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Distributed computing environments allow collaborative problem solving across teams and organisations. A fundamental precondition for collaboration is the ability to find available participants and be able to exchange information. One way to approach this conceptual formulation are central directories or registry services. A major disadvantage of centralized components is, that they limit the flexibility to form ad hoc networks that are targeted to solve a specific problem. To facilitate flexible and dynamic collaborations, ideas from decentralized and self-organising networks can be combined with concepts of service oriented computing. This project aims to investigate potential solutions for dynamic discovery of network participants and outlines how to manage challenges associated with the development of a discovery protocol for distributed systems. During the course of this project a prototypical implementation was created that integrates into the open source distributed, collaborative problem solving environment RCE [9]. It is currently developed at the German Aerospace Center (DLR) but is planned to make the framework available to broader community.
Distributed systems comprise distributed computing systems, distributed information systems, and distributed pervasive systems. They are often very complex and their implementation is challenging. Intensive and continuous testing is indispensable to ensure reliability and high quality of a distributed system. The testing process should have a high degree of automation, not only on lower levels (i.e. unit and module testing), but also on higher testing levels (e.g. system, integration, and acceptance tests). To achieve automation on higher testing levels virtual infrastructure components (e.g. virtual machines, virtual networks) that are offered as a Service (IaaS) can be employed. The elasticity of on-demand computation resources fits well together with the varying resource demands of automated test execution.
A methodology for automated acceptance testing of distributed systems that uses virtual infrastructure is presented. It is founded on a task-oriented model that is used to abstract concurrency and asynchronous, remote communication in distributed systems. The model is used as groundwork for a domain-specific language that allows expressing tests for distributed systems in the form of scenarios. On the one hand, test scenarios are executable and, therefore, fully automated. On the other hand, test scenarios represent requirements to the system under test making an automated, example-based verification possible.
A prototypical implementation is used to apply the developed methodology in the context of two different case studies. The first case study uses RCE as an example of a distributed, workflow-driven integration environment for scientific computing. The second one uses MongoDB as an example of a document-oriented database system that offers distributed data storage through master-slave replication. The results of the experimental evaluation indicate that the developed acceptance testing methodology is a useful approach to design, build, and execute tests for distributed systems with high quality and a high degree of automation.
Für die Durchführung größerer Projekte innerhalb des DLR ist es häufig notwendig, dass sich Wissenschaftler fachübergreifend in Themengebiete einarbeiten müssen. Im Rahmen dieser Einarbeitung führen Wissenschaftler Recherchen in fremden Fachbereichen durch. Das DLR hat zu diesem Zweck das Wissensportal KnowledgeFinder entwickelt. Dieses Framework setzt klassische Suchverfahren zum Auffinden von Informationen in beliebigen Datenbeständen ein. Wenn Wissenschaftler in fremden Fachbereichen recherchieren, dann fällt es ihnen aufgrund des oberflächlichen Einblicks oftmals schwer, zielgerichtet nach Informationen zu suchen. Die im KnowledgeFinder eingesetzten klassischen Suchverfahren, die auf textueller und struktureller Ähnlichkeit basieren, können bei diesen unspezifischen Suchanfragen nur bedingt beim Auffinden von relevanten Informationen helfen. Aufgrund von Mehrdeutigkeiten und unterschiedlichen Kontexten stoße solche Verfahren oftmals an ihre Grenzen. Semantische Technologien haben zum Ziel diesen Mangel zu beheben. Hier wird neben der textuellen und strukturellen Ähnlichkeit zusätzlich die Dimension der Bedeutung betrachtet. In dieser Masterthesis wurde untersucht, ob die Suchergebnisqualität des KnowledgeFinder durch den Einsatz semantischer Technologien verbessert werden kann. Innerhalb einer Machbarkeitsstudie wurde dazu das KnowledgeFinder Framework um semantische Suchverfahren erweitert. Diese Verfahren sollen die fachübergreifende Recherche von DLR-Wissenschaftlern erleichtern, indem sie ihnen helfen, passende Suchergebnisse in den entsprechenden Fachbereichen zu finden.
Scientists and engineers are using a distributed system Remote Component Environment (RCE) to design and simulate complex systems like airplanes, ships and satellites. During the simulation, RCE executes local and remote code. Remote code is classified as untrusted code. The execution of remote code comprises potential security risks for the host system of RCE. Additionally, RCE provides full access to system resources. The objective of this thesis is to implement a sandbox prototype to reduce the vulnerability of RCE during the execution of remote code.
Das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) betreibt seit mehreren Jahren auf dem Campus Schloss Birlinghoven in Sankt Augustin angewandte Forschung in den Bereichen Multisensordatenanalyse und Datenvisualisierung.
Im Rahmen einer mehrjährigen Kooperation zwischen dem Fraunhofer-IAIS und der Wehrtechnischen Dienststelle 71 (WTD71) wurde das Seeraumüberwachungssystem iLEXX entwickelt. Es soll den Benutzer auf auffällige Situationen hinweisen und ihm kontextabhängig alle notwendigen Handlungsoptionen zur weiteren Aufklärung der Situation oder der Abwehr einer Bedrohung aufzeigen. Das iLEXX-System verarbeitet eine Vielzahl von Sensordaten und Ereignissen. Abhängig vom Szenario kommen hier mehrere tausend Updates pro Sekunde zusammen, die in Echtzeit vorverarbeitet und visualisiert werden müssen.
Intelligente Dialogsysteme – Chatbots – werden immer häufiger als virtuelle Ansprechpartner von Unternehmen und Institutionen eingesetzt. Auf Basis einer Wissensdatenbank können Chatbots einen größeren Anteil von Kundenanfragen automatisiert beantworten. Analog ist der Einsatz von Chatbots als digitaler Ansprechpartner öffentlicher Verwaltungen denkbar. Sie könnten Bürgern helfen, sich innerhalb der behördlichen Strukturen zu orientieren und Verwaltungsleistungen effizient und effektiv in Anspruch zu nehmen.
Diese Arbeit überprüft den Einsatz eines Chatbots in der öffentlichen Verwaltung hinsichtlich der entstehenden Kosten und des erwartbaren Nutzens. Auf Basis einer umfangreichen Literaturauswertung und der prototypischen Realisierung eines Chatbots für ein Stadtportal werden dabei Herausforderungen dieser Anwendungsdomäne herausgearbeitet, konkrete Funktionsweise und Implementierungsstrategien von Chatbots erörtert und einige Erfolgsfaktoren formuliert, die den Kern einer Handlungsempfehlung für Entscheidungsträger öffentlicher Verwaltungen bilden.
