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Themen für Abschlussarbeiten sind in der Regel im Umfeld der aktuellen Forschungsaktivitäten der Abteilung angesiedelt, im Umfeld verteilter Speichersysteme (BigData/Graph-Verarbeitung in Cluster-/Cloud-Umgebungen). Auch eigene Themenvorschläge können berücksichtigt werden, sofern sie thematisch zum Abteilungsprofil passen. Eine Liste möglicher Themen findet sich am Ende der Seite.

Info
Wenn Sie sich bezüglich eines möglichen Themas informieren möchten oder einen eigenen Themenvorschlag haben, sprechen Sie uns an!

Aktuelle Abschlussarbeitsthemen

Wir vergeben i.d.R. Themen nach Absprache. In einem ersten Gespräch versuchen wir eine Themenrichtung zu finden, zu der Sie dann Informationsmaterial erhalten und in einem zweiten Gespräch wird dann ein Thema in dieser Richtung gesucht.

Wichtig, es muss ein Bezug zu Betriebssystemen und/oder (moderner) Hardware vorhanden sein. Reine Webanwendungen suchen wir nicht.

Nachstehend sind ebenfalls mögliche Themen.

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title	Java Direct Flight

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title	Automatic Code-Striping for jextract

Status

colour

Green

title

Bachelor

Panel

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title	Beschreibung

OpenUCX bietet verschiedene Parameter für das Buffer-Management
Im Rahmen dieser Arbeit soll UCX und insbesondere das Buffer-Management beschrieben werden
Darauf aufbauend sollen Mikrobenchmarks geschrieben werden, um optimale Konfigurationen für verschiedene Workloads experimentell zu bestimmen

Panel

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title	Referenzen

to be written
OpenUCX, https://www.openucx.org/

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title	Distributed Plasma Store

Status

colour	Blue
title	Master

StatuscolourRedtitlePROJEKT

Panel

borderStyle	dashed
title	Beschreibung

In dieser Masterarbeit soll der Apache Plasma Speicher erweitert werden, sodass Daten per RDMA verteilt zugänglich gemacht werden
Für RDMA soll Open UCX verwendet werden
Für die Metadaten-Verwaltung soll ein verteilter Key-Value-Store verwendet werden, beispielsweise Redis oder Aerospike

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title	Integration of RocksDB into the Distributed Message Broker KerA

Status

colour	Blue
title	MASTER

StatuscolourRedtitlePROJEKT

Panel

borderStyle	dashed
title	Beschreibung

KerA is a distributed message broker inspired by Apache Kafka developed by INRIA (Rennes) and University of Luxembourg. KerA focuses on load balancing, fault tolerance and fast networking using InfiniBand. Its implementation builds upon the RAMCloud system. KerA itself does not provide stream analytics but can be integrated with different stream processing system, e.g. Apache Flink. So far the integration is done using Apache Plasma allowing data exchange using shared memory between a KerA process and a Flink instance running on the same machine.

The main objective of this thesis is to replace the current log-structured memory implementation in KerA by RocksDB. The latter can already been used for storing state in Apache Flink which will allow direct data exchange between KerA and Flink through RocksDB avoiding copying data from and to shared space managed by Apache Plasma.

Panel

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title	Referenzen

Overview of RocksDB and FASTER,
https://www.youtube.com/watch?v=xWNbbkQMtfI
KerA architecture (especially chapter 6),
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01972280/file/thesis.pdf
Example thesis, integrating FASTER in streaming system
https://www.research-collection.ethz.ch/handle/20.500.11850/362324RocksDB overview,
RocksDB overview, https://github.com/facebook/rocksdb/wiki/RocksDB-Overview
Paper about RocksDB write operations, https://research.fb.com/wp-content/uploads/2017/01/rocksdb.pdf
Using RocksDB in Apache Flink, https://flink.apache.org/2021/01/18/rocksdb.html

Panel

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title	Prerequisites

Willingness to study source code of large systems
Basic knowledge in C++ programming
Working in an international cooperation

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title	Benchmark for evaluating UCX Buffer Management

StatuscolourGreentitleBachelor

Panel

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title	Beschreibung

OpenUCX bietet verschiedene Parameter für das Buffer-Management
Im Rahmen dieser Arbeit soll UCX und insbesondere das Buffer-Management beschrieben werden
Darauf aufbauend sollen Mikrobenchmarks geschrieben werden, um optimale Konfigurationen für verschiedene Workloads experimentell zu bestimmen

Panel

borderStyle	dashed
title	Referenzen

OpenUCX, https://www.openucx.org/

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title	hhuOS in RUST

StatuscolourBluetitleMASTER

Status

title
colour	Red

PROJEKT

Projekt

Panel

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title	Beschreibung

RUST bietet eine Reihe von Vorteilen für die Systementwicklung, insbesondere Typsicherheit
Im Rahmen dieser Arbeit soll das hhuOS aus dem Modul "Betriebssystem-Entwicklung" in RUST umgeschrieben werden
Weitere Infos auf Anfrage.

Panel

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title	Referenzen

Rust, https://www.rust-lang.org
Writing an OS in RUST https://os.phil-opp.com
The Case for Writing a Kernel in Rust, https://sing.stanford.edu/site/publications/levy17-rust.pdf
Materialien zu hhuOS aus dem Modul "BS-Entwicklung" https://coconucos.cs.uni-duesseldorf.de/lehre/ss_20/bse/

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title	OpenSHMEM on OpenUCX

StatuscolourGreentitleBachelor

Panel

borderStyle	dashed
title	Beschreibung

OpenSHMEM ist eine Schnittstellendefinition für das PGAS-Modell (PGAS = Partioned Global Address Space) was im Prinzip ein Distributed Shared Memory (DSM) für verteilte und parallel Programme ist.

Beim PGAS-Modell wird i.d.R. nicht die gesamte Speicher gemeinsam genutzt, sondern nur punktuell Variablen oder Datenstrukturen

Da es sich um eine Schnittstellendefinition handelt gibt es verschiedene Implementierungen. In dieser Arbeit ist OSSS-UCX von Interesse, eine freie Implementierung von OpenSHMEM auf Basis von OpenUCX

Open UCX ist ein Kommunikationsframework (geschrieben in C), welches transparent verschiedene Netzwerktechologien unterstützt u.a. auch InfiniBand

Ziel dieser Bachelorarbeit ist es OSSS-UCX zu beschreiben, Mikro-Benchmarks zu schreiben und diese auf dem Cluster der Arbeitsgruppe mit InfiniBand-Hardware zu evaluieren

Project JDFlight (Java Direct Flight) aims at providing ultra-fast networking for Java-based big-data applica?ons, which rely on Apache Arrow [1], a unified columnar inmemory data format. This shall be achieved by implementing a transport compatible with Apache Flight, based on UCX, providing Remote Direct Memory Access (RDMA) to Apache Arrow buffers using project Panama.

Panel

borderStyle	dashed
title	Referenzen

SHMEM tutorial

https:

http:

//

www

arrow.

archer.ac.uk/training/course-material/2015/05/pgas_bristol/

Spezifikation (Juni 2020): http://www.openshmem.org/site/sites/default/site_files/OpenSHMEM-1.5.pdf

OpenUCX, https://www.openucx.org/

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title	A High-Level API for Vectorized Operations on Primitive Arrays in Java

Status

colour	Blue
title	MASTER

StatuscolourRedtitlePROJEKT

Hinweis

title	Vorkenntnisse

Für dieses Thema werden Kenntnisse im Bereich des Java Bytecodes sowie der Java Virtual Machine vorausgesetzt.

Java bietet seit Version 16 die Möglichkeit Operationen auf primitiven Arrays zu vektorisieren. Aktuell werden einfache Operationen mit relativ viel Code implementiert, weswegen eine nutzerfreundlichere API wünschenswert ist. Ein vergleichbares Projekt, welches vektorisierte Operationen nutzerfreundlich bereitstellt, stellt numpy in der Sprache Python dar. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer ähnlichen API in Java, welche auf der bereits bestehenden Vector API aufbaut und somit plattformunabhängig nutzbar ist.

Die Klassen der Vector API befinden sich aktuell noch im "incubator" Status, welcher vergleichbar mit einem Beta-Test ist.

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