05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Analyse poröser Medien auf Basis von Kristalliten(2013) Straub, AlexanderEine Möglichkeit zur Simulation poröser Medien sind Modelle. Diese haben den Vorteil, dass sie computergestützt erstellt werden können und somit auch größere, aussagekräftigere Datensätze hervorbringen. In dieser Bachelor-Arbeit wird ein neuer Ansatz zur Bestimmung des Volumens und der Porösität vorgestellt, basierend auf einem Modell für Sandsteine. Dies war mit bisherigen Algorithmen nur unzureichend möglich, da durch Annäherung große Fehler entstehen. Der neue hier vorgestellte Ansatz wird direkt auf der Geometrie des Modells ausgeführt, somit werden fast keine Rechenfehler begangen. Dieser Ansatz lässt sich zudem durch Aufteilen in Unterprobleme und durch die Benutzung von Heuristiken effizient auf große Datensätze anwenden. Die Messergebnisse und die Folgerungen für Effizienz und Effektivität des Algorithmus werden anschließend aufgeführt und erläutert.Item Open Access Kürzeste Wege im Wikipedia-Linkgraph(2013) Kara, FerdiDiese Arbeit beschäftigt sich mit unterschiedlichen Beschleunigungstechniken zur Suche kürzester Pfade in einem Graph. Im Gegensatz zu klassischen Weganfragen wird jedoch kein geographischer Graph als Datenquelle genutzt, sondern der manuell extrahierte Wikipedia-Linkgraph. Um eine Vergleichsgrundlage für Beschleunigungsalgorithmen zu erhalten, wird eine Auswertung der Breitensuche als Basis geschaffen. Zur optimalen Auswahl eines Beschleunigungsalgorithmus ist es unabdingbar, ein grundlegendes Verständnis über die Struktur des Graphen zu erhalten. In Folge dieser Untersuchung und einer Vorstellung unterschiedlicher Beschleunigungsalgorithmen wird das Transitknotenkonzept, welches in der Arbeit von Bast u.a. [BFM+07] vorgestellt wurde, auf den Wikipedia-Linkgraph angewandt. Um das Konzept auf einen nicht geographischen Graph anwenden zu können, wird nach der Arbeit von Eisner/Funke [EF12] die Suche nach einer passenden Transitknotenmenge als Hitting-Set-Problem formuliert. Die Qualität der ausgewählten Transitknoten wird mit unterschiedlichen Konstruktionen zur Transitknotenbestimmung verglichen und die verschiedenen Lösungen werden anhand der vorhergehenden Untersuchung der Graphstruktur erklärt. Schlussendlich wird gezeigt, warum die verschiedenen Konstruktionen der Transitknotenmenge schlechte Ergebnisse liefern, wodurch das Transitknotenkonzept angewandt auf den Wikipedia-Linkgraph fehlschlägt.Item Open Access Evaluierung von Verfahren zum optischen Lokalisieren und Kartographieren (SLAM) mit Eignung für den Einsatz auf UAVs(2013) Price, EricIn der Robotik werden kleine UAVs (unmanned aerial vehicles) dank zunehmender Hardwareminiaturisierung immer interessanter. Jedoch gelten auf diesen Plattformen wie Quadcoptern oder Modellflugzeugen zusätzliche Beschränkungen wie Größe, Bauform und Gewicht, die die zur Verfügung stehende Rechnerleistung für Anwendungen der autonomen Robotik nach wie vor einschränken. Thema dieser Diplomarbeit ist die Evaluierung von Verfahren zum simultanen Lokalisieren und Kartographieren an Hand optisch erfasster Bilddaten von einem mikro-UAV aus, wobei besonderes Augenmerk auf der Eignung der SLAM Verfahren für autonome optische Navigation in einer 3D Outdoor-Umgebung liegt.Item Open Access Konzepte und Mechanismen zur konsistenten nebenläufigen Aktualisierung der Weiterleitungstabellen in Software-defined Networks(2013) Pein, Moritz vonIn Software-defined Networks existieren zwei wichtige Gründe, die Kontrollebene auf mehrere Controller zu verteilen. Erstens ist es für die Skalierbarkeit des Systems wichtig, Zuständigkeiten flexibel auf mehrere Controller zu verteilen und zweitens muss ein Ausfall eines Controllers durch andere Controller toleriert und aufgefangen werden können. Außerdem ist eine Verteilungstransparenz der Kontrolllogik erwünscht, die es Kontrollanwendungen ermöglicht, Routen ohne große Kenntnisse des Netzwerks zu schreiben. Bei der Aktualisierung von Weiterleitungstabellen durch mehrere Controller treten durch asynchrone Kommunikation und konkurrierende Updates Inkonsistenzen in den Weiterleitungstabellen auf, die eine Koordination des Ablaufs nötig machen. Inkonsistenzen entstehen dadurch, dass innerhalb kurzer Zeit zwei Schreibaufträge für konkurrierende Routen gestartet werden und diese in unterschiedlicher Reihenfolge bei den Switchs verarbeitet werden, wodurch beide Flows unvollständig implementiert werden und Schleifen entstehen können. In dieser Arbeit wird eine verteilte Control Coordination Middleware vorgestellt, die zwei Mechanismen anbietet, durch die diese Inkonsistenzen verhindert werden. In der Locking-Variante muss ein Agent, der einen Flow einrichtet, erst eine Sperre über das Matching-Kriterium beantragen, bevor er die Updates verschicken darf. In der Logical-Clock-Variante werden die Updates mit Zeitstempeln versehen, die es den Switchs ermöglichen, veraltete Updates zu verwerfen.Item Open Access Approach and realization of a multi-tenant service composition engine(2013) Hahn, MichaelThe support of multi-tenancy is an essential requirement to leverage the full extent of Cloud computing. Multi-tenancy enables service providers to maximize the utilization of their infrastructure and to reduce the servicing costs per customer. With regard to the fact that nowadays new applications or services are often composed out of multiple existing services or applications, a middleware is required which enables these compositions. A Service Composition Engine (SCE) provides the required functionality to enable the definition and execution of service compositions. In this diploma thesis we investigate the requirements and define an abstract architecture for the realization of a multi-tenant SCE. This architecture is prototypically realized with an open-source SCE and integrated into an existing multi-tenant aware ESB. The resulting middleware provides configurability for service compositions, tenant-aware messaging and tenant-based administration and management of the SCE and the ESB.Item Open Access Paradigmenübergreifende Quelltexttransformation von Haskell nach Ruby(2013) Zschiesche, JannikThere is a trend amongst programming languages to mix multiple programming paradigms into one language or environment. Some languages directly include multiple paradigms, some environments (like the JVM) need to support languages from multiple paradigms. The automatic translation with usage of metamodells from concepts of functional languages into concepts of the object-orientation is analysed, described and implemented in this elaboration, including a working implementation of a Haskell to Ruby compiler in Haskell.Item Open Access REST Testbed(2013) Eisenbraun, NickWeb Services, die gemäß dem Architekturstil REST entworfen werden, zeichnen sich durch Eigenschaften wie Interoperabilität, lose Kopplung, Wiederverwendbarkeit, Leistung und Skalierbarkeit aus. In verteilten Systemen werden deswegen oft REST-basierteWeb Services eingesetzt. Verteilte Systeme haben höhere Fehleranfälligkeit als Standalone-Anwendungen und diese Erkenntnis sollte beim Entwicklungsprozess durch ausreichende Testszenarien berücksichtigt werden. Bei der Entwicklung von REST-basierten Client-Anwendungen wird ein REST-basierter Web Service benötigt, um die Funktionalitäten der Client-Anwendung zu testen. In dieser Diplomarbeit werden Anforderungen an ein Testbed zum Testen von REST-basierten Client-Anwendungen gestellt. Es wird eine Architektur zu diesem Testbed entworfen und anschließend ein Testbed prototypisch implementiert. Bei der Entwicklung des Testbeds werden die Eigenschaften wie Erweiterbarkeit und Konfigurierbarkeit der Funktionalitäten des REST-basiertenWeb Services sichergestellt. Durch die berücksichtigte Erweiterbarkeit kann das Testbed leicht um neue Funktionalitäten ergänzt werden. Die Konfigurierbarkeit erlaubt das Anpassen der funktionalen und nicht-funktionalen Eigenschaften des Testbeds, um die Erfüllbarkeit der an eine Client-Anwendung gestellten funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen zu überprüfen.Item Open Access Interaktive Analyse von Supercomputer-Leistungsdaten(2013) Hackländer, JessicaMit den stetig wachsenden Datenmengen wachsen auch heutige High Performance Computing (HPC)-Umgebungen in ihrer Größe und Komplexität. Gleichzeitig wächst aber auch ihre Fehleranfälligkeit, wodurch es zunehmend wichtig ist, HPC-Systeme fehlertoleranter zu machen. In dieser Arbeit werden Visualisierungstechniken vorgestellt, die für die Visualisierung und Analyse von HPC-Leistungsdaten geeignet scheinen und gezeigt, dass keine dieser Visualisierungen alleine die Komplexität dieser Daten vollständig erfassen kann. Bereits bestehende Ansätze im Bereich der HPC-Leistungsanalyse werden vorgestellt und gezeigt, dass diese entweder nur Anwendungsdaten betrachten oder nur einfache Visualisierungs- und Interaktionstechniken bieten. Im Hauptteil dieser Arbeit wird die Entwicklung eines Prototyps beschrieben, der auf diesen Kenntnissen basierend verschiedene Visualisierungen implementiert, die unterschiedliche Aspekte der Daten betrachten und anwendungsbasierte mit infrastrukturellen Daten kombinieren. Durch die Implementierung verschiedener Interaktionstechniken, wie Multiple Coordinated Views, Selektion und Filtermöglichkeiten, bietet der Prototyp unterschiedliche Möglichkeiten, um die Daten zu explorieren und analysieren. In einer anschließenden beschriebenen Benutzerstudie wird für einzelne umgesetzte Visualisierungs- und Interaktionstechniken gezeigt, dass diese sinnvoll und hilfreich für die Analyse von HPC-Leistungsdaten sind. Der Prototyp stellt damit einen sinnvollen Ansatz für die Analyse von HPC-Leistungsdaten dar und kann in Zukunft durch weitere Visualisierungs- und Interaktionstechniken erweitert werden.Item Open Access Modeling of a multi-core microblaze system at RTL and TLM abstraction levels in systemC(2013) Eissa, KarimTransaction Level Modeling (TLM) has recently become a popular approach for modeling contemporary Systems-on-Chip (SoCs) on a higher abstraction level than Register Transfer Level (RTL). In this thesis a multi-core system based on the Xilinx MicroBlaze micro-processor is modeled at RTL and TLM abstraction levels in SystemC. Both implemented models have cycle accurate timing, and are verified against the reference VHDL model using a VHDL / SystemC mixed-language simulation with ModelSim. Finally, performance measurements are carried out to evaluate simulation speedup at the transaction level. Modeling of the MicroBlaze processor is based on a MicroBlaze Instruction Set Simulator (ISS) from SoCLib. A wrapper is therefore implemented to provide communication interfaces between the processor and the rest of the system, as well as control the timing of the ISS operation to reach cycle accurate models. Furthermore, a local memory module based on Block Random Access Memories (BRAMs) is modeled to simulate a complete system consisting of a processor and a local memory.Item Open Access Concept and implementation of a pluggable framework for storage, transformation, and analysis of large-scale enterprise topology graphs(2013) Todenhagen, HannesThe addition of on-demand cloud computing offerings increases the complexity of IT systems rapidly. Enterprise Topology Graphs depict all the components of enterprise IT and their relations, to regain insight into enterprise IT. The focus of this work is the research, design and implementation of a framework to store and manage these graphs in an efficient way. The difficulties are the enormous graph sizes and a lot of meta information, leading to a complex design to offer a good performing solution. The framework is based on a graph database to store the Enterprise Topology Graph efficiently and offers a pluggable architecture to be able to extend the functionality, e.g. with transformation operations the graphs. With the reference implementation of this framework, the complex structures of enterprise IT systems can be stored, managed and easily manipulated to gain a more detailed view on the IT components and their dependencies.