Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

5 Kontroll- und Verwaltungsschicht
Variante ist, dass das Auffinden der Metainformationen zu einem bestimmten Aktivitätsträger sehr
schnell durchgeführt werden kann, da die Informationen an einer festen Stelle abgespeichert sind.
Sobald die Anzahl an Threads jedoch den festgelegten Maximalwert überschreitet, müsste das Feld zur
Aufnahme der Metainformationen vergrößert werden. Das ist jedoch nicht immer durchführbar, da nicht
sichergestellt werden kann, dass genügend Speicherplatz an der Stelle vorhanden ist. Daher muss die
Kontrollschicht über die Erzeugung eines neuen Threads informiert werden, sodass sie gegebenenfalls
die Threadverwaltung durch eine andere Variante ersetzen kann.
Nachdem das initiale Abbild erstellt wurde, kann es auf den Knoten geladen werden. Die Kontrollschicht
ist nun für die Laufzeitunterstützung verantwortlich. Je nach Art der Unterstützungsanforderung
müssen Module nachinstalliert, ersetzt oder geparkt werden.
5.3 Kontroll- und Verwaltungsschicht für eine Java-Laufzeitumgebung
Als Anwendungsbeispiel sollen nun die Möglichkeiten einer Kontrollschicht anhand einer Java-
Laufzeitumgebung für eingebettete Systeme betrachtet werden.
5.3.1 Motivation
Typische Netze aus eingebetteten Knoten bestehen meist aus unterschiedlichen Knoten. Um die Softwareentwicklung
zu vereinheitlichen, möchte man teilweise die Heterogenität der Knoten abstrahieren.
Eine virtuelle Maschine kann hier eine Abstraktionsschicht bilden und die verschiedenen Fähigkeiten
der Knoten zu einem bestimmten Grad vereinheitlicht darstellen. Ein Programm wird dann für
die virtuelle Maschine entwickelt. Eine Anpassungsschicht, die nur aus einem Compiler bestehen
kann, meist jedoch ein Laufzeitsystem beinhaltet, sorgt für die Ausführung des Programms und leistet
Laufzeitunterstützung. Je umfangreicher eine virtuelle Maschine ist, das heißt je mehr Dienste sie
anbietet, desto allgemeiner, komfortabler und abstrakter kann die Umgebung sein, für die ein Programm
entwickelt wird. Allerdings nimmt dann auch das Laufzeitsystem mehr Platz in Anspruch. Hier soll ein
Verwalter eingreifen und kleine Knoten bei der Ausführung eines großen Laufzeitsystems unterstützen.
5.3.2 Java-Laufzeitumgebungen für eingebettete Systeme
Ein bekanntes Beispiel einer virtuellen Maschine stellt die Java-Maschine (Java Virtual Machine, JVM)
dar. Sie ist für Bürocomputer entwickelt worden und durch die Vielzahl von Diensten für kleine Knoten
auf den ersten Blick ungeeignet. Betrachtet man jedoch verschiedene Java-Anwendungen, so stellt man
fest, dass nicht jede Anwendung den vollen Umfang an Diensten benötigt. Besonders im Bereich der
eingebetteten Systeme werden die Anwendungen meist im Hinblick auf die begrenzten Ressourcen
entwickelt, sodass ressourcenintensive Dienste nicht eingesetzt werden. Dieser Umstand ermöglicht
es, eine Java-Umgebung für kleine Systeme anzubieten. Im Folgenden sollen zwei Techniken dazu
vorgestellt werden.
5.3.2.1 Allgemeine Reduktion des Funktionsumfangs
Eine Möglichkeit ist, eine eingeschränkte Version der JVM anzubieten, die nicht alle Dienste und
Funktionen einer normalen Java-Umgebung bereitstellt. Dabei sind zwei Arten von Einschränkungen
möglich. Zum einen kann die Klassenbibliothek eingeschränkt werden, zum anderen kann die virtuelle
Maschine selbst eingeschränkt sein.
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