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Diese Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines VHDL-Ethernet Protokollstapels. Aufbauend auf einem existierenden Protokollstapel für 1 GBit/s ist das Ziel dieser Arbeit, einen Protokollstapel zu entwerfen, der eine Datenübertragungsrate von mehr als 10 GBit/s erreicht. Dieser Protokollstapel soll die Protokolle Ethernet, IPv4, ARP, ICMP und UDP enthalten. Durch eine flexible Struktur der Ports und den Einsatz von generics soll dieser Protokollstapel leicht konfigurierbar und so für viele Anwendungszwecke nutzbar sein.
Zunächst wurde der existierende Protokollstapel von der Xilinx Vertix5 Serie auf die 7er Serie portiert und in Betrieb genommen. Dabei traten Probleme mit dem Transceiver und dem ARP Protokoll auf. Nachdem diese gelöst wurden, konnte ein Konzept für den neuen Protokollstapel erarbeitet werden. Dieser nutzt nun ein – in der Busbreite – flexibles Streaming Interface, um die Geschwindigkeit der Datenübertragung anzupassen.
Da jedes der genutzten Protokolle an die Daten einen Header/Trailer anhängt oder entfernt,
wurden für diese Aufgabe insgesamt vier Low-Level-Module entwickelt. Diese Module wurden
mit Hilfe einer Testbench und einer Testmatrix verifiziert. Die Protokollmodule stellen nun den Header/Trailer zusammen und fügen diese mit Hilfe der Low-Level-Module an oder entfernen diese.
Bei der Simulation des Protokollstapels wurde die Funktion der Protokolle nachgewiesen. Durch die große Busbreite, von 64 Bit bei 10 GBit/s und 128 oder 256 Bit bei 40 GBit/s, schlug allerdings die Timing-Analyse fehl. Der kritische Pfad konnte bei der CRC Berechnung gefunden werden. Durch parallele CRC-Berechnungen wurde eine vorübergehende Lösung dieses Problems für die Geschwindigkeit 10 GBit/s erreicht.
Die Analyse des Ressourcenverbrauchs zeigte, dass der neue Protokollstapel nur wenig Ressourcen in einem FPGA nutzt. Für 10 GBit/s werden lediglich 3000 LUTs und 2400 Register
benötigt. Des weiteren wurde festgestellt, dass der Ressourcenverbrauch nicht proportional zur Busbreite ist. Bei einer Verdopplung der Busbreite werden lediglich 60 % mehr Ressourcen benötigt.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist das netzdienliche Betreiben einer Wärmepumpe. Um diese Netzdienlichkeit zu erreichen, wird ein modellprädiktiver Regler entwickelt und implementiert, dessen Ziel es ist die Stromkosten einer Wärmepumpe zu senken. Dazu werden die Variablen Stromkosten und ein simulierter Heizbetrieb betrachtet.
Die Entwicklung eines modellprädiktiven Reglers setzt zunächst eine Modellierung der Komponenten des Heizsystems voraus. Ebenfalls muss eine Kostenfunktion formuliert werden, die es zu minimieren gilt. In einem Optimierungsproblem werden die Modelle als Randbedingungen und die Kostenfunktion als Zielfunktion der Optimierung formuliert. Dazu müssen gewisse Vereinfachungen getroffen werden, um das Optimierungsproblem zuverlässig und ohne enormen Rechenaufwand in einer Regelungsschleife lösen zu können.
Nun wird das Optimierungsproblem mit externen Modulen verknüpft, die eine Kommunikation mit der realen Wärmepumpen, Strompreisprognosen und Wettervorhersagen ermöglichen. Der dabei entwickelte Algorithmus wird auf einem Raspberry Pi Einplatinencomputer gespeichert und dort in einem regelmäßigen Zeitintervall von 15 Minuten ausgeführt, um den Betrieb der Wärmepumpe zu regeln.
Schließlich wird der modellprädiktive Regler in Betrieb genommen. Anschließend kann der modellprädiktive Betrieb mit dem konventionellen Betrieb verglichen werden. Aus dem Vergleich wird deutlich, dass eine modellprädiktive Regelung tatsächlich die Netzdienlichkeit einer Wärmepumpe verbessern kann. Andererseits werden auch die Entwicklungspotentiale identifiziert.
Webassembly is a new technology to create application in a new way. Webassembly is being developed since 2017 by the worldwide web consortium (w3c). The primary task of webassembly is to improve web applications.
Today, more and more applications are being created as web applications. Web applications have some advantages - they are platform independent and even mobile platforms can run them, and no installation is needed apart from a modern web browser.
Currently, web applications are being developed in JavaScript (JS), hypertext mark-up language 5 (HTML 5), and cascading style sheets (CSS).
These technologies are not made for huge web applications, but they should not be replaced by webassembly; rather, webassembly is an extension to the currently existing technology.
The purpose of webassembly is to fix or improve the problems in web application development.
This master’s thesis reviews all of the aspects and checks whether the promises of webassembly are kept and where problems still exist.
In dieser Arbeit soll untersucht werden, wie lernförderlich eine Digital Storytelling Website im Unterrichtskontext für Schülerinnen und Schüler sein kann.
Hierfür wird das Thema Bioenergiedorf verwendet, wobei die Funktionsweise anhand des real existierenden Bioenergiedorfs Untermaßholderbach mittels der zu erstellenden Digital Storytelling Website anschaulich erklärt werden soll.
Ziel der hierzu zugehörigen Ausführungen ist es, die Konzeption sowie die Umsetzung dieser Thematik innerhalb einer Digital Storytelling Website, unter Berücksichtigung entsprechender Anforderungen und Aspekte für den Unterrichtskontext, nachvollziehbar darzulegen. Hierbei sollen besonders die Gedanken zu den verschiedenen mediendidaktischen und kognitionspsychologischen Modellen hervorgehoben werden, welche der entwickelten Website zugrunde liegen.
Der Eignungsnachweis von Prüfprozessen ist sowohl für die Industrie, als auch für Forschungszwecke ausschlaggebend. Dabei sind die Genauigkeit, Präzision sowie die Messbeständigkeit der Messergebnisse von der zu untersuchenden Messeinrichtung mit statistischen Methoden auszuwerten. Mit Leitfäden wird unter einer sog. Messsystemanalyse die Fähigkeit einer Messeinrichtung mit den dazugehörigen statistischen Kennwerten beurteilt. Die Messsystemanalyse unterteilt sich in zwei Typen, wobei die Konsistenz bzw. Messdatenstreuung mit den entsprechenden Kennwerten beurteilt werden können. Unter MSA Typ 1 wird anhand Mittelwerte und Standardabweichungen von Wiederholmessungen die Konsistenz und Genauigkeit mit den Cg- bzw. Cgk-Indizes bewertet, die höher als 1,33 sein müssen, um die Messeinrichtung als fähig zu klassifizieren. Durch MSA Typ 2 wird die Präzision mit dem % R&R-Kennwert (Wiederholbarkeit & Reproduzierbarkeit) bewertet. Messeinrichtungen mit einem % R&R-Kennwert unterhalb 20 % liefern Messdaten mit einer ausreichenden Präzision, d.h. dass die Mittelwerte der Messdaten nicht signifikant voneinander unterscheiden. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchte akustische Messeinrichtung weist einen Cg-Index von 1, 58, einen Cgk-Index von 2, 13 und einen % R&R-Wert von 6, 56 % auf, weshalb die Messdaten mit einer hohen Konsistenz und Präzision erfasst werden.
Komplexe E-Commerce-Systeme müssen heutzutage immer schneller am Markt sein und sich an diesen anpassen. Dies wird durch SaaS-Services möglich, wodurch sich die Best-of-Breed-Lösungen einsetzen lassen. Der monolithische Ansatz der meisten E-Commerce-Systeme ist für diese Anwendungen nicht mehr geeignet. Abhilfe soll der Composable-Commerce-Ansatz schaffen. Für den Ansatz wird eine Integrationslösung benötigt. Ziel dieser Thesis ist es, Integrationslösungen zu evaluieren und mithilfe von Integration-Layer-Prototypen gegenüberzustellen. Es werden zwei Integrationslösungen ausgewählt, die als Prototyp implementiert werden. Für den ersten Prototypen wird Apache Camel in einem Spring-Boot-Server verwendet. Der zweite Prototyp setzt die AWS-eigenen Services für die Integration ein. Zum Schluss werden diese durch einen Last-Test auf ihre Performance geprüft.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den verschiedenen Technologien, welche in verteilten Systemen zur Kommunikation dienen können. Kernpunkt der Arbeit ist es, eine Schnittstelle zu schaffen, in der eine extrem hohe Anzahl einzelner Anwendungen untereinander und mit einer zentralen Simulationsumgebung weitestgehend automatisch - kommunizieren können. Dabei ist auch ein wesentlicher Punkt die Frage wie Daten ausgetauscht werden können. Betrachtet man zunächst das System an sich, so wird es deutlich, dass speziell für die Entwicklung des Gesamtsystems, die Stabilität, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Interfaces von enormer Wichtigkeit ist.
Der aktuell verbaute Hatz-Dieselmotors des Schluckspecht V soll durch einen leichten und effizienten Ottomotor ersetzt werden. Dieser Ottomotor wird zukünftig mit dem Alkohol Ethanol betrieben. Hierfür müssen, auch hinsichtlich des Wettbewerb-Einsatzes beim Shell Eco-marathon, einige Optimierungen durchgeführt werden.
Die hier vorliegende Master-Thesis behandelt den Aufbau und die Optimierung des Ver-suchsprüfstands, welcher für Testzwecke für den neuen Ottomotor entwickelt wurde. Im speziellen wird auf das Thema Kraftstoffsystem, welches für den Betrieb mit Ethanol aus-gelegt wird, eingegangen. Des Weiteren erfolgt die Konstruktion einer optimierten Ansaugstrecke, welche auf den Verbrennungsmotor appliziert werden soll. Hierfür werden mehrere Varianten strömungstechnisch untersucht und am Objekt getestet. Zudem soll die Verdichtung des Verbrennungsmotors durch einen optimierten Kolben erhöht und die Ventilsteuerzeiten durch eine optimierte Nockenkontur perfektioniert werden. Hierbei besteht die Aufgabe darin diese Bauteile zu besorgen und die Fertigung zu koordinieren. Eine weitere Tätigkeit ist die Aufnahme und Beseitigung von Fehlern des Versuchsprüfstands, welche einen reibungslosen Versuchsalltag verhindern bzw. erschweren. Die letzte Tätigkeit umfasst das Durchführen von experimentellen Untersuchungen des Verbrennungsmotors und das Anlegen von Kennfeldern, welche einen effizienten Motorlauf gewährleisten.
Möglichkeiten für die Verbesserung der Sicherheit von Endgeräten und Netzwerkstrukturen in der Cloud
(2021)
Meine Thesis soll sich mit dem Betrieb eines Unternehmens-Netzes mit Microsoft Tools mit und ohne Cloud beschäftigen. Dabei soll herausgearbeitet werden, in welchen Bereichen es Sinn ergibt, eine Cloudstrategie anzustreben und wo Unternehmen vielleicht empfohlen werden sollte, vorerst oder vielleicht auch langfristig bei der on-premise Variante zu bleiben.
Dafür werden Dinge wie rechtliche Aspekte, Datenschutz oder Kostenpunkte eher sekundär behandelt, da das Hauptaugenmerk auf der Sicherheit der Unternehmensdaten, Endgeräte und Server liegen soll.
Tatsächlich verfolgen bereits einige große Namen in Deutschland eine sogenannte "Cloud-first" Strategie, bei welcher versucht wird, alle möglichen Anwendungen in der Cloud unterzubringen. Auf Beweggründe und Motivation dieser Unternehmen wird kurz eingegangen.
Dann werden verschiedenste Bereiche behandelt, die im täglichen Unternehmensumfeld eine Rolle spielen, darunter fallen beispielsweise die Nutzung von Fileservern im Vergleich mit dem Cloud Ansatz OneDrive. Es soll die Frage beantwortet werden, ob eine vollständige Migration in die Cloud für verschiedene Bereiche Sinn ergibt, wie eben zum Beispiel den kompletten FileServer in die Cloud (im speziellen Fall OneDrive) umzuziehen.
Ein weiterer Unterpunkt ist die Nutzung eines Active Directorys bzw. von Domain Controllern in der Cloud über Azure AD. Hier wird insbesondere auch auf die Frage eingegangen, welche Unternehmen immer wieder beschäftigt, ob die, für die Konfiguration von Endgeräten sehr wichtigen, Group Policies in der Cloud erhalten bleiben bzw. ob und durch was sie ersetzt werden, oder ob und wie man sie migrieren kann.
Migration ist an dieser Stelle ein gutes Stichwort, denn ebenfalls soll aufgezeigt werden, wie herausfordernd die Migration verschiedenster on-premise Strukturen in die Cloud ist, und ob überhaupt bei allen Dingen eine Migration möglich ist. Interessant wird es hier möglicherweise bei legacy-Anwendungen.
Neben weiteren Themen wie dem sicherheitskritischen Allow-listing und verschiedenen Security-Ansätzen, denen mit einer Cloud-Strategie bessere Möglichkeiten gegeben werden kann, soll geklärt werden, welche Zusatzherausforderungen, aber auch Chancen die Cloud bieten kann und wird.
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Zusammengefasst soll am Ende klarer sein, für was sich die Microsoft Cloud Anwendungen momentan schon gut eignen, wo man abwägen muss, und in welchen Aspekten die Cloud sich zunächst noch weiterentwickeln muss, bevor sie sinnvoll und verlässlich nutzbar ist. Außerdem soll aufgeführt werden, in welchen Bereichen man in den nächsten Jahren, und vielleicht auch schon jetzt, kaum noch an der Cloud vorbeikommt, wenn man eine bestimmte Funktionalität, sei es nun eine Anwendung, die die Sicherheit des Unternehmens erhöht, oder eine die die Produktivität steigern soll, nutzen möchte.
Die Thesis soll also eine Möglichkeit für Unternehmen bieten, sich unabhängig über Cloudangebote, hier meist am Beispiel der Microsoft Cloud Services, zu informierten. Und außerdem einzuschätzen, wie komplex und realisierbar verschiedene Dinge sind.