Prof. Dr.-Ing. Jan Richling - Forschung

Themen

  • Eingebettete und mobile Systeme
  • Energieeffizienter Betrieb von Rechensystemen
  • Betriebssystemunterstützung für
    • Multi- und Manycorearchitekturen
    • GPGPU-Computing
    • Neue IO-Geräte (z.B. SSD)
  • Nichtfunktionale Eigenschaften, vor allem Echtzeitfähigkeit, Zuverlässigkeit und Mobilität
  • Schwarmsysteme
  • Komponierbarkeit als Eigenschaft von Systemarchitekturen
  • Drahtlose und Echtzeitkommunikation

Projekte

Projekte an der TU Berlin

Modellbasierte holistische Betriebssystemunterstützung für die energieeffiziente Nutzung heterogener Vielkernsysteme
Moderne Vielkernsysteme bieten hardwareseitig eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Leistung und den Energieverbrauch zu optimieren. Es gibt jedoch eine Diskrepanz zwischen dem Angebot und der zielgerichteten Nutzung solcher Möglichkeiten. In diesem von der DFG geförderten Forschungsvorhaben wird diesen Problemen mit einem holistischen Ansatz begegnet. Dazu werden zunächst Modelle entwickelt, die Hardware und Anwendungen ganzheitlich und unabhängig von konkreten Technologien abbilden. Auf dieser Grundlage werden flexibel komponierbare Mechanismen zur Steuerung von Hardware und Anwendungen sowie zur Gewinnung von Informationen über dieselben entworfen, die dem Betriebssystem eine ganzheitliche Betrachtung des Gesamtsystems ermöglichen. Aus dieser Betrachtung leitet sich letztendlich zusammen mit dem Betriebsziel eine Handlungsvorschrift für das Betriebssystem ab, die das Erreichen des optimalen Betriebsziels durch eine gezielte Steuerung der Hardware und der Anwendungen anstrebt.
ASA2-Option, Phasen 1 bis 3
Das vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik unterstützte Projekt ASA2 widmet sich der Untersuchung von Autonomie in IT-Architekturen, wobei die ASA2-Option die praktischen Anwendbarkeit von Autonomie in verteilten Systemen am Beispiel von Publish/Subscribe-Systemen betrachtet.
  • Phase 1:
    Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten von Autonomieprinzipien in Publish/Subscribe-Systemen
  • Phase 2:
    Spezikation einer entsprechenden Middleware und Teile der dazugehörigen Implementation
  • Phase 3:
    Implementierung, Verikation und der Test der Middleware und eines dazugehörigen Demonstrators.
Model-Driven Development of Self-Organizing Control Applications, Phasen 2 und 3
Das von der DFG im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1183 "Organic Computing" finanzierte Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung selbststabilisierender Algorithmen und Entwicklungswerkzeuge für Anwendungen des Organic Computings unter Benutzung eines modellgetriebenen Ansatzes.
  • Phase 2:
    Erforschung von Algorithmen, die Garantien während der Selbststabilisierung auch in komplexeren Anwendungsfällen ermöglichen sowie Entwicklung eines formalen Berechnungsmodells für selbststabilisierende Anwendungen.
  • Phase 3:
    Einhaltung von Sicherheiteinschränkungen (safety constraints) auch im Fall von Fehlern. Darüber hinaus werden die Entwicklung und das Debugging von Anwendungen des Organic Computings mit Hilfe von Round-trip Modellierung auf Basis einer reflexiven und adaptiven Middleware vereinfacht.
ASA2-Studie
Das vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik finanzierte Projekt ASA2 widmet sich der Untersuchung von Autonomie in IT-Architekturen. Die Studie "Modellierung autonomer IT-Architekturen" beschäftigt sich dabei mit der allgemeinen Analyse und Synthese autonomer Systeme sowie der Untersuchung möglicher Schwachstellen solcher Systeme und entsprechender Gegenmaßnahmen.

Projekte an der HU Berlin

Platform Failure Prediction
In diesem Projekt wurden in Zusammenarbeit mit der Firma Intel Techniken der Fehlervorhersage auf CPUs bzw. CPU-Kerne angewandt. Ziel war es dabei, drohende Ausfälle anhand der Beobachtung von Performance- und Fehlerzählern vorherzusagen und entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Besonders interessant waren in diesem Zusammenhang Mehrkernsysteme, bei denen eine Prozeßmigration auf einen anderen Kern eine Option ist. Essentieller Bestandteil des Projektes war die Entwicklung von Fehlermodellen für solche Szenarien.
CERO
Das von der Firma Microsoft unterstützte Projekt "CE RObotics" hatte Untersuchungen zum Gegenstand, inwiefern aus kostengünstiger Robotik-Hardware aus dem Spielzeugbereich und standardisierten eingebetteten Systemen auf Basis von Windows CE leistungsfähige Roboter für die Forschung gebaut werden können, die sich durch vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten (insbesondere drahtlose Kommunikation) auszeichnen.
DISCOURSE
Das "Distributed and Collaborative University Research and Study Environment" war ein gemeinsames Projekt der drei Berliner Universitäten und der Universität Potsdam, unterstützt von Microsoft Research. Es wurde eine verteilte Plattform für die Lehre und Forschung geschaffen, die räumlich verteilte Projekte insbesondere mit der Einbindung drahtloser mobiler Teilnehmer ermöglichte.
Windows 2000/CE in real-time robotics and process control
In Zusammenarbeit mit der Firma Microsoft wurden in diesem Projekt anhand des Beispiels eines Remote-Lab-Szenarios untersucht, inwiefern unter Benutzung von Standard-Komponenten (Hard- und Software) die Verfügbarkeit eines verteilten Systems auf Ende-zu-Ende-Ebene erhöht werden kann. Als Endgeräte wurden dabei sowohl stationäre als auch mobile Rechner betrachtet.
Komponierbarkeit in Responsiven Systemen
In diesem von DaimlerChrysler unterstützten Projekt wurde das Thema der Komponierbarkeit von einer Begriffsbestimmung bis hin zur Anwendung auf die nichtfunktionale Eigenschaft "zeitliches Verhalten" untersucht. Es wurden dabei sowohl Modellierungs- und Beschreibungstechniken betrachtet als auch eine Architektur entworfen.
Dissertation
Meine Dissertationsarbeit zum Thema "Komponierbarkeit eingebetteter Echtzeitsysteme" beschäftigte sich mit der Fragestellung, inwiefern man die Idee einer einfachen Zusammensteckbarkeit aus der Welt der Objektorientierung bzw. der komponentenorientierten Software auf eingebettete Systeme mit sehr konkreten nichtfunktionalen Anforderungen (beispielsweise Echtzeitverhalten) übertragen kann. Im Rahmen dieser Arbeit ist ein Konzept für Komponierbarkeit entstanden, das Komponierbarkeit als eine Eigenschaft einer Architektur definiert, wobei unter einer Architektur grundlegende Elemente zusammen mit Regeln, wie diese zusammengefügt werden können, verstanden werden.
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