Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Die Institute der Fakultät und ihre Forschungsvorhaben
den Perioden der Inaktivität abkühlen.
Zur energieeffizienten Nutzung gemeinsamer Ressourcen plant die entsprechende
Strategie Anwendungen dergestalt auf verschiedenen Ausführungseinheiten (d.h.
Prozessorkernen oder Hardware-Kontrollfäden) ein, dass gleichzeitig ausgeführte
Anwendungen verschiedene Ressourcen nutzen. So kann vermieden werden, dass
Ausführungseinheiten auf die Freigabe einer schon belegten Ressource warten und Energie
umsetzen, ohne dass die ausgeführte Anwendung Fortschritt machte.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Charakterisierung von Anwendungen
über ihre Nutzung von Prozessorressourcen eine wertvolle Information darstellt, deren
Berücksichtigung es entsprechenden Einplanstrategien erlaubt, die auf heutigen
Prozessoren auftretenden Probleme der Temperatur, Energieeffizienz und der Konkurrenz
um gemeinsame Ressourcen abzumildern.
Power Management BW-FIT Projekt "Zuverlässige Informationsverarbeitung in
energiebewussten ubiquitären Systemen" (ZeuS)
(F. Bellosa, S. Kellner)
Es wird allgemein davon ausgegangen, dass "Ubiquitous Computing" (UC) die Grundlage
der nächsten Generation von Systemen sein wird. Ein wesentliches Element des "UC-
Konzepts" ist es, dass die verteilten informationstechnischen Systeme mit ihrer Umgebung
interagieren können. Dies erfordert die Verwendung von Sensoren, mit denen das System
seine Umwelt erfassen kann.
Diese Wünsche haben in den letzten Jahren die Hardwaregattung der Sensorknoten hervorgebracht:
kleine, meist batteriebetriebene eingebettete Systeme mit Sensoren und drahtlosen
Kommunikationsmöglichkeiten. Sensorknoten sind im Gegensatz zu traditionellen
verteilten Systemen jedoch starken Ressourcenbeschränkungen unterworfen, was insbesondere
die Energieversorgung betrifft.
Das Teilprojekt von Prof. Bellosa im BW-FIT Projekt ZeuS, das sich mit Mechanismen
zur Energieverwaltung in Sensornetzen befasste, konnte 2009 erfolgreich abgeschlossen
werden.
Eine Architektur von Energiecontainern für das auf der MICAz Plattform verwendete
Betriebssystem TinyOS wurde entworfen und implementiert. Basis dafür bildet ein
Energiemodell der Hardware, das zur Laufzeit ausgewertet wird und somit eine
Abschätzung des Energieverbrauchs ermöglicht.
In Energiecontainern wird der geschätzte Energieverbrauch der Hardware zur
Durchführung einer bestimmten Aufgabe erfasst. Die Aufgabe, die von relativ feingranularen
Aktionen wie dem Auslesen eines Sensors bis hin zu einer kompletten
Anfrageverarbeitung reichen kann, wird dabei von der Anwendung vorgegeben. Um den
Instrumentierungsaufwand der Anwendung klein zu halten, wurde die
Programmierschnittstelle so gestaltet, dass nur der Verarbeitungswechsel zwischen
Aufgaben von der Anwendung bezeichnet werden muss.
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