TY  - BOOK
A1  - Plattner, Hasso
A1  - Zeier, Alexander
T1  - In-Memory Data Management
BT  - Ein Wendepunkt für Unternehmensanwendungen
N2  - Nach 50 Jahren erfolgreicher Entwicklunghat die Business-IT einen neuenWendepunkt erreicht. Hier zeigen die Autoren erstmalig, wieIn-Memory Computing dieUnternehmensprozesse künftig verändern wird. Bisher wurden Unternehmensdaten aus Performance-Gründen auf verschiedene Datenbanken verteilt: Analytische Datenresidieren in Data Warehouses und werden regelmäßig mithilfe transaktionaler Systeme synchronisiert. Diese Aufspaltung macht flexibles Echtzeit-Reporting aktueller Daten unmöglich. Doch dank leistungsfähigerMulti-Core-CPUs, großer Hauptspeicher, Cloud Computing und immerbesserer mobiler Endgeräte lassen die Unternehmen dieses restriktive Modell zunehmend hinter sich. Die Autoren stellen Techniken vor, die eine analytische und transaktionale Verarbeitung in Echtzeit erlauben und so dem Geschäftsleben neue Wege bahnen.
Y1  - 2012
SN  - 978-3-8349-4378-1
PB  - Springer
CY  - Wiesbaden
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Albrecht, Alexander
A1  - Naumann, Felix
T1  - Understanding cryptic schemata in large extract-transform-load systems
N2  - Extract-Transform-Load (ETL) tools are used for the creation, maintenance, and evolution of data warehouses, data marts, and operational data stores. ETL workflows populate those systems with data from various data sources by specifying and executing a DAG of transformations. Over time, hundreds of individual workflows evolve as new sources and new requirements are integrated into the system. The maintenance and evolution of large-scale ETL systems requires much time and manual effort. A key problem is to understand the meaning of unfamiliar attribute labels in source and target databases and ETL transformations. Hard-to-understand attribute labels lead to frustration and time spent to develop and understand ETL workflows. We present a schema decryption technique to support ETL developers in understanding cryptic schemata of sources, targets, and ETL transformations. For a given ETL system, our recommender-like approach leverages the large number of mapped attribute labels in existing ETL workflows to produce good and meaningful decryptions. In this way we are able to decrypt attribute labels consisting of a number of unfamiliar few-letter abbreviations, such as UNP_PEN_INT, which we can decrypt to UNPAID_PENALTY_INTEREST. We evaluate our schema decryption approach on three real-world repositories of ETL workflows and show that our approach is able to suggest high-quality decryptions for cryptic attribute labels in a given schema.
N2  - Extract-Transform-Load (ETL) Tools werden häufig beim Erstellen, der Wartung und der Weiterentwicklung von Data Warehouses, Data Marts und operationalen Datenbanken verwendet. ETL Workflows befüllen diese Systeme mit Daten aus vielen unterschiedlichen Quellsystemen. Ein ETL Workflow besteht aus mehreren Transformationsschritten, die einen DAG-strukturierter Graphen bilden. Mit der Zeit entstehen hunderte individueller ETL Workflows, da neue Datenquellen integriert oder neue Anforderungen umgesetzt werden müssen. Die Wartung und Weiterentwicklung von großen ETL Systemen benötigt viel Zeit und manuelle Arbeit. Ein zentrales Problem ist dabei das Verständnis unbekannter Attributnamen in Quell- und Zieldatenbanken und ETL Transformationen. Schwer verständliche Attributnamen führen zu Frustration und hohen Zeitaufwänden bei der Entwicklung und dem Verständnis von ETL Workflows. Wir präsentieren eine Schema Decryption Technik, die ETL Entwicklern das Verständnis kryptischer Schemata in Quell- und Zieldatenbanken und ETL Transformationen erleichtert. Unser Ansatz berücksichtigt für ein gegebenes ETL System die Vielzahl verknüpfter Attributnamen in den existierenden ETL Workflows. So werden gute und aussagekräftige "Decryptions" gefunden und wir sind in der Lage Attributnamen, die aus unbekannten Abkürzungen bestehen, zu "decrypten". So wird z.B. für den Attributenamen UNP_PEN_INT als Decryption UNPAIN_PENALTY_INTEREST vorgeschlagen. Unser Schema Decryption Ansatz wurde für drei ETL-Repositories evaluiert und es zeigte sich, dass unser Ansatz qualitativ hochwertige Decryptions für kryptische Attributnamen vorschlägt.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 60 
KW  - Extract-Transform-Load (ETL)
KW  - Data Warehouse
KW  - Datenintegration
KW  - Extract-Transform-Load (ETL)
KW  - Data Warehouse
KW  - Data Integration
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-61257
SN  - 978-3-86956-201-8
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
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A1  - Becker, Basil
A1  - Giese, Holger
T1  - Cyber-physical systems with dynamic structure : towards modeling and verification of inductive invariants
N2  - Cyber-physical systems achieve sophisticated system behavior exploring the tight interconnection of physical coupling present in classical engineering systems and information technology based coupling. A particular challenging case are systems where these cyber-physical systems are formed ad hoc according to the specific local topology, the available networking capabilities, and the goals and constraints of the subsystems captured by the information processing part. In this paper we present a formalism that permits to model the sketched class of cyber-physical systems. The ad hoc formation of tightly coupled subsystems of arbitrary size are specified using a UML-based graph transformation system approach. Differential equations are employed to define the resulting tightly coupled behavior. Together, both form hybrid graph transformation systems where the graph transformation rules define the discrete steps where the topology or modes may change, while the differential equations capture the continuous behavior in between such discrete changes. In addition, we demonstrate that automated analysis techniques known for timed graph transformation systems for inductive invariants can be extended to also cover the hybrid case for an expressive case of hybrid models where the formed tightly coupled subsystems are restricted to smaller local networks.
N2  - Cyber-physical Systeme erzielen ihr ausgefeiltes Systemverhalten durch die enge Verschränkung von physikalischer Kopplung, wie sie in Systemen der klassichen Igenieurs-Disziplinen vorkommt, und der Kopplung durch Informationstechnologie. Eine besondere Herausforderung stellen in diesem Zusammenhang Systeme dar, die durch die spontane Vernetzung einzelner Cyber-Physical-Systeme entsprechend der lokalen, topologischen Gegebenheiten, verfügbarer Netzwerkfähigkeiten und der Anforderungen und Beschränkungen der Teilsysteme, die durch den informationsverabeitenden Teil vorgegeben sind, entstehen. In diesem Bericht stellen wir einen Formalismus vor, der die Modellierung der eingangs skizzierten Systeme erlaubt. Ein auf UML aufbauender Graph-Transformations-Ansatz wird genutzt, um die spontane Bildung eng kooperierender Teilsysteme beliebiger Größe zu spezifizieren. Differentialgleichungen beschreiben das kombinierte Verhalten auf physikalischer Ebene. In Kombination ergeben diese beiden Formalismen hybride Graph-Transformations-Systeme, in denen die Graph-Transformationen diskrete Schritte und die Differentialgleichungen das kontinuierliche, physikalische Verhalten des Systems beschreiben. Zusätzlich, präsentieren wir die Erweiterung einer automatischen Analysetechnik zur Verifikation induktiver Invarianten, die bereits für zeitbehaftete Systeme bekannt ist, auf den ausdrucksstärkeren Fall der hybriden Modelle.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 64 
KW  - Cyber-Physical-Systeme
KW  - Verifikation
KW  - Modellierung
KW  - hybride Graph-Transformations-Systeme
KW  - Cyber-physical-systems
KW  - verification
KW  - modeling
KW  - hybrid graph-transformation-systems
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-62437
SN  - 978-3-86956-217-9
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Appeltauer, Malte
A1  - Hirschfeld, Robert
T1  - The JCop language specification : Version 1.0, April 2012
N2  - Program behavior that relies on contextual information, such as physical location or network accessibility, is common in today's applications, yet its representation is not sufficiently supported by programming languages. With context-oriented programming (COP), such context-dependent behavioral variations can be explicitly modularized and dynamically activated. In general, COP could be used to manage any context-specific behavior. However, its contemporary realizations limit the control of dynamic adaptation. This, in turn, limits the interaction of COP's adaptation mechanisms with widely used architectures, such as event-based, mobile, and distributed programming. The JCop programming language extends Java with language constructs for context-oriented programming and additionally provides a domain-specific aspect language for declarative control over runtime adaptations. As a result, these redesigned implementations are more concise and better modularized than their counterparts using plain COP. JCop's main features have been described in our previous publications. However, a complete language specification has not been presented so far. This report presents the entire JCop language including the syntax and semantics of its new language constructs.
N2  - Das Verhalten von modernen Software-Anwendungen benötigt häufig Informationen über den Kontext ihrer Ausführung, z.B. die geografische Position, die Tageszeit oder die aktuelle Netzwerkbandbreite. Dennoch bieten heutige Programmiersprachen nur wenig Unterstützung für die Repräsentation kontextspezifischen Verhaltens. Kontextorientiertes Programmieren ist ein Ansatz, der die explizite Modularisierung und Laufzeitaktivierung von kontextspezifischem Verhalten auf der Ebene von Programmiersprachkonstrukten ermöglicht. Die bisherigen Umsetzungen von kontextorientiertem Programmieren schränken jedoch die Kontrolle der Laufzeitaktivierungen solches kontextspezifischen Verhaltens ein. Daraus folgt eine Einschränkung der Anwendungsbereiche für kontextorientiertes Programmieren, unter anderem für solche Domänen, in denen Programme sehr häufig kontextabhängiges Verhalten bereitstellen, z.B. ereignisbasierte, mobile und dienstorientierte Systeme. Die Programmiersprache JCop erweitert Java um Sprachkonstrukte für kontextorientieres Programmieren und bietet zusätzlich eine domänenspezifische Aspektsprach an, mit deren Hilfe Laufzeitadaptionen deklarativ spezifiziert werden können. Die Kernkonzepte von JCop wurden bereits in mehrern Publikationen vorgestellt, dieser Bericht enthält nun eine umfassende Sprachspezifikation von JCop.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 59 
KW  - Programming Languages
KW  - Context-oriented Programming
KW  - Aspect-oriented Programming
KW  - Java
KW  - JCop
KW  - runtime adaptations
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-60208
SN  - 978-3-86956-193-6
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Bauckmann, Jana
A1  - Abedjan, Ziawasch
A1  - Leser, Ulf
A1  - Müller, Heiko
A1  - Naumann, Felix
T1  - Covering or complete? : Discovering conditional inclusion dependencies
N2  - Data dependencies, or integrity constraints, are used to improve the quality of a database schema, to optimize queries, and to ensure consistency in a database. In the last years conditional dependencies have been introduced to analyze and improve data quality. In short, a conditional dependency is a dependency with a limited scope defined by conditions over one or more attributes. Only the matching part of the instance must adhere to the dependency. In this paper we focus on conditional inclusion dependencies (CINDs). We generalize the definition of CINDs, distinguishing covering and completeness conditions. We present a new use case for such CINDs showing their value for solving complex data quality tasks. Further, we define quality measures for conditions inspired by precision and recall. We propose efficient algorithms that identify covering and completeness conditions conforming to given quality thresholds. Our algorithms choose not only the condition values but also the condition attributes automatically. Finally, we show that our approach efficiently provides meaningful and helpful results for our use case.
N2  - Datenabhängigkeiten (wie zum Beispiel Integritätsbedingungen), werden verwendet, um die Qualität eines Datenbankschemas zu erhöhen, um Anfragen zu optimieren und um Konsistenz in einer Datenbank sicherzustellen. In den letzten Jahren wurden bedingte Abhängigkeiten (conditional dependencies) vorgestellt, die die Qualität von Daten analysieren und verbessern sollen. Eine bedingte Abhängigkeit ist eine Abhängigkeit mit begrenztem Gültigkeitsbereich, der über Bedingungen auf einem oder mehreren Attributen definiert wird. In diesem Bericht betrachten wir bedingte Inklusionsabhängigkeiten (conditional inclusion dependencies; CINDs). Wir generalisieren die Definition von CINDs anhand der Unterscheidung von überdeckenden (covering) und vollständigen (completeness) Bedingungen. Wir stellen einen Anwendungsfall für solche CINDs vor, der den Nutzen von CINDs bei der Lösung komplexer Datenqualitätsprobleme aufzeigt. Darüber hinaus definieren wir Qualitätsmaße für Bedingungen basierend auf Sensitivität und Genauigkeit. Wir stellen effiziente Algorithmen vor, die überdeckende und vollständige Bedingungen innerhalb vorgegebener Schwellwerte finden. Unsere Algorithmen wählen nicht nur die Werte der Bedingungen, sondern finden auch die Bedingungsattribute automatisch. Abschließend zeigen wir, dass unser Ansatz effizient sinnvolle und hilfreiche Ergebnisse für den vorgestellten Anwendungsfall liefert.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 62 
KW  - Datenabhängigkeiten
KW  - Bedingte Inklusionsabhängigkeiten
KW  - Erkennen von Meta-Daten
KW  - Linked Open Data
KW  - Link-Entdeckung
KW  - Assoziationsregeln
KW  - Data Dependency
KW  - Conditional Inclusion Dependency
KW  - Metadata Discovery
KW  - Linked Open Data
KW  - Link Discovery
KW  - Association Rule Mining
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-62089
SN  - 978-3-86956-212-4
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Giese, Holger
A1  - Hildebrandt, Stephan
A1  - Neumann, Stefan
A1  - Wätzoldt, Sebastian
T1  - Industrial case study on the integration of SysML and AUTOSAR with triple graph grammars
N2  - During the overall development of complex engineering systems different modeling notations are employed. For example, in the domain of automotive systems system engineering models are employed quite early to capture the requirements and basic structuring of the entire system, while software engineering models are used later on to describe the concrete software architecture. Each model helps in addressing the specific design issue with appropriate notations and at a suitable level of abstraction. However, when we step forward from system design to the software design, the engineers have to ensure that all decisions captured in the system design model are correctly transferred to the software engineering model. Even worse, when changes occur later on in either model, today the consistency has to be reestablished in a cumbersome manual step. In this report, we present in an extended version of [Holger Giese, Stefan Neumann, and Stephan Hildebrandt. Model Synchronization at Work: Keeping SysML and AUTOSAR Models Consistent. In Gregor Engels, Claus Lewerentz, Wilhelm Schäfer, Andy Schürr, and B. Westfechtel, editors, Graph Transformations and Model Driven Enginering - Essays Dedicated to Manfred Nagl on the Occasion of his 65th Birthday, volume 5765 of Lecture Notes in Computer Science, pages 555–579. Springer Berlin / Heidelberg, 2010.] how model synchronization and consistency rules can be applied to automate this task and ensure that the different models are kept consistent. We also introduce a general approach for model synchronization. Besides synchronization, the approach consists of tool adapters as well as consistency rules covering the overlap between the synchronized parts of a model and the rest. We present the model synchronization algorithm based on triple graph grammars in detail and further exemplify the general approach by means of a model synchronization solution between system engineering models in SysML and software engineering models in AUTOSAR which has been developed for an industrial partner. In the appendix as extension to [19] the meta-models and all TGG rules for the SysML to AUTOSAR model synchronization are documented.
N2  - Bei der Entwicklung komplexer technischer Systeme werden verschiedene Modellierungssprachen verwendet. Zum Beispiel werden bei der Entwicklung von Systemen in der Automobilindustrie bereits früh im Entwicklungsprozess Systemmodelle verwendet, um die Anforderungen und die grobe Struktur des Gesamtsystems darzustellen. Später werden Softwaremodelle verwendet, um die konkrete Softwarearchitektur zu modellieren. Jedes Modell stellt spezifische Entwurfsaspekte mit Hilfe passender Notationen auf einem angemessenen Abstraktionsniveau dar. Wenn jedoch vom Systementwurf zum Softwareentwurf übergegangen wird, müssen die Entwicklungsingenieure sicherstellen, dass alle Entwurfsentscheidungen, die im Systemmodell enthalten sind, korrekt auf das Softwaremodell übertragen werden. Sobald danach auch noch Änderungen auftreten, muss die Konsistenz zwischen den Modellen in einem aufwändigen manuellen Schritt wiederhergestellt werden. In diesem Bericht zeigen wir, wie Modellsynchronisation und Konsistenzregeln zur Automatisierung dieses Arbeitsschrittes verwendet und die Konsistenz zwischen den Modellen sichergestellt werden können. Außerdem stellen wir einen allgemeinen Ansatz zur Modellsynchronisation vor. Neben der reinen Synchronisation umfasst unsere Lösung weiterhin Tool-Adapter, sowie Konsistenzregeln, die sowohl die Teile der Modelle abdecken, die synchronisiert werden können, als auch die restlichen Teile. Der Modellsynchronisationsalgorithmus basiert auf Tripel-Graph-Grammatiken und wird im Detail erläutert. An Hand einer konkreten Transformation zwischen SysML- und AUTOSAR-Modellen, die im Rahmen eines Industrieprojektes entwickelt wurde, wird der Ansatz demonstriert. Im Anhang des Berichts sind alle TGG-Regeln für die SysML-zu-AUTOSAR-Transformation dokumentiert.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 57 
KW  - Model Transformation
KW  - Model Synchronisation
KW  - SysML
KW  - AUTOSAR
KW  - Tripel-Graph-Grammatik
KW  - Model Transformation
KW  - Model Synchronization
KW  - SysML
KW  - AUTOSAR
KW  - Triple Graph Grammar
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-60184
SN  - 978-3-86956-191-2
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Hebig, Regina
A1  - Giese, Holger
T1  - MDE settings in SAP : a descriptive field study
N2  - MDE techniques are more and more used in praxis. However, there is currently a lack of detailed reports about how different MDE techniques are integrated into the development and combined with each other. To learn more about such MDE settings, we performed a descriptive and exploratory field study with SAP, which is a worldwide operating company with around 50.000 employees and builds enterprise software applications. This technical report describes insights we got during this study. For example, we identified that MDE settings are subject to evolution. Finally, this report outlines directions for future research to provide practical advises for the application of MDE settings.
N2  - Techniken der modellgetriebenen Entwicklung (MDE) werden mehr und mehr in der Praxis eingesetzt. Dabei gibt es wenige detaillierte Berichte darüber wie unterschiedliche MDE-Techniken kombiniert und in die Entwicklung integriert werden. Die vorliegende beschreibende Feldstudie dient dem Zweck, in SAP genutzte MDE-Ansätze detailliert zu beschreiben. SAP ist ein weltweit operierendes Unternehmen, hat ca. 50 000 Mitarbeiter und stellt Softwarelösungen für Firmen her. Der vorliegende technische Bericht beschreibt die Einblicke die wir in dieser Studie erhalten haben. Dazu gehört die Einsicht, dass MDE Ansätze einer Evolution unterliegen. Schließlich umreißt dieser Bericht mögliche Richtungen für zukünftige Forschung um praktische Ratschläge für die Gestaltung von MDE Ansätzen geben zu können.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 58 
KW  - Model Transformation
KW  - Model Synchronisation
KW  - SysML
KW  - AUTOSAR
KW  - Tripel-Graph-Grammatik
KW  - modellgetriebene Entwicklung
KW  - beschreibende Feldstudie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-60193
SN  - 978-3-86956-192-9
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
ED  - Meinel, Christoph
ED  - Sack, Harald
T1  - Vierter Deutscher IPv6 Gipfel 2011
N2  - Am 1. und 2. Dezember 2011 fand am Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik GmbH in Potsdam der 4. Deutsche IPv6 Gipfel 2011 statt, dessen Dokumentation der vorliegende technische Report dient. Wie mit den vorhergegangenen nationalen IPv6-Gipfeln verfolgte der Deutsche IPv6-Rat auch mit dem 4. Gipfel, der unter dem Motto „Online on the Road - Der neue Standard IPv6 als Treiber der mobilen Kommunikation” stand, das Ziel, Einblicke in aktuelle Entwicklungen rund um den Einsatz von IPv6 diesmal mit einem Fokus auf die automobile Vernetzung zu geben. Gleichzeitig wurde betont, den effizienten und flächendeckenden Umstieg auf IPv6 voranzutreiben, Erfahrungen mit dem Umstieg auf und dem Einsatz von IPv6 auszutauschen, Wirtschaft und öffentliche Verwaltung zu ermutigen und motivieren, IPv6-basierte Lösungen einzusetzen und das öffentliche Problembewusstsein für die Notwendigkeit des Umstiegs auf IPv6 zu erhöhen. Ehrengast war in diesem Jahr die EU-Kommissarin für die Digitale Agenda, Neelie Kroes deren Vortrag von weiteren Beiträgen hochrangiger Vertretern aus Politik, Wissenschaft und Wirtschaft ergänzt wurde.
N2  - This technical report is summarizing the talks and presentations of the 4th German IPv6 Summit 2011 at the Hasso Plattner Institute for Software System Engineering in Potsdam on December 1./2. 2011. The goal of this summit was to present current developments concerning the implementation of the new IPv6 technology from political and economic perspectives, as well as from a technological point of view. According to the motto 'Online on the Road - The New Technology Standard IPv6 as Driving Force for Mobile Communications" this year's focus was on automobile networking and communication. This year's guest of honor was EU commissioner for Digital Agenda Neelie Kroes. Besides her, the conference was complemented by talks and presentations of high-ranking representatives from industry, government, and research.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 61 
KW  - IPv6
KW  - IPv4
KW  - Internet Protocol
KW  - Internet Service Provider
KW  - Infrastruktur
KW  - Computernetzwerke
KW  - Netzpolitik
KW  - Datenschutz
KW  - Netzneutralität
KW  - IPv6
KW  - IPv4
KW  - Internet Protocol
KW  - Internet Service Provider
KW  - Infrastructure
KW  - Computer Networks
KW  - Network Politics
KW  - conference
KW  - data security
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-60214
SN  - 978-3-86956-194-3
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Krause, Christian
A1  - Giese, Holger
T1  - Quantitative modeling and analysis of service-oriented real-time systems using interval probabilistic timed automata
N2  - One of the key challenges in service-oriented systems engineering is the prediction and assurance of non-functional properties, such as the reliability and the availability of composite interorganizational services. Such systems are often characterized by a variety of inherent uncertainties, which must be addressed in the modeling and the analysis approach. The different relevant types of uncertainties can be categorized into (1) epistemic uncertainties due to incomplete knowledge and (2) randomization as explicitly used in protocols or as a result of physical processes. In this report, we study a probabilistic timed model which allows us to quantitatively reason about nonfunctional properties for a restricted class of service-oriented real-time systems using formal methods. To properly motivate the choice for the used approach, we devise a requirements catalogue for the modeling and the analysis of probabilistic real-time systems with uncertainties and provide evidence that the uncertainties of type (1) and (2) in the targeted systems have a major impact on the used models and require distinguished analysis approaches. The formal model we use in this report are Interval Probabilistic Timed Automata (IPTA). Based on the outlined requirements, we give evidence that this model provides both enough expressiveness for a realistic and modular specifiation of the targeted class of systems, and suitable formal methods for analyzing properties, such as safety and reliability properties in a quantitative manner. As technical means for the quantitative analysis, we build on probabilistic model checking, specifically on probabilistic time-bounded reachability analysis and computation of expected reachability rewards and costs. To carry out the quantitative analysis using probabilistic model checking, we developed an extension of the Prism tool for modeling and analyzing IPTA. Our extension of Prism introduces a means for modeling probabilistic uncertainty in the form of probability intervals, as required for IPTA. For analyzing IPTA, our Prism extension moreover adds support for probabilistic reachability checking and computation of expected rewards and costs. We discuss the performance of our extended version of Prism and compare the interval-based IPTA approach to models with fixed probabilities.
N2  - Eine der wichtigsten Herausforderungen in der Entwicklung von Service-orientierten Systemen ist die Vorhersage und die Zusicherung von nicht-funktionalen Eigenschaften, wie Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit von zusammengesetzten, interorganisationellen Diensten. Diese Systeme sind oft charakterisiert durch eine Vielzahl von inhärenten Unsicherheiten, welche sowohl in der Modellierung als auch in der Analyse eine Rolle spielen. Die verschiedenen relevanten Arten von Unsicherheiten können eingeteilt werden in (1) epistemische Unsicherheiten aufgrund von unvollständigem Wissen und (2) Zufall als Mittel in Protokollen oder als Resultat von physikalischen Prozessen. In diesem Bericht wird ein probabilistisches, Zeit-behaftetes Modell untersucht, welches es ermöglicht quantitative Aussagen über nicht-funktionale Eigenschaften von einer eingeschränkten Klasse von Service-orientierten Echtzeitsystemen mittels formaler Methoden zu treffen. Zur Motivation und Einordnung wird ein Anforderungskatalog für probabilistische Echtzeitsysteme mit Unsicherheiten erstellt und gezeigt, dass die Unsicherheiten vom Typ (1) und (2) in den untersuchten Systemen einen Ein uss auf die Wahl der Modellierungs- und der Analysemethode haben. Als formales Modell werden Interval Probabilistic Timed Automata (IPTA) benutzt. Basierend auf den erarbeiteten Anforderungen wird gezeigt, dass dieses Modell sowohl ausreichende Ausdrucksstärke für eine realistische und modulare Spezifikation als auch geeignete formale Methoden zur Bestimmung von quantitativen Sicherheits- und Zuverlässlichkeitseigenschaften bietet. Als technisches Mittel für die quantitative Analyse wird probabilistisches Model Checking, speziell probabilistische Zeit-beschränkte Erreichbarkeitsanalyse und Bestimmung von Erwartungswerten für Kosten und Vergütungen eingesetzt. Um die quantitative Analyse mittels probabilistischem Model Checking durchzuführen, wird eine Erweiterung des Prism-Werkzeugs zur Modellierung und Analyse von IPTA eingeführt. Die präsentierte Erweiterung von Prism ermöglicht die Modellierung von probabilistischen Unsicherheiten mittelsWahrscheinlichkeitsintervallen, wie sie für IPTA benötigt werden. Zur Verifikation wird probabilistische Erreichbarkeitsanalyse und die Berechnung von Erwartungswerten durch das Werkzeug unterstützt. Es wird die Performanz der Prism-Erweiterung untersucht und der Intervall-basierte IPTA-Ansatz mit Modellen mit festen Wahrscheinlichkeitswerten verglichen.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 56 
KW  - Service-orientierte Systme
KW  - Echtzeitsysteme
KW  - Quantitative Analysen
KW  - Formale Verifikation
KW  - service-oriented systems
KW  - real-time systems
KW  - quantitative analysis
KW  - formal verification methods
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-57845
SN  - 978-3-86956-171-4
PB  - Universitätsverlah Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
ED  - Tröger, Peter
ED  - Polze, Andreas
T1  - Proceedings of the 4th Many-core Applications Research Community (MARC) Symposium
N2  - In continuation of a successful series of events, the 4th Many-core Applications Research Community (MARC) symposium took place at the HPI in Potsdam on December 8th and 9th 2011. Over 60 researchers from different fields presented their work on many-core hardware architectures, their programming models, and the resulting research questions for the upcoming generation of heterogeneous parallel systems.
T3  - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 55 
KW  - Mehrkernsysteme
KW  - Verbindungsnetzwerke
KW  - Prozessoren
KW  - paralleles Rechnen
KW  - Virtualisierung
KW  - many-core
KW  - multi-core
KW  - interconnect
KW  - processor hardware
KW  - parallel computing
KW  - virtualization
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-57898
SN  - 978-3-86956-169-1
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  -