05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik

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2000 - 200125

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Start date: 2000End date: 2001Subject: search.filters.subject.004

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    Interaktion und Koordination in Multiagentensystemen
    (2001) Muscholl, Klaus Matthias; Levi, Paul (Prof. Dr.)
    Das Zusichern von kohärentem Verhalten in Multiagentensystemen ist durch die inhärente Verteiltheit des Systems, als auch durch den unabhängigen Entwurf der Agenten bei offenen Systemen, ein weithin ungelöstes Problem. In der vorliegenden Dissertation wird ein entwurfstechnischer Ansatz vorgestellt, welcher mit Hilfe von Interaktionsverfahren Kohärenz sicherstellt. Interaktionsverfahren werden dabei durch das Interaktionsmodell beschrieben. Die Grundidee besteht darin, daß Agenten durch die Teilnahme an einer Interaktion einen Teil ihrer Autonomie an das die Interaktion beschreibende Verfahren und seine Entscheidungsmechanismen abtreten und sich ihm unterordnen. Dies wird dadurch erzielt, daß ein Interaktionsverfahren die Koordination der an ihn übertragenen Kompetenzen übernimmt. Ein Interaktionsverfahren ist somit gegenüber den teilnehmenden Agenten weisungsbefugt. Um an Interaktionsverfahren teilnehmen zu können, muß ein Agent eine Schnittstelle unterstützen, welche es dem Interaktionsverfahren ermöglicht, auf die an ihn übertragen Kompetenz zuzugreifen und die kollektiv getroffenen Entscheidungen im einzelnen durchzusetzen. Hierzu sind unabhängig von Interaktionsverfahren für einen Anwendungsbereich Dienstklassen definiert, welche Schnittstellen zu Fähigkeiten eines Agenten bilden. Ein Interaktionsverfahren definiert das Ablaufschema einer Interaktion. Das Ablaufschema abstrahiert von Agenten in Form von Rollen. Das Schema ist in einzelne Phasen strukturiert und definiert, wie die Rollen untereinander interagieren. Rollen sind die kleinsten aktiven Einheiten des Interaktionsmodells und nur innerhalb einer Phase gültig. Agenten, welche an einem Interaktionsverfahren teilnehmen, werden durch Rollen gesteuert, die ihnen in den jeweiligen Phasen zugewiesen werden. Die vorliegende Arbeit ist Bestandteil des Architekturkonzepts von Robotersystemen im Comros-Projekt.
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    Contributions to low energy consumption in digital circuits
    (2000) Bühler, Markus; Baitinger, Utz G. (Prof. Dr.-Ing)
    After bipolar, static PMOS, and NMOS technologies have been widely replaced by static CMOS, static current has practically disappeared in digital circuits. Thus, the problem of power consumption was thought to be solved. However, with increasing integration densities and operation frequencies, combined with the advent of complex portable devices, design for low power has regained its importance as the third design goal, beside delay and area consumption. But in contrast to the past, today, dynamic power consumption is dominant by far. The domain of low power design can be divided into two major subdomains: power estimation and actual circuit design for low power, the latter including all efforts for power optimization and low power synthesis. In this thesis, specific aspects of both subdomains are treated on different levels. The design aspect is covered by an investigation of suitable circuit techniques for a novel, 3D, T-gate, SOI technology. It was found that DPL fits best the structural requirements of this technology but consumes 50 more power than static CMOS. The consequences are discussed in the text. The main focus of this thesis is put on power estimation techniques on gate level. A novel, set based simulation method is presented and extended for real delay gate models (RDM). Several further optimization methods are proposed. It is shown that the RDM extension can also be applied to bitparallel logic simulators. As a last extension the set based approach is combined with probabilistic simulation methods, thus making it possible to take into account signal correlations during probabilistic estimation.
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    Existential and positive theories of equations in graph products
    (2001) Diekert, Volker; Lohrey, Markus
    We prove that the existential theory of equations with normalized rational constraints in a fixed graph product of finite monoids, free monoids, and free groups is PSPACE-complete. Under certain restrictions this result also holds if the graph product is part of the input. As the second main result we prove that the positive theory of equations with recognizable constraints in graph products of finite and free groups is decidable.
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    Application sharing in teaching context with wireless networks
    (2001) Burger, Cora; Papakosta, Stella; Rothermel, Kurt
    The success of teaching is depending on a couple of factors: on how far students are involved into lectures, on the material, its completeness and on co-learning of students. Involvement of students into lectures means, being able to follow the thoughts of the teacher, ask questions and make comments. The material must be presented in a suitable form and essential parts of it have to be available during the whole learning process, for preparing participation in lectures and exercises as well as for exams. For more effective learning and training of social abilities, working in groups of co-learners has to be encouraged. Mobile and ubiquitous computing offer new possibilities to achieve these goals by increasing the awareness in class and supporting an active participation of students. By promoting existing concepts and enabling new ways of application sharing, the project SASCIA (System architecture supporting cooperative and interactive applications) aims at developing a framework for multiple applications to support teaching in collocated, remote and hybrid scenarios. Its core is composed of components to capture and distribute context information about sessions, participants and those applications that are used during a lecture or encounter among students. A configurable floor control was designed to cope with a wide spectrum of applications and learning situations. For some cases, even a control for semantic consistency can be necessary. In combination with a suitable user and session management, a whiteboard for annotations and a recording facility to support latecomers as well as subsequent replay, these components are providing the required functionality. As a consequence, SASCIA offers remote control and viewing facilities to all participants during lectures and co-learning sessions.
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    A context-aware hoarding mechanism for location-dependent information systems
    (2000) Kubach, Uwe; Rothermel, Kurt
    When used in an outdoor environment mobile information systems often suffer from the disadvantages of wireless WANs, especially low bandwidth, high delay, and frequent disconnections. Hoarding is an effective method to overcome these disadvantages by transferring information which is probably needed by the user in advance. In this paper we propose a generic, context-aware hoarding mechanism. When selecting the information to hoard, it considers the user's future location as well as the expected speed of movement. In contrast to existing hoarding mechanisms it is universally applicable for different types of location-dependent, mobile information systems. Its flexibility allows it to rely on different knowledge sources in order to get information about a user's context.
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    Sicherheit in Mobile-Agenten-Systemen
    (2001) Hohl, Fritz; Rothermel, Kurt (Prof. Dr.)
    Mobile Agenten sind Programminstanzen, die in der Lage sind, sich selbstständig zwischen verschiedenen, eventuell fremden, Ausführungsumgebungen zu bewegen und, unter Ausnutzung lokaler Ressourcen, Aufgaben zu erfüllen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage der Sicherheit zwischen mobilen Agenten und deren Ausführungsumgebungen. Die Aufgabenstellung umfasst zwei Teilbereiche. Im Bereich des Schutzes der Ausführungsumgebung vor Angriffen durch mobile Agenten werden die möglichen Angriffe und die existierenden Lösungsansätze vorgestellt. Der zweite Teilbereich umfasst den Schutz mobiler Agenten vor Angriffen durch ihre Ausführungsumgebung. Hier werden ebenfalls zunächst die möglichen Angriffe geschildert. Weiter wird ein Modell der Wirtsmaschine und des Angreifers erarbeitet, das es erlaubt, die möglichen Angriffe zu illustrieren. Unter Benutzung einer neuen Kategorisierung werden dann verwandte Arbeiten erläutert. Im Bereich des Schutzes vor einzelnen Angriffen werden existierende Verfahren untersucht, die bestimmte Angriffe gegen einen mobilen Agenten durch Vergleich mit Referenzzuständen entdecken können. Durch eine Kombination dieser Verfahren wird dann ein neues Verfahren entwickelt sowie diskutiert. Um mobile Agenten vor allen Angriffen zu schützen, wird danach das Gesamtproblem des Schutzes mobiler Agenten auf ein kleineres Problem reduziert indem die sog. Blackbox-Eigenschaft mobiler Agenten angenommen wird. Darauf folgend werden zwei Verfahrensklassen beschrieben, die diese Eigenschaft gewährleisten sollen. Für die Klasse der nicht-interaktiven Auswertung von verschlüsselten Funktionen werden drei existierende Mechanismen beschrieben. Um einen Nachteil der existierenden Verfahrensklasse zu überwinden, wird dann eine neue Verfahrensklasse vorgestellt, die aber eine Zeitbeschränkung des erzielten Schutzes aufweist. Abschließend wird ein neues Protokoll beschrieben, das den sog. Blackbox-Test verhindert.
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    Gleichungen mit regulären Randbedingungen über freien Gruppen
    (2000) Hagenah, Christian; Diekert, Volker (Prof. Dr.)
    Wir beweisen, daß das Erfüllbarkeitsproblem für Gleichungen mit regulären Randbedingungen über freien Gruppen PSPACE-vollständig ist. Wir zeigen auch, daß eine minimale Lösung einer solchen Gleichung höchstens eine doppelt exponentielle Länge hat und in 2-DEXPTIME berechnet werden kann. Wir reduzieren zuerst das Problem Gleichungen mit regulären Randbedingungen über einer freien Gruppen zu lösen auf das Problem Gleichungen mit regulären Randbedingungen über freien Monoiden mit einer Anti-Involution zu lösen. Anschließend stellen wir einen Algorithmus vor, der in PSPACE entscheidet, ob diese Gleichungen lösbar sind und einen Algorithmus, der in 2-DEXPTIME eine Lösung berechnet, wenn die Gleichung lösbar ist.
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    A fine-grained addressing concept for GeoCast
    (2001) Coschurba, Peter; Rothermel, Kurt
    GeoCast provides the functionality of sending messages to everyone in a specific area. So far, only the addressing of larger two-dimensional areas was possible. For the use in an urban environment it is crucial that small and three-dimensional areas can be addressed. For example, GeoCast can then be used to send lecture notes to all in a classroom. In this paper we describe a fine-grained addressing concept for GeoCast that supports such areas. In addition we present an architecture that allows the use of that addressing concept together with the GeoRouting-approach developed by Navas and Imielinski. We also present some modifications necessary to enhance the scalability of GeoCast.
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    AIDA II - Abschlußbericht
    (2000) Hohl, Fritz; Baumann, Joachim; Rothermel, Kurt; Schwehm, Markus; Theilmann, Wolfgang
    In diesem Bericht geht es um die Zusammenfassung der Erkenntnisse, die im Verlauf der zweiten Phase des AIDA-Projektes von März 1998 bis Februar 2000 gewonnen wurden. AIDA ist ein Projekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert wird. Das Thema dieses Projektes sind Systemmechanismen zur Unterstützung mobiler Agenten, also Einheiten, die aus Code, Daten und Zustand bestehen und sich selbstständig in einem Netzwerk bewegen können. Die Ziele von AIDA II waren die Erarbeitung des Themenbereichs Sicherheit in Mobile-Agenten-Systemen mit Schwerpunkt auf der Sicherheit mobiler Agenten gegenüber böswilligen Hosts, die Implementierung von Terminierungsprotokollen und Waisenerkennungsmechanismen, Abrechnungsmechanismen und schließlich Mechanismen zur Strukturunterstützung für Agentenanwendungen.
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    Architecture of a large scale location service
    (2001) Leonhardi, Alexander; Rothermel, Kurt
    Many mobile applications require some knowledge about the current geographic locations of the mobile objects involved. Therefore, services exist that can store and retrieve the position of mobile objects in an efficient and scalable way. More advanced location-aware applications, however, require additional functionality, like determining all mobile objects inside a certain geographic area (range query). This functionality is not supported by existing services on a large scale yet. In this paper, we present a generic large-scale location service. We describe the location service model, defining the semantics of position, range and nearest neighbor queries. A hierarchical distributed architecture is presented, which can efficiently process these queries, and the structure of a main-memory database for efficiently storing and retrieving position information on a location server. Finally, through measurements on a first prototype of this architecture, we show the feasibility of such a location service.