Thesis (Master): Deterministic Execution in Concurrent WebAssembly

Art der Anstellung: Befristet

Du interessierst dich für Zwischensprachen, Bytecode Virtual Machines und Nebenläufigkeit in deterministischen Systemen? Dann komm für deine Masterarbeit nach Erlangen.

Die Zwischensprache WebAssembly (Wasm) ist eine vielversprechende Technologie zur Bereitstellung isolierter und portabler Workloads. Dies ist zunehmend erforderlich, da moderne industrielle Automatisierung Software benötigt, die über heterogene Hardware- und Herstellersysteme hinweg portabel, modular und aktualisierbar ist. Gleichzeitig müssen Automatisierungssysteme ein vorhersehbares Verhalten unter strengen zeitlichen Randbedingungen gewährleisten. Das Reaktormodell bietet dazu einen strukturierten Ansatz, der nebenläufige, ereignisgesteuerte Systeme mit expliziter Kommunikations- und Timing-Semantik ermöglicht. Eine auf dem Reaktormodell basierende Programmierumgebung ist Lingua Franca (LF). LF stellt Mechanismen zur deterministischen Koordination nebenläufiger Komponenten bereit.

Diese Masterarbeit untersucht, wie Wasm-Workloads als Reaktoren in LF integriert und in Echtzeitkontexten ausgeführt werden können. Die Arbeit adressiert die Potenziale und Grenzen der Kombination von Wasm-Portabilität mit den Anforderungen reaktiver Systeme hinsichtlich Timing, Nebenläufigkeit und Determinismus. Deine Ideen können dabei einen echten Unterschied machen!

Das bieten wir dir:

• Spannende Forschungs- und Entwicklungsprojekte, in denen du dein theoretisches Wissen in die Praxis umsetzen kannst
• Individuelle Betreuung und Unterstützung durch erfahrene Expertinnen und Experten
• Zugang zu modernsten Technologien, Laboren und Ressourcen
• Vielfältige Möglichkeiten, eigene Ideen einzubringen und Projekte aktiv mitzugestalten
• Hervorragende Karrierechancen durch den Kontakt zu potenziellen Arbeitgebern

So kannst du etwas bewirken

• Du arbeitest dich zunächst intensiv in die Ausführung des Reactor-Modells ein und nutzt Lingua Franca als Referenz. Dies bildet die konzeptionelle Grundlage deiner Masterarbeit.
• Darauf aufbauend integrierst du Ein-/Ausgaben (I/O) als Ereignisquelle und bindest WebAssembly-Workloads als Reaktoren in die Ausführungsumgebung von Lingua Franca ein.
• Anschließend beschäftigst du dich mit asynchronem WebAssembly und entwickelst ein mit Lingua Franca kompatibles Laufzeitsystem.
• Danach entwickelst du einen auf das Laufzeitsystem zugeschnittenen Scheduling-Algorithmus, der eine deterministische Ausführung sicherstellt.
• Abschließend implementierst du Tools zur Messung und Bewertung der Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems.

So überzeugst du uns:

• Ausbildung Du bist aktuell in einem Masterstudiengang der Informatik, Softwaretechnik, Elektrotechnik, Embedded Systems oder eines vergleichbaren Fachgebiets eingeschrieben.
• Erfahrungen und Kenntnisse:
• Du interessierst dich für Programmiersprachenkonzepte, Laufzeitsysteme, verteilte oder nebenläufige Systeme sowie Echtzeitsysteme.
• Du verfügst über Kenntnisse in Systemsprachen wie C, C++, Rust, Java oder einer vergleichbaren systemnahen Programmiersprache.
• Du hast Erfahrung mit der Entwicklung von Embedded Systems.
• Du hast ein grundlegendes Verständnis von Nebenläufigkeit, Scheduling, Betriebssystemen und formalen Systemeigenschaften.
• Erfahrungen mit WebAssembly, Lingua Franca oder reaktiver Programmierung sind von Vorteil.
• Arbeitsweise: Du zeichnest dich durch eine analytische und strukturierte Arbeitsweise aus und hast Interesse daran, einen Forschungsprototypen zu entwerfen, zu implementieren, zu testen und zu evaluieren.
• Sprachkenntnisse: Du verfügst über sehr gute Englischkenntnisse.

Du bist viel mehr als deine Qualifikationen und wir glauben an das Potential jeder einzelnen Person. Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

Deine individuelle Persönlichkeit und Sichtweise sind uns wichtig. Wir schaffen eine Arbeitsumgebung, die die Vielfalt der Gesellschaft widerspiegelt und unterstützen dich in deiner persönlichen und beruflichen Entwicklung. Bring deine authentische Persönlichkeit ein und gestalte gemeinsam mit uns eine bessere Zukunft. Wir legen Wert auf Chancengleichheit und freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit Behinderung.

Über uns

Als führendes Technologieunternehmen bietet Siemens dir hervorragende Möglichkeiten, deine Bachelor- oder Masterarbeit in einem innovativen und praxisnahen Umfeld zu verfassen. Du stehst kurz vor deinem Studienabschluss und bist auf der Suche nach einem interessanten Thema für deine Bachelor- oder Masterarbeit? Dann bist du bei uns genau richtig!

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