Voss, Sebastian:

Integrated task and message scheduling in time-triggered aeronautic systems

Duisburg, Essen (2010), XI, 125 S.
Dissertation / Fach: Wirtschaftswissenschaften
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften » Fachgebiet Informatik » Verlässlichkeit von Rechensystemen
Echtle, Klaus (Doktorvater, Betreuerin)
Müller-Clostermann, Bruno (GutachterIn)
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2010
Abstract:
Diese Arbeit präsentiert Techniken zur Generierung von integrierten Task- und Message Konfigurationen für zeitgesteuerte IMA Architekturen. Den präsentierten Ansätzen liegt das Problem der Erzeugung von integrierten Task und Message Schedules für zeitgesteuerte Netzwerke zugrunde. Die entwickelten Ansätze generieren dabei automatisch integrierte Task und Message Schedules, die speziellen Systemanforderungen genügen. Unser erster Ansatz löst das Task und Message Scheduling Problem mittels Transformierung in ein Graphen - Problem. Ein Algorithmus wird entwickelt, der den Abhängigkeitsgraphen durchläuft und dabei sowohl das Task Scheduling auf Systemebene, als auch das Message Scheduling auf Kommunikationsebene einbezieht. Der präsentierte Ansatz arbeitet iterativ und enthält Überprüfungs- und Pfad-Erweiterungs-Funktionalität, die die zeitliche Konsistenz des entwickelten Schedules garantieren. Einer der Vorteile dieses Ansatzes ist die Skalierbarkeit, die es ermöglicht, auch größere aeronautische Architekturen zu untersuchen und entsprechende Konfigurationen bereitzustellen. Ein zweiter Ansatz beschreibt und löst erstmals das gegebene Problem mit Hilfe von Model - Checking Techniken. Diese Arbeit zeigt, dass aktuelle Model - Checking und Bounded Model - Checking Techniken genutzt werden können, um integrierte Task und Message Schedules zu berechnen, die speziellen Systemeigenschaften genügen. Wir präsentieren einen Ansatz, der das Prinzip der Zustandsraumexploration zur Scheduling Synthese nutzt. Dazu entwickeln wir eine symbolische Kodierung, die es nicht nur ermöglicht gültige Konfigurationen zu finden, sondern auch solche, die optimal sind bezüglich der Minimierung der Ende-zu-Ende Latenz. Zusätzlich präsentieren wir einen heuristischen Ansatz, der es erlaubt, die Skalierbarkeit deutlich zu verbessern, indem er das Problem der erschöpfenden Suche einschränkt. Die entwickelte Heuristik führt dabei eine gesteuerte, gewichtsbasierte Erkundung des Zustandsraumes durch. Die entwickelten Ansätze sind in einem Framework zur Scheduling Synthese implementiert. Dieses Framework erlaubt die Generierung von geeigneten System Konfigurationen als auch Komplexitätsuntersuchung für verschiedene Systemarchitektur - Szenarien. Dazu wird ein Ansatz zur Evaluierung von Komplexitätsuntersuchungen entwickelt.