom-Treffen liegt. Der Text untersucht auch die Ergebnisse erfolgreicher Schüler, die Herausforderungen, vor denen sie stehen, und die umfassenderen Auswirkungen des Projekts auf Schüler und Lehrer. Insbesondere wird hervorgehoben, wie das Projekt die Expertise der Studenten verbessert, ihre Portfolios gestärkt und sogar ihre Jobaussichten beeinflusst hat. Darüber hinaus wird die Rolle von Professor Page bei der Führung der Studenten und das Potenzial für zukünftige Kooperationen und Publikationen diskutiert.KI-Generiert
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AbstractIn this paper, the authors describe a student article writing project run by a Professor in Applied Business Analytics at Boston University’s Metropolitan College. Through this project, students write and self-publish articles on various topics related to data science. The project enables students to build and refine their data modeling skills, and to build a portfolio of content related to the data science field. The authors trace the history of the project, point out some of its notable successes and setbacks, and identify some thoughts about how the project should continue to evolve. -
Digital Learning Technologies – Supporting Innovation and Scalability
Leo Burstein, Andrew Abrahamson, Courtney PikeDas Kapitel befasst sich mit dem Einsatz digitaler Lerntechnologien zur Unterstützung von Innovation und Skalierbarkeit in der Hochschulbildung. Es hebt die Integration von Learning Management Systemen (LMS) und Videokonferenzen hervor, um eine überlegene Lernumgebung zu schaffen, die effektive Kommunikation und interaktive Lerninhalte ermöglicht. Der Text diskutiert auch die Entwicklung einer Innovationsplattform, die APIs nutzt, um verschiedene Bildungssysteme zu integrieren, Prozesse zu automatisieren und Studenten und Lehrende skalierbar zu unterstützen. Beispiele hierfür sind eine kursorientierte Integrationslösung, die Online-Meetings vereinfacht, und ein System zur Verwaltung des Fortschritts und der Voraussetzungen der Studenten. Darüber hinaus untersucht das Kapitel die Verwendung von Daten zur Erstellung von Dashboards und Berichten, die die Unterstützungsaktivitäten verbessern und wertvolle Einblicke in den Lernprozess bieten. Im zukünftigen Arbeitsbereich wird die potenzielle Anwendung von KI-Technologien zur weiteren Automatisierung routinemäßiger Aufgaben vorgeschlagen, was einen Einblick in die Zukunft der Bildungstechnologie bietet.KI-Generiert
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AbstractPresent-day student success is often defined as achieving career goals within a rapidly changing modern workplace, in an educational environment that embraces different lifestyles and learning preferences, makes learning available at any time and place, individually or in teams, and encourages continuous communications with faculty and fellow students. How can technology help to achieve these objectives while assisting faculty in their pursuit of teaching excellence and research quality? How do technology innovations interplay with support scalability, and how to inspire motivation and achieve competitive advantage in the age of cloud computing and SaaS platforms? We provide examples of enhancing the learning ecosystem and streamlining support efforts by leveraging our infrastructure that integrates educational technologies and provides a stage for innovation. -
Improving Student Employability with Python and SQL
Hanbo YuDas Kapitel behandelt die Erstellung und Verfeinerung eines Kurses, AD599, der darauf ausgelegt ist, Studenten im MS-ABA-Programm der Universität Boston Python und SQL beizubringen. Es unterstreicht die Bedeutung dieser Fertigkeiten auf dem Arbeitsmarkt und die Bemühungen des Autors, die Kursinhalte auf der Grundlage des Feedbacks der Studenten und der Anforderungen der Branche kontinuierlich zu verbessern. Der Autor teilt innovative Lehrmethoden, einschließlich interaktiver Ansätze und Teamarbeit, um das Lernen und die Beschäftigungsfähigkeit der Schüler zu verbessern. Das Kapitel befasst sich auch mit der Entwicklung einer Testbank für technische Vorstellungsgespräche und persönlicher Beratungsgespräche, um die Studenten bei ihrer Jobsuche weiter zu unterstützen. Die Erfahrungen und Lektionen des Autors, die während des gesamten Prozesses gelernt wurden, sind detailliert und bieten wertvolle Einblicke in die Herausforderungen und Erfolge der Verbesserung der Beschäftigungsfähigkeit von Studenten im Bereich der Datenanalyse.KI-Generiert
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AbstractThis paper introduces the author’s educational approaches and achievements related to analytical and technical skills required by companies during the hiring processes of graduates in MS in business analytics. The author mainly focuses on Python and SQL, the core competencies that many employers currently value significantly. In this paper, the author shares his experiences on curricula development and execution of an elective course, AD 599 Introduction to Python and SQL for Business Analytics at Boston University, such as introducing data structures and algorithms to students and designing standard operating procedures for data projects, improving the employability for students by preparing students for technical job interviews such as job description cracking analysis and real-life data challenge bank building, lessons learned, and prospects of future.
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Backmatter
- Titel
- Computer Science and Education in Computer Science
- Herausgegeben von
-
Tanya Zlateva
Rossitza Goleva
- Copyright-Jahr
- 2022
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
- Electronic ISBN
- 978-3-031-17292-2
- Print ISBN
- 978-3-031-17291-5
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-031-17292-2
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