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An ad hoc network is comprised of wireless mobile nodes without the need of wired network infrastructure. Due to the limited transmission range of nodes, the exchange of data between them may not be possible using direct communication. Partitioning the network into clusters and electing a clusterhead for each cluster to assist with the resource allocation and data packet transmissions among its members and neighboring clusterheads is one of the most common ways of providing support for the existing ad hoc routing protocols. This thesis presents the performance comparison of four ad hoc network clustering protocols: Dynamic Mobile Adaptive Clustering (DMAC), Highest-Degree and Lowest-ID algorithms, and Weighted Clustering Algorithm (WCA). Yet Another Extensible Simulation (YAES) was used as the simulator to carry out the simulations.

The thesis proposes an optimization algorithm used a genetic algorithm. Optimization problem is demonstrated on issues of left turn which meets the requirements for systematic optimization - complexity of the problem, which can not be solved analytically, and the possibility of using templates, which enable automation of design and calculation of all variants.

Eine Herausforderung der Softwareentwicklung ist, die Korrektheit einer Software sicherzustellen. Testen bietet es keine mathematische Korrektheit. Formale Verifikation ist jedoch oft zu aufwändig. Laufzeitverifikation steht zwischen den beiden Methoden. Laufzeitverifikation beantwortet die Frage, ob ein Eingabe-Ausgabe-Paar korrekt ist. Ein zertifizierender Algorithmus überzeugt seinen Nutzer durch ein Korrektheitsargument zur Laufzeit. Dafür berechnet ein zertifizierender Algorithmus für eine Eingabe zusätzlich zur Ausgabe noch einen Zeugen – ein Korrektheitsargument. Jeder zertifizierende Algorithmus besitzt ein Zeugenprädikat: Ist dieses erfüllt für eine Eingabe, eine Ausgabe und einen Zeugen, so ist das Eingabe-Ausgabe-Paar korrekt. Ein simpler Algorithmus, der das Zeugenprädikat für den Nutzer entscheidet, ist ein Checker. Die Korrektheit des Checkers ist folglich notwendig für den Ansatz und die formale Instanzverifikation, bei der wir Checker verifizieren und einen maschinen-geprüften Beweis für die Korrektheit eines Eingabe-Ausgabe-Paars zur Laufzeit gewinnen. Zertifizierende sequentielle Algorithmen sind gut untersucht. Verteilte Algorithmen, die auf verteilten Systemen laufen, unterscheiden sich grundlegend von sequentiellen Algorithmen: die Ausgabe ist über das System verteilt oder der Algorithmus läuft fortwährend. Wir untersuchen zertifizierende verteilte Algorithmen. Unsere Forschungsfrage ist: Wie können wir das Konzept zertifizierender sequentieller Algorithmen so auf verteilte Algorithmen übertragen, dass wir einerseits nah am ursprünglichen Konzept bleiben und andererseits die Gegebenheiten verteilter Systeme berücksichtigen? Wir stellen eine Methode der Übertragung vor. Die beiden Ziele abwägend entwickeln wir eine Klasse zertifizierender verteilter Algorithmen, die verteilte Zeugen berechnen und verteilte Checker besitzen. Wir präsentieren Fallstudien, Entwurfsmuster und ein Framework zur formalen Instanzverifikation. / A major problem in software engineering is to ensure the correctness of software. Testing offers no mathematical correctness. Formal verification is often too costly. Runtime verification stands between the two methods. Runtime verification answers the question whether an input-output pair is correct. A certifying algorithm convinces its user at runtime by offering a correctness argument. For each input, a certifying algorithm computes an output and additionally a witness. Each certifying algorithm has a witness predicate – a predicate with the property: being satisfied for an input, output and witness implies the input-output pair is correct. A simple algorithm deciding the witness predicate for the user is a checker. Hence, the checker’s correctness is crucial to the approach and motivates formal instance verification where we verify checkers and obtain machine-checked proofs for the correctness of an input-output pair at runtime. Certifying sequential algorithms are well-established. Distributed algorithms, designed to run on distributed systems, behave fundamentally different from sequential algorithms: their output is distributed over the system or they even run continuously. We investigate certifying distributed algorithms. Our research question is: How can we transfer the concept of certifying sequential algorithms to distributed algorithms such that we are in line with the original concept but also adapt to the conditions of distributed systems? In this thesis, we present a method to transfer the concept: Weighing up both sometimes conflicting goals, we develop a class of certifying distributed algorithms that compute distributed witnesses and have distributed checkers. We offer case studies, design patterns and a framework for formal instance verification. Additionally, we investigate other methods to transfer the concept of certifying algorithms to distributed algorithms.

In this paper we suggest a lightning detection system capable of warning a local populous of incoming lightning weather using a combination of the AS3935 sensor and the one-board-computer Raspberry Pi, in an attempt to design a product that is cheap, mobile and easy to use. The product is composed of a sensor net that registers and reports lightnings on a webserver. The server is reachable as a normal website based on the LAMP method. The project reached a stadium which should satisfy a “proof of concept”, however, the product is far from complete, as it lacks the necessary algorithms needed for proper data computation. The current system only uses Raspberry pi, but it is theoretically possible to introduce other hardware to the system, but the current developed product does not support such functionality. / I den här rapporten föreslår vi ett blixtlokaliseringssystem kapabelt att varna lokal befolkningen om inkommande blixtväder med hjälp av en kombination av sensorn AS3935 och enchipsdatorn Raspberry Pi, i ett försök att skapa en produkt som är billig, mobil och användarvänlig. Systemet består av ett nät av sensorer som registrerar och rapporterar blixtaktivitet på en webbserver. Servern är nåbar som en vanlig hemsida som är byggd enligt LAMP metoden. Projektet har nått ett stadium som borde uppnå kraven för ett ”bevis av ett koncept”, men produkten är långt ifrån färdig, då den saknar de nödvändiga algoritmerna som krävs för ordentlig databehandling. Det nuvarande systemet använder sig enbart av Rasberry Pi:s, men i teorin vore det fullt möjligt att introducera ny hårdvara i nätet, men den nuvarande produkten stöder inte sådan funktionalitet.