Hochschule Darmstadt - Fb Informatik

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Modulbeschreibung
Modul:Speicher- und Datennetze im IoT

Storage and data networks in the IoT

Belegnummern:41.5006 [PVL 41.5007]
Sprache:deutsch
Zuordnung:Dualer Master 2013 - Katalog AS: Anwendungs- und systemorientierte Module
Dualer Master 2013 - Vertiefung TG: Technische und Graphische Systeme
Master 2013 - Katalog AS: Anwendungs- und systemorientierte Module
Master 2013 - Vertiefung TG: Technische und Graphische Systeme
MN Data Science 2016 - Katalog DS-I: Data Science - Informatik
Lehrform:V+P = Vorlesung+Praktikum
SWS:3+1
CP:6
Prüfung:mündliche Prüfung
Anmeldung zur Prüfung:explizit und unabhängig von der Belegung
PVL (z.B. Praktikum):unbenotet (Demonstration der Anwendung einer Technologie in prototypischer Form mit unbenotetem Fachvortrag)
Häufigkeit des Angebots:jährlich (zuletzt im WS 2019/2020)
Erforderliche Vorkenntnisse:Hilfreich sind allgemeine Kenntnisse auf Bachelorniveau über Datenbanken, Dateisysteme, Technische Grundlagen der Informatik und Programmieren
Lernziele:Lernziele sind
  • Erkennen der Anforderungen an Speicher- und Datennetze bestehend aus Cloudspeichern und vernetzten Embedded Systemen im Internet of Things (IoT)
  • Kenntnisse über den Aufbau von Speichersystemen für große Datenmengen (Big Data) und deren grundlegende Technologien
  • Formulieren von Anforderungen an die Speicherung großer Datenmengen
  • Berücksichtigen des Einflusses von I/O-Zugriffen auf Speicher aus Anwendungssicht
  • Kenntnisse über den Aufbau von Datennetzen für vernetzte Embedded Systeme und resultierende Zugriffsmuster auf Daten
  • Definition von Lebenszyklus und Zugriffskontrolle von Daten in den betrachteten Systemen
  • Erlangung einer datenzentrischen und datenflussorientierten Sichtweise und Berücksichtigung der zur Grunde liegenden technischen Systeme
Lehrinhalte:
  • Abstraktionsschichten: Speicher, Daten, Information
  • Anforderungen großer Datenmengen
  • Netzwerk- /Cloudspeicher, Schnittstellen, Protokolle für Block (SCSI/FC), File (CIFS, NFS), und Object (Web APIs für Cloud Storage)
  • Lokale Speicherplatzierung: RAID, Erasure Encoding, Declustered RAID, Caching, Replikation, Konsistenzgruppen
  • Verteilte Speicherplatzierung: Remote Mirroring, Zonen und Regionen für (global) verteilte Speicher
  • Charakterisierung von I/O-Zugriffsmustern, CAP-Theorem, Vergleich von Architekturen
  • Datennetze im IoT: drahtlose Netzwerke für Embedded Systeme mit loser Kopplung u.a. 6loWPAN, Middleware für Daten- und Sensornetze
  • Datenfluss und ereignisorientierte Architekturen: Zugriffsmuster auf Daten im IoT und Einfluss der Netzwerktechnik
  • Lebenszyklus und Zugriffskontrolle für Daten in Speicher- und Datennetzen
  • Weitere Aspekte des Data Management in Speichernetzen und im IoT
Literatur:
  • Ulf Troppens, Rainer Erkens, Wolfgang Müller, "Speichernetze", 2. Auflage, dpunkt Verlag, 2008 bzw. zukünftig erscheinende aktualisierte 3. Auflage 2016/2017
  • Joe Arnold & members of the SwiftStack team, OpenStack Swift - using, administering, and developing for Swift Object Storage, O'Reilly Verlag, 2014
  • Storage Networking Industry Association SNIA, diverse Standardisierungsdokumente
  • Shuang-Hua Yang, "Wireless Sensor Networks", Springer Verlag 2014
  • Eine Reihe von Papers über Speicher- und Datennetze
Arbeitsformen / Hilfsmittel:Seminaristische Vorlesung mit Praktikum; im Praktikum wird das Verständnis des Stoffes in Gruppen durch Untersuchungen verschiedener Technologien und Protokolle in Bezug auf den Einsatz nach den Kriterien der Skalierbarkeit, Verfügbarkeit, Konsistenz und Performance vertieft
Modulverantwortung:Jens-Peter Akelbein
Freigabe ab:SS 2017
Angebot im WS 19/20:Akelbein
Fachliche Kompetenzen:
  • Formale, algorithmische, mathematische Kompetenzen: schwach
  • Analyse-, Design- und Realisierungskompetenzen: mittel
  • Technologische Kompetenzen: hoch
  • Befähigung zum Wissenschaftlichen Arbeiten: mittel
Überfachliche Kompetenzen:
  • Projektbezogene Kompetenzen: mittel
  • Fachübergreifende Sachkompetenzen: Technische und naturwissenschaftliche Grundkompetenz
  • Sozial- und Selbstkompetenzen: Präsentations-, Dokumentations-, Lehr- und Beratungskompetenz

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