EC2: Dynamische, gekoppelte

Systemarchitekturen

Kollaborative eingebettete Systeme interagieren innerhalb dynamisch zur Laufzeit gebildeter Systemverbünde in komplexen funktionalen Wirkgefügen, um einen umfassenden Mehrwert zu erbringen. Die Modellierung und Analyse von Eigenschaften vernetzter eingebetteter Systeme beschränkt sich derzeit im Wesentlichen auf die Betrachtung einzelner Systeme oder auf ein beschränktes statisches Netz von Systemen.

Die in EC2 betrachteten Systeme sind hinsichtlich ihrer Struktur dynamische und offene Systeme, die in einer eher losen Kopplung interagieren. Die Rekonfiguration ist daher eine häufiges Standardereignis, wie z.B. bei Sensorverlust in Sensornetzwerken oder Verbindungsverlusten in Car2X-Netzwerken. Flexible Architekturen für solche Systeme sind – im Gegensatz zu EC1 Systemen – gekennzeichnet durch einen hohen Anspruch an strukturelle Flexibilität inklusive laufender Integration und exklusiv neuer Komponenten, aber eher reduzierten Anforderungen bzgl. ihrer funktionalen Heterogenität oder ihrer funktionalen Verlässlichkeit auf der Kooperationsebene.

Auch wenn die einzelnen eingebetteten Systeme eines Systemverbundes die notwendigen Systemqualitäten aufweisen, so birgt deren (dynamische) Vernetzung die Gefahr, dass die entstehenden Systemverbünde korrumpiert werden, oder dass durch negative Effekte einzelner vernetzter Systeme der Systemverbund seinen Zweck nicht mehr erfüllt bzw. die funktionale Sicherheit oder der Datenschutz für den Benutzer nicht mehr gewährleistet ist. Um diese Probleme zu adressieren ist es notwendig, die einzelnen Systeme so zu entwickeln, dass diese durch die Vernetzung nicht korrumpiert bzw. die erforderlichen Systemqualitäten erfüllt werden können.

Eine dynamische Vernetzung von verteilten Komponenten in kollaborierenden Systemen erfordert das Finden und Verbinden von neuen Komponenten, die bestehende Komponenten ersetzen oder ergänzen. In EC2 werden hierzu Methoden entwickelt, die für die notwendige Erweiterung der Funktionalität zur Laufzeit entsprechende Vorausplanung im Systemdesign ermöglicht. In EC2 werden zudem Komponentenmodelle erarbeitet, die über generische Schnittstellen und flexible Kompositionsmechanismen verfügen. Als ein Beispiel zur Realisierung dynamisch vernetzter Komponenten und deren Schnittstellen können REST-Prinzipien verwendet werden, die durch eine einheitliche Struktur die nötige Anpassung an neue Dienste ermöglichen. Diese dynamischen Architekturen müssen hierbei die Modelle für „open context“ unterstützen, und auf Basis des aktuellen Kontextes die entsprechenden Anpassungen an der Architektur vornehmen können. In EC2 werden Methoden untersucht die es gestatten, die einzelnen Systeme so zu entwickeln, dass die Vernetzung eines kollaborierenden eingebetteten Systems im Systemverbund keine negativen Auswirkungen auf die funktionalen und nicht-funktionalen Eigenschaften einzelner Systeme oder des gesamten Systemverbundes hat.