In komplexen Heizungsanlagen kommt es zu Betriebsfehlern, die den thermischen Komfort und die Energieeffizienz mindern sowie Kosten durch Verschleiss und Ausfälle verursachen. Häufige Betriebsfehler werden identifiziert und in einer Datenbank beschrieben. Es werden Methoden vorgestellt, mit denen der Nutzer auf fehlerhaften Anlagenbetrieb aufmerksam gemacht wird. Die Daten werden offline ausgewertet. Die signalgestützte Prüfung basiert auf der Definition von Regeln und Kennwerten. 17 Regeln werden vorgestellt. Mit Tensoren und Tensorzerlegung wird die Struktur der Betriebsdaten für die Analyse aufbereitet. In den Tensorfaktoren werden Betriebsfehler sichtbar. Bei der modellbasierten Prüfung wird das Nominalverhalten eines Systems mit dem realen Systemverhalten verglichen. Es werden multi-lineare Zustandsraummodelle definiert, deren Parameter in einer Tensorstruktur abgelegt werden. Durch eine Tensorzerlegung mit einem niedrigen Rank können bei ausreichender Datengrundlage die fehlenden Systemparameter bestimmt werden. Mit Paritätsgleichungen wird fehlerhafter Betrieb erkannt. Weiterhin wird die Modellbildung anhand von vereinfachten Energiebilanzen gezeigt. Ein Gebäudemodell wird zur Erkennung von Fehlern bei Einzelraumregelung genutzt.

Techn. Universiẗat, Diss., 2003--Darmstadt.

We have already known for a long time that hardware components are not perfect and soft errors in terms of single bit flips happen all the time. Up to now, these single bit flips are mainly addressed in hardware using general-purpose protection techniques. However, recent studies have shown that all future hardware components become less and less reliable in total and multi-bit flips are occurring regularly rather than exceptionally. Additionally, hardware aging effects will lead to error models that change during run-time. Scaling hardware-based protection techniques to cover changing multi-bit flips is possible, but this introduces large performance, chip area, and power overheads, which will become non-affordable in the future. To tackle that, an emerging research direction is employing protection techniques in higher software layers like compilers or applications. The available knowledge at these layers can be efficiently used to specialize and adapt protection techniques. Thus, we propose a novel adaptable and on-the-fly hardware error detection approach called AHEAD for database systems in this paper. AHEAD provides configurable error detection in an end-to-end fashion and reduces the overhead (storage and computation) compared to other techniques at this level. Our approach uses an arithmetic error coding technique which allows query processing to completely work on hardened data on the one hand. On the other hand, this enables on-the-fly detection during query processing of (i) errors that modify data stored in memory or transferred on an interconnect and (ii) errors induced during computations. Our exhaustive evaluation clearly shows the benefits of our AHEAD approach.

Mit dem zunehmenden Angebot elektronischer Verfahren durchdringt die IT immer mehr die Geschäftsprozesse der SLUB ...

Mit dem zunehmenden Angebot elektronischer Verfahren durchdringt die IT immer mehr die Geschäftsprozesse der SLUB ...

Hardware vendors constantly decrease the feature sizes of integrated circuits to obtain better performance and energy efficiency. Due to cosmic rays, low voltage or heat dissipation, hardware -- both processors and memory -- becomes more and more unreliable as the error rate increases. From a database perspective bit flip errors in main memory will become a major challenge for modern in-memory database systems, which keep all their enterprise data in volatile, unreliable main memory. Although existing hardware error control techniques like ECC-DRAM are able to detect and correct memory errors, their detection and correction capabilities are limited. Moreover, hardware error correction faces major drawbacks in terms of acquisition costs, additional memory utilization, and latency. In this paper, we argue that slightly increasing data redundancy at the right places by incorporating context knowledge already increases error detection significantly. We use the B-Tree -- as a widespread index structure -- as an example and propose various techniques for online error detection and thus increase its overall reliability. In our experiments, we found that our techniques can detect more errors in less time on commodity hardware compared to non-resilient B-Trees running in an ECC-DRAM environment. Our techniques can further be easily adapted for other data structures and are a first step in the direction of resilient database systems which can cope with unreliable hardware.

Gegenstand der Arbeit ist zunächst eine Analyse der didaktischen Anforderungen an Sprachlernsysteme, die sich zum Teil aus dem Fremdsprachenunterricht ergeben. Daraus ergibt sich ein Übungstyp, der vom Lerner eine frei gestaltete Eingabe erfordert und damit insbesondere die kommunikative Kompetenz fördert, der aber auch mit Hilfe computerlinguistischer Methoden realisiert werden kann. Anschließend wird zur Auswahl einer geeigneten Grammatiktheorie insbesondere die Lexical Functional Grammar (LFG) näher betrachtet. Die Theorie muss sich aus computerlinguistischer Sicht für eine Implementierung im Rahmen eines Sprachlernprogramms eignen und es ist von zusätzlichem Vorteil, wenn die verwendeten Konzepte denen in Lernergrammatiken ähneln, um so die Generierung von Rückmeldungen zu vereinfachen. Im darauf folgenden Abschnitt wird kurz das eigentliche Programm PromisD (Projekt mediengestütztes interaktives Sprachenlernen - Deutsch) vorgestellt, wie es sich auch dem Nutzer präsentiert. Schließlich wird ein so genanntes antizipationsfreies Verfahren entwickelt, bei dem weder in der Grammatik noch im Lexikon Informationen zur Fehleridentifizierung enthalten sind. Die Fehlererkennung wird dabei auf die Bereiche eingeschränkt, in denen sich in einem Lernerkorpus häufig Fehler zeigen, um einerseits wesentliche Fehlertypen abzudecken und andererseits eine größere Effizienz bei der Analyse von realen Eingaben zu erreichen. Die Vorstellung des Verfahrens unterteilt sich entsprechend den grundlegenden Struktureinheiten der LFG in zwei Bereiche: die Konstituentenstruktur mit einer modifizierten Form des Earley-Algorithmus zur Integration von Fehlerhypothesen in die Chart und die Feature-Struktur mit einer veränderten Unifikationstrategie zur Behandlung und Speicherung von sich widersprechenden Werten in F-Strukturen. Zum Abschluss erfolgt die Evaluation und es werden die Möglichkeiten zur Gestaltung einer Rückmeldung an den Lerner diskutiert. / The dissertation starts with an analysis of the requirements for Intelligent Computer-Assisted Language Learning systems (ICALL), which partially depend on didactic aspects of foreign language teaching. Based on this a type of exercise can be identified, that on the one hand allows the learner to enter free formed input supporting the so called communicative competence as a major didactic goal and on the other hand may be realised with advanced computational linguistics'' methods. In the following chapter a look at grammar theories and especially Lexical Functional Grammar (LFG) is taken. The grammar theory needs to be tractable in an implementation and it is of a further advantage if the concepts of the theory are similar to the concepts in learner grammars in order to simplify the generation of feedback. Subsequently the user interface of the actual program is presented with a focus on error messages. The implementation is named PromisD, which stands for "Projekt mediengestütztes interaktives Sprachenlernen - Deutsch". Finally an anticipation-free parsing method is developed using neither information from the lexicon nor the grammar in order to identify grammar errors. The recognition is restricted to those areas where errors occur frequently in a learner corpus in order to allow for a greater efficiency parsing authentic data. Along the two structural levels in LFG the presentation of the algorithm follows: the constituent-structure with a modified Early-algorithm integrating error hypotheses into the chart and the feature-structure with a new unification-strategie storing information about clashing values in the f-structure. The dissertation closes with an evaluation and an outlook on the generation of error messages.

Beim Entwurf großer Netzwerke der Automation ermöglichen Methoden der Leistungsbewertung den Test und die Dimensionierung eines Netzwerkes bereits vor der Inbetriebnahme und erlauben damit einen effizienten, qualitätsorientierten Entwurf. Es ist jedoch sehr wissensintensiv und aufwendig, entsprechende Analyse- oder Simulations-Modelle aufzustellen und die Ergebnisse auszuwerten, weshalb die Methoden in der Praxis der Automation selten verwendet werden. Viel vertrauter sind dem Entwerfer hingegen die speziellen Software-Tools, mit denen in der Automation Netzwerke entworfen werden. Auf Basis der Datenbanken dieser Tools werden in dieser Arbeit verschieden Verfahren zur automatischen Systemmodellierung, Verkehrsmodellierung, Leistungsbewertung und Fehlerdiagnose zu einem Control Network Performance Engineering kombiniert, welches die Qualitätsbewertung und -beratung nahtlos und ohne Mehraufwand in den Netzwerkentwurf integriert. (Die Dissertation wurde veröffentlicht im Jörg Vogt Verlag, Voglerstr. 20, 01277 Dresden, Internet: http://www.vogtverlag.de/, email: info@vogtverlag.de, ISBN 978-3-938860-10-6) / During the design of large automation networks, performance analysis methods can be used for testing and dimensioning the network before implementation and are essential for an efficient and reliable design process. However, setting up the necessary analytical or simulative models is time-consuming, requires in-depth knowledge, and is therefore often not applicable in practice. The network designers are much more used to the design tools used to develop automation networks. Based on these tools' databases various methods for automated system and traffic modeling, performance analysis and diagnoses are combined in the control network performance engineering that seamlessly integrates quality analysis and consulting into network design without requiring additional effort. (This manuscript is also available - in the form of a book - from Jörg Vogt Verlag, Voglerstr. 20, 01277 Dresden, Germany world-wide web address: http://www.vogtverlag.de/, electronic-mail address: info@vogtverlag.de, ISBN 978-3-938860-10-6 )

It is a fact that software has bugs. These bugs can lead to failures. Especially dependability and security failures are a great threat to software users. This thesis introduces four novel approaches that can be used to automatically harden software at the user's site. Automatic hardening removes bugs from already deployed software. All four approaches are automated, i.e., they require little support from the end-user. However, some support from the software developer is needed for two of these approaches. The presented approaches can be grouped into error toleration and bug removal. The two error toleration approaches are focused primarily on fast detection of security errors. When an error is detected it can be tolerated with well-known existing approaches. The other two approaches are bug removal approaches. They remove dependability bugs from already deployed software. We tested all approaches with existing benchmarks and applications, like the Apache web-server.

Technological advances drive hardware to ever smaller feature sizes, causing devices to become more vulnerable to transient faults. Applications can be protected against faults by adding error detection and recovery measures in software. This is popularly achieved by applying automatic program transformations. However, transformations applied to program representations at abstraction levels higher than machine instructions are fundamentally incapable of protecting against vulnerabilities that are introduced during compilation. In particular, a large proportion of a program’s memory accesses are introduced by the compiler backend. This report presents a backend that protects these accesses against faults in the memory system. It is demonstrated that the presented backend can detect all single bit flips in memory that would be missed by an error detection scheme that operates on the LLVM intermediate representation of programs. The presented compiler backend is obtained by modifying the LLVM backend for the x86 architecture. On a subset of SPEC CINT2006 the runtime overhead incurred by the backend modifications amounts to 1.50x for the 32-bit processor architecture i386, and 1.13x for the 64-bit architecture x86_64. To achieve comprehensive detection of memory faults, the modified backend implements an adjusted calling convention that leaves library function calls transparent and intact.