Universität Stuttgart
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Item Open Access A context-aware hoarding mechanism for location-dependent information systems(2000) Kubach, Uwe; Rothermel, KurtWhen 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.Item Open Access 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.Item Open Access Hierarchische Graphen zur Wegesuche(2000) Buchholz, Friedhelm; Claus, Volker (Prof. Dr.)In dieser Arbeit wird ein Zwei-Phasenmodell zur effizienten Entfernungsberechnung in gewichteten Graphen untersucht. Bekannte Anwendungsgebiete sind Verkehrsinformationssyteme, VLSI Design, Verteiltes Rechnen und geometrische und parallele Algorithmen. In einer Preprocessing-Phase wird zu einem Graphen ein Hierarchischer Graph (HG) konstruiert, der in der Online-Phase zur Entfernungsberechnung eingesetzt wird. Es werden die Laufzeit (T) der Preprocessing-Phase, die Groesse (S) des HG'en und die Laufzeit (Q) der Online-Phase untersucht. Zwei kontraere Modellierungsansaetze werden vorgestellt: Geeignete Knoten und ein rekursives Separationskonzept. Das Konzept mit Geeigneten Knoten wird auf Levelgraphen verallgemeinert und es wird gezeigt, dass die Berechnung einer minimalen Geeigneten Knotenmenge NP-vollstaendig ist. Die Approximation bzgl. der Groesse der Geeigneten Knotenmenge kann bis auf einen logarithmischen Faktor und bezueglich des Umgebungsabstands bis auf einen konstanten Faktor in polynomieller Laufzeit durchgefuehrt werden. Im Falle von planaren Graphen wird mittels eines erweiterten Separationskonzepts (Ideen von Lingas 1990 und von Didjev 1996 werden kombiniert) gezeigt, dass HG'en von fast linearer Groesse genuegen, um Q in O(n {1.5} log 3 n) zu gewaehrleisten. Dieses Resultat ist modulo logarithmischer Faktoren optimal. Ausserdem wird ein neuer Parameter 'Separatorweite' fuer Graphen eingefuehrt und es wird konstruktiv gezeigt, dass die Separatorweite unabhaengig von der Baumweite ist, aber hoechstens um einen logarithmischen Faktor von der Baumweite abweicht. Am Beispiel wird gezeigt, dass eine logarithmische Abweichung auftreten kann.Item Open Access AIDA II - Abschlußbericht(2000) Hohl, Fritz; Baumann, Joachim; Rothermel, Kurt; Schwehm, Markus; Theilmann, WolfgangIn 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.Item Open Access Final report of design workshop : (10.-15.7.2000)(2000) Nicklas, Daniela; Mitarbeiter der Forschergruppe NexusThis document is the final report of the first design workshop of the NeXus research group of the University of Stuttgart, held from 10th to 15th July 2000. It contains a basic description of the Nexus platform, which is an open, global infrastructure for mobile, spatially aware applications.Item Open Access A framework to protect mobile agents by using reference states(2000) Hohl, FritzTo protect mobile agents from attacks by their execution environments, or hosts, one class of protection mechanisms uses 'reference states' to detect modification attacks. Reference states are agent states that have been produced by non-attacking, or reference hosts. This paper examines this class of mechanisms and present the bandwidth of the achieved protection. First, a new general definition of attacks against mobile agents is presented. As this general definition does not lead to a practicable protection scheme, the notion of reference states is introduced. This notion allows to define a protection scheme that can be used to practically realize a whole number of mechanisms to protect mobile agents. Therefore, after an initial analysis of already existing approaches, the abstract features of these approaches are extracted. A discussion examines the strengths and weaknesses of the general protection scheme, and a framework is presented that allows an agent programmer to choose a level of protection using the reference states scheme. An example illustrates the usage of the framework, measurements present the overhead of the framework for the case of the example mechanism.Item Open Access Die geregelte logische Uhr, eine globale Uhr für die tracebasierte Überwachung paralleler Anwendungen(2000) Rabenseifner, Rolf; Rothermel, Kurt (Prof. Dr.)Das Aufzeichnen und Darstellen des Programmflusses sowie des Nachrichtenaustauschs paralleler Anwendungen ist schwierig, wenn jeder Prozessor eine eigene Uhr besitzt, und diese Uhren nicht synchronisiert sind. Mehrere Strategien zur Bildung einer globalen Uhrzeit werden in einem Überblick dargestellt, und die Grenzen werden aufgezeigt. Die geregelte logische Uhr, eine neue Methode auf der Basis von Lamports logischer Uhr, wird vorgestellt. Ungenaue Zeitstempel aus Tracefiles werden derart modifiziert, daß sie die Uhrenbedingung erfüllen, d.h. daß der Empfang einer Nachricht einen späteren Zeitstempel als das zugehörige Sendeereignis besitzt. Mit dem Regler wird das Maximum aller lokalen Prozessoruhren als Basis für eine globale Zeit angenähert. Die korrigierten Zeitstempel ermöglichen Leistungsmessungen, bei denen die Ereignisse in verschiedenen Prozessen liegen. Eine stückweise lineare rückwärtige Amortisation der Uhrenkorrekturen garantiert, daß die Fehler bei Messungen von Zeitintervallen zwischen Ereignissen im selben Prozeß minimal sind. Bei der Erstellung eines Tracefiles ist kein zusätzlicher Protokollaufwand nötig. Die geregelte logische Uhr kann als Filter für Tracefiles implementiert werden. Sie kann aber auch in Monitor- und Debuggingwerkzeuge integriert werden.Item Open Access 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.Item Open Access Bericht zum Seminar über Elektro-CAD (Sommersemester 2000)(2000) Schäfer, DirkDie rechnergestützte Produktentwicklung erfolgt heutzutage in einem interdisziplinären Arbeitsprozeß, innerhalb dessen Experten verschiedener Ingenieurbereiche und Branchen ihr Fachwissen und Können mittels modernster Software-Werkzeuge in sogenannte Produktmodelle einbringen. Derartige Produktmodelle verkörpern die informationstechnische Datenbasis eines zu entwickelnden bzw. zu fertigenden Produktes und sind zur Gestaltung eines effizienten Produktentwicklungsprozesses mittlerweile obligatorisch. Eine der Schlüsseltechnologien der rechnergestützten Produktentwicklung ist der Bereich des Computer Aided Design, kurz CAD, innerhalb dessen die konstruktive Modellierung des Konstruktionsobjektes erfolgt. Während die CAD-Technologie in den Anwendungsbereichen Mechanik bzw. Maschinenbau bereits seit vielen Jahren etabliert ist - und heute einen immens hohen Entwicklungsstand aufweist - befindet sich die Entwicklung von effizienten Werkzeugen zur rechnergestützten Konstruktion elektrotechnischer bzw. elektromechanischer Produkte auf einem weitaus niedrigeren technologischen Niveau. Die Gründe hierfür mögen zum Teil historisch bedingt sein, denn die Entwicklung von Elektro-CAD-Werkzeugen (E-CAD) hat erst rund zwanzig Jahre nach der Entwicklung von Mechanik-CAD-Werkzeugen (M-CAD) eingesetzt, da schlichtweg bis dato kaum Bedarf an solchen Werkzeugen für die Elektrokonstruktion bestand. Ferner unterscheiden sich Maschinenbau und Elektrotechnik in bezug auf Aufbau und Darstellung von CAD-Modellen stark voneinander, so daß die für den M-CAD-Bereich entwickelten Werkzeuge nicht ohne weiteres für die Verwendung im E-CAD-Umfeld angepaßt werden konnten. Seit Mitte der Neunziger Jahre beschäftigen sich zahlreiche Wissenschaftler, E-CAD-Anwender und Systementwickler verstärkt mit der Entwicklung einer neuen (dritten) Elektro-CAD- Systemgeneration, welche den zukünftigen Anforderungen an ein modernes Electrical Engineering gerecht werden soll.Item Open Access Einbettung von Interpolationsfunktionen in die Datenbanksprache SQL - Datenbankunterstützung für die Umweltforschung(2000) Zink, Leonore; Reuter, Andreas (Prof. Dr.)Diese Arbeit begann im Rahmen des interdisziplinären Umweltforschungsprojekts "Naturmeßfeld 'Horkheimer Insel'", das sich aus fünf Anwenderprojekten und einem Informatik-Teilprojekt zusammensetzte. Innerhalb dieses Projekts wurden von allen Anwendern unterschiedlichste Meßwerte erhoben. Zur Speicherung der Daten wurde ein relationales Datenbanksystem gewählt, weil die Strukturierung, die Sicherung und inzwischen auch die Verteilung der Daten durch ein verteiltes Datenbanksystem zufriedenstellend abgedeckt werden. Nur für die Aufbereitung speziell von Umweltdaten und Meßwerten werden noch immer keine geeigneten Werkzeuge oder Ergänzungen zu den Datenbanksystemen angeboten. Nun sind Meßreihen aus der natürlichen Umwelt oft unvollständig, weil die Ergebnisse einzelner Messungen fehlen, oder die zeitlichen bzw. räumlichen Abstände der Meßwerte können nicht in der vom weiterverarbeitenden Programm gewünschten Form geliefert werden. Hier setzt diese Arbeit an: Durch in das Datenbanksystem integrierte Interpolationsverfahren wird es möglich, Werte an beliebigen Punkten des Meßintervalls innerhalb einer "normalen" Datenbankanfrage abzufragen. Die Werte werden dann aus den umliegenden Meßwerten mit einem geeigneten Verfahren berechnet. In dieser Arbeit wird beschrieben, wie eine Anfragesprache erweitert werden muß, damit solche Anfragen möglich sind, und wie dazu das Datenbanksystem ergänzt werden muß. Verschiedene mögliche Ansätze werden aufgezeigt. Ein Ansatz wurde als Prototyp implementiert, um die Benutzerfreundlichkeit dieses Konzepts zu zeigen. Die Leistungsmessungen an einigen Beispielanfragen belegen ein akzeptables Antwortzeitverhalten.