Dietmar A. Kottmann

Exploiting the Trading-Paradigm for Locating Entry-Points into Distributed Object-Oriented Databases

In this paper we discuss the shortcomings of the conventional methods to locate entry-points into objectbases. Afterward, we present the way the distributed systems community solved a similar problem. We identify the notion of logical dissemination structures as the cornerstone of this solution. Finally, we treat how this notion can be used for object-oriented databases in integrating a trader subsystem and present our current prototype.

Disseminating Object-Oriented Applications in Large Scale Environments

As a result of new programming languages for the internet like Java, the paradigm of disseminating applications over the net has recently become popular. The process of dissemination is straightforward, as long as it is only done in local networks. But emerging applications in entertainment, electronic commerce or even embedded computing need to be disseminated on a country-wide or global scale. On this scale, dissemination can cause considerable costs. How this cost can be minimized for object-oriented applications is the topic of this paper.

Zugriffsmodalitäten für objektintensive Anwendungen in verteilten Systemen

Die Integration unabhangiger Anwendungen in einem verteilten System basiert zunachst auf der Nutzung eines gemeinsamen Datenbestandes. Aus Anwendungs-erfordernissen heraus hat sich dabei die objektorientierte Datenmodellierung und die Datenhaltung in objektorientierten Datenbanken durchgesetzt. Diese Vorgehensweise ist mit den heutigen Client-Server-Datenbanken dann geeignet, wenn die Anwendung komplett in einem homogenen Netz ablauft. Sind hingegen wie bei der standort- ubergreifenden Integration in Unternehmen oder der Integration mobiler Teilnehmer Netzgrenzen zu uberwinden, so gerat diese starre Architektur an ihre Leistungsgrenze. Als Alternative wird in der vorliegenden Arbeit die systemtechnische Integration dreier Zugriffsmodalitaten vorgestellt, die neben der existierenden Architektur Konzepte aus Verteilungsplattformen wie OMG CORBA und aus aktuellen agentenbasierten Systemen ausnutzen. Damit wird unter Beibehaltung eines einheitlichen Entwicklungszyklusses die situationsgerechte Anpassung einer Anwendung an die aktuellen Netzgegebenheiten ermoglicht. Im folgenden werden die konzeptionellen und architekturellen Grundlagen dieser sogenannten Stublet-Losung und ihre Umsetzung an unserem aktuellen Prototyp vorgestellt.

Integrating Distribution and Mobility into an Object-Oriented Database

Most distributed database systems of today are build around a client-server paradigm. Nowadays development of distributed systems technology has gone beyond client-server systems. Especially for distributed object-oriented systems, many promising concepts have been proposed and evaluated. One of them are mobile objects. This idea has proved to be of great importance for applications that need fine grained tuning at run time. Mechanical engineering applications in the area of simultaneous/concurrent engineering call for support of this kind, as the structure and distribution of application needs often is not known when setting up the underlying database system. As on the other hand, object-oriented databases are tailored to handle the complex entities of engineering applications, integrating mobile objects into such databases is one step on the way to qualify them as a company-wide information backbone. In this paper an approach to integrate mobility in an existing object-oriented client-server system is presented. We concentrate on object management and on architectural aspects besides presenting the seamless integration of the necessary extensions to the object model in a strongly typed language.

Delegating client functionality for optimized access to object-oriented databases

The conventional paradigm for LAN-wide access to an object-oriented database is the use of data-shipping to transfer relevant objects to the application client. With the extension of scope to MANs, WANs and wireless mobile clients, this approach suffers severe drawbacks due to high communication cost and resource usage at the client side. This paper proposes an alternative approach for efficient wide-range database access based on function-shipping by flexible separation of client applications into local and delegated components.

SFB 346—Integrationstechnologie als Innovationsmotor für Maschinenbauanwendungen

Der Sonderforschungsbereich 346 „Rechnerintegrierte Konstruktion und Fertigung von Bauteilen“ ist ein interdisziplinares Forschungsprojekt von Informatik- und Maschinenbauinstituten der Universitat Karlsruhe. Sein Ziel ist es, durchgangige maschinenbauliche Prozesketten von der Konstruktion uber die Planung von Produktionssystemen und -ablaufen bis hin zur Teilefertigung informationstechnisch zu unterstutzen und zu optimieren. Dabei wird von der Pramisse ausgegangen, das durch eine Integration der in den verschiedenen Produktlebensphasen anfallenden Daten und ihrer Bearbeitungswerkzeuge auf der Basis eines integrierten Produkt- und Produktionsmodells ein deutlicher Effizienz- und Flexibilitatsgewinn gegenuber herkommlichen Insellosungen zu erzielen ist. In dem vorliegenden Papier werden die verschiedenen Spielarten der Umsetzung dieses Integrationsansatzes im SFB 346 beschrieben und einige der verwendeten Techniken vorgestellt.

Replication-Support for Advanced Mobile Applications!

Applications in mobile computing have to live with massive fluctuations of connectivity, bandwidth, latency, and cost in the underlying communication system. These fluctuations must be masked in order to provide the end user with predictable expenses and functionality. This can be achieved in employing cheap high bandwidth connections to set up a long term usage capability in replicating objects. This capability is afterwards exploited when communication cost increases or its quality decreases. However, off the shelf replication systems that are unaware of the applications they support, often fail to produce sufficient results. In this paper we present an approach for object based replication-support systems for mobile computing which can be tailored to specific applications. After discussing the basic concepts, we present our current prototype system MISTRAL that opens this flexibility to C++-based applications.

Verteilung und Mobilität in einer objektorientierten Datenbank

Verteilte objektorientierte Datenbanken sind heute durch eine starre Client-Server-Architektur gepragt. Dabei ist es entweder erforderlich, das jeder Client weis, auf welchen Servern gewunschte Daten vorhanden sind, oder das die Server den Clients eine ubiquitare Sicht auf die Objektpopulation anbieten. Diese Architekturprinzipien konnen solange sinnvoll angewandt werden, wie die Benutzungscharakteristika der Objektpopulation a priori bekannt sind und somit eine starre Abbildung auf die Menge des Server moglich ist. Bei modernen Anwendungen mit einer hohen, a priori kaum vorhersagbaren Dynamik zur Laufzeit — wie Maschinenbauanwendungen im Bereich des Simultaneous/Concurrent Engineering —, ist diese Voraussetzungen nicht mehr gegeben. Vielmehr mussen Mechanismen zur feingranularen Anpassung des Systemverhaltens zur Laufzeit vorhanden sein und zudem flexiblere Architekturprinzipien umgesetzt werden. Der wesentlichste Mechanismus zur dynamischen Anpassung des Systemverhaltens verteilter objektorientierter Systeme zur Laufzeit ist die Objektmobilitat. Diese Arbeit zeigt die Integration von Objektmobilitat in eine bestehende objektorientierte Datenbank. Um das resultierende System als unternehmensweites informationstechnisches Ruckgrat zu qualifizieren, wird zudem das Architekturprinzip der Datenbank hin zu einem System lose gekoppelter Datenbank-Cluster erweitert. Letzteres wird erreicht, indem ein Trading-Mechanismus dynamisch, angepast an aktuelle Anwendungserfordernisse, Wissen uber Objektpopulationen verbreitet und somit die starre Koppelung der Systemkomponeten aufbricht. Im folgenden werden die wesentlichen Aspekte des resultierenden Objektmanagements, der lose gekoppelten Architektur und der Integration der Trading-Komponente prasentiert.

Fehlertoleranz durch dynamische Rekonfiguration verteilter Anwendungen

Verteilte Anwendungsprogramme erfahren zunehmende Verbreitung in Bereichen wie Buroautomatisierung, Fertigungsautomatisierung oder verteilten Informationsdiensten. Ein wichtiges Ziel, oft sogar eine zentrale Anforderung in vielen Gebieten, ist es, solche Anwendungen fehlertolerant in bezug auf Rechner- und Verbindung sausfalle einschlieslich Netzpartitionen zu gestalten. Der vorliegende Beitrag stellt ein neues integriertes Systemkonzept zur Erzielung von Fehlertoleranz durch dynamische Rekonfiguration der Modulstruktur einer verteilten Anwendung vor. Als Grundlage werden Mechanismen der strukturellen verteilten Programmverwaltung sowie Kommunikationsmechanismen auf der Basis eines verteilten C++ verwendet. Kernstucke des Beitrags sind ein neuer verteilter Algorithmus zur gezielten automatischen Rekonfiguration im Fehlerfall, ein integriertes Konzept verteilter Sicherungspunkte zur Konsistenzerhaltung bei Rekonfigurationen sowie ein Systemmodell, das durch Replikation von Konfigurationsdaten die erforderliche Redundanz bereitstellt.