Das Forschungsseminar ist eine Veranstaltung des Graduiertenkollegs.
Im Forschungsseminar stellen die Teilnehmer ihre Forschungsthemen, aktuellen Arbeiten und Ergebnisse vor. Kollegiaten, Betreuer und Interessierte erhalten so einen Einblick in die einzelnen Arbeiten, können diese kritisch hinterfragen und durch ihre Ideen bereichern. Die anschließenden Diskussionen führen dazu, das Gesamtthema eines Katastrophenmanagementsystems auf Basis dezentraler, selbstorganisierender, drahtloser Netze voranzubringen und sich einer umfassenden Lösung zu nähern.
donnerstags, 15:15 Uhr
Schrödinger-Zentrum, Raum 1.303
Rudower Chaussee 26
12489 Berlin - Adlershof
Grammarware is the technical space concerned with textual languages. It includes specification means and tool support for these languages. Modelware is the technical space concerned with modelling languages. It includes modelling means and a model-driven approach to tool support for these languages. When it comes to textual modelling languages, interoperability between both technical spaces is a common need. Typically, this interoperability is achieved by a technical bridge which allows to switch between the technical spaces at a well-defined point.
In this talk, I show how grammarware can be completely embedded into modelware. The first part is concerned with model-driven features of grammarware. This includes representation of text as models, transformation techniques, meta-languages (e.g. for computation-independent language models or platform-independent language models), and meta-tools offering generative tool support. Actually, grammarware was a model-driven paradigma long before model-driven software engineering emerged.
The second part is concerned with models representing text. Various of these models are used in grammarware, e.g. token models and all kinds of syntax trees. I discuss two strategies to represent these models in modelware. The first strategy relies on generic metamodels for different kinds of text models. The second strategy provides a generative approach where specific metamodels are generated from a language specification. Finally, I will show how both strategies provide various technical bridges between grammarware and modelware.
The last part of the talk is concerned with language models. In grammarware, these models are used to specify a language and to offer generic and/or generative tool support for a language. Based on these models, I present a generative approach to achieve the embedding of grammarware into modelware. First, language models are expressed in modelware. Second, corresponding language models for grammarware are generated by applying modelware technologies. Third, corresponding language tools are generated by applying grammarware technologies. Finally, each generated language tool includes a technical bridge from grammarware to modelware. That is, each tool uses grammarware technologies to deal with text and the results are accessible by modelware technologies.
TTCN is a successful test specification language mainly used for testing communication systems. In the Fraunhofer FOKUS, there are efforts to extend the language with concepts to test continuous systems, e.g. control systems found in the automotive industry. In conjunction with FOKUS, I developed a prototype of the language extensions. We described the abstract syntax and the runtime configurations with a metamodel. The metamodel was developed following a test-first approach using our metamodel testing tool MMUnit. The concrete textual syntax of the language is described with a grammar mapped to the metamodel. On this basis, Markus Scheidgen's Textual Editing Framework provides a full-featured textual editor. The operational semantics of the language is described with an Abstract State Machine (ASM) expressed in CoreASM. Using our semantics description framework EProvide, the ASM structures are mapped to runtime configurations encoded in models. Thus, the inner workings of the ASM can be animated in the textual editor. This allows language designers and users to experiment with early versions of the language.
Dynamically modifying process behavior at run-time is practical need in various domains, e.g. disaster management. But changing process behavior invalidates existing process models that are used to predict future actions, to schedule resource and to coordinate multiple partners. To overcome this problem I suggest to use formal models to express processes and their run-time changes.
Defining a generally usable and sufficiently expressive formal language to define such "adaptive processes" is a non-trivial task, as the combination of all expressive means must be consistent. In my talk I will present the current ideas of a formal calculus that allows to develop formal languages for adaptive processes. I will present a wish-list of language concepts motivated by adaptive processes for disaster management and show how an uncautions combination of these concepts yields inconsistencies. I will then point out how my calculus shall help me in deriving consistent semantic.
I present the development of model processors in Prolog. Model processors are language processors for modelling languages. This includes frontends, evaluators, optimisers, and backends. In general, model processing includes any kind of model analysis, model modification, and model transformation. The design of EPromote, an environment for prological model processing, is outlined.
EPromote bridges the technological spaces of modelling and Prolog: a model is accessible via a generic interface or via a specific one that gets automatically derived from the model's metamodel. Model modifications are fully backtrackable. EPromote comes with a small but powerfull library for pattern matching, list processing, parsing, and EBNF expressiveness.
The talk will include several demos. As the running example, I present model processors for the Factorial Language, a functional toy language with a textual concrete syntax.
Das Verhalten eines adaptiven Systems ändert sich zur Laufzeit, d.h. während der Ausführung ändert sich die Menge der erreichbaren Zustände und die Menge der ausführbaren Aktionen. Klassische Modelle können derartige Systeme nur in einem begrenzten Umfang korrekt und vollständig beschreiben, was die Aussagekraft der Modelle einschränkt und die Analyse solcher Systeme erschwert.
Im Vortrag stelle ich meinen Oclet-Ansatz, eine Variante von Petrinetzen, vor und präsentiere für eine eingeschränkte Klasse von Oclets ein formales Modell zur Modellierung adaptiver, verteilter Systeme. In kleines Beispiel eines Kommunikationsprotokolls wird meine Ausführungen ergänzen. Am Ende des Vortrags gebe ich einen Ausblick auf mein geplantes, weiteres Vorgehen.
Metamodels define the abstract syntax of modeling languages. They play a central role in the Model-Driven Architecture. Other artifacts like models or tools are based on them and have to be changed if the metamodel is changed. Consequently, correcting errors in a metamodel can be quite expensive as dependent artifacts have to be adapted to the corrected metamodel. We argue that metamodels should be tested systematically with automated tests. We present a corresponding approach that allows automated metamodel testing based on a test specification. From a test specification, multiple test models can be derived. Each test model defines a potential instance of the metamodel under test. A positive test model defines a potential instance that should be an actual instance of the metamodel; a negative test model defines one that should not. We exemplify our approach with a metamodel for defining a company's structure. Finally, we present MMUnit, an implementation of our approach that builds on the Eclipse platform and integrates the JUnit framework. MMUnit allows to test EMF-based metamodels, which can contain additional constraints, e.g. constraints expressed in OCL. MMUnit ist joint work with Stephan Weißleder.
My talk deals with realizing the prototype that we develop in SAFER and call Self-Organizing Seismic Early Warning Information Network (SOSEWIN). I will show how it fits to the Prototyping Cycle and to the Prototyping Infrastructure presented at the last METRIK evaluation workshop. In detail we will have a look on a simulation workflow and certain aspects of the implementation, such as:
Nachdem ich in meinem letzten Vortrag Ideen zur Syntaxanalyse textueller Modelle vorgestellt habe, werde ich diesmal die theoretische Fundierung dieser Ideen präsentieren. Als Ausgangsbasis dienen mir dabei Attributgrammatiken. Ich werde zunächst die theoretischen Grundlagen für Attributgrammatiken wiederholen. Anschließend werde ich den Zusammenhang zwischen Attributgrammatiken und logischer Programmierung beleuchten. Darauf aufbauend werde ich zeigen, wie sich modellbasierte Attributgrammatiken mit QVT Relations beschreiben lassen. Die Methode bietet einen generischen Ansatz zur Spezifikation von Parsern für textuelle Modelle.
Recent disasters, such as the 2004 Asian tsunami or the 2005 hurricane Katrina showed the shortcomings of existing information systems for disaster rescue and recovery. In particular, an efficient coordination of emergency processes short after a disaster is crucial for a successful disaster management. In this talk, I will explain a multi-stage algorithm to assign workflow activities to nodes of the underlying execution network. The proposed algorithm consists of two steps: (1) a global fragementation step and (2) a local allocation step.
Drahtlose Sensornetzwerke werden im Katastrophenmanagement zur Erkennung und Überwachung von Katastrophen eingesetzt. Zentrale Aufgabe ist die Messung physikalischer Phänomene und die Weiterleitung dieser Informationen an eine Senke unter möglichst geringen Verbrauch von Energie. Aufgrund des drahtlosen Mediums funktioniert die Kommunikation jedoch nur unzuverlässig. Deswegen ist nötig, Zuverlässigkeit und Verzögerung bei der Kommunikation im Netzwerk zu verbessern und hierfür eventuell auch mehr Energie zu verbrauchen.
Überdeckungskriterien stellen eine Möglichkeit dar, die Qualität von Testfällen quantifizierbar zu machen. Entsprechend ist die Verwendung von Überdeckungskriterien eine wesentliche Voraussetzung für den Testprozess. Wenn darauf verzichtet wird, dann spricht man nicht mehr von Tests, sondern nur noch von unstrukturierten Experimenten. In meinem Vortrag im METRIK-Forschungsseminar werde ich verschiedene Überdeckungskriterien vorstellen und kurz auf Methoden eingehen, wie sie für die Testfallerzeugung genutzt werden können. Weiterhin werde ich meinen Ansatz vorstellen, wie Überdeckungskriterien für automatisch erzeugte Testmengen mit Hilfe meines Testfallbaums erfüllt werden können.
As mobile devices become more and more popular, new application fields and, along with those, new challenges arise. The shift of applications from stable, fixed wired to mobile, wireless networks calls for new strategies to cope with mobility and unreliable communication.
While mobile nodes move in public, a direct connection to an access point may not be given. In this case, users want to make use of ad-hoc communication to provide and share the desired functionality. However, users are only willing to take part in such systems, if the probability of successful interaction is high enough. To provide this, transactional support for cooperating devices is needed.
In this talk, bilateral trading transactions in which two devices exchange electronic goods will be further examined. The success of such exchanges is threatened by communication errors on the one hand and unfair behaviour of malicious participants on the other. Both obstacles need to be overcome to achieve a viable system. An integrated approach, which builds a profound basis for bilateral cooperation in such environments, will be presented.
During the last year, we have talked several times to the scientific members of the task force "Earthquakes" of the GFZ Potsdam that takes scientific data after major earthquakes at the sites. The aim of these talks is to model the workflow of the task force in a way that is understandable by the experts but formally well-founded. The workflow itself has the expected characteristics in the setting: It is highly complex - currently more than 100 tasks at different abstraction levels and organized in different processes -, it is mainly data- and event driven and requires eventual improvisation and changes to the processes.
In my talk I will present the current state of the model and our process of deriving it. I will emphasize the difficulties that arose in the traditional approach of modeling, and point out how the modeling could be simplified by using concepts for adaptive processes. I then want to discuss how to achieve tool support for this domain-specific model.
This is joint work with Falko Theisselmann and Heiko Woith (GFZ).
Virtual machines for sensor motes are promising: safe execution, easy deployment, abstraction from heterogeneous hardware. DSLs for sensor networks are promising, as well: domain-specific concepts, purpose-built concrete syntax, understandable by domain-experts. My idea is to compile DSLs (realized as internal DSLs in Scheme) to bytecode for a VM that runs on a sensor node. In my presentation, I will give an overview of related work: (i) virtual machines and other execution platforms for wireless sensor networks, (ii) compilation techniques for Scheme, and (iii) existing special languages for wireless sensor networks and their compilation. Based on this overview, I want to discuss the feasibility and alternatives of my idea.
Die Akzeptanz von Systemen zur Erdbebenfrühwarnung hängt entscheidend von der zuverlässigen, schnellen Erkennung und Meldung von Erdbeben ab, wobei Falsch- und Fehlalarme möglichst vermieden werden sollen. Zur Erfüllung dieser Forderungen ist ein geeignetes Alarmierungsprotokoll zu spezifizieren, bei dem sich Gruppen von Stationen kooperativ über den Ereignisfall abstimmen. In dem Vortrag werde ich einen gemeinsam mit dem GFZ-Potsdam erarbeiteten, ersten Entwurf eines solchen Alarmierungsprotokolles vorstellen und lade zur Diskussion darüber ein.
Modelle enthalten oft textuelle Anteile oder liegen vollständig als Texte vor. Beispiele hierfür sind OCL Constraints oder QVT Transformationen. Bei der Analyse textueller Modellbestandteile stehen sich verschiedene Technologien gegenüber: Auf der einen Seite bilden Grammatiken ein wohlverstandenes Beschreibungsmittel für strukturierte Texte und deren Analyse. Auf der anderen Seite sind Metamodelle ein gängiges Beschreibungsmittel für strukturierte Modelle. Die Überwindung der Grenzen zwischen grammatik- und metamodellbasierten Technologien stellt die zentrale Herausforderung bei der Strukturanalyse textueller Modelle dar. Im Vortrag werde ich die grundsätzlichen Probleme bei der Überwindung solcher Technologiegrenzen vorstellen und anschließend verschiedene Lösungsansätze skizzieren. Hierzu gehören die Modellerzeugung mit Hilfe grammatikbasierter Techniken, die Übersetzung zwischen Syntaxbäumen und Modellen, sowie die Strukturanalyse mit Hilfe von Modelltransformationen.
Das Verteilen bzw. Zuweisen von Workflowaktivitäten im Katastrophenfall stellt eine besondere Herausforderung dar. Die Ressourcen der im Einsatz befindlichen selbst-organisierenden Systeme, wie z.B. mobile Endgeräte und Sensornetzwerke, sind in der Regel batteriebetrieben und somit begrenzt. Nur wenige Workflow Management Systeme (WfMS) betrachten bisher ein Scheduling von Workflowaktivitäten unter Berücksichtigung limitierter Ressourcenkapazitäten.
In diesem Vortrag werden eine Reihe von existierenden WfMS und deren Scheduling-Verfahren kurz ansprechen und sie in unseren Kontext einordnen. Davon ausgehend, stelle ich dann einen verteilten gruppen-basierten Scheduling-Algorithmus vor, dessen Ziel es ist, eine möglichst optimale Zuweisung hinsichtlich der Ressourcen innerhalb von Gruppen zu errechnen. Der Algorithmus basiert auf einer modifizierten Version des „Forwarding Checking“, welcher zu der Klasse von Constraint-Propagation Algorithmen gehört, die eingesetzt werden, um klassische Constraint-Programming Fragestellungen zu lösen.
Im Anschluss würde ich dann gerne über den gewählten Ansatz diskutieren und weitere offene Fragen ansprechen.
In der Praxis zeigen sich häufig starke Defizite beim Katastrophenmanagement, die oft auf eine mangelnde Bereitstellung von Daten und Informationen zurückgeführt werden können. Wichtig für das Katastrophenmanagement ist ein aktueller Zugang zu Informationen aus unterschiedlichen Systemen von verschiedenen Organisationen.
Mit DARQ existiert ein System, dass einen integrierten Anfrage-Zugriff per SPARQL auf Informationen aus verteilten RDF Datenquellen realisieren kann. Im Geo-Umfeld werden jedoch viele Daten nicht per RDF, sondern über Webservices verfügbar gemacht. In diesem Vortrag werde ich einen generischen Wrapper vorstellen, der dieses Problem lösen soll. Er übersetzt SPARQL Anfragen in Webservice-Aufrufe und macht die Ergebnisse als RDF verfügbar.
Ich werde auf Theorie und Praxis der Verwendung von Multikanalprotokollen in Wifi-Maschennetzen eingehen. Insbesondere werde ich anhand von Messungen mit Hardware des SAFER-Projektes zeigen, dass theoretisch orthogonale Frequenzen in Wifi-Bändern nicht innerhalb eines Knotens parallel genutzt werden können.
Ich werde den aktuellen Stand meiner Disseratation vorstellen. In meiner Arbeit beschäftige ich mich mit Problemen im Bereich Zuverlässigkeit in drahtlosen Sensornetzwerk (WSNs). Im Gegensatz zu klassischen verteilten Systemen ist Energie in WSNs beschränkt und daher eine wertvolle Resource. Zuverlässigkeit im allgemeinen bedeutet aber vor allem Redundanz, die durch Energieeinsatz erkauft werden muss. Ich werde verschiedene Trade-offs und Modelle vorstellen, die ich im Seminar diskutieren möchte.
Ich werde den aktuellen Stand meiner Dissertation vorstellen. Meine Arbeit unterteilt sich in drei Gebiete: die modellbasierte Testerzeugung, die Kopplung sowohl zueinander passender als auch verschiedener Modelle, sowie die Anwendung auf die Domäne des Katastrophenmanagement. Jedes dieser drei Gebiete bietet eine Menge Forschungsmaterial. Ich lade Sie ein, die vorgestellten Ansätze mit mir zu diskutieren.
Ich werde den aktuellen Stand der Entwicklung einer domänenspezifischen Modellierungssprache für Feuerausbreitung präsentieren und aktuelle Fragestellungen diskutieren. Dies betrifft insbesondere die Ausführung von Modellen als Zelluläre Automaten.
An infrastructure to prototype Earthquake Early Warning Systems (EEWS) is presented which follows a model-driven system development paradigm. Executable models of the network in concrete geographic regions coupled with distributed alerting algorithms and synthesized earthquakes form the base for various simulation experiments. The general objective of these studies is to test the functionality of an EEWS and to optimize it under special real-time, reliability and cost-depended requirements of the end-user.
I will present the design of these infrastructure and mention which parts are implemented yet. Current work is based on GIS-technologies for editing and visualizing the station's net.
Sensor nodes have scarce resources. Moteiv's TmoteSky, for example, has only 32kB Flash and 10kB RAM. The TI MSP430-processor on it has no memory protection unit and typical operating systems for the these devices don't support preemptive multitasking. Deploying binary software on a heterogeneous sensor network consisting of devices with different hardware platforms is an unsolved problem (to the author's knowledge). Virtualizing the hardware with virtual machines can help with these problems. Surprisingly, virtual machines may even help to save energy -- despite their processing overhead.
In my talk, I will give an overview of different virtual machines approaches and present a new approach for energy optimized deployment. I will explain how this fits with my previous work on domain-specific languages and finally give a sensor network demo involving the audience.
Etablierte Methoden zur Modellierung und Analyse von Workflows sind in einigen Domänen, wie etwa dem Katastrophenmanagement, nicht anwendbar, da das Wissen über die ablaufenden Prozesse in z.T. grundsätzlich anderer Form vorliegt und anders gehandhabt wird. Dennoch besteht auch in solchen Fällen der Wunsch oder die Notwendigkeit Prozesse auf der Grundlage formaler Modelle zu analysieren und zu unterstützen.
In meinem Vortrag lege ich meinen Gesamtansatz für eine geeignete Modellierungsmethode dar, die operationelle, deklarative und szenario-basierte Konzepte verwendet, um verteilte Prozesse zu beschreiben.
Zum einen stelle ich einen Mechanismus zur Transformation deklarativer in operationelle Workflow-Modelle vor, der flexible Workflows realisiert. Ein von mir erstelltes Werzeug demonstriert die Nützlichkeit des Ansatzes in der Analyse flexibler Workflows. Zum anderen präsentiere ich einen Ansatz zur Modellierung adaptiver und selbst-stabilisierender Prozesse unter Verwendung szenario-basierter Ausdrucksmittel. Abschließend möchte ich über offene Fragestellungen und den gewählten Ansatz diskutieren.
Die Object Management Group stellt in ihrem Standard Query/View/Transformations drei verschiedene Sprachen zur Modelltransformation vor. In meinem Vortrag widme ich mich QVT Relations, einer deklarativen Sprache dieses Standards. QVT Relations erweitert OCL 2.0 und bietet Beschreibungsmittel, um Transformationen muster- und regelbasiert zu beschreiben.
Im ersten Teil des Vortrags werden zunächst die Konzepte der Sprache erläutert. Im zweiten Teil zeige ich dann, inspiriert von Markus Scheidgens Vortrag im Rahmen des Evaluierungsworkshops, wie sich mit Hilfe von QVT Relations eine strukturelle operationale Semantik eines Sprachmodells beschreiben lässt. Als Beispiel dient eine kleine imperative Programmiersprache. An ihr sollen die generische Beschreibung von Interpretern und Debuggern für modellbasierte Sprachbeschreibungen diskutiert werden.
The most visible part of any computer language is its syntax; most people recognise or understand the syntax of a language long before they consciously become aware of its exact semantics. Textual syntax based on context free grammar was and is the dominant syntax type for computer languages. And even all the emerging graphical languages contain a considerable amount of textual elements that should be defined and handled as context free languages.
The tools that realise textual language syntax often become a crucial factor for the success of a language. Thereby, its not enough anymore to provide pure syntactical support, users expect semantical features like highlighting of syntactical and semantical errors, support for context sensitive code completion, navigation along semantics structures, marking of related elements, documentation hovers, etc.
I want to present my ongoing work on a eclipse based framework that can be used to create semantic rich text editors for meta-model based languages. The research questions discussed include the relationship of grammars and meta-models as well as possibilities to combine syntax and well-formedness rules to describe error annotations and code completion for text editors.
Constraint Programming (CP) is a software technology for declarative description and effective solving of large combinatorial problems, especially in the area of planning and scheduling. CP has not only a strong theoretical foundation; it is also used in many real-life problems. In my talk, I will give a survey of CP technology including constraint satisfaction techniques and some selective industrial applications. Additionally, I will discuss how CP can be used for the distribution of workflow activities in a resource-constraint system landscape.
Fault models are essential for dependable systems. Only known faults can be tolerated and handled. Fault models exist for hardware, software, and network but these categories do not cover all faults that may occur in service-oriented architectures (SOA). In my presentation, I will give a definition of service-oriented architecture first, then describe the process of how services are invoked and finally give a taxonomy of faults for SOA.
Die Sicherstellung einer bestimmten Dienstgüte (engl. Quality of Service) ist in drahtlosen Netzwerken eine große Herausforderung. In meinem Vortrag werde ich einen Überblick über Ansätze geben, die Dienstgüte durch Priorisierung sicherzustellen. Auf der Ebene der Sicherungsschicht stelle ich die Erweiterung e des ISO-Standards 802.11 vor. In der Vermittlungsschicht gehe ich auf Routingprotokolle ein, die das Ziel haben, Echtzeitanforderungen in drahtlosen Sensornetzen zu erfüllen.
Im Bereich der Qualitätssicherung von Soft- und Hardware haben sich verschiedene Verfahren etabliert, die jeweils unterschiedliche Analysetechniken verfolgen. Eine erste Unterscheidungsmöglichkeit stellt die Aufteilung in statische und dynamische Verfahren dar. Zu den statischen Verfahren werden u.a. Model Checking, Static Slicing und die statische Analyse gezählt. Auf der anderen Seite werden die Simulation und das Testen der dynamischen Analyse zugeordnet. Nach anfänglichen separaten Entwicklungen gehen die Bestrebungen dahin, die einzelnen Techniken gemeinsam zu verwenden und deren Vorteile zu kombinieren.
Gemäß meines Promotionsvorhabens steht in diesem Vortrag die Kombination verschiedener Analysetechniken mit Testtechniken im Vordergrund. Hier wurden für die Verbesserung von Testfällen bereits einige Kombinationsmöglichkeiten konkret umgesetzt. In meinem Vortrag werde ich einen Überblick über die aktuellen Ansätze geben und darauf eingehen, wie diese oder ähnliche Ansätze für mein Vorhaben genutzt werden können.
Modellierung und Simulation spielen eine zunehmend wichtige Rolle in den Umweltwissenschaften. Mit der wachsenden Anwendung von Simulationsmodellen wurde festgestellt, dass ähnliche und gleiche (Teil-) Modelle in Forschung und Anwendung redundant implementiert wurden und werden. Modellierungsframeworks sollten dieses verhindern und den Modellierungsprozess erleichtern. Obwohl gezeigt wurde, dass diese Frameworks tatsächlich die Implementierung und Verwendung einzelner Modelle erleichtern können, besteht ein Problem weiterhin fort: Die Wiederverwendung und Kombination von Modellen über Framework- und Disziplingrenzen hinweg, wie sie im Anwendungsfeld des Katastrophenmanagements notwendig sind.
Modellgetriebene Entwicklungsansätze wurden entwickelt, um Probleme dieser Art zu verringern und werden v.a. im Bereich der Software und Systementwicklung eingesetzt.
In dem Vortrag werde ich vorstellen, mit welchen Ansätzen bereits versucht wurde die oben skizzierten Probleme anzugehen und wie ein modellgetriebener Ansatz darüber hinaus dazu beitragen könnte.
Datenbank Management Systeme (DBMS) haben heute Ihren festen Platz in vielen client/server-basierten IT-Architekturen. Sie realisieren Datenhaltung und Verarbeitung für große Datenmengen und stellen ihren Benutzern i.d.R. eine deklarative Schnittstelle zur Verfügung, die es erlaubt Daten mengen-basiert zu Verarbeiten. Auch im Bereich Publish/Subscribe - dem Verarbeiten von Abonnements auf Ereignisströmen - bietet die Nutzung eines Datenbank Management Systems viele Vorteile.
Die beiden oben skizzierten Aufgaben erscheinen wie geschaffen für die oftmals datenzentrierte Sicht auf drahtlose Sensornetzwerke. Paradoxerweise haben sich jedoch entsprechende Lösungen hier nicht im breiten Maße durchsetzen können.
Ich möchte Ihnen in meinem Vortrag verschiedene Ansätze und Plattformen aus der Literatur vorstellen, die versuchen das Datenmanagement für drahtlose Sensornetzwerke zu realisieren und anhand einiger ausgewählter Beispiele mögliche Gründe für das oben genannte Paradoxon - der Abwesenheit einer Datenmanagementschicht - aufzeigen sowie einen Ausblick in die Zukunft des Datenmanagements für drahtlose Sensornetzwerke bieten.
Bei der Entwicklung von Software für drahtlose Sensornetze, die in ein Katastrophenmanagement-Informationssystem integriert werden sollen, müssen zwei wichtige Anforderungen berücksichtigt werden: Zum Einen sind an der Entwicklung Experten unterschiedlicher Domänen beteiligt, die jeweils eigene Modellsichten auf das zu entwickelnde System benötigen. Zum Anderen machen die technischen Rahmenbedingungen das Testen von Software auf dem Zielsystem mühsam bis nahezu unmöglich, so dass Entwicklungsprozess und -werkzeuge die einfache Simulation von modelliertem Systemverhalten ermöglichen müssen.
Mit Metamodellierungstechnologien erzeugte domänenspezifische Sprachen können die geforderten Modellsichten liefern. Für die Simulation ist weiterhin die Definition der Sprachsemantik in computerausführbarer Form nötig. Ich werde in meinem Vortrag
Workflows sind per definitionem formale Beschreibungen von Arbeitsabläufen. Operationelle Ausdrucksmittel stellen hierfür die geeigneten Konzepte wie Arbeitsschritt, Resource, Entscheidung, Parallelisierung, Synchronisation und Wiederholung bereit und werden erfolgreich, beispielsweise in Aktivitätsdiagrammen, Petrinetzen oder BPEL, eingesetzt. Die Beschränkung auf derartige Konzepte ist in der Workflowmodellierung dann problematisch, wenn Arbeitsabläufe flexibel an eine jeweils gegeben Situation angepasst werden müssen.
Wird der Raum der möglichen und sinnvollen Arbeitsabläufe zu groß, gibt es keine kompakte und verständliche, formale Darstellung in operationellen Konzepten. Es gibt mehrere Ansätze, flexibel anzupassende Arbeitsabläufe kompakt zu notieren. In meinem Vortrag präsentiere ich einen Ansatz basierend auf der temporalen Logik LTL. Ich werde beleuchten, inwiefern eine Darstellung in temporaler Logik einer operationellen Darstellung mit Petrinetzen entspricht und diskutieren ob ein derartiger Ansatz geeignet ist, Arbeitsabläufe adäquat zu fassen.
Das Ziel der Erdbebenfrühwarnung ist es, möglichst viel Vorwarnzeit zwischen dem Erdbebenereignis (Herdvorgang) und dem Eintreffen der zerstörerischen seismischen Wellen an einem bestimmten Ort zu ermöglichen. Dabei wird ausgenutzt, dass Schäden an der Infrastruktur hauptsächlich durch Scherwellen bzw. S-Wellen verursacht werden. Das „S“ bedeutet „Sekundär“ – die vorangehenden P(rimär)-Wellen breiten sich longitudinal, d. h. in Laufrichtung aus und verursachen vergleichsweise weniger Schäden. Ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit (5 bis 8 km/s) ist höher als die der S-Wellen (3 bis 4 km/s), so dass bei einer korrekten Detektion der P-Welle eine gewisse Zeitspanne für eine Frühwarnmeldung zur Verfügung steht (abhängig von der Entfernung zum Epizentrum).
Im Juni 2006 startete das von der Europäischen Union geförderte Projekt "Seismic eArly warning For EuRope" (SAFER). 23 internationale Partner arbeiten darin interdisziplinär zusammen und verfolgen das gemeinsame Ziel, die Qualität der Erdbebenfrühwarnung zu verbessern und Technologien, wie z.B. im Kern der Bemühungen, ein dezentrales, wireless, ad-hoc Sensornetzwerk zu entwickeln und prototypisch zu testen. Der Beitrag der Humboldt-Universität wird von den Lehrstühlen Systemarchitektur (Knotenhardware, Routing) und Systemanalyse (Simulation) kooperativ erbracht. Ein wichtiger Partner ist das GeoForschungsZentrum Potsdam, mit dessen Hilfe u.a. Algorithmen zur P-Wellenerkennung entwickelt werden. Zum Test dieser Algorithmen entstehen am Lehrstuhl Systemanalyse Simulatoren zur Evaluierung eines modellierten Knotennetzes mit entsprechenden Sensorstationen.
Ziel des Vortrages ist es, SAFER als praktisches Projekt im METRIK-Kontext dem Graduiertenkolleg vorzustellen. Dabei wird zunächst ein Überblick des Gesamtprojektes gegeben. Im Detail wird auf die Simulation des Sensornetzes eingegangen. Die getroffenen Abstraktionen und die konkrete Modellierung werden vorgestellt. Bewertungskriterien, aufgetretene Probleme und ein Ausblick auf zukünftige Arbeiten bilden den Schlussteil des Vortrages.
Weiterführend:
Sprachspezifikationen sind Software. Sie werden entworfen, umgesetzt, getestet und gewartet - genau wie andere Software auch. Das klassische Software Engineering versucht, die Qualität von Software und die Produktivität in der Software-Entwicklung zu erhöhen. Language Engineering überträgt diesen Ansatz auf Sprachen und die Entwicklung von Sprachen. Neben grammatikbasierten Ansätzen werden immer häufiger Metamodelle zur Spezifikation von Sprachen eingesetzt.
In dem Vortrag wird ein Verfahren zur schrittweisen Anpassung von Metamodellen vorgestellt. Dabei werden Ideen aus dem Grammar Engineering und dem objektorientierten Refactoring aufgegriffen. Im Gegensatz zum Refactoring, geht der Ansatz über reine Semantikerhaltung hinaus. So lassen sich drei Arten von Anpassungen unterscheiden: Konstruktion erhöht die Ausdruckskraft eines Metamodells, Refactoring erhält eben diese und Destruktion vermindert diese. Für jede dieser Arten werden verschiedene Operatoren vorgestellt, welche fundamentale Anpassungsschritte realisieren. Aus diesen lassen sich dann kompliziertere Anpassungen zusammensetzen.
Es wird erläutert, wie sich diese Operatoren mit Hilfe des Language Toolkits umsetzen und in Eclipse integrieren lassen. Ziel einer so entwickelten Operatoren-Bibliothek ist es, eine schrittweise Entwicklung von Metamodellen zu unterstützen. Dadurch sind die Auswirkungen einer Änderung wohldefiniert und bekannt. Desweiteren lassen sich Instanzen des Metamodells auf generische Art an das neue Metamodell mitanpassen.
Sprachspezifikationen, besonders die von Sprachsemantik, sind üblicherweise entweder informal oder mathematisch. Solche Spezifikationen sind menschenlesbar, auch wenn sie unpräzise sein können oder mathematisches Verständnis erfordern. Dennoch ist es nur selten möglich Sprachwerkzeuge automatisch aus solchen Spezifikationen abzuleiten. Wir wollen auf Sprachmodellen basierende Sprachdefinitionen schaffen, welche zugleich dem Menschen als auch der Maschine verständlich sind. In dem Vortrag wird eine Methode zur Definition von operationaler Semantik basierend auf Meta-Modellen vorgestellt. Hierfür werden die existierende (Meta-)Modellierungssprachen MOF, OCL, und Activities verwendet. Sprachspezifikationen die so modelliert werden, sind formal genug, um sie mit einem generischen Modellinterpreter zu verarbeiten. Dieses Werkzeug erlaubt es Modelle anhand einer entsprechenden Sprachbeschreibung auszuführen. Diese Methode wurde an der existierenden Modellierungssprache SDL getestet. Im Vortrag werden wir sie anhand von Petri-Netzen demonstrieren.