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Professur Betriebssysteme
Studentische Arbeiten

Studentische Arbeiten

Hinweis

Diese Themen sind Vorschläge. Wenn Sie eigene Ideen haben, besprechen wir diese gern mit ihnen.

Implementierung eines Plug-Ins für Ptolemy II zur Modellierung und Simulation von LTI-Hybriden Automaten

Verantwortlich: Jafar Akhundov

Allgemeine Beschreibung: Aufgabenstellung: 1. Vergleich von Tools (mindestens Ptolemy II, SpaceEx, Stateflow/Simulink) bzgl Laufzeiten, Parametrisierung, Möglichkeit für Verfeinerung eines Modells, Ausdruckskraft (welche Hybride Automaten, wie Zeitautomaten, Rechteck-Automaten, Lineare Automaten, Allgemeine HA, darstellbar), Nutzerfreundlichkeit usw. 2. Eine Plug-In-Entwicklung für Darstellung und Simulation von LTI-HA (fundamentae Paper) in dem existierenden Tool (Ptolemy II). Optional: 1. Prüfen der Analyse der Komponierbarkeit in den Tools (ob vorhanden oder nicht), wenn es bei Nebenläufigen Automaten mit gemeinsamen Variablen zu einem Konflikt kommen kann 2. Skalierbarkeit der Tools-Laufzeiten kann geprüft werden, indem ein kleiner Skript zur Missonsgeneration(Automatengeneration) geschrieben ist, der die Anzahl der Komponenten/Automaten in dem System immer vergrößert. 3. Anwendbarkeit in Automobilindustrie (in welchen Designphasen, realistisch oder nicht usw) 4. Integration der formalen Analyse aus der aktuellen Forschung in den Plug-In

Bearbeitet als Forschungspraktikum

Start: 01.01.1970

Implementierung und Leistungsanalyse von Reachability Algorithmen für Hybriden Automaten

Verantwortlich: Jafar Akhundov

Realisierbar als: Bachelor-Arbeit, Forschungspraktikum

Integration und Leistungsmessungen von Echtzeit-Betriebssystem auf einem Raspberry Pi Board

Verantwortlich: Jafar Akhundov

Realisierbar als:

Entwicklung einer Methode zur quantitativen Bewertung konfigurierbarer Fehlerbäume

Verantwortlich: Christine Jakobs

Konfigurierbare Fehlerbäume ermöglichen es komplexe Systeme bereits während ihrer Design-Phase zu modellieren und zu analysieren. Hierbei wird im Vergleich zu klassischen Fehlerbäumen nicht ein konkretes System modelliert sondern ggf. auftretende Konfigurationsmöglichkeiten erhalten. Diese konfigurierbaren Fehlerbäume können zu sog. Strukturformeln evaluiert werden. Im Rahmen dieses Projektes soll anhand von Strukturformeln eine weiterführende Analyse konfigurierbarer Fehlerbäume entwickelt werden.

Realisierbar als: Master-Arbeit

Selbststabilisierung in hybriden Automaten

Verantwortlich: Jafar Akhundov

Selbststabilisierung ist ein wichtiges Konzept der Fehlertoleranz. Sie garantiert, dass in einem System in welchem nur transiente Fehler auftreten können, das System immer in ein korrek- tes Verhalten übergeht. Hybride Automaten sind ein Formalismus, welcher ein Model für komplexes Systemverhalten für hybride Dynamik einführen, wo die Stabilisierung im Sin- ne der Regelungstechnik angewendet werden kann. Das Seminar soll einen kurzen Überblick über bereits existierende Techniken für die Verifikation von Selbststabilisierung (falls existent) in Hybriden-Automaten-Modellen geben. Alternativ soll eine einfache Technik für die Verifikation vorgeschlagen werden. Diese soll basieren auf Wahrscheinlichkeiten und der Forschung von Stabilitätsmetriken und der Analyse der Kontrolltheorie.

Realisierbar als: Proseminar

Space-Time Scheduling

Verantwortlich: Jafar Akhundov

Mit der Einführung von Cyber-Physical Systems werden neue Werkzeuge für die Modellierung und Verifikation benötigt. Einer der wichtigen Aspekte für die Analyse ist die Planbarkeit von Tasks. Ein Beispiel hierfür ist es, dass einige Tasks eines Schwarms von Satelliten nicht nur vor ei- nem bestimmten Zeitpunkt ausgeführt werden müssen, sondern auch ohne Bedingungen zu verletzen. Jedoch kann im Unterschied zu Zeit im Raum die Zeit nur durch einen signifikanten Energieaufwand beeinflusst werden (relativistische Zeit ist nicht Teil dieses Seminars). Es ist jedoch möglich Geschwindigkeit zu verwenden um räumliche Koordinaten zu erreichen. Das Ziel der Arbeit ist es einen Überblick über anwendbare Analysetechniken zu geben und deren Grenzen im Raum-Zeit-Scheduling aufzuzeigen (1D,2D,3D). Ein interessanter Startpunkt wäre die Anwendbarkeit von existierenden Echtzeit-Planbarkeits- Tests für Raum-Zeit Scheduling zu testen. Eine andere interessante Anwendung wäre der Stromverbrauch des Prozessors für Echtzeit-Tasks (mehr Strom = höhere Frequenz = höhere Produktivität = geringere Wahrscheinlichkeit der Deadline Verletzung). Zur selben Zeit ist der Strom begrenzt (genauso wie die Geschwindigkeit).

Realisierbar als: Forschungsseminar, Hauptseminar

Generierung von formalen Modellen aus Code

Verantwortlich: Christine Jakobs

Bei der Analyse von verlässlichen Systemen können formale Modelle große Vorteile bringen. Sie geben einen starren und distanzierten Weg um Aussagen über das System und seine nicht-funktionalen Ei- genschaften zu generieren. Während formale Techniken beweisbar für reine Hardwaresysteme funktionieren, ist die Generierung formaler Modelle direkt aus Software Quelltext laufende Forschung (z. B. Petri Netze, Markov Ketten, Automaten). Diese Modelle verlangen eine formale Semantik für Programmiersprachen, welche oft nicht gegeben oder nur teilweise definiert sind.
Ihre Aufgabe ist es eine Literatursuche durchzuführen, welche existierende formale Se- mantiken von Programmiersprachen zusammenfasst. Decken sie alle Aspekte der Sprache ab? Haben sie Annahmen über die darunterliegende Ausführungsumgebung?

Realisierbar als: Proseminar

Isabelle / HOL

Verantwortlich: Matthias Werner

ist eines der international führenden Programme für den Beweis der Korrektheit von Computer systemen (Theorem prover). So wurde z.B. der Korrektheitsbeweis des sel4 Kerns mit der Hilfe von Isabelle gemacht.
Für dieses Thema sollen Sie eine Einführung zu Isabelle/HOL sowie den Grundlagen geben. Die praktische Anwendung sollte durch die Verifikation eines Protokolls (sprechen Sie hierzu mit dem Seminarleiter) gezeigt werden.

Realisierbar als: Forschungsseminar

Python-Laufzeitsystem auf der Grundlage von Forth

Verantwortlich: Matthias Werner

Forth ist eine syntaxlose, sehr maschinennahe Programmiersprache mit einem Laufzeitsystem, das ohne Betriebssystem "bare metal" läuft. Aufgabe in dieser Arbeit ist es, einen Python-Bytecode-Interpreter für ein Forth-System auf einem embedded Board zu entwickeln.

Realisierbar als: Master-Arbeit

Implementierung eines Von-Neumann-Rechner-Modells zu Lehrzwecken

Verantwortlich: Laura Morgenstern

Ihre Aufgabe ist die Entwicklung einer Anwendung, die den Aufbau und die Funktionsweise eines Von-Neumann-Rechners (VNR) visualisiert. Als grobe Orientierung dient dabei der Lehrcomputer 1  (https://www.tu-chemnitz.de/informatik/friz/Grundl-Inf/Rechnerarchitektur/LC1/index.php).  Die Anwendung soll wenigstens die Komponenten Hauptspeicher, Steuerwerk, Rechenwerk und Register sowie deren Verbindung durch Daten- und Adressbus darstellen. Als Eingabe für den VNR sollen Programme in einer einfachen Assemblersprache dienen. Der Befehlszyklus soll anhand der Ausführung dieser Programme auf Komponenten- und Logikgatterebene visualisiert werden. Dies betrifft insbesondere auch die interne Funktionsweise des Rechenwerks und des mikroprogrammierbaren Steuerwerks. Implementieren Sie die beschriebene Anwendung in einer geeigneten Programmiersprache Ihrer Wahl. Achten Sie dabei insbesondere auf Verständlichkeit und Erweiterbarkeit des Quellcodes.

Bearbeitet von Benedikt Geißler

Bearbeitet als Bachelor-Arbeit

Start: 13.03.2018

Mobilität und Verteiltheit in Barrelfish

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Martin Richter

Bearbeitet als

Start: 16.04.2018

PylotOS-an interpreted operating system

Verantwortlich: Christine Jakobs

Bearbeitet von Stefan Naumann

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 01.02.2018

Abstraction Layer in PylotOS

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Maximilian Kränert

Bearbeitet als Bachelor-Arbeit

Start: 09.05.2018

Speicherverwaltung und Interrupthandling in PylotOS

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Sebastian Kratzsch

Bearbeitet als Bachelor-Arbeit

Start: 09.05.2018

Redundanzmechanismen zur Fehlertoleranz im Automobilbereich

Verantwortlich: Christine Jakobs

Bearbeitet von Martin Römer

Bearbeitet als Hauptseminar

Start: 07.05.2018

Test objectives in DO-178C

Verantwortlich: Christine Jakobs

Bearbeitet von Reema Thakur

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 14.06.2017

Ende: 20.11.2017

Beispielimplementierung von DiAO

Verantwortlich:

Im Rahmen der Forschung an der Professur im Gebiet der cyberphysischen Systeme wurde das Konzept der Verteilten Aktiven Objekte (Distributed Active Object, DiAO) entwickelt. Aufgabe für diese studentische Arbeit ist die Implementierung einer Middleware zur Unterstützung von DiAO sowie die Entwicklung einer Proof-of-Concept-Anwendung auf einem verteilten mobilen System.

Bearbeitet von Martin Richter

Bearbeitet als Bachelor-Arbeit

Start: 01.04.2017

Ende: 10.11.2017

Framework für Simulation and Performance-Analyse von Uhrensynchronisationsalgorithmen

Verantwortlich: Jafar Akhundov

Es muss ein Framework für Simulation und Leistungsanalyse von diversen Uhrensynchronisationsalgorithmen implementiert werden. Die Implementierungssprache ist im Prinzip irrelevant. Dafür müssen verteilte Systeme parametrisiert werden mit Hinsicht auf Synchronisation. Als Basis dafür dient eine fertige Masterarbeit. Der Kontext der Arbeit ist automatische Generierung von Synchronisationsmodulen bei parametrisierten verteilten Raumfahrtsystemen.

Bearbeitet von Leander Herr

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 20.03.2016

Ende: 01.02.2018

PyOS (Teilprojekt HAL)

Verantwortlich:

Das PyOS-Projekt des Lehrstuhls arbeitet an der Realisierung eines Bare Metal - Interpreters für die Programmiersprache Python. Ziel ist es, auf Basis dieser Ausführungsumgebung neuartige Betriebssystemkonzepte in eingebetteten Systemen zu erforschen.

Bearbeitet von Ronny Kramer

Bearbeitet als Forschungspraktikum

Start: 01.05.2015

Ende: 01.12.2015

Methoden zur Objektverfolgung bei der Lokalisierung mittels Tiefenkameras

Verantwortlich: Mario Haustein

Bearbeitet von Pierre Bockner

Bearbeitet als Bachelor-Arbeit

Start: 23.02.2015

Ende: 14.04.2015

Lokalisierung mittels mehrerer Kinect-Kameras

Verantwortlich: Mario Haustein

Bearbeitet von Riko Streller

Bearbeitet als Bachelor-Arbeit

Start: 20.06.2013

Ende: 23.01.2014

Integration der X80Pro-Roboter in Robot OS

Verantwortlich: Mario Haustein

Bearbeitet von Peter Küffner

Bearbeitet als Bachelor-Arbeit

Start: 20.05.2014

Ende: 15.10.2014

Automatische Speicherbereinigung in Echtzeitsystemen

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Tobias Stumpf

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 20.09.2012

Ende: 04.02.2013

Generisches Policy Management für heterogene Firewallsysteme

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Philipp Seidel

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 03.04.2012

Ende: 19.10.2012

Universelles Framework zur Beobachtung und Steuerung von Benutzeroberflächen für CSCW-Unterstützung in Einzelbenutzeranwendungen

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Michael Kunz

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 09.07.2012

Ende: 05.09.2012

Design und Implementierung einer Abstraktionsschicht für verteilte, ortsabhängige Anwendungen auf iOS

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Robert Rieß

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 03.05.2011

Ende: 24.11.2011

Simulationsframework für verteilte mobile Systeme

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Andreas Löscher

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 30.05.2011

Ende: 24.11.2011

Konfliktlösungsmechanismen für die Kooperation von Legacy-Anwendungen

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Marcel Ott

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 14.12.2010

Ende: 14.06.2011

Untersuchung von Methoden zur Laufzeitmessung in WLAN zum Zwecke der Positionsbestimmung

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Mario Haustein

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 16.03.2010

Ende: 25.03.2011

Gruppengestützte Lokalisierung in Ad-Hoc Netzwerken

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Kai Timmer

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 11.07.2009

Ende: 30.04.2010

Offenes Betriebssystem für den Aibo ERS-110

Verantwortlich: Matthias Werner

Bearbeitet von Roland Fischer

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 14.10.2008

Ende: 27.04.2009

Implicit Group Building of Distributed Cyber Physical Systems with Predictable Dynamics

Verantwortlich: Jafar Akhundov

"Distributed mobile cyber-physical system pose new challenges for concurrency studies. One of the aspects of interest is bringing several dynamic nodes together to accomplish a single goal which could be e.g. some decision making process (agreement) etc. In this work, a student must investigate this problem with respect to a use case of satellites which observe Earth surface for certain duration events (like fires, eruptions, rogue waves etc). The task is: 1. To find a suitable algorithm to maximise the durations of observations of the events and the number of observed events utilising the knowledge of satellite’s orbits (e.g. LEO) 2. Analyse the implications and run times of the algorithm with respect to different metrics (like latency, robustness) 3. Implement a simulation framework to support the thesis (external libraries are allowed such as Ptolemy II etc) Certain constraints have to be met to make the work feasible for a typical thesis duration (24 weeks): 1. Only crash faults have to be considered, i.e. satellites can come and go dynamically during run time of the system 2. Synchronization and communication of the satellites occur only via ground stations with at least one ground station always visible to any satellite 3. The planning also occurs on the ground stations (decentralised or centralised in one control node) and the plan is then disseminated to the satellites 4. The maximum latencies for communication are always known The student gets initial recommendations for state of the art studies and technical support."

Bearbeitet von Anupama Amur

Bearbeitet als Master-Arbeit

Start: 31.10.2017

Ende: 01.01.1970