Forschung im Department für Informatik

Das Department für Informatik hat in den vergangenen Jahren in enger Zusammenarbeit mit dem von Professorinnen und Professoren des Departments getragenen An-Institut OFFIS (Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatik-Werkzeuge und -Systeme http://www.offis.de ) ein stark anwendungsbezogenes und interdisziplinäres Forschungsprofil entwickelt. Die Anwendungsorientierung der Forschung der Oldenburger Informatik spiegelt sich zunächst in der Palette der an der Universität und im OFFIS durchgeführten Projekte wieder. Ihre interdisziplinären Schwerpunkte liegen in den Bereichen

  1. "Vernetzte Informationssysteme" – unter besonderer Berücksichtigung von Mobilität und Nachhaltigkeit (Energie- und Stoffstrommanagement) und
  2. "Sicherheitskritische und Eingebettete Systeme".

Diese werden nachfolgend näher beschrieben.

1. Forschungsschwerpunkt "Vernetzte Informationssysteme" (VIS)

Die zunehmende Vernetzung von Menschen und Artefakten ermöglicht neue intelligente Formen physikalischer und virtueller Mobilität (z.B. mittels eLearning) und Ressourcenschonung (z.B. die Steuerung von Verkehrsflüssen mittels funkbasierter Datenkommunikation und vernetzter Fahrzeuge). Verbesserte Mobilität und Ressourcenschonung wird ermöglicht durch die wachsende Verfügbarkeit von vernetzten Informationssystemen (VIS) in allen Bereichen der Gesellschaft. Bei ihrem Einsatz entstehen erhebliche Abhängigkeiten von unternehmenskritischen Informations- und Kommunikationssystemen. Zusätzlich zu den funktionalen Eigenschaften, die sich aus dem Anwendungskontext ergeben, müssen wichtige nicht-funktionale Eigenschaften wie Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Fehlertoleranz, Performanz, Missbrauchssicherheit und Vertraulichkeit gewährleistet sein. So beschäftigen sich das Department und das An-Institut "Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatik-Werkzeuge und -Systeme" (OFFIS) in diesem Schwerpunkt u.a. mit Fragen der Gewährleistung dieser Eigenschaften in dynamischen VIS, beispielsweise bei der ad-hoc Vernetzung in multimedialen, mobilen Kontexten oder im Rahmen der Interoperabilität heterogener Systeme. VIS kommen in unterschiedlichen – auch alltagsrelevanten – Anwendungsbereichen zum Einsatz. Gegenwärtig und zukünftig wird der Einsatz von VIS inter- und transdisziplinär in den Bereichen eBusiness, eEnvironment (z.B. Energie- und Stoffstrommanagement), eHealth und eLearning untersucht. Hierbei wird nach Möglichkeit auch Methodenwissen anderer Disziplinen (z.B. aus der Mathematik oder dem Marketing) in die Entwicklungsprozesse und die entwickelten Informatik-Systeme integriert. Durch diese Form der Zusammenarbeit entsteht ein Mehrwert, der nicht nur für das Fach Informatik relevant ist.

2. Forschungsschwerpunkt "Sicherheitskritische und Eingebettete Systeme" (SKES)

Die Forschungsaktivitäten des Schwerpunkts "Sicherheitskritische und Eingebettete Systeme" (SKES) zielen auf eine Verbesserung von Produktivität und Qualität bei der Entwicklung digitaler und ggf. eingebetteter Hardware- und Softwareprodukte ab. Derartige Systeme finden sich in fast allen modernen technischen Systemen, da sie durch Bereitstellung neuer oder erweiterter Funktionalität dem umgebenden System zu Produktdifferenzierung, Flexibilisierung und Effizienzsteigerung verhelfen. Sie sind damit zu einer Schlüsseltechnologie verschiedenster Industriezweige geworden, beispielsweise der Medien- und Kommunikationselektronik, des Maschinenbaus, der Medizin-, Automobil- und Luftfahrttechnik sowie der Robotik. Aufgrund des steigenden Wertschöpfungsanteils eingebetteter Systeme sowie deren zunehmender Verwendung in hochgradig sicherheitskritischen Anwendungskontexten wachsen die Qualitätsanforderungen bei sich gleichzeitig verkürzenden Produktzyklen und steigendem Kostendruck. Daraus resultiert einerseits die Notwendigkeit effizienterer Produktentwicklungs- und Validierungstechniken als derzeit verfügbar, andererseits ein Bedarf an fallspezifischen Entwicklungen von Software bzw. Hardware-Software-Systemen für neue Anwendungsfelder. In Anbetracht der Breite der Problematik und der Verschiedenartigkeit der Einsatzfelder erfordert die Bereitstellung derartiger Technologien die synergetische Forschungsleistung verschiedenster Teildisziplinen der Informatik sowie der Physik und der Psychologie. Der Forschungsschwerpunkt SKES bindet ein entsprechendes Konsortium zusammen, welches die Thematik in ihrer Breite von der Modellbildung und Theorie eingebetteter Systeme und ihrer Interaktion mit der Umgebung über Entwurfs-, Validierungs- und Verifikationswerkzeuge bis hin zu den oben genannten sicherheitskritischen Anwendungsdomänen abdeckt.

In der Universität ist das Department für Informatik durch das gemeinsam getragene Institut für Komplexe Integrierte Systeme und Mikrosensorik (KISUM), das wesentlich am Studienschwerpunkt "Eingebettete Systeme" beteiligt ist, stark mit dem Institut für Physik verbunden. Gemeinsam mit den Instituten für Wirtschafts- und Rechtswissenschaften werden die Studienschwerpunkte Wirtschaftsinformatik (im Diplomstudiengang Informatik) und Informatik (im Diplomstudiengang Wirtschaftswissenschaften) getragen. Ferner ist die Informatik am Wissenschaftlichen Zentrum für Umweltmodellierung beteiligt und hat mit Unterstützung der Wirtschaftswissenschaften, der Biologie und des Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) einen Studienschwerpunkt Umweltinformatik eingerichtet.

Besonders hervorzuheben sind folgende Forschungsaktivitäten am Department:

DFG-Sonderforschungsbereich AVACS:

Automatic Verification and Analysis of Complex Systems

Seit Januar 2004 widmet sich der Transregio-SFB AVACS in Zusammenarbeit mit der Universität Freiburg, der Universität des Saarlandes und dem Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der automatischen Verifikation. Dabei geht es um Systeme, die in sicherheitskritischen Bereichen eingesetzt werden und dort physikalische und technische Prozesse kontrollieren und steuern, wie etwa im Transportwesen bei Auto, Eisenbahn und Flugzeug. Eine gemeinsame Fallstudie in AVACS ist das neue europäische Zugsteuerungssystem ETCS Level 3. Merkmale dieser Systeme sind unendliche Zustandsräume, zeitabhängiges Verhalten, Zusammenwirken kontinuierlicher und diskreter Komponenten und eine sich dynamisch veränderde Systemstruktur. Für solche Systeme soll der automatische Nachweis ("auf Knopfdruck") von Sicherheitseigenschaften durch die Weiterentwicklung und Kombination verschiedener Basistechniken wie Model Checking, abstraktes Interpretation und Heuristiken gelingen.

Weitere Informationen zu AVACS

DFG-Graduiertenkolleg TrustSoft:

Vertrauenswürdige Software-Systeme

Software spielt eine immer größere Rolle in unserem täglichen Leben. Der erfolgreiche Einsatz dieser Systeme hängt maßgeblich vom Vertrauen der Nutzer ab. Im öffentlichen Interesse sreht häufig die Sicherheitsproblematik im Sinne von Security (Daten- und Zugriffssicherheit). Vertrauenswürdigkeit wird jedoch durch weitergehende Eigenschaften bestimmt: Die Sicherheit im Sinne von Safety, die Korrektheit, die Verfügbarkeit, die Zuverlässigkeit, die Einhaltung von Datenschutzrichtlinien, das Zeitverhalten und die Zertifizierung dieser Software-Systeme müssen gewährleistet werden, damit Nutzer das nötige Vertrauen in sie setzen können.

Diesen Forschungsthemen widmet sich seit April 2005 das Graduiertenkolleg TrustSoft. Es verstärkt die Graduiertenausbildung durch die Vergabe von Promotionsstipendien und verstärkt die Zusammenarbeit innerhalb der Faklultät II durch die Beteiligung der Rechtsinformatik.

Weitere Informationen zu TrustSoft

FZ-SKS:

Forschungszentrum Sicherheitskritische Systeme

Im September 2004 wurde an der Universität Oldenburg das fakultätsübergreifende, interdisziplinäre Forschungszentrum Sicherheitskritische Systeme gegründet. Diese Gründung erfolgte mit Bezug auf den SFB AVACS und das An-Institut OFFIS aus der Informatik heraus und unter Beteiligung der Physik, der Psychologie und der Rechtsinformatik.

In diesem Forschungszentrum soll die Sicherheit in den Anwendungsbereichen Avionik und Transportation durch Einbeziehung von Aspekten erforscht werden, die über die Fragestellung der automatischen Verifikation aus AVACS hinausgehen. Dabei geht es u.a. um die Wechselwirkung Mensch-Maschine und die rechtlichen Aspekte der Sicherheit. Konkrete Forschungsinitiativen sind derzeit in Vorbereitung.

An-Institut OFFIS:

Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatik-Werkzeuge und -Systeme

Den wichtigsten Faktor des wissenschaftlichen Umfeldes des Departments bildet das 1991 gegründete An-Institut OFFIS. Das Institut arbeitet auf Basis einer Kooperationsvereinbarung eng mit der Universität Oldenburg zusammen. Es versteht sich als anwendungsorientiertes Forschungs- und Entwicklungsinstitut, als Center of Excellence für ausgewählte Themenbereiche der Informatik und ihrer Anwendungsgebiete. Dabei nimmt OFFIS Ergebnisse der universitären Grundlagenforschung der Informatik und an thematischen Schnittstellen auch benachbarter Disziplinen auf, greift dank seiner langjährigen Erfahrung aus Kooperationsprojekten neue Anforderungen des Marktes auf und verknüpft schließlich beides durch anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung. Die inhaltliche Arbeit erfolgt in Form von zeitlich befristeten Projekten.

Weitere Informationen zu OFFIS

Weitere Informationen zur Forschung

Für genauere Angaben zu den Forschungsergebnissen der einzelnen Abteilungen des Departments verweisen wir auf die Zwei-Jahresberichte: