Skip to main content.

Seminar zur Technischen Informatik

Art
Seminar
Bereich
Computer Microsystems
Fachrichtung
Technische Informatik, Elektrotechnik/Datentechnik
Art
Seminar
Prüfer
Andreas Koch
Betreuer
Björn Liebig
Voraussetzungen
Grundkenntnisse Technische Informatik (z.B. TGdI und CMS)
CP
3
Ort
S2|02, E302
Zeit
Mi 15:30-17:30 Uhr
Anmeldung
Bis zum 12.10.2012 über TUCAN

Ablauf

Das von uns angebotene Seminar zur technischen Informatik behandelt eine Auswahl von für das Fachgebiet relevanter Forschungsthemen. Studierende wählen aus der angebotenen Palette ein Thema aus, stellen eigenständige Literaturrecherchen an und präsentieren ihre Ergebnisse dann in einem ca. 30-minütigen Übersichtsvortrag. Im Anschluss stellen sie sich einer ca. 15-minütigen Fachdiskussion im Plenum.

Der Schwerpunkt der Veranstaltung liegt klar auf Vortragstechnik und der Einarbeitung in das Thema. Daher findet einige Wochen vor dem Hauptvortrag ein kurzer Übungsvortrag statt, um den Studierenden frühzeitig Rückmeldung zu bestehenden rhetorischen Stärken oder Schwächen zu geben. Eine gesonderte schriftliche Ausarbeitung (über die Vortragsfolien hinaus) ist nicht anzufertigen.

Aktuelles

Vorträge / Termine

21. November

Erster Termin für die Probevorträge:

28. November

Zweiter Termin für die Probevorträge:

16. Januar

23. Januar

30. Januar

6. Februar

Themen

Die folgenden Themen werden angeboten (bei mehreren Interessenten entscheidet das Los):

Energieeffizientes Scheduling auf eingebetteten Recheneinheiten (Andreas Engel)

Um den Energieverbrauch von eingebetteten Recheneinheiten zu reduzieren, werden diese in sparsame Betriebsmodi versetzt, solange sie keine Berechnungen durchführen können oder müssen. Das Wechseln des Betriebmodus dauert i.d.R. viele Prozessorzyklen und ist daher für sehr kurze Inaktivitätsphasen nicht sinnvoll. Durch eine systematische Restrukturierung der Programmausführung können mehrere kurze Inaktivitätsphasen zu einer langen zusammengefasst werden, wodurch ein effizienteres Power-Management möglich wird. In diesem Seminar sollen verschiedene dieser Restrukturierungsverfahren vorgestellt und bewertet werden.

Einstiegsliteratur:
PICA: Processor Idle Cycle
Jongeun Lee and Aviral Shrivastava.
Aggregation for Energy-Efficient Embedded Systems. ACM Trans. Embed. Comput. Syst. 11, 2, Article 26 (July 2012), 27 pages.
http://doi.acm.org/10.1145/2220336.2220338

Hardware Implementation of Recursive Algorithms (Jens Huthmann)

Ein Problem bei der Kompilierung von allgemeinen Programmen auf eine FPGA Zielplattform ist der rekursive Aufruf von Funktionen. Im Gegensatz zu gebräuchlichen Computersystemen bieten FPGA-basierte Rechner häufig keine generelle Unterstützung eines Stacks. In dieses Seminarthema sollen Sie verschiedene Ansätze zur Unterstützung von rekursiven Aufrufen untersuchen und eine Auswahl davon vorstellen.

Einstiegsliteratur:
http://referaat.cs.utwente.nl/TSConIT/download.php?id=1110
http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=05548674 (Download nur aus dem TU-Netz möglich)

Effizientes Resource Sharing in der High-Level Synthese (Björn Liebig)

Resource Sharing ist ein wichtiger Ansatz bei der Reduktion der Schaltungsgröße in der High-Level Synthese. Die Mehrfachverwendung einer Recheneinheit für mehrere verschiedene Operationen spart potentiell Platz auf dem Chip, benötigt jedoch zusätzliche Multiplexer. Diese können im Extremfall sogar größer ausfallen als eine zweite Recheneinheit. Der Seminarvortrag soll erläutern, welche Faktoren sich auf die Effizienz des Resource Sharing auswirken.

Einstiegsliteratur:
Impact of FPGA architecture on resource sharing in high-level synthesis
Proceeding FPGA '12 Proceedings of the ACM/SIGDA international symposium
on Field Programmable Gate Arrays, Pages 111-114, ACM New York, NY, USA ©2012
http://www.ecf.utoronto.ca/~hadjisst/Resource_Sharing_FPGA12.pdf

Alternative Zahlensysteme (Florian Stock)

In heutigen Computern wird üblicherweise das 2-Stellenwertsystem (mit 2-Komplement für negative Zahlen) verwendet. Dieses Vortragsthema stellt Alternativen dazu vor. Dabei soll im Probevortrag ein Überblick über alternative Systeme sowie beispielhafte (i.d.R. historische) Hardware-Umsetzungen gegeben werden. Der Hauptvortrag soll sich dann mit einem speziellen aktuellen Ansatz, den Möbius Zahlendarstellungen, befassen.

Einstiegsliteratur:
Fast Arithmetical Algorithms in Möbius Number Systems
Kurka, Petr
Computers, IEEE Transactions on, Volume: 61 , Issue: 8, Publication Year: 2012, Page(s): 1097 - 1109, IEEE Journals & Magazines
http://www.cts.cuni.cz/~kurka/fast.pdf

Transaktionsbasierte Speichersysteme (Benjamin Thielmann)

Unter Transactional Memory versteht man ein Speicherkonzept für parallele Recheneinheiten mit gemeinsamen Speicherbereichen. Es soll die Ausführungsgeschwindigkeit gegenüber bisherigen Synchronisationsverfahren steigern sowie die Schwierigkeiten der Synchronisierung lösen, die bei paralleler Programmausführung entstehen. Im Rahmen des Probevortrags soll das Konzept des transaktionalen Speichers vorgestellt werden. Der Hauptvortrag soll einen Überblick über aktuelle Forschungsergebnisse in diesem Bereich geben.

Einstiegsliteratur:
Kilo TM: Hardware Transactional Memory for GPU Architectures
Fung, W.W.L.; Singh, I.; Brownsword, A.; Aamodt, T.
Micro, IEEE, Volume: 32, Issue: 3, Publication Year: 2012, Page(s): 7 - 16, IEEE Journals & Magazines
http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6174995 (PDF-Download nur aus dem TU-internen Netz möglich)

Cache Partitioning (Thorsten Wink)

In Multiprozessorsystemen kommt oft ein gemeinsamer Second Level Cache zum Einsatz. Hier stellt sich das Problem, dass die gemeinsame Ressource zwischen Prozessoren fair verteilt werden muss. In diesem Seminarthema sollen verschiedene Strategien dazu vorgestellt und bewertet werden.

Einstiegsliteratur:
Scalable and Efficient Fine-Grained Cache Partitioning with Vantage
Sanchez, D.; Kozyrakis, C.
Micro, IEEE, Volume: 32, Issue: 3, Page(s): 26 - 37, IEEE Journals & Magazines
http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6175882 (PDF-Download nur aus dem TU-internen Netz möglich)

Online-verschlüsselte Datenbanken (Andreas Koch)

Durch die immer weiter wachsenden Anforderungen an den Datenschutz stellt sich oftmals die Frage, wie die Daten auch vor Nutzern geschützt werden können, die zwar technisch bedingt weitergehende Zugriffsrechte benötigen (z.B. Administratoren), aber nicht mit den eigentlichen Datenbankinhalten arbeiten müssen. In einer solchen Umgebung bietet sich die Verschlüsselung der Datenbankinhalte an. Dabei muss aber sichergestellt sein, dass für den Umgang mit Datenbankinhalten autorisierte Nutzer möglichst effizient die üblichen Datenbankoperationen durchführen können. Hier kommen Online-Verfahren zum Einsatz, die während des laufenden Betriebs gezielt Ver- und Entschlüsselungsoperationen auf den gerade bearbeiteten Daten vornehmen. Der Seminarvortrag soll sich mit dem Thema der Online-Verschlüsselung von Datenbanken befassen, wobei die unten genannte wissenschaftliche Arbeit einen ersten Einstieg in die Thematik bietet und als Ausgangspunkt für weitergehende Recherchen dienen soll.

Einstiegsliteratur:
CryptDB: Protecting Confidentiality with Encrypted Query Processing.
Raluca Ada Popa, Catherine M. S. Redfield, Nickolai Zeldovich, and Hari Balakrishnan.
In Proceedings of the 23rd ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP 2011), Cascais, Portugal, October 2011
http://people.csail.mit.edu/nickolai/papers/raluca-cryptdb.pdf