Volume 47, Issue 3

Zusammenfassung Im Komodo-Projekt wurde ein mehrfädiger Java-Mikrocontroller mit hardwarebasiertem Echtzeit-Scheduling und hardwarebasiertem Energiemanagement als FPGA-Prototyp und als ASIC-Entwurf realisiert und bewertet. Dabei wurden die Scheduling-Algorithmen FPP, EDF, LLF und das neu entwickelte, nur bei mehrfädigen Prozessorkernen anwendbare Guaranteed-Percentage (GP) Scheduling in den Prozessorkern integriert. Auf der Grundlage des prozessorintegrierten GP- bzw. EDF-Scheduling wurden zwei neuartige hardwarebasierte Energiemanagement-Techniken für mehrfädige Prozessorarchitekturen entworfen, die den Energiebedarf des Prozessorkerns durch Frequenz- und Spannungsanpassung gemäß des benötigten Rechenzeitbedarfs reduzieren.

Summury Parallel processing is well established in high-performance computing. Currently, network processors as new emerging, special-purpose processors are targeted at the exploitation of parallelism to meet the requirements in data-plane processing with wire-speed. The achievable level of parallelism is determined by decisions in the architecture design and by the characteristics of the data-plane applications executed. We discuss two basic approaches in parallel processing, namely pipelining and concurrency, which establish basic models for parallel network processor organization. The features and constraints of these models are studied. Using this background some existing network processor architectures are reviewed and characterized regarding their potential in parallel data-plane processing.

Zusammenfassung Die Self Distributing Virtual Machine (SDVM) ist eine Middleware, die beliebige Standard-Rechner zu einem parallelen Rechnercluster verbindet. Die an der SDVM teilnehmenden Rechner können verschieden leistungsfähig sein und unter verschiedenen Betriebssystemen laufen. Ebenso kann die Netzwerktopologie beliebig gewählt werden und sich auch während der Laufzeit ändern. Die SDVM unterstützt dynamisches An- und Abmelden von Sites, sodass sich der Cluster während der Laufzeit vergrößern oder verkleinern kann. Außer dem SDVM-Daemon benötigen Rechner keine weiteren Voraussetzungen und können sich direkt in den SDVM-Cluster einfügen. Die SDVM besitzt eine automatische Verteilung von Daten und Instruktionsblöcken auf die teilnehmenden Sites, sowie einen dezentralen Scheduler. Aufgrund des Ausführungsparadigmas der SDVM können Applikationen ohne Änderungen auf beliebigen Cluster-Konfigurationen genutzt werden. Das Konzept der SDVM ist ebenfalls besonders für eng gekoppelte Systeme wie beispielsweise Multi-Prozessor-Systeme oder Systems-on-Chip (SoC) geeignet, kann aber auch für den Bereich des Grid Computing erweitert werden. Dieser Artikel beschreibt die Eigenschaften und die Struktur der SDVM.

Zusammenfassung Bewährte Entwurfsmechanismen für Rechentechnik weisen einen hohen Strukturierungsgrad auf. Zentrale, bleibende Anteile werden als fest verdrahtete Hardware realisiert, während dynamische Anteile rekonfigurierbar gestaltet werden. Modularität und Interoperabilität der Komponenten spielen dabei eine wichtige Rolle. Der Entwurfsprozess setzt Technologie-unabhängig auf einem hohen Abstraktionsniveau an. Der Artikel zeigt an aktuellen eLearning-Angeboten, wie diese Erfahrungen auf die Lehre übertragen werden können.

Zusammenfassung Um auch bei einer großen Menge zu verwaltender Daten einen hohen Durchsatz und ein gutes Antwortzeitverhalten zu bieten, werden bei modernen Datenbank-Management-Systemen bei Update-Operationen die physischen Strukturen zur Speicherung von Daten und Zugriffspfaden oftmals von den Produkten nicht sofort oder nicht vollständig gepflegt. Damit entstehen sukzessive Degenerierungen in den Strukturen, die sich negativ auf Speicherauslastung und Systemleistung auswirken können. Solche Degenerierungen können mit Datenbankreorganisationen beseitigt werden. Bevor jedoch eine solche meist aufwändige und die laufende Datenbankverarbeitung möglicherweise behindernde Reorganisation durchgeführt wird, ist es notwendig, Degenerierungen zu erkennen und zu lokalisieren. Weiterhin ist es wünschenswert, die Auswirkungen der Degenerierungen und den durch eine Reorganisation erreichbaren Nutzen einschätzen (quantifizieren) zu können. Dieser Beitrag beleuchtet einige Aspekte des Themengebietes Datenbankreorganisation und zeigt Vorgehensweisen, die im Rahmen von Reorganisationsbedarfsanalysen und Reorganisationsnutzenanalysen angewendet werden können, und betrachtet dabei auch derzeit am Markt verfügbare Produkte.

Summury The Transregional Collaborative Research Center SFB/TR 8 Spatial Cognition was established by the German Science Foundation (DFG) at the Universities of Bremen and Freiburg in January 2003. 13 Research projects pursue interdisciplinary research on intelligent spatial information processing. This article introduces the research field of spatial cognition and reports on aspects from cognitive psychology, cognitive robotics, linguistics, and artificial intelligence.

Zusammenfassung Konventionelle Testverfahren für integrierte Schaltungen sind zunehmend nicht mehr in der Lage, akzeptable Produktqualität zu gewährleisten. Ein möglicher Ausweg ist der Einsatz von verbesserten Modellen für Fertigungsdefekte (Nichtstandardfehlermodelle). Der erste Teil der Dissertation beschäftigt sich deshalb mit der Modellierung von Brückenfehlern. Insbesondere die Berücksichtigung des Einflusses des Brückenwiderstandes spiegelt die Gegebenheiten moderner Nanoscale-Technologien wider. Obwohl ein Kontinuum von Defekten unter Berücksichtigung nichttrivialer elektrischer Zusammenhänge modelliert wird, sind effiziente diskrete Simulationsalgorithmen möglich. Die einfachsten der vorgestellten Modelle wurden für den industriellen Einsatz optimiert; die Integration der komplexeren resistiven Modelle in die Werkzeuge eines führenden Entwurfsautomatisierungssoftware-Herstellers wird derzeit durchgeführt. Der zweite Teil der Dissertation befasst sich mit Entwurfsmethoden, welche die Testbarkeit des Schaltkreises auf dynamische Defekte erhöhen. Ein Ansatz zur Festlegung mehrerer Prüfpfade und eine Selbsttestarchitektur werden vorgestellt. Zwei Anhänge beschreiben den Zusammenhang zwischen den Nichtstandardfehlermodellen und dem konventionellen stuck-at-Modell und ihren Einsatz in der formalen Verifikation.