ISBN 978-3-8439-0994-5

978-3-8439-0994-5, Reihe Informatik

Marc Zeller
Selbst-Adaptivität in vernetzten eingebetteten Systemen unter Berücksichtigung nicht-funktionaler Anforderungen

225 Seiten, Dissertation Universität Augsburg (2013), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Viele technische Systeme, wie z.B. Automobile, Flugzeuge oder Industrieanlagen bestehen heute aus einer wachsenden Anzahl miteinander verbundener Computersysteme, sog. vernetzter eingebetteter Systeme. Diese übernehmen Aufgaben wie die Überwachung und Steuerung von Geräten, sowie die Verarbeitung von Daten und Signalen. Dabei führt die Zunahme an softwarebasierten Funktionsmerkmalen in diesen Systemen und die wachsende Vernetzung der Funktionsmerkmale untereinander zu einer kontinuierlichen Komplexitätssteigerung.

Um die Komplexität vernetzter eingebetteter Systeme auch in Zukunft beherrschen zu können und die Flexibilität, die Erweiterbarkeit sowie die Robustheit dieser Systeme zu erhöhen, können vernetzte eingebettete Systeme um Selbst-Adaptivität erweitert werden. In dieser Arbeit wird Adaptivität durch die Anpassung der Allokation der Softwarekomponenten des vernetzten eingebetteten Systems zur Laufzeit als Reaktion auf Änderungen in der Umgebung des Systems oder innerhalb des Systems selbst realisiert.

Diese Arbeit präsentiert Lösungen für konkrete Fragestellungen bei der Realisierung von Laufzeitadaption in vernetzten eingebetteten Systemen unter Berücksichtigung der nicht-funktionalen Anforderungen in diesen Systemen.

Dies umfasst ein Verfahren zur effizienten Bestimmung einer neuen Allokation des vernetzten eingebetteten Systems unter Berücksichtigung der im Entwurf definierten nicht-funktionalen Anforderungen an das System. Um die neu geplante Allokation durch die Migration von Softwarekomponenten umzusetzen, wird im Rahmen dieser Arbeit ein neues Verfahren zur zuverlässigen Durchführung der Laufzeitadaption in einem vernetzten eingebetteten System vorgestellt, wobei die eigentliche Funktionalität des Systems durch den Adaptionsprozess selbst nicht beeinträchtigt wird. Des Weiteren wird in dieser Arbeit eine mehrstufige, hierarchische Kontrollarchitektur zur schnellen Realisierung der Laufzeitadaption in einem vernetzten eingebetteten System durch Anpassung der Allokation der Softwarekomponenten präsentiert.

Als konkretes Anwendungsbeispiel für komplexe vernetzte eingebettete Systeme werden im Rahmen dieser Arbeit automobile E/E-Systeme betrachtet.