Unterstützung und Organisation von Quality-of-Service Techniken in Kommunikationsnetzwerken auf einem Chip (Network-on-Chip)

Unterstützung und Organisation von Quality-of-Service Techniken in Kommunikationsnetzwerken auf einem Chip (Network-on-Chip) von Winter,  Markus
Fortgeschrittene Algorithmen der Informationsverarbeitung, wie z.B. neueste Multimedia- und Mobilfunkstandards, sowie die Notwendigkeit, mehrere Anwendungen gleichzeitig zu unterstützen, erfordern ständige Steigerungen der Leistungsfähigkeit von Chips. Multiprozessor Systeme auf einem Chip (MPSoC) verteilen die Aufgaben auf parallele Verarbeitungseinheiten, auf denen sie gleichzeitig nebeneinander abgearbeitet werden und somit die Applikation beschleunigen. Die effiziente Vernetzung dieser Verarbeitungseinheiten sowie von Speichern und I/O-Schnittstellen ist dabei ein große Herausforderung, die von paketvermittelten Netzwerken auf einem Chip (NoC) bewältigt werden sollen. Sie zerteilen lange Verbindungsdrähte, indem sie Router einfügen und die Daten als Pakete in das NoC speisen. Dies verringert den Verdrahtungsaufwand, erhöht die Taktfrequenz, Bandbreite sowie Skalierbarkeit und erlaubt parallele Datentransfers. Reine paketvermittelte Netze können aber keine Garantien bezüglich Latenz, Durchsatz und Jitter der Datentransfers geben, die aber für zahlreiche Anwendungen notwendig sind. Diese Applikationen haben Echtzeitanforderungen, die beim Scheduling der Aufgaben auf die Prozessoren wie auch bei den Datentransfers in Form von Quality-of-Service (QoS) unterstützt werden müssen. Daher ist eine Kombination aus paket- und leitungsvermittelten Netzen notwendig. Auf der Basis von Paketvermittlung müssen im NoC spezielle Routen reserviert werden können, über die der Verkehr mit Bandbreite-, Latenz- und Jitter-Garantien transportiert werden kann. Die wesentliche Herausforderung ist heute, diese QoS Ressourcen des NoCs in Abhängigkeit von den auf dem Chip ausgeführten Applikationen zu finden und zu reservieren. Dieser Aufgabe widmet sich diese Arbeit. Ausgehend von einem dynamischen, zur Laufzeit ausgeführten und auf Tasks basierendem Scheduling Verfahren, stellen wir Methoden vor, wie auch die QoS Ressourcen zur Laufzeit in nur ein paar Dutzend Takten und weniger gefunden und allokiert werden können. Wir analysieren verschiedene zentralisierte Allokationsmechanismen, bei denen eine Einheit im MPSoC die Kontrolle über die QoS-Ressourcen des NoCs hat, und stellen sie verteilten Varianten gegenüber, bei denen das NoC selbst für diesen Allokationsprozess genutzt wird. Dabei zeigte sich, dass die zentralisierten Verfahren in den meisten Verkehrsszenarios einen Kosten-Nutzen-Vorteil gegenüber den verteilten Verfahren aufweisen. Sie haben einen niedrigeren Flächenbedarf und offenbarten in den meisten Fällen auch eine bessere Leistungsfähigkeit. Mit diesen Ergebnissen können MPSoCs entwickelt werden, die weiche Echtzeitfähigkeit für Applikationen nicht nur beim Scheduling sondern auch bei den Datentransfers im MPSoC unterstützen.
Aktualisiert: 2019-12-16
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Neuronale Topologiesynthese für Massiv Parallele Systeme

Neuronale Topologiesynthese für Massiv Parallele Systeme von Schulze,  Rainer
Das Buch ist dem Themenkreis Biologie und Technik zuzuordnen. In Neuronenpopulationen besteht eine Wechselwirkung zwischen dem Erregungsfluß auf der Basis von Transmittermolekülen einerseits und der synaptischen Verbindungsstruktur zwischen den Neuronen andererseits. Eine Analyse derartiger Wechselwirkung bietet eine Anleihe für den problemorientierten Entwurf Massiv Paralleler Systeme, bestehend aus einem Prozessorfeld zur Nachrichtenverarbeitung und einem übergeordneten Verkehrsfeld zum Nachrichtenaustausch. Ausgehend von bedingten Referenzhäufigkeiten zwischen den Prozessoren analog den synaptischen Verbindungsstärken zwischen den Neuronen wird eine angepaßte Topologie des Verkehrsfeldes berechnet. Dem Algorithmus liegt die Forderung zugrunde: je größer die relative Referenzhäufigkeit zwischen zwei Prozessoren, desto kürzer die topologische Weglänge zwischen ihnen.
Aktualisiert: 2019-12-19
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Graphentheoretische Netzwerkanalyse als Beitrag zur empirischen Erfassung des Raumes in der Stadt- und Technikforschung

Graphentheoretische Netzwerkanalyse als Beitrag zur empirischen Erfassung des Raumes in der Stadt- und Technikforschung von Hasselmann,  Franziska
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die empirische Erfassung des Raumes innerhalb der Erforschung der Wechselwirkung von Stadt- bzw. Raumentwicklung und der Elektroenergieversorgung. Die Frage nach der Raumrelevanz der Energieversorgung und nach ihrer Beziehung zur Stadt- bzw. Raumentwicklung erschließt ihre Bedeutung unter anderem durch die Einordnung dieser Fragestellung in den weiteren Kontext der Infrastrukturforschung. Die Infrastruktur, zum Beispiel in Form von Autobahnen, Wasserversorgung, Energieversorgung oder Telekommunikation, gilt im Allgemeinen als strategisch bedeutsam für die Entwicklung einer Stadt. Vor dem Hintergrund des Wandels auf dem Strommarkt stellt sich außerdem die Frage nach der Raumrelevanz der leitungsgebundenen Energieversorgung in der Form: Haben dezentralere Versorgungsformen Auswirkungen auf die Struktur und Form zukünftiger Städte? Aufgrund ihrer Standortgebundenheit, ihrer Kapitalintensität, ihrer regionalen Wirtschaftskraft und der mit ihr verbundenen Umweltbelastungen ist die leitungsgebundene Energieversorgung nicht nur eine energie- und umweltpolitische Komponente im Rahmen nachhaltiger Raumentwicklung, sondern aus gesamtgesellschaftlicher Perspektive auch als geopolitisches Moment zu betrachten. Eine Konzeptionalisierung und Integration des Raumbegriffes in die Erforschung der Wechselwirkung von leitungsgebundener Energieversorgung und Stadt- bzw. Raumentwicklung ist notwendig, um diesem Aspekt und dem komplexen Forschungsanliegen Rechnung zu tragen. Die Arbeit schafft Grundlagen, die es innerhalb der Betrachtung des Zusammenhanges von Stadt- bzw. Raumentwicklung und Elektroenergieversorgung ermöglichen, den Begriff des Raumes zu operationalisieren und empirisch erfaßbar zu machen. Methodisch beruht die Arbeit zum einen auf theoretischen Auseinandersetzungen zum Forschungsstand sowie mit dem technikgeschichtlichen Ansatz des Kontextualismus, der Graphentheorie und Konzeptionalisierungen des Raumbegriffes. Zum anderen beruht sie auf einem Vergleich der deutschen Städte Stuttgart, Hannover, Mannheim, Frankfurt (Oder), Eisenach und Plauen zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Eine Untersuchung des Zeitraumes der frühen Elektrifizierung (1880–1914) betrachtet qualitativ die Unterschiede und Gemeinsamkeiten in der Entstehung des technischen Systems im jeweiligen Kontext der Stadt. Eine Untersuchung des heutigen Zustandes wertet eine GIS-gestützte Analyse der Netzwerktopologie der Mittelspannungsnetze bezüglich signifikanter Unterschiede statistisch aus. Als Ergebnis beider Untersuchungen wird eine Schlußfolgerung bezüglich der Möglichkeit einer Konzeptionalisierung des Raumbegriffes für die Betrachtung der Wechselwirkung von Elektroenergieversorgung und städtischer Raumentwicklung gezogen.
Aktualisiert: 2018-07-12
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Server- und Systemadministration

Server- und Systemadministration von Hagebuch,  Stefan, Weber,  Gabriel
Die IT-Infrastruktur ist für viele Unternehmen zu einem geschäftskritischen Faktor geworden, weil sie wichtige Geschäftsprozesse unterstützt und ermöglicht. Systemadministratoren planen, installieren, konfigurieren und warten die betriebliche IT-Infrastruktur. Das vorliegende Lehrmittel bietet das notwendige Basiswissen für den zielgerichteten Auf- und Ausbau eines Client-Server-Systems. Nach der Vermittlung wichtiger Grundlagen werden Installation, Konfiguration und Überwachung der entsprechenden Infrastruktur und Dienste wie DNS, Active Directory, DHCP und Printservices besprochen. Der Lernstoff ist didaktisch einheitlich aufbereitet, Beispiele erleichtern den Transfer in die Praxis.
Aktualisiert: 2023-01-01
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