DodOrg - Digitaler on-demand Rechnerorganismus für Echtzeitsysteme: Plastizität, Dynamik und Stabilität

DodOrg - 用于实时系统的数字按需计算有机体：可塑性、动态性和稳定性

• 批准号: 65103786
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jürgen Becker
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/65103786?language=en
• 关键词: DodOrg; Digitaler; demand; Rechnerorganismus; Echtzeitsysteme

Zu den spezifischen Eigenschaften vieler biologischer Systeme zählen ihre Anpassungsfähigkeit und Selbstorganisation, insbesondere Selbstoptimierung und -heilung – kurz, ihre sogenannten Selbst-X-Eigenschaften. Im Gegensatz dazu zeigen heutige Computersysteme diese Eigenschaften kaum, gleichwohl die Nutzung der zur Verfügung gestellten Rechenleistung sowie die Wartung solcher Systeme aufgrund der ständig steigenden Komplexität mithilfe klassischer Methoden immer schwerer zu bewerkstelligen ist. Im Rahmen des durch SPP ,,Organic Computing” geförderten Forschungsvorhabens wurden grundlegende Konzepte eines neuartigen auf solchen Selbst-X-Eigenschaften aufbauenden Computerprinzips, dem Digitalen On-Demand Rechnerorganismus für Echtzeitsysteme (DodOrg), erarbeitet. Die DodOrg-Systemarchitektur ist biologisch inspiriert: Neuartige, am Hormonsystem orientierte Mechanismen zur Selbstkonfiguration wurden entwickelt, welche die automatische, instantane Selbst- Rekonfiguration des DodOrg-Systems mit minimaler bzw. ohne jegliche menschliche Interaktion ermöglichen. Die Analyse dieser Mechanismen sowie durchgeführte Experimente erzielten vielversprechende Ergebnisse, belegen Sinnhaftigkeit und Eignung des gewählten Ansatzes und rechtfertigen daher die Fortführung der Forschungsarbeiten. Der Fokus der in diesem Forschungsvorhaben beinhalteten Arbeiten liegt auf Plastizität, Dynamik und Stabilität. Der Begriff Plastizität stammt aus dem Bereich der Neurobiologie. Er beschreibt zum einen Anpassungen des sich entwickelnden Nervensystems an interne oder externe Erfordernisse, aber auch den Reorganisationsprozess des Nervensystems bei ausgewachsenen Lebewesen. Innerhalb des Kontextes des DodOrg-Projekts wird der Begriff Plastizitätsynonym zu Systemveränderungen während des Betriebs gebraucht. Hierbei steht, ausgehend von den vorangegangenen Arbeiten, der dynamische Prozess der Selbst- Adaptierung als Ganzes im Vordergrund. Besonderer Fokus wird auf den Vorgang der Selbst-Optimierung und Selbst-Heilung gelegt. Es ist hierbei unbedingt erforderlich, dass das System nicht nur selbsttätig auf sich ändernde Situationen reagiert bzw. effizienten Gebrauch von den zur Verfügung stehenden Systemressourcen macht, sondern auch weiterhin in einem korrekten, für die jeweiligen Erfordernisse funktionsfähigen Zustand verbleibt. Zielsetzung dieses Forschungsvorhaben ist daher die Erforschung von Methoden zur Erzielung und Garantie von Stabilität, Verlässlichkeit und Zuverlässigkeit. Hierbei ist insbesondere auch die Vermeidung von Oszillationseffekten und damit einhergehendem unnötigen Ressourcen- und Energieverbrauch von Interesse. Dies erfordert den Einsatz neuartiger Methoden, welche nicht nur den aktuellen Systemzustand berücksichtigen, sondern auch vorhergegangene Systemzustände im Hinblick auf getroffene und zu treffende Entscheidungen evaluieren und so eine automatische und proaktive Anpassung der einzelnen Systemkomponenten hinsichtlich der gegebenen Anforderungen ermöglichen. Eine solche Anpassung kann zur Laufzeit, d.h. online, geschehen oder auch offline, beispielsweise durch Optimierung von Systemkomponenten-Bibliotheken, Parametereinstellungen oder durch entsprechende Instrumentierung von Entwicklungswerkzeugen. Zur Vorhersage des dynamischen Systemverhaltens sowie für Stabilitätsanalysen sind Methoden zur formalen Modellierung und Spezifikation des DodOrg-Systems unerlässlich. Daher wird ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten auf der Definition geeigneter Metriken liegen, welche die Evaluierung von Leistung und Overhead des adaptiven DodOrg-Systems ermöglichen. Als Endresultat des beantragten Forschungsvorhabens wird die Integration in ein Prototypensystem und der Vergleich dieses Systems mit konventionellen, nicht-organischen Systemen unter Verwendung geeigneter Metriken angestrebt.

Zu den specifischen Eigenschaften vieler biologischer Systeme zählen ihre Anpassungsfähigkeit und Selbstorganisation，insbesondere Selbstoptimierung und -heilung - kurz，ihre sogenannten Selbst-X-Eigenschaften.在早期的计算机系统中，这些特征是非常重要的，因此，在标准复杂系统的基础上设计的Wartung solcher系统可以通过使用经典方法来提高性能。Im Rahmen des durch SPP，，Organic Computing”geförderten Forschungsvorhabens wurden grundeflude de Konzepte eines neuartigen auf solchen Selbst-X-Eigenschaften aufbauenden Computerprinzips，dem Digitalen On-Demand Rechnerorganismus für Echtzeitsysteme（Doddom），erarbeitet. DodOrg-Systemchitektur ist biologisch inspiriert：Neartige，am Hormonsystem orientierte Mechanismen zur Selbstconfiguration wurden entwickelt，welche die automatische，instantane Selbst-Reconfiguration des DodOrg-Systems mit minimaler bzw.一个非常友好的人与人之间的交流。通过实验对该机理进行了分析，得出了一些结论，包括：该机理的基本原理和基本特征，以及研究成果的可靠性。研究中的焦点在于塑性、动力学和稳定性。这位整形外科医生来自神经生物学领域。他需要一个内部或外部的神经系统的接口，也可以通过神经系统的重组过程来实现。DodOrg-Projekts的内部联系将成为Betriebs gebraucht系统的Begriff可塑性同义词。因此，我们必须了解，在前体中，自适应过程的动态变化是如何影响劳动力的.福库斯的朋友们将在自我优化和自我平衡的世界中成长。这是第三次尝试，因为该系统并不是只针对现实情况而存在的。effizienten Gebrauch von den zur Verfügung stehenden Systemressourcen macht，sondern auch weiterhin in einem korrekten，für die jeweiligen Erfordernisse funktionsfähigen Zustand verbleibt. Zielsetzung dieses Forschungsvorhaben ist daher die Erforschung von Methoden zur Erzielung und Garantie von Stabilität，Verlässlichkeit und Zuverlässigkeit.因此，它也被认为是一种从利益中获取资源和能源的方法。Dies erfordert den Einzelnen Systemkomponenten hinsichtlich der gegebenen Anforderungen ermöglichen，dies erfordert den Einzelnen Systemkomponenten hinsichtlich，welche nicht努尔den aktuellen Systemzustand berücksichtigen，sondern auch vorhergegegegangene Systemzustände im Hinblick auf getroffene und zu treffingentscheidungen evaluieren und so ine automatische und proaktive Anpassung der einzelnen Systemkomponenten hinsichtlich der gegebenen Anforderungen ermöglichen.一个成功的例子可以让我们笑一笑。在线、在线或离线，通过系统组件-书目优化、参数设置或通过开发工具的工具设置来实现。Zur Vorhersage des dynamischen Systemverhaltens sowie für Stabilitätsanalysen sind Methoden zur formalen Modellierung und Spezifikation des DodOrg-Systems unerlässlich. Daher wird weiterer Schwerpunkt der Arbeiten auf der Definition geeigneter Metriken liegen，welche die Evaluierung von Leistung und Overhead des adaptiven DodOrg-Systems ermöglichen.研究的最终结果是在一个原型系统中集成一个常规的、非组织的、具有度量衡特征的虚拟系统。