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Professur Betriebssysteme
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Modelle und Laufzeitumgebungen für Mobile Cyber-Physische Systeme

Cyber-physische Systeme setzen sich aus heterogenen mobilen Ausführungseinheiten zusammen, die über Sensoren und Aktoren mit ihrer Umgebung interagieren. Somit entsteht eine Kopplung zwischen der digitalen Anwendung und der physischen Welt. Durch diese Schnittstelle rücken für den Programmierer Themen wie Echtzeitfähigkeit, Orts- und Bewegungsbewusstsein, Heterogenität sowie Verteiltheit in den Vordergrund.

Klassische Ansätze stellen dem Programmierer Schnittstellen zur Abstraktion der Verteiltheit des Systems zur Verfügung. Dabei wird die Heterogenität und die Mobilität des Systems vor dem Entwickler versteckt. Beide Eigenschaften spielen in cyber-physischen Systemen jedoch eine entscheidende Rolle, da eine gewünschte Interaktion mit der physischen Umgebung Anforderungen an die Fähigkeiten und Positionen der Ausführungseinheiten stellt.

Neue Programmiermodelle sollen von der Kompliziertheit der orts- und bewegungsabhängigen Wechselwirkung zwischen heterogenen Ausführungseinheiten und ihrer Umgebung abstrahieren. Zusätzlich sollen sie Garantien für die korrekte Ausführung der Anwendung liefern, was es dem Programmierer erlaubt, sich vollständig auf das gewünschte Systemverhalten zu konzentrieren.

Veröffentlichungen

    2026

  1. Martin Richter, "Towards a Physical Machine Model for Cyber-Physical Systems", 2026
     
  2. Martin Richter, Albrecht Stoye, Matthias Werner, "Utilizing Hybrid Bond Graphs to Define a Machine Model for Cyber-Physical Systems", 2026
     


  3. 2025

  4. Martin Richter, Matthias Werner, "Programming Model for Cyber-Physical Systems", 2025
     


  5. 2024

  6. Martin Richter, Christine Jakobs, Theresa Werner, Matthias Werner, "A Programming Model for Heterogeneous CPS from the Physical POV with a Focus on Device Virtualization", International Journal on Advances in Intelligent Systems, (2024)  
  7. Martin Richter, Reinhardt Karnapke, Matthias Werner, "Utilizing Sensor and Actuator Virtualization to Achieve a Systemic View of Mobile Heterogeneous Cyber-Physical Systems", 2024
     
  8. Martin Richter, "Vom einzelnen Roboter zum Schwarm: Ganzheitliche Programmierung von Gruppen unterschiedlicher Roboter", 2024
     
  9. Martin Richter, Reinhardt Karnapke, Matthias Werner, "Presentation: Virtualization in Robot Swarms: Past, Present, and Future", 2024
     


  10. 2023

  11. Martin Richter, Christine Jakobs, Theresa Werner, Matthias Werner, "Using Environmental Contexts to Model Restrictions of Sensor Capabilities", in The Seventeenth International Conference on Mobile Ubiquitous Computing Systems, Services and Technologies, 7-12, 2023 


  12. 2022

  13. Martin Richter, Theresa Werner, Matthias Werner, "A Programming Model for Heterogeneous CPS from the Physical Point of View", in The Sixteenth International Conference on Mobile Ubiquitous Computing Systems, Services and Technologies, 1-6, 2022 


  14. 2021

  15. Martin Richter, Christine Jakobs, Matthias Werner, "Programmiermodelle für Mobile Cyber-physische Systeme", 2021
     


  16. 2020

  17. Martin Richter, Christine Jakobs, Matthias Werner, "The Need of Proper Programming Models for CPS", in The Fourteenth International Conference on Mobile Ubiquitous Computing Systems, Services and Technologies, 51 - 56, 2020 


  18. 2018

  19. Martin Richter, "Unterstützung mobiler Anwendungen mit verteilten aktiven Objekten", 2018
     
  20. Martin Richter, "Mobilität und Verteiltheit in Barrelfish", 2018
     


  21. 2017

  22. Martin Richter, "Distributed Active Objects (DiAO) - Ein Programmierparadigma für mobile verteilte Systeme", 2017
     


  23. 2016

  24. Peter Tröger, Christine Jakobs, Thomas Jakobs, Matthias Werner, "Adaptive Cyber-Physical Systems with Interpreted Operating System Kernels", in 5th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO), 26-29, 2016 


  25. 2015

  26. Peter Tröger, Matthias Werner, Jan Richling, "Cyber-physical operating systems - What are the right abstractions?", in 4th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO), 13-17, 2015 
  27. Christine Jakobs, "Talk: Cyber-physical operating systems - What are the right abstractions?", 2015
     
  28. Christine Jakobs, "Ein Datenmodell zur Beschreibung der Faehigkeiten heterogener Robotersysteme", 2015
     


  29. 2014

  30. Daniel Graff, Jan Richling, Matthias Werner, "jSwarm: Distributed Coordination in Robot Swarms", in Robotic Sensor Networks (RSN 2014), 2014 


  31. 2013

  32. Daniel Graff, Jan Richling, Matthias Werner, "Modeling Group Scheduling Problems in Space and Time by Timed Petri Nets", Fundamenta Informaticae, 122(2013)4, 297-313 
  33. Daniel Graff, Jan Richling, Matthias Werner, "Programming and Managing the Swarm - An Operating System for an Emerging System of Mobile Devices", in Proceedings of the 2013 IEEE 9th International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor Networks, 9-16, 2013 
  34. Matthias Werner, Mario Haustein (Hrsg.), "Ortsbezogene Anwendungen und Dienste", TU Chemnitz, 2013 


  35. 2012

  36. Matthias Werner, Andreas Löscher, Mario Haustein, Jan Richling, "Betriebssysteme für cyber-physische Systeme - Wie weit reichen die klassischen Abstraktionen?", in Cyber-Physical Systems - Enabling Multi-Nature Systems (CPMNS), 2012 


  37. 2011

  38. Daniel Graff, Tammo M. Stupp, Jan Richling, Matthias Werner, "Using Timed Petri Nets to Model Spatial-temporal Group Scheduling Problems", in Concurrency, Specification & Programming (CS&P) 2011, 2011 
  39. Daniel Graff, Jan Richling, Tammo M. Stupp, Matthias Werner, "Context-Aware Annotations for Distributed Mobile Applications", in ARCS'11 Workshop Proceedings: Second Workshop on Context-Systems Design, Evaluation and Optimisation (CoSDEO 2011), 2011 
  40. Daniel Graff, Jan Richling, Tammo M. Stupp, Matthias Werner, "Distributed Active Objects - A Systemic Approach to Distributed Mobile Applications", in 8th IEEE International Conference and Workshops on Engineering of Autonomic and Autonomous Systems, 2011 
  41. Matthias Werner, Daniel Graff, Helge Parzyjegla, Jan Richling, "Verteilte aktive Objekte für verteilte mobile Systeme", in 7th KuVS-Fachgespräch Ortsbezogene Anwendungen und Dienste, 2011 


  42. 2010

  43. Daniel Graff, Matthias Werner, Helge Parzyjegla, Jan Richling, Gero Mühl, "An Object-Oriented and Context-Aware Approach for Distributed Mobile Applications", in Workshop on Context-Systems Design, Evaluation and Optimisation (CoSDEO 2010) at ARCS 2010 - Architecture of Computing Systems, 191-200, 2010 
  44. Matthias Werner, Jan Richling, "Programming Models for Distributed Mobile Systems", in Bretagne Saxe Symposium, 2010 
  45. Matthias Werner, Jan Richling, Gero Mühl, "Two Abstractions for Distributed Systems of Mobile Nodes", in Seventh International Conference on Information Technology (ITNG 2010), 1219-1220, 2010 


  46. 2009

  47. Martin Däumler, Dirk Müller, Matthias Werner, "A Top-Down Approach for a Generic Programming Abstraction in Real Space-Time", Online-Journal: Eingebettete Selbstorganisierende Systeme, TU Chemnitz, (2009)  
  48. Matthias Werner, Jan Richling, Gero Mühl, "Abstraktionen für verteilte mobile Systeme", in Proceedings of the KuVS Workshop Ortsbezogene Anwendungen und Dienste, 2009 
  49. Matthias Werner, "Editorial of Special Issue on Distributed and Self-organising Systems", Embedded and Self-Organizing Systems, (2009)  


  50. 2008

  51. Matthias Werner, Jan Richling, Dirk Müller, Gero Mühl, "Towards a Holistic Approach for Distributed Real Space-Time Systems", in International Workshop on Dependable Network Computing and Mobile Systems at the 27th International Symposium on Reliable Distributed Systems, 63-67, 2008 
  52. Matthias Werner, Dirk Müller, Martin Däumler, Jan Richling and Gero Mühl, "Operating System Support for Distributed Applications in Real Space-Time", in Workshop on Autonomous and Autonomic Software-based Systems (ASBS) at the IEEE International Conference on Soft Computing as Transdisciplinary Science and Technology (CSTST), 469-478, 2008 


  53. 1999

  54. Hans-Dieter Burkhard, M. Ritzschke, Matthias Werner et.al., "The Humboldt Heroes: Controlling Sony Legged Robots using BDI", in RoboCup 99, 1999 

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