Zugl.: Dresden, Techn. Univ., Diss. 2007

Zugl.: Zürich, Univ., Diss., 2010

Viele moderne Dateisysteme unterstützen Snapshots zur Erzeugung konsistenter Online-Backups, zur Wiederherstellung verfälschter oder ungewollt geänderter Dateien, sowie zur Rückverfolgung von Änderungen an Dateien und Verzeichnissen. Während frühere Arbeiten zu Snapshots in Dateisystemen vorwiegend lokale Dateisysteme behandeln, haben moderne Trends wie Cloud- oder Cluster-Computing dazu geführt, dass die Datenhaltung in verteilten Speichersystemen an Bedeutung gewinnt. Solche Systeme umfassen häufig eine Vielzahl an Speicher-Servern, was besondere Herausforderungen mit Hinblick auf Skalierbarkeit, Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit mit sich bringt. Diese Arbeit beschreibt einen Snapshot-Algorithmus für großangelegte verteilte Dateisysteme und dessen Integration in XtreemFS, ein skalierbares objektbasiertes Dateisystem für Grid- und Cloud-Computing-Umgebungen. Die zwei Bausteine des Algorithmus sind ein System zur effizienten Erzeugung und Verwaltung von Dateiinhalts- und Metadaten-Versionen, sowie ein skalierbares, ausfallsicheres Verfahren zur Aggregation bestimmter Versionen in einem Snapshot. Um das Problem einer fehlenden globalen Zeit zu bewältigen, implementiert der Algorithmus ein weniger restriktives, auf Zeitstempeln lose synchronisierter Server-Uhren basierendes Konsistenzmodell für Snapshots. Die wesentlichen Beiträge der Arbeit sind: 1) ein formales Modell von Snapshots und Snapshot-Konsistenz in verteilten Dateisystemen; 2) die Beschreibung effizienter Verfahren zur Verwaltung von Metadaten- und Dateiinhalts-Versionen in objektbasierten Dateisystemen; 3) die formale Darstellung eines skalierbaren, ausfallsicheren Snapshot-Algorithmus für großangelegte objektbasierte Dateisysteme; 4) eine detaillierte Beschreibung der Implementierung des Algorithmus in XtreemFS. Eine umfangreiche Auswertung belegt, dass der vorgestellte Algorithmus die Nutzerdatenrate kaum negativ beeinflusst, und dass er mit großen Zahlen an Snapshots und Versionen skaliert. / Snapshots are present in many modern file systems, where they allow to create consistent on-line backups, to roll back corruptions or inadvertent changes of files, and to keep a record of changes to files and directories. While most previous work on file system snapshots refers to local file systems, modern trends like cloud and cluster computing have shifted the focus towards distributed storage infrastructures. Such infrastructures often comprise large numbers of storage servers, which presents particular challenges in terms of scalability, availability and failure tolerance. This thesis describes snapshot algorithm for large-scale distributed file systems and its integration in XtreemFS, a scalable object-based file system for grid and cloud computing environments. The two building blocks of the algorithm are a version management scheme, which efficiently records versions of file content and metadata, as well as a scalable and failure-tolerant mechanism that aggregates specific versions in a snapshot. To overcome the lack of a global time in a distributed system, the algorithm implements a relaxed consistency model for snapshots, which is based on timestamps assigned by loosely synchronized server clocks. The main contributions of the thesis are: 1) a formal model of snapshots and snapshot consistency in distributed file systems; 2) the description of efficient schemes for the management of metadata and file content versions in object-based file systems; 3) the formal presentation of a scalable, fault-tolerant snapshot algorithm for large-scale object-based file systems; 4) a detailed description of the implementation of the algorithm as part of XtreemFS. An extensive evaluation shows that the proposed algorithm has no severe impact on user I/O, and that it scales to large numbers of snapshots and versions.

Techn. University, Diss., 2003--Darmstadt.

Techn. University, Diss., 2004--Darmstadt.

The ever-growing demand for more computing power forces hardware vendors to put an increasing number of multiprocessors into a single server system, which usually exhibits a non-uniform memory access (NUMA). In-memory database systems running on NUMA platforms face several issues such as the increased latency and the decreased bandwidth when accessing remote main memory. To cope with these NUMA-related issues, a DBMS has to allow flexible data partitioning and data placement at runtime. In this demonstration, we present ERIS, our NUMA-aware in-memory storage engine. ERIS uses an adaptive partitioning approach that exploits the topology of the underlying NUMA platform and significantly reduces NUMA-related issues. We demonstrate throughput numbers and hardware performance counter evaluations of ERIS and a NUMA-unaware index for different workloads and configurations. All experiments are conducted on a standard server system as well as on a system consisting of 64 multiprocessors, 512 cores, and 8 TBs main memory.

Managing and efficiently analysing the vast amounts of data produced by a huge variety of data sources is one of the big challenges in computer science. The development and implementation of algorithms and applications that can extract information diamonds from these ultra-large, and often distributed, databases is a key challenge for the design of future data management infrastructures. Today’s data-intensive applications often suffer from performance problems and an inability to scale to high numbers of distributed data sources. Therefore, distributed and parallel databases have a key part to play in overcoming resource bottlenecks, achieving guaranteed quality of service and providing system scalability. The increased availability of distributed architectures, clusters, Grids and P2P systems, supported by high performance networks and intelligent middleware provides parallel and distributed databases and digital repositories with a great opportunity to cost-effectively support key everyday applications. Further, there is the prospect of data mining and knowledge discovery tools adding value to these vast new data resources by automatically extracting useful information from them.

Die vorliegende Arbeit verknüpft die Theorie der Interaktion psychischer Systeme von Kuhl (2000, 2001) mit dem Modell beruflicher Arbeitsleistung von Tett und Burnett (2003). Unter Anwendung reizorientierter arbeitspsychologischer Stressmodelle werden Hypothesen über einen durch das subjektive Bedrohungs- und Belastungspotenzial der Arbeitssituation moderierten Zusammenhang zwischen dem berufsbezogenen und nach Maßgabe der Item Response Theorie skalierbaren Persönlichkeitsmerkmal Handlungs- vs. Lageorientierung und beruflicher Arbeitsleistung aufgestellt. In drei Befragungen an N = 415, N = 331 sowie N = 49 Berufstätigen wurden querschnittliche Daten zur Hypothesenprüfung erhoben. Berufsbezogene Handlungs- vs. Lageorientierung zeigt sich als valides Subkonstrukt der allgemeinen Handlungs- vs. Lageorientierung, welches gemäß Graded Response Modell von Samejima (1969, 1997) mit 14 Items skalierbar ist. Prospektive berufsbezogene Handlungs- vs. Lageorientierung erklärt in multiplen hierarchischen Regressionsanalysen, im Gegensatz zu allgemeiner Handlungs- vs. Lageorientierung, inkrementell zu Gewissenhaftigkeit, Extraversion und Neurotizismus Anteile kontextueller und aufgabenbezogener Arbeitsleistung. Hypothesenkonträr werden diese Zusammenhänge nur marginal vom subjektiven Belastungspotential der Arbeitssituation moderiert. Die Prädiktorfunktion prospektiver berufsbezogener Handlungs- vs. Lageorientierung für berufliche Arbeitsleistung bleibt auch unter pfadanalytischer Kontrolle eines vorhandenen Common Method Bias erhalten. Die dispositionelle Fähigkeit, durch berufliche Hindernisse gehemmten positiven Affekt vorbewusst gegenregulieren zu können, scheint demnach ein bedeutender Prädiktor beruflicher Arbeitsleistung zu sein, insbesondere bei Führungskräften. Für die berufliche Eignungsbeurteilung ist es damit von diagnostischem Mehrwert, Handlungs- vs. Lageorientierung kontextualisiert zu erheben. Der Einsatz probabilistisch- testtheoretisch konstruierter Skalen steigert dabei die Effizienz des Beurteilungsprozesses. / The current paper combines personality systems interaction theory (Kuhl, 2000, 2001) with the model of job performance by Tett and Burnett (2003). Using established stress models from work psychology it is hypothesized that there is a relation between occupational action state orientation, scalable by means of items response theory, and job performance, which is moderated by the subjective stress level of job characteristics. Three surveys among samples of N = 415, N = 331, and N = 49 professionals yielded cross sectional data for investigating the hypotheses. Occupational action state orientation proves a valid construct which is compatible with Samejima’s (1969, 1997) Graded Response Model using a 14-item scale. As a result of multiple hierarchical regression analyses, the hesitation dimension of specifically occupational, in contrast to general action state orientation is a predictor of both contextual and task performance, incremental to conscientiousness, extraversion, and neuroticism. Contrary to expectations this relation is only marginally moderated by stress-relevant job characteristics. Even when controlling for an occurring common method bias by means of path analysis the occupational hesitation dimension’s predictor role perseveres. Therefore, the dispositional ability in subconsciously regulating inhibited positive affect due to occupational obstacles, seems to be a crucial predictor of job performance, especially regarding leaders. Hence, professional aptitude assessment benefits from assessing action state orientation in a contextualized manner. Application of item response theory-based scales further enhances assessment process efficiency.

Die Strukturierung und Nutzung von unternehmensinternen IT-Infrastrukturen auf Grundlage dienstorientierter Architekturen (SOA) und etablierter XML-Technologien ist in den vergangenen Jahren stetig gewachsen. Lag der Fokus anfänglicher SOA-Realisierungen auf der flexiblen Ausführung klassischer, unternehmensrelevanter Geschäftsprozesse, so bilden heutzutage zeitnahe Datenanalysen sowie die Überwachung von geschäftsrelevanten Ereignissen weitere wichtige Anwendungsklassen, um sowohl kurzfristig Probleme des Geschäftsablaufes zu identifizieren als auch um mittel- und langfristige Veränderungen im Markt zu erkennen und die Geschäftsprozesse des Unternehmens flexibel darauf anzupassen. Aufgrund der geschichtlich bedingten, voneinander unabhängigen Entwicklung der drei Anwendungsklassen, werden die jeweiligen Anwendungsprozesse gegenwärtig in eigenständigen Systemen modelliert und ausgeführt. Daraus resultiert jedoch eine Reihe von Nachteilen, welche diese Arbeit aufzeigt und ausführlich diskutiert. Vor diesem Hintergrund beschäftigte sich die vorliegende Arbeit mit der Ableitung einer konsolidierten Ausführungsplattform, die es ermöglicht, Prozesse aller drei Anwendungsklassen gemeinsam zu modellieren und in einer SOA-basierten Infrastruktur effizient auszuführen. Die vorliegende Arbeit adressiert die Probleme einer solchen konsolidierten Ausführungsplattform auf den drei Ebenen der Dienstkommunikation, der Prozessausführung und der optimalen Verteilung von SOA-Komponenten in einer Infrastruktur.

Chemnitz, Techn. Univ., Diplomarb., 2007.