Aktuelle Forschungsprojekte des Distributed Systems Lab

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1 Aktuelle Forschungsprojekte des Distributed Systems Lab Bernhard Bauer Programmierung verteilter Systeme Institut für Informatik Universität Augsburg Augsburg Tel.: Fax: Web:

2 Gliederung Ziel der Veranstaltung Praktikumsthemen Organisatorisches Termine 2

3 Ziel der Veranstaltung Einblicke in die aktuellen Forschungsgebiete Aktives Mitarbeiten an nationalen wie auch internationalen Forschungs- und Kooperationsprojekten Sammlung praktischer Erfahrungen in wissenschaftlichem Arbeiten Unterstützung der Mitarbeiter in ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit Vorstellung der Forschungsergebnisse in einer Zwischen- und einer Endpräsentation Anfertigung einer wissenschaftlichen Ausarbeitung, welche die Ergebnisse zusammenfasst 3

4 Praktikumsthemen Validierung von Prozessmodellen Policy-Based Network Management Eclipse-basierte Regelerstellung Agenten-basierte Simulationsumgebung 4

5 Validierung von Prozessmodellen Prozessmodelle müssen richtig modelliert sein, um eine korrekte Ausführung zu ermöglichen. Dieser Prozess wird nie komplett ausgeführt werden. Daher ist vor der Ausführung (z.b. Deployen auf einer Prozess-Engine) eine Validierung der Prozessmodelle notwendig: besitzen sie Lifelocks, Deadlocks, etc.? Die Validierung von großen Prozessmodellen kostet aber exponentielle Laufzeit. Daher wurde von IBM ein Verfahren namens Fast-Heuristics entworfen, welches Prozessmodelle erst in Blöcke zerlegt, bevor jeder einzelne Block überprüft wird. 5

6 Validierung von Prozessmodellen Die Transformation von Prozessmodellen in eine blockbasierte Darstellung wurde bereits in einer Diplomarbeit (Token-Flow- Algorithmus) untersucht. Nun soll der existierende Code auf den Zweck der Validierung angepasst werden und ein eigenes Eclipse-Plugin dafür geschrieben werden. Aufgabenstellung: Einarbeitung in den Themenbereich der Validierung allgemein und speziell in Fast-Heuristics Einarbeitung in und Untersuchung des Token-Flow-Algorithmus innerhalb eines existierenden Workflow-Codegenerierungsframeworks Implementierung eines eigenen Eclipse-Plugins, um existierende Prozessmodelle (modelliert in Eclipse JWT WE) zu validieren und Fehlermeldungen anzugeben, wo in einem Prozessmodell Deadlocks vorliegen. 6

7 Policy-Based Network Management Management von Netzwerken im Bereich Mobilfunk ist zeit- und kostenintensiv; Komplexität der Netzwerke und Vielzahl von Netzelementen; häufige Konfigurationsänderungen nötig; Abhängigkeiten zwischen den Netzelementen untereinander; fehleranfällig für Inkonsistenzen Policies ermöglichen Abläufe auf höherer Abstraktionsebene; Idee: Verhaltenssteuerung ohne Kenntnisse über Abhängigkeiten oder Änderungen am Quellcode, unter bestimmten Bedingungen werden automatisierte Aktionen ausgeführt Ziele: Automatisierung von Workflows im Netzwerkmanagement mittels Policies; Visualisierung mittels eines Demonstrators; Use Case Physical cell ID assignment ID x ID x ID y ID x ID x ID x a) new cell collides with other cell ID x b) new cell confuses other cell Any ID c) new cell gets confused 7

8 Policy-Based Network Management Vorarbeiten Konzept einer Middlewareschicht Modellierung von Netzwerk und Workflows Abstraktion Policies zur Ablaufsteuerung Automatisierung Use Case: Physical cell ID assignment Graphbasierter Algorithmus zur Berechnung der Phy-IDs Workflow für Zuweisung unter Berücksichtigung von Abhängigkeiten Demonstrator Visualisierung von (statischen) Informationen Aufgabenstellung Einarbeiten in das Thema Middleware, Use Case, Demonstrator Realisierung der ID-Zuweisung Implementierung mittels Policies und Datenmodellen Weiterentwicklung des Demonstrators Schrittweise Visualisierung von Workflows, z.b. ID assignment Schriftliche Ausarbeitung 8

9 Eclipse-basierte Regelerstellung Um Wissen in Ontologien zu analysieren und darauf basierend neue Informationen zu generieren bedarf es der Erstellung von Regeln. Im Bereich der Informationsidentifikation müssen syntaktisch erkannte Informationen in einen Kontext gesetzt werden. Auch dieses geschieht mit Hilfe von Regeln. Das Jena Framework bietet eine einfache Syntax, um Regeln zu erstellen. Weiterhin kann dieses Framework mit selbst erstellten Plugins erweitert werden. Jedoch existiert hierfür kein Editor, um die Erstellung der Regeln auf einfache Art und Weise zu erledigen 9

10 Eclipse-basierte Regelerstellung Aufgaben Einarbeiten in die Themengebiete Ontologien, Jena, Eclipse Erarbeiten eines Konzepts, wie sich die Syntax der Jena Regeln mitsamt Standardfeatures wie Syntax Highlighting, Intellisense und Co. in einem Eclipse Plugin umsetzen lassen. Umsetzen des Konzepts als Prototyp Ziel Ein Eclipse basierter Editor, mit dessen Hilfe auf Basis des Jena Frameworks Regeln erstellt werden können 10

11 Agenten-basierte Simulationsumgebung Konventionelle Paradigmen für den Betrieb und die Wartung großer IT- Systeme erreichen in absehbarer Zeit ihre Grenzen Um sich selbständig administrieren zu können, müssen zukünftige IT- Systeme einen hohen Grad an Autonomie aufweisen sowie verschiedene Selbst-* Eigenschaften realisieren Die zunehmende Dezentralität moderner IT-Systeme setzt zusätzlich die Fähigkeit zur Selbst-Organisation aller Systemelemente voraus Im Bereich Organic Computing werden dazu zurzeit Mechanismen untersucht, welche eine selbst-organisierende und adaptive Koordination von Systemelementen ermöglichen Inspiriert von der Blütenbestäubung durch Bienen wurde ein generisches Modell eines Koordinationsmechanismus entwickelt Anwendungsmöglichkeit unter anderem in der Produktion und Logistik, im Gesundheitswesen oder im Netzwerkmanagement 11

12 Agenten-basierte Simulationsumgebung Aufgabenstellung Einarbeitung in die am Lehrstuhl entwickelte Simulationsumgebung DSCS (Java) Evaluation existierender Agenten-basierter Simulationsumgebungen unter Berücksichtigung indirekter Kommunikation Einarbeitung in die Simulationsumgebung Repast Simphony (Java) Mapping der Konzepte zwischen DSCS und Repast Übertragung der DSCS-Funktionalität auf Repast 12

13 Organisatorisches Teams aus drei Personen Bewerbung STUDIS Ausarbeitung Am Besten selbst zusammenfinden Bitte per an Name, Matrikelnummer, Studiengang, Semester Bereits gehörte Vorlesungen und Seminare im Hauptstudium Gegebenenfalls weitere qualifizierende Vorkenntnisse Präferierte Forschungsprojekte angeben Zusätzliche Anmeldung in STUDIS zwingend erforderlich Format: LaTeX (Formatvorlage auf PvS-Webseite verfügbar) Umfang: Seiten Abgabe: Ausarbeitung im pdf-format sowie aller Quelldateien Zwischenpräsentation und Endpräsentation Formatvorlage auf PvS-Website verfügbar (PowerPoint, andere Programme erlaubt) Dauer der Präsentationen: ca. 45 min / Gruppe (30 min Vortrag, 15 min Diskussion) Vorstellung in der Zwischenpräsentation: theoretische Ausarbeitung Vorstellung in der Endpräsentation: praktische Umsetzung / Implementierung Anrechung des Praktikums 6 LP aus dem Bereich Softwaretechnik und Programmiersprachen 15

14 Termine Bewerbung: Bis Termine für die Zwischenpräsentation und Endpräsentation werden noch bekanntgegeben Zwischenpräsentation voraussichtlich Anfang Dezember 2008 Endpräsentation voraussichtlich Mitte Januar 2009 Präsentationen finden zusammen mit Teilnehmern einer ähnlichen Veranstaltung Ausgewählte Projekte aus der Forschung für Studenten des Elite-Studienganges Software-Engineering statt. 16