Leitbild

Augenmerk der Lehre und Forschung am Lehrstuhl liegt auf dem Bereich der Systemsoftware, also jener Gesamtheit von in Software vorliegender Programme, die eine Rechenanlage betriebsbereit machen und gemeinhin auch als Betriebssystem begriffen werden. Betrachtet werden sowohl zentralisierte als auch verteilte Rechensysteme, die zuverlässig und je nach Anwendungsfall unter gewissen zeitlichen, energetischen und räumlichen Randbedingungen operieren und deren Recheneinheiten selbst ein-, mehr- oder vielkernige Systeme darstellen. Insbesondere für letztere spielen skalierbare Lösungen zur Verwaltung gleichzeitiger vielfädiger Prozesse eine große Rolle. Entsprechend bilden die Fachgebiete Betriebssysteme und Verteilte Systeme die beiden tragenden Säulen des Lehrstuhls, verstrebt durch Arbeiten der Themengebiete Echtzeitsysteme und Energiebewusste Systeme.

Ein wichtiger Forschungsaspekt der Arbeiten am Lehrstuhl ist die Anpassungsfähigkeit von Systemsoftware „nach oben“ zu den Anwendungsprogrammen und „nach unten“ zur Hardware. Interoperabilität, Portabilität und Spezialisierbarkeit (hier insb. Erweiterung, Ersetzung, Schrumpfung) bilden Wesensmerkmale von Software zur anwendungsorientierten Steuerung aller bei Betrieb eines Rechensystems anfallenden Abläufe. In dem Zusammenhang haben offene Schnittstellen und Spezifikationen funktionaler und nichtfunktionaler Eigenschaften von Komponenten eines Rechensystems eine große Bedeutung, die beides zusammen die Sicht des Lehrstuhls von „offenen Systemen“ prägen. Im Fokus stehen dabei allerdings Methoden und Techniken zur Systemsoftwarekonstruktion, weniger Standards. Ziel der Arbeiten dazu ist die Verbesserung der Anpassbarkeit funktionaler und nichtfunktionaler Eigenschaften sowie der Beherrschung der damit einhergehenden Komplexität.

Neben der Konstruktion von Systemsoftware beschäftigt sich der Lehrstuhl auch mit der statischen und dynamischen Programmanalyse zur Erfassung von Daten- und Kontrollflussabhängigkeiten in (nichtsequentiellen) Systemprogrammen wie auch zur Generierung von a priori Wissen über bei der Ausführung zu erwartende nichtfunktionale Merkmale wie etwa Obergrenzen in zeitlicher (worst-case execution time, WCET) oder energetischer (worst-case energy consumption, WCEC) Hinsicht. Das aus der Programmanalyse gewonnene Vorwissen dient dem Zweck, zur Laufzeit der betreffenden Programme Systemlatenzen zu minimieren oder zu verbergen, Rechtzeitigkeit zu wahren und insgesamt einen energieeffizienten Betrieb des Rechensystems zu erreichen.

Leitlinie aller Arbeiten ist es, die Tragfähigkeit erforschter Konzepte immer in konkreter Systemsoftware aufzuzeigen und nachzuweisen. Charakteristisch für die Grundlagenforschung des Lehrstuhls ist es, den anfallenden Arbeiten eine ausgeprägt gegenständliche Ausrichtung zu geben. Am Ende des Prozesses steht immer die Umsetzung in ein konkretes Werk oder die Anpassung an beziehungsweise Integration in ein bestehendes System. Der Vorher-nachher-Vergleich des jeweils entwickelten (Teil-) Systems mit bereits bestehenden Lösungen bildet dabei den Kern der Evaluierung der im Rahmen der Forschungsaktivitäten entstandenen Konzepte.

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg