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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 16 Elektrotechnik / Informatik  → Informatik   → Kommunikationstechnik  → Dissertationen 

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2007100919338

Titel: Framework for middleware executed on mobile devices
Autor(en): Wuest, Bjoern
Klassifikation (DDC): 004 - Informatik (Data processing Computer science)
Erscheinungsdatum: 9-Okt-2007
Zusammenfassung: Die ubiquitäre Datenverarbeitung ist ein attraktives Forschungsgebiet des vergangenen und aktuellen Jahrzehnts. Es handelt von unaufdringlicher Unterstützung von Menschen in ihren alltäglichen Aufgaben durch Rechner. Diese Unterstützung wird durch die Allgegenwärtigkeit von Rechnern ermöglicht die sich spontan zu verteilten Kommunikationsnetzwerken zusammen finden, um Informationen auszutauschen und zu verarbeiten. Umgebende Intelligenz ist eine Anwendung der ubiquitären Datenverarbeitung und eine strategische Forschungsrichtung der Information Society Technology der Europäischen Union. Das Ziel der umbebenden Intelligenz ist komfortableres und sichereres Leben. Verteilte Kommunikationsnetzwerke für die ubiquitäre Datenverarbeitung charakterisieren sich durch Heterogenität der verwendeten Rechner. Diese reichen von Kleinstrechnern, eingebettet in Gegenstände des täglichen Gebrauchs, bis hin zu leistungsfähigen Großrechnern. Die Rechner verbinden sich spontan über kabellose Netzwerktechnologien wie wireless local area networks (WLAN), Bluetooth, oder UMTS. Die Heterogenität verkompliziert die Entwicklung und den Aufbau von verteilten Kommunikationsnetzwerken. Middleware ist eine Software Technologie um Komplexität durch Abstraktion zu einer homogenen Schicht zu reduzieren. Middleware bietet eine einheitliche Sicht auf die durch sie abstrahierten Ressourcen, Funktionalitäten, und Rechner. Verteilte Kommunikationsnetzwerke für die ubiquitäre Datenverarbeitung sind durch die spontane Verbindung von Rechnern gekennzeichnet. Klassische Middleware geht davon aus, dass Rechner dauerhaft miteinander in Kommunikationsbeziehungen stehen. Das Konzept der dienstorienterten Architektur ermöglicht die Entwicklung von Middleware die auch spontane Verbindungen zwischen Rechnern erlaubt. Die Funktionalität von Middleware ist dabei durch Dienste realisiert, die unabhängige Software-Einheiten darstellen. Das Wireless World Research Forum beschreibt Dienste die zukünftige Middleware beinhalten sollte. Diese Dienste werden von einer Ausführungsumgebung beherbergt. Jedoch gibt es noch keine Definitionen wie sich eine solche Ausführungsumgebung ausprägen und welchen Funktionsumfang sie haben muss. Diese Arbeit trägt zu Aspekten der Middleware-Entwicklung für verteilte Kommunikationsnetzwerke in der ubiquitären Datenverarbeitung bei. Der Schwerpunkt liegt auf Middleware und Grundlagentechnologien. Die Beiträge liegen als Konzepte und Ideen für die Entwicklung von Middleware vor. Sie decken die Bereiche Dienstfindung, Dienstaktualisierung, sowie Verträge zwischen Diensten ab. Sie sind in einem Rahmenwerk bereit gestellt, welches auf die Entwicklung von Middleware optimiert ist. Dieses Rahmenwerk, Framework for Applications in Mobile Environments (FAME²) genannt, beinhaltet Richtlinien, eine Definition einer Ausführungsumgebung, sowie Unterstützung für verschiedene Zugriffskontrollmechanismen um Middleware vor unerlaubter Benutzung zu schützen. Das Leistungsspektrum der Ausführungsumgebung von FAME² umfasst: • minimale Ressourcenbenutzung, um auch auf Rechnern mit wenigen Ressourcen, wie z.B. Mobiltelefone und Kleinstrechnern, nutzbar zu sein • Unterstützung für die Anpassung von Middleware durch Änderung der enthaltenen Dienste während die Middleware ausgeführt wird • eine offene Schnittstelle um praktisch jede existierende Lösung für das Finden von Diensten zu verwenden • und eine Möglichkeit der Aktualisierung von Diensten zu deren Laufzeit um damit Fehlerbereinigende, optimierende, und anpassende Wartungsarbeiten an Diensten durchführen zu können Eine begleitende Arbeit ist das Extensible Constraint Framework (ECF), welches Design by Contract (DbC) im Rahmen von FAME² nutzbar macht. DbC ist eine Technologie um Verträge zwischen Diensten zu formulieren und damit die Qualität von Software zu erhöhen. ECF erlaubt das aushandeln sowie die Optimierung von solchen Verträgen.Ubiquitous computing is an appealing research area today and most likely the future. It is about unobtrusive computer support of users in their everyday activities. This support is achieved by an omnipresence of computers and their ability to spontaneously form distributed computing systems, and to exchange and process information. Ambient Intelligence, which is an application of ubiquitous computing, became a strategic research direction of the Information Society Technology programme of the European Union to form a knowledge society. The objective of Ambient Intelligence is to make life more comfortable and safer. Distributed computing systems for ubiquitous computing are characterised by heterogeneity of the computers used. They range from small sized computers embedded into everyday items like cars, heaters, toasters and coffee cups, to high performance computers like servers and mainframes. They all connect spontaneously via wireless network technology, e.g. wireless local area networks (WLAN), Bluetooth, Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), etc. This heterogeneity increases the complexity of distributed computing systems, and as such their programming. Middleware is a software technology concept and software, to reduce the complexity by abstracting from heterogeneity and providing a homogeneous layer on top of the different, heterogeneous computers used in distributed computing systems. Middleware provides unified access to the heterogeneous resources, functionalities, and computers it abstracts from. Distributed computing systems for ubiquitous computing are characterised by the spontaneous connection of computers. Traditional middleware is designed for distributed computing systems without spontaneous connections. Recently developed middleware follows the service oriented architecture concept that takes into consideration spontaneous connections. Middleware functionality is realised as services, which are independent software elements. The Wireless World Research Forum (WWRF) has described services that future middleware may provide. These services are hosted by a service execution environment. Yet, there is a lack of definition of such service execution environment. This dissertation contributes to middleware development for distributed computing systems in ubiquitous computing. The focus is on middleware and enabling technologies to implement middleware. Concepts for service discovery, service update, and contracts between services are presented. The concepts are provided in a framework that is designed specifically for realising middleware for distributed computing systems in ubiquitous computing. This framework, called Framework for Applications in Mobile Environments (FAME²), includes guidelines for service development, a proposal of a service execution environment, and support for different levels of access control to protect middleware from malicious use. The service execution environment of FAME² features: • low resource use on resource limited mobile devices like cellular phones and embedded computers • reconfiguration of middleware by changing the set of services at the middleware’s runtime • an open interface to utilise virtually any service discovery solution to locate services in a distributed computing system • online-update functionality for corrective, perfective, and adaptive maintenance of middleware and middleware services An accompanying work is the Extensible Constraint Framework (ECF) that makes Design by Contract available in the context of FAME². Design by Contract is a technology to increase the quality of software systems created from software elements by formulating contracts between them. ECF enables negotiation and refinement of these contracts.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2007100919338
Sammlung(en):Dissertationen

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