Selbstorganisierende eingebettete Systeme

  • Eingebettete Systeme sind Rechnersysteme, die in einem technischen Umfeld eingebettet sind und dort ihre Arbeit verrichten. Kennzeichen heutiger und zukünftiger eingebetteter Systeme sind, dass sie in einer immer größeren Anzahl in der Industrie, im Haushalt und in Büros, in Eisenbahnen und Flugzeugen und in vielen weiteren Umgebungen auftreten. Sie sind oftmals stark vernetzt und müssen hochverlässlich sein, um Unfälle zu vermeiden und so Anwender und Nutzer vor Schaden zu bewahren. Die Beherrschung dieser eingebetteten Systeme ist meist hochkomplex, da durch die Vernetzung eine Vielzahl von Komponenten zusammenarbeiten. Für den Anwender ist es daher schwer, den Überblick zu behalten. Im Hinblick auf die Verlässlichkeit ist es wichtig, Reaktionen auf Fehler und unvorhergesehene Situationen in diesen Systemen innerhalb definierter Zeitschranken zu liefern, um Schaden zu vermeiden. Selbstorganisation wird heutzutage als probates Mittel angesehen, um die Herausforderungen, die sich mit der Inbetriebnahme, Nutzung und Instandhaltung von komplexen eingebetteten Systemen ergeben, zu meistern. Der Beitrag dieser Arbeit ist eine Untersuchung selbstorganisierender eingebetteter Systeme: Im ersten Teil wird ein Überblick über den aktuellen Stand der Forschung bei eingebetteten Systemen sowie über den Bereich der Selbstorganisation für eingebettete Systeme gegeben. Dabei wird die Idee des Organic Computings beschrieben, welches sich mit Selbstorganisationsprinzipien in IT-Systemen beschäftigt, und es werden aktuelle Forschungstrends dazu beschrieben. Im zweiten Teil der Arbeit werden eigene Arbeiten im Feld von selbstorganisierenden eingebetteten Systemen vorgestellt. Sie behandeln verschiedene Aspekte eines künstlichen Hormonsystems (KHS), welches zur selbstorganisierten Verteilung von Tasks auf einer Menge von vernetzten Prozessoren genutzt werden kann. Dabei werden einerseits grundlegende Definitionen des Organic Computings im Bezug auf das KHS untersucht und bewertet. Andererseits werden neue Lerntechniken für das KHS untersucht, die sich am maschinellen Lernen orientieren. Außerdem wird ein mehrstufiges KHS entwickelt und evaluiert, um die Vergabe einer sehr großen Anzahl von Tasks (≥ 1000) auf einer sehr großen Anzahl von Prozessoren (≥ 10000) zu ermöglichen.

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Metadaten
Author:Matthias Pacher
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-485311
Referee:Uwe BrinkschulteORCiD, Theo Ungerer
Document Type:Habilitation
Language:German
Year of Completion:2018
Year of first Publication:2018
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2018/12/03
Release Date:2019/04/25
GND Keyword:Eingebettetes System; Organic Computing; Ubiquitous Computing; Softwareentwicklung; Autonomie
Page Number:208
HeBIS-PPN:448247453
Institutes:Informatik und Mathematik / Informatik
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 004 Datenverarbeitung; Informatik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoArchivex. zur Lesesaalplatznutzung § 52b UrhG