Oswald Drobnik

Interactive verification of communication software on the basis of CIL

The CIL-approach for the development of communication services is based on the programming language CIL (Communication Service Implementation Language) and a CIL-compatible theory of program execution. The theory contains a first-order predicate calculus and an event-oriented model of program execution. The verification of programs written in CIL is supported by the automated generation of program axioms and by an interactive theorem prover tailored to the predicate calculus. Interactive verification during the design phase leads to early detection and localization of design errors and helps to reduce the efforts for debugging and testing. The paper describes the principles of the language, the theory, and the interactive verification tool. The design of a program realizing a transport service exemplifies the CIL-approach.

CIL - Eine Sprache zur Implementierung von Kommunikationsdiensten

Die Programmiersprache CIL wurde speziell fur die Implementierung von Kommunikationsdiensten konzipiert. Sie bildet einen wesentlichen Bestandteil eines Kommunikationsdienst-Entwicklungssystems, das alle Phasen einer Dienstentwicklung mit rechnergestutzten Werkzeugen begleitet. Insbesondere soll hiermit die rechnergestutzte logische Verifikation effizient ablauffahiger Kommunikationsdienstimplementierungen ermoglicht werden. Verifikation und Spezifikation von Diensten, Protokollen und Dienstimplementierungen werden auf der Basis eines ereignisorientierten Bearbeitungsmodells und eines klassischen Pradikatenkalkuls erster Stufe vorgenommen. Modell und Kalkul stellen eine einheitliche, in allen Phasen einer Dienstentwicklung anwendbare Theorie zur Verfugung. Die spezielle Auslegung des Kalkuls und die im Sprachentwurf berucksichtigten Prinzipien erschliesen dem CIL-Konzept ein breites Anwendungsgebiet bezuglich zu realisierender Dienste und Protokolle und bezuglich der Gestalt zugrundeliegender verteilter DV-Systeme.

DESIGN - eine verteilte Umgebung zur integrierten Entwicklung und Leistungsbewertung von Netzwerkanwendungen

Die Entwicklung von Netzwerkanwendungen, d.h. von hoheren Kommunikationsprotokollen und komplexen verteilten Anwendungen, erfordert entsprechende Hilfsmittel sowohl fur die Softwareentwicklung als auch fur die Leistungsbewertung. Das System DESIGN (Distributed Environment for Simulation, Investigation and Generation of Network Applications) integriert beide Bereiche. Es werden die Grundlagen zur Strukturierung von Netzwerkanwendungen und das Konzept fur die Produktentwicklung in DESIGN erlautert. Die verschiedenen Laufzeitumgebungen, in denen eine Netzwerkanwendung wahrend der Entwicklung ablaufen kann, werden besprochen. Ein Uberblick uber die Benutzerschnittstelle und die benotigten Entwicklungswerkzeuge schliest sich an.

Strukturmodelle dezentralisierter Kontrolle in Mehrrechnersystemen

Der Einsatz von Mehrrechnersystemen (Rechnernetze) in Anwendungsbereichen, deren Hauptmerkmal in hohen Anforderungen an die Zuverlassigkeit der Bearbeitung von DV-Auftragen zu sehen ist, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Zuverlassige Auftragsbearbeitung kann erreicht werden durch redundante Ausfuhrung der Auftrage (simultane Ausfuhrung durch mehrere Rechner) oder durch Gewahrleistung der Auftragsubernahme durch andere Rechner im Falle des Ausfalls des jeweiligen Bearbeitungsrechners. Effiziente zuverlassige Auftragsbearbeitung setzt aber die Existenz von Interrechnerkoordinationsmechanismen voraus. Der Grosteil bisheriger Koordinationslosungen verwendete zentral organisierte Steuerungen — ein Rechner (master) koordiniert die Arbeitsablaufe der anderen Rechner (slaves) —, deren Punktionsfahigkeit im wesentlichen von der Verfugbarkeit des Master-Rechners abhangt. Die zunehmende Verbesserung der Kommunikationstechnologie legt die Entwicklung dezentral organisierter Koordinationsmechanismen nahe, die auch den Ausfall von Koordinationsrechnern verkraften konnen. Entsprechende Ansatze, wie etwa das DCS-System (University of California, Irvine /3/), basieren jedoch in der Regel auf speziellen hardwareunterstutzten Interprozeskommunikationseinrichtungen.

Supporting Mobility through Computer Networks

The development of concepts for the efficient support of mobility through cornputer networks is an important topic of current research. One major focus of this research deals with making convenient services for computer-based wireless communication available in addition to existing voice-based mobile communication systems. This integration of wireless and IP-based communication requires efficient transport mechanisms. Widespread existing and future standards for radio communications such as GSM, GPRS, and UMTS, but also HyperLAN and IEEE 802.11 in the area of in-house computing, form the basis of mobile computing. But so far, techniques for IP-based communication have been geared towards the characteristics of fixed networks, and they must be adapted to the properties of wireless links if they are to be used efficiently for mobile data communication. Furthermore, the basic IP protocol is not immediately suitable for use by mobile subscribers and devices. Extensions to existing protocols are required in this area as well. Besides enabling mobility for users of data communications or network access devices, there is another important research issue in computer networking which deals with mobility: mobile software components. This includes concepts like mobile agents that can move autonomously in a heterogeneous computing environment in order to perform tasks such as database queries on behalf of their users, thereby increasing communications efficiency in computer networks. Mobile agents also offer a powerful approach to the personalization, flexibility and scalability of network services both in telecommunications and traditional computer applications. Both these research areas deal with different aspects of computer-based mobility, but they are both equally crucial to the future development of applications intended to run in mobile environments. Such applications must be able to adapt to dynamically changing environmental conditions which can, for example, be caused by user mobility. They also need to offer interfaces for interaction with mobile software components. The technical means of mobility support must be designed from various points of view and on various levels of computer-based communication. This entails the extension or development of protocols suitable for handling mobility properties. In particular, concepts which enable the