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Uni und Georgia Institute of Technology kooperieren

Effizienter Zugriff auf komplexe Daten

Rapide Fortschritte in der Sensortechnologie erlauben eine zunehmend feinere Vermessung unseres Planeten. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse erlauben es, lebenswichtige Ressourcen wie Energie, Wasser oder Nahrung effektiv zu verwalten. Die mit der Verarbeitung der komplexen Zusammenhänge einhergehenden Datenvolumina sind allerdings enorm. Im Rahmen einer neuen Forschungskooperation mit dem Namen „CEP in the Large“ (Komplexe Ereignisverarbeitung im Großen) suchen Wissenschaftler des Instituts für Parallele und Verteilte Systeme (IPVS) der Uni Stuttgart und des Georgia Institutes of Technology, USA, nach Wegen, um Entscheidungsträgern den effizienten Zugriff auf Analysedaten zu ermöglichen.

Auf der Basis von Erdvermessungsdaten können physikalische Phänomene mit immer größerer Genauigkeit in Echtzeit beobachtet werden. Dadurch gewinnen Wissenschaftler ein immer detaillierteres und umfangreicheres Verständnis dieser Phänomene. Für das effektive Management von Ressourcen gewinnen diese Erkenntnisse zunehmend an Bedeutung. So ist zum Beispiel das Verständnis der momentanen Wetterlage und deren weiteren Entwicklung wichtig, um effizient alternative Energien in die Energieversorgung mit einzubeziehen. Ebenso erlauben es Echtzeitanalysen im Fall von Katastrophen den Entscheidungsträgern, angemessen zu reagieren und somit die negativen Auswirkungen einer Naturkatastrophe deutlich zu reduzieren. Dabei ist es von entscheidender Bedeutung, einerseits möglichst viele Messungen in die Analysemodelle zu integrieren und diese andererseits zeitnah zu verarbeiten. Diese gigantischen Datenmengen bringen heutige IT-Infrastrukturen an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit.

Dies gilt umso mehr, wenn in naher Zukunft umfangreiche Datenströme aus Billionen von Sensorquellen zur Verfügung stehen werden. Diese umfassen Informationen aus Satelliten, Sensoren in Wetterstationen, dediziert ausgebrachten Sensornetzen, und mobilen Endgeräten. Sogar Informationen über Gegenstände des alltäglichen Lebens können mit Hilfe von RFID Technologie in die Datenanalyse mit einbezogen werden.


Sensordaten aus der Planetenvermessung erlauben es, lebenswichtige Ressourcen wie Energie, Wasser oder Nahrung effektiv zu verwalten.    (Foto. Institut)
Sensordaten aus der Planetenvermessung erlauben es, lebenswichtige Ressourcen wie Energie, Wasser oder Nahrung effektiv zu verwalten. (Foto. Institut)

Um Entscheidungsträgern den effizienten Zugriff auf Analysedaten zu ermöglichen, werden im Rahmen des Projekts „CEP in the Large“ insbesondere die Kommunikationswege bei der Übertragung der Daten mit betrachtet. Dabei werden Berechnungen zur Datenanalyse über viele weltweit verteilte Rechner hinweg durchgeführt, wodurch die anfallende Datenlast insgesamt besser bewältigt werden kann. Die Entscheidung, wo Berechnungen durchgeführt werden, kann dabei dynamisch an das Datenvolumen als auch an die verfügbaren Quellen sowie Anforderungen und Anzahl der Entscheidungsträger angepasst werden. So erfordert beispielsweise die Beobachtung eines Wetterphänomens, dessen Ortsbezug sich über die Zeit verändert, die Einbindung sich stetig ändernder Sensorquellen.

Im Rahmen des Projektes wird daher erforscht, wie eine zuverlässige Datenanalyse unter hoher Dynamik und partiellem Ausfall der zugrundeliegenden Infrastruktur bewerkstelligt werden kann. Weiterhin wird untersucht, wie unter Einbeziehung vieler Quellen und Entscheidungsträgern die Anbieter von Daten Kontrolle darüber behalten, wer auf ihre Daten Zugriff erhält.
„CEP in the Large“ wird durch die Baden-Württemberg-Stiftung im Rahmen des Forschungsprogramms „Internationale Spitzenforschung“ mit 420.000 Euro gefördert. uk



Kontakt

Prof. Kurt Rothermel
Institut für Parallele und Verteilte Systeme
Tel. 0711/685-88434
e-mail: Kurt.Rothermel@ipvs.uni-stuttgart.de


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