Selbststabilisierung ist ein Konzept der Fehlertoleranz, welches eine Wiederherstellung eines Systems nach Ausfall durch transiente Fehler garantiert, ohne von sich aus in einen solchen zu geraten. In der Literatur wird Selbststabilisierung meist in Hinblick auf die Wiederherstellung einer sicheren Ausführung untersucht. In dieser Arbeit wird das Konzept der Selbststabilisierung generalisiert, um mehrere Eigenschaftsarten abzudecken, die die Betrachtung der Wiederherstellung eines Systems hin zu einer möglichst hohen Servicequalität ermöglichen. Hierzu wird das Design, die Analyse und das Re-Engineering von Systemen, die bekannte Probleme in verteilten Systemen lösen, angewendet. Die Probleme sind: die Slot-Zuteilung in zeitbasierten Multiplexverfahren sowie der wechselseitige Ausschluss und eine erweiterte Version davon. Zusätzlich wird eine automatische Verifikationsmethode präsentiert, die die Verifikation solcher Eigenschaften in selbststabilisierenden Systemen erleichtert. <dt.>
Self-stabilization is a fault tolerance concept which ensures that a system finally recovers itself from failures due to transient faults, without running into them by itself. In the related work, self-stabilization almost exclusively regards the recovery to a safe behavior. In this work, the self-stabilization concept is generalized to cover more properties, which provides the ability of studying the recovery of a system to reach a possible high quality of service. To this end, this work concerns designing, analyzing, and re-engineering systems that solve common problems in distributing computing. The problems are: Time-Division-Multiple-Access (TDMA) slot assignment, mutual exclusion and an extended version of it. In addition, an automatic verification approach that simplifies verifying such properties in self-stabilizing systems is presented. <engl.>
Die Überprüfung der Erreichbarkeit kontrollorientierter Softwaresysteme wird komplexer, wenn sie arithmetische und probabilistische Hybridmodelle umfassen. Das Erkennen nichterreichbarer Codesegmente eines Programms (sog. tote Codes) ist in verschiedenen Standards für die Entwicklung eingebetteter Systeme erforderlich. Die meisten früheren Arbeiten können nicht mit Programmen umgehen, die nichtlineare Arithmetik induzieren. Diese Einschränkung wurde durch die Kombination mehrerer Techniken überwunden, welche die Zustandsraumexplosion angehen und große arithmetische Randbedingungen lösen. Eine Variante dieser Technik würde die probabilistische Erreichbarkeit durch Berechnen der maximalen Wahrscheinlichkeit des Erreichens schlechter Zustände in einem probabilistischen Modell verifizieren. Schließlich wird ein Modell-Slicing-Ansatz eingeführt, um Assumption-Commitment-Eigenschaften in Rechenmodellen zu verifizieren, die eine konsistente Semantik des Übergangssystems induzieren. <dt.>
Verifying reachability of control-oriented software systems is an industrial quest which is becoming more complex to answer when programs involve arithmetic and probabilistic hybrid models. Whenever code segments of a program are unreachable, they are called dead codes. Detecting dead code is required in various standards for embedded system development. Most previous work can’t handle programs inducing non-linear arithmetic, as they are confined to linear programs. This restriction was overcome by combining several techniques that attack state space explosion and solve large arithmetic constraints system. Additionally, a variant of this technique would verify probabilistic reachability by computing the maximum probability of reaching bad states in a probabilistic model. Finally, a model-slicing approach is introduced to verify assumption-commitment properties in computational models which induce consistent transition system semantics. <engl.>
Das Kernanliegen dieser Arbeit ist es, die Lebenserwartung von WSNs zu verlängern, insbesondere ohne dabei die anwendungsspezifische Quality-of-Service (QoS) zu verringern. In dieser Dissertation wird alternativ eine Optimierung der energiebasierten Strategie vorgestellt, um die Beziehung von Energieverbrauch und QoS unter Berücksichtigung der Kontextinformationen der Anwendung zu beeinflussen. Wie der Name andeutet, handelt es sich um ein Entwurfsverfahren, bei dem Energieeinsparungen zur Laufzeit an die Veränderungen der Umgebung angepasst werden. Die durch diese Anpassungen erzielten Einsparungen werden bewusst verwendet, um die Qualitäten der erbrachten Dienstleistung zu verbessern. Aufgrund der Vielfalt der WSN-Anwendungen stellen wir drei verschiedene, auf auf der energiebasierten Strategie, beruhende Methoden vor, nämlich 1) Fuzzy-basierte Datenkomprimierung, 2) zuverlässige virtuelle Sensorik, und 3) Lebensdauerplanung. <dt.>
The crux behind this work is to break the "downward spiral" between reducing certain quality-of-service (QoS) measures and extending the wireless sensor network's (WSN) lifetime. For the sake of identifying research challenges and possible gaps, we conduct a comprehensive survey of the state-of-the-art. The reported methods have been classified into node-oriented methods, data-oriented methods, and network-oriented methods. Afterward, the thesis introduces an energy-centric strategy to manipulate the energy-QoS relationship in the light of the relevant context information. It is a design procedure in which the saved energy is dynamically adjusted according to changes in the application and environmental conditions. These adjustments provide the required energy to enhance the service qualities. Due to diversity of WSN applications, we introduce three different methods, based on the energy-centric strategy, namely Fuzzy transform-based data compression, reliable virtual sensing, and lifetime planning. <engl.>
International journal of distributed sensor networks London : Sage Publishing, 2005 Bd. 12 (2016), 5, Article ID 1576038, insges. 28 S. Online-Ressource
2015 Proceedings of the 7th Information Technologies in Environmental Engineering International Conference First edition Port Elizabeth : Nelson Mandela Metropolitan University, 2015 (2015), Seite 168-172 circa 200 Seiten
2015 Proceedings of the 7th Information Technologies in Environmental Engineering International Conference First edition Port Elizabeth : Nelson Mandela Metropolitan University, 2015 (2015), Seite 188-193 circa 200 Seiten
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