Verteilte Echtzeit-Systeme

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1 Seminar im SS06 Verteilte Echtzeit-Systeme Prof. Sergei Gorlatch Dipl.-Inf. Jens Müller Einsteinstr. 62, Raum 705, Tel Westfälische Wilhelms-Universität Münster Fachbereich 10 Institut für Informatik Arbeitsgruppe PVS 1

2 SEMINAR-RICHTLINIEN Das Seminar verfolgt drei Zwecke: Erlernung der Techniken zur selbständigen Verarbeitung von nicht-trivialem Stoff und dessen Präsentation (dient dem Vortragenden) Vermittlung des Stoffes für die Teilnehmer Erwerb des Scheines ;-) c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 2

3 VORBEREITUNG DER PRÄSENTATION: Aneignen und Verstehen des Stoffes. Benutzung zusätzlicher Quellen wird dringend empfohlen! (Kontakt mit Autoren, referenzierte Arbeiten, Newsgroups etc.) Schriftliche Ausarbeitung Übersetzung! Vortragsfolien Ausarbeitung! Mit Betreuer Termine ausmachen (v. d. V. = vor dem Vortrag): 1-2 Monate v. d. V.: eingehendes Verständnis und Gliederung 1-2 Wochen v. d. V.: Folien und Ausarbeitung Die Qualität der Betreuung hängt auch vom Studenten ab!!! c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 3

4 AUSARBEITUNG Seiten Sprache (Ausarbeitung, Folien und Vortrag) ist Deutsch. Ausnahmen (englisch) nach Rücksprache möglich. Nicht einfach einen Artikel übersetzen! Global informieren (weitere Literatur eigenständig suchen!) Wenn möglich das beschriebene Programm selbst ausprobieren! Das erworbene Gesamtwissen schlüssig darstellen! beliebiges Textverarbeitungsprogramm verwendbar. Empfehlung: (La)TeX Formale Richtlinien und Regeln beachten! = Duden (auch Schriftsatz!) Abgabe als Ausdruck und elektronisch als ps/pdf Datei Korrektur ist nur vor der Abgabe sinnvoll c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 4

5 FOLIEN Oberstes Ziel: Nutzen für die Zuhörer maximieren Was kann (nicht) vorausgesetzt werden? Motivation der Zuhörer (Interesse wecken!) Lerneffekt maximieren (Wiederholungen geeignet einsetzen) Sich am Zuhörer orientieren, sich in dessen Lage/Rolle versetzen Farbe, Bilder usw. sinnvoll einsetzen. Keine Farborgien, Geräuscheffekte oder animierte Texte! Umfang: i. d. R. zwei Minuten pro Folie = etwa Folien c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 5

6 VORTRAG Dauer ca. 30 Minuten Nur was man verstanden hat kann man verständlich vortragen! = 100%iges Verständnis des Stoffes anstreben!... kein Ahnung, aber das steht so im Paper... ist immer falsch! Literatur kritisch lesen (Autor hat fast immer recht) Die eigene Meinung ist durchaus gefragt! Damit Rechnen, dass Zwischenfragen gestellt werden (Wir werden kritische Zuhörer sein) Eigenen Vortrag selbstkritisch prüfen Vortrag mind. einmal Probe halten (Zeit: 30 Min)! Hin- und herspringen auf den Folien vermeiden! c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 6

7 TYPISCHE PROBLEME BEI SEMINAREN Kommunikation mit dem Betreuer und mit den Autoren. s schreiben und vor allem auch beantworten Verständnis über das Paper hinaus (Referenzen suchen, Mail an Autoren, im Internet suchen, den Betreuer fragen, Programme ausprobieren) Am besten sofort anfangen, die Veröffentlichung zu lesen, zu verstehen und zu kommentieren. Nicht erst eine Woche vor Abgabe. Vortrag nicht wesentlich überziehen, auf Zeit achten! (Probevortrag vor Freunden oder vor dem Spiegel) Seminararbeit vor dem Vortrag (mind. 1 Tag) elektronisch und auf Papier beim Betreuer abgeben. Vortrag 1 2 Wochen vor dem Vortrag mit dem Betreuer durchsprechen. Fristen und Termine einhalten! Vortrag mit Laptop und Beamer. Falls unser Laptop benutzt wird, einen Tag vorher die Folien per . c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 7

8 TERMINE Erste Gliederung: bis Erste Version der Ausarbeitung: bis Abgabe der Ausarbeitung: bis Vorträge: 12./ c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 8

9 THEMEN 1. Real-Time CORBA: TAO TAO ist eine CORBA-Implementierung, die entfernte Methodenaufrufe unter Echtzeitbedingungen ermöglicht. Für sämtliche Komponenten des ORB selbst sind dabei deadlines für Operationen wie das Marshalling, die Kommunikation oder die Verarbeitungsschritte im Object Adapter spezifiziert. In der Bearbeitung dieses Themas sollen die Funktionsweise von TAO, spezielle verwendete Mechanismen zur Garantie von Echtzeitverarbeitung und auf TAO aufbauende Anwendungen vorgestellt werden. c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 9

10 2. ATM als echtzeitfähige Kommunikationstechnologie Der Asynchronous Transfer Mode als Kommunikationstechnologie bietet durch virtuelle Links und Kommunikationsklassifizierung die Möglichkeit, Quality of Service- und damit Echtzeitgarantien zu geben. Vortrag und Ausarbeitung sollen sowohl das grundsätzliche Konzept und mögliche Einsatzgebiete von ATM als auch spezielle verwendete Mechanismen wie traffic shaping und traffic policing vorstellen. c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 10

11 3. (Distributed) Real-Time Specification for Java: (D)RTSJ Sun hat mit der Real-Time Specification for Java (RTSJ) eine Spezifikation bzgl. des Verhaltens von virtuellen Maschinen veröffentlicht, die Echtzeit in Java ermöglichen. In der Bearbeitung dieses Themas sollen die Spezifikation und mögliche Implementierungsansätze sowie Anwendungsbeispiele vorgestellt werden. c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 11

12 4. Colyseus: Eine verteilte Architektur für Multiplayer-Spiele Colyseus ist eine Netzwerkarchitektur für Echtzeit-Multiplayer-Spiele, die zur Skalierung einer Spielpartie mehrere Server verwendet. Dafür werden je nach Spielsituation bestimmte Datenelemente des Spielzustandes auf den Servern dynamisch repliziert. Die Bearbeitung dieses Themas soll Konzept, Implementierung und Anwendung von Colyseus detailliert vorstellen. c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 12

13 5. Dynamische und transparente Prozessmigration in verteilten Systemen Migrationstransparenz ist gerade in verteilten Echtzeit-Systemen schwierig zu erreichen. Hierfür ist ein Mechanismus erforderlich, der Kommunikationskanäle im Falle einer Prozessmigration dynamisch umschaltet. In Vortrag und Ausarbeitung sollen die Problematik und verschiedene in aktuellen Forschungspapieren präsentierte Lösungsmechanismen vorgestellt und diskutiert werden. c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 13

14 6. Massiv: Eine Massively Multiplayer Online Game Middleware Massiv stellt eine zur Entwicklung massiv-mehrspielerfähiger optimierte Kommunikationsmiddleware dar. Spielobjekte können in einer IDL definiert werden, um in Echtzeit vom Massiv-Core automatisch serialisiert, zwischen Servern migriert oder auf Servern repliziert zu werden. Die Bearbeitung dieses Themas soll das Konzept und die Objektserialisierung von Massiv, die Benutzung durch einen Spielentwickler und Anwendungsbeispiele vorstellen und diskutieren. c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 14

15 7. Echtzeitbetriebssysteme und das Real-Time Application Interface für Linux (RTAI) Eine Echtzeitanwendung erfordert ein Echtzeitbetriebssystem, welches bzgl. des Prozess-Scheduling und der Systemaufrufe garantierte Maximalzeiten einhält. In Vortrag und Ausarbeitung zu diesem Thema sollen spezielle Echtzeitmechanismen solcher Betriebssysteme detailliert vorgestellt werden. Zudem auf Basis des Real-Time Application Interface für Linux vorgestellt werden, wie ein Anwendungsentwickler die Echtzeitfähigkeiten eines solchen Betriebssystems praktisch nutzen kann. c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 15

16 1. Real-Time CORBA: TAO 2. ATM als echtzeitfähige Kommunikationstechnologie 3. (Distributed) Real-Time Specification for Java: (D)RTSJ 4. Colyseus: Eine verteilte Architektur für Multiplayer-Spiele 5. Dynamische und transparente Prozessmigration in verteilten Systemen 6. Massiv: Eine Massively Multiplayer Online Game Middleware 7. Echtzeitbetriebssysteme und das Real-Time Application Interface für Linux (RTAI) c 2006 BY SERGEI GORLATCH WWU MÜNSTER AUSGEWÄHLTE THEMEN PARALLELER SYSTEME 16

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