Væringjar II · Aktuelle Forschungsarchitektur

Architektur ändern. Mission erhalten.

Die Architektur trennt Missionsabsicht von Implementierung, behandelt nun jedoch Hardwarezustand, Modellgültigkeit, Konfiguration und Missionsprioritäten als einen erweiterten Laufzeitzustand.

Vier Abstraktionsebenen

Mission → Funktion → Service → Ressource.

Die Hierarchie bleibt nach der Forschungsrevision bestehen. Die zentrale Änderung liegt auf Ressourcenebene: Ressource ist alles, dessen Zustand die Realisierung einer Funktion begrenzt – einschließlich Modelle und Algorithmen.

MissionsebenePrioritäten, Horizont und minimal akzeptables Missionsergebnis.
FunktionsebeneErforderliche Funktionen, degradierte Varianten und Missionsbeitrag.
ServiceebeneLaufzeitimplementierungen, Zuordnungen, Software-/Plattformdienste und Kommunikationspfade.
RessourcenebenePhysische Ressourcen + epistemische Ressourcen mit Gesundheit / Gültigkeit \(\boldsymbol\rho(t)\).
Four-level abstraction hierarchy used by Væringjar II

Die Hierarchie bleibt das strukturelle Rückgrat. Das aktuelle Modell erweitert ihre Ressourcenebene und ergänzt Übergangszulässigkeit und Timing außerhalb der Hierarchie selbst.

Der Supervisor beobachtet nicht nur die Hardware.Abschnitt öffnen
Erweiterter Laufzeitzustand

Der Supervisor beobachtet nicht nur die Hardware.

\[ Z(t)=\langle x(t),\boldsymbol\rho(t),cfg(t),\boldsymbol\alpha(t)\rangle, \qquad \mathcal R=\mathcal R_{phys}\cup\mathcal R_{epist}. \] Dynamischer Zustand · Ressourcen-Gesundheit/Gültigkeit · aktive Konfiguration · Missionsprioritäten.

Ein Schätzer oder gelerntes Modell, dessen Vorhersagen nicht mehr mit Beobachtungen übereinstimmen, wird als degradierte epistemische Ressource dargestellt. Dadurch können physische Fehler und Verlust der Modelladäquanz in dieselbe Leistungsfähigkeitsberechnung eingehen.

Ein Kandidat ist nur dann nutzbar, wenn alle drei Fragen beantwortet sind.Abschnitt öffnen
Drei Entscheidungs-Gates

Ein Kandidat ist nur dann nutzbar, wenn alle drei Fragen beantwortet sind.

LEISTUNGSFÄHIGKEIT

Kann sie noch genügend von der Mission erfüllen?

Der Ressourcenzustand propagiert über Services und Funktionen zum Leistungsfähigkeitsscore auf Missionsebene \(S\).

ZULÄSSIGKEIT

Ist der strukturelle Übergang zulässig?

Das Ziel muss zum verifizierten Katalog gehören und Ressourcen-, Funktions- und Stabilitätsbedingungen erfüllen.

TIMING

Darf sich das System jetzt ändern?

Die Reaktionslatenz muss klein genug sein, zugleich müssen Konfigurationsänderungen weit genug auseinanderliegen, um die Schaltgarantie zu erhalten.

Beobachten → validieren → bewerten → planen → freigeben → ausführen.Abschnitt öffnen
Supervisor-Sequenz

Beobachten → validieren → bewerten → planen → freigeben → ausführen.

01ObserveDynamischen Zustand und Ressourcenevidenz erfassen.
02ValidierenPhysische Gesundheit und epistemische Gültigkeit aktualisieren.
03BewertenMissionsleistungsfähigkeit verifizierter Konfigurationen bewerten.
04PlanenEine Trajektorie im Konfigurationsgraphen wählen, nicht nur den nächsten Knoten.
05GateRessourcen, Funktionen, Stabilität und Timing prüfen.
06AusführenUmschalten, verifizieren und für das zulässige Verweilintervall in der Konfiguration bleiben.
Die Garantien gehören zum Graphen, nicht zum Optimierer.Abschnitt öffnen
Konfigurationsgraph

Die Garantien gehören zum Graphen, nicht zum Optimierer.

Der Katalog ist endlich, da jede Konfiguration vor dem Einsatz verifiziert werden muss. Lernen oder Erfahrung zur Laufzeit können Präferenzen und Übergangswahrscheinlichkeiten ändern, aber keine unverifizierte Konfiguration oder Kante erzeugen.

\[ G_e=(\mathcal C,\mathcal T), \qquad T_{ij}\in\mathcal T \Leftrightarrow Adm_R(C_j,\rho)\wedge Adm_F(C_j)\wedge Stab(C_i,C_j). \]
Architektonische Konsequenz: SAFE_STOP und die tiefsten degradierten Konfigurationen können terminale Knoten sein. Das Entfernen eines pathologischen Knotens aus der Schaltmenge kann das garantierte Rekonfigurationsintervall wesentlich stärker verbessern als die Abstimmung einzelner Abklingraten der Regler.
Verschiedene Ebenen arbeiten weiterhin mit unterschiedlichen Raten.Abschnitt öffnen
Regelungs-Ausführungshierarchie

Verschiedene Ebenen arbeiten weiterhin mit unterschiedlichen Raten.

Die Abstraktionshierarchie beschreibt, was das System bedeutet. Die Ausführungshierarchie beschreibt, wo Entscheidungen berechnet werden und wie schnell sie wirken.

  1. L3 Mission Manager — Trajektorienziel, Prioritäten und Horizont.
  2. L2 Supervisor — Diagnose, Gültigkeit, Graphplanung und Rekonfiguration.
  3. L1 Servo Control — Streckenregelung innerhalb der aktiven Konfiguration.
  4. L0 Hardware — Sensorik, Aktorik, Interrupts und physisches I/O.
Zeitvertrag

Die Architektur muss drei unabhängige zeitliche Bedingungen erfüllen.

SchedulerJede Aufgabe hält ihre Deadline ein
\(R_i\le D_i\)
ReaktionDie Fehler-zu-Umschalt-Latenz passt in das Modusbudget
\(\theta+R_{dec}+t_{switch}\le t_{max}\)
EvolutionUmschaltungen sind nicht zu häufig
\(t_{k+1}-t_k\ge\tau_d\)
Adaptive reconfiguration sequence from the survivability research
Forschungsentwicklung

Das Diagramm links beschreibt den Mechanismus; die aktuelle Theorie beschränkt die Sequenz.

Die frühere Architektur beschrieb Diagnose und strukturelle Rekonfiguration korrekt. Die aktuelle Arbeit ergänzt ein quantitatives Leistungsfähigkeitsmodell, epistemische Gültigkeit, Übergangszulässigkeit, eine Verweilzeitgrenze und Trajektorienplanung.

Modelländerung nachvollziehen →
Evidenz

Experimente bleiben die Audit-Spur der Architektur.

EXP‑01 bis EXP‑03 bleiben im Umfang unverändert; die neue Preprint-Reihe formalisiert die Grenzen, die bei der Verallgemeinerung dieser Mechanismen sichtbar wurden.

Forschungsbibliothek →