Research Cluster "Systems"

Das Research Cluster “Systems” des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering (HPI) stellt die Beherrschbarkeit komplexer, softwareintensiver Systeme und der Prozesse ihrer Entwicklung, ihres Betriebs und ihrer Anwendung in den Mittelpunkt. Die Komplexität solcher Systeme manifestiert sich in der großen Anzahl und Heterogenität miteinander interagierender Datenströme, Hardware- und Softwarekomponenten.

Im Research Cluster “Systems” finden sich die primär der praktischen und technischen Informatik zugeordneten HPI-Fachgebiete wieder. Wir bilden Informatiker:innen aus, die die Komplexität gegenwärtiger und zukünftiger Systeme aus Hardware und Software beherrschen. Forschung und Lehre adressieren alle Aspekte solcher Systeme von Design und Modellierung über die Implementierung, Einsatz (Deployment), praktische Anwendung und den dauerhaften Betrieb und Wartung.

Getreu dem Motto “Unser Produkt ist der Absolvent” verweisen wir stolz auf Alumni des Research Clusters “Systems”, die sich in der etablierten Industrie, bei großen Anwendern, in der erfolgreichen Startup-Szene und auch in universitären Karrieren als Professor:innen finden.

Forschungsschwerpunkte

1. Modellierung: Modelle, Methoden und Systeme der Modellierung für Softwareprodukte und -prozesse (Geschäftsprozesse, Entwicklungsprozesse usw.) spielen im Software Engineering eine entscheidende Rolle. Das gilt sowohl für die Systemsicht auf softwareintensive Systeme als auch für die Durchdringung einzelner Aspekte.
    

2. Programmiertechniken und Softwarearchitekturen: Gegenstand der Softwarearchitektur sind die theoretischen Grundlagen, Ausdrucksmittel und Architekturtypen für softwareintensive Systeme. Das ist verbunden mit der Klassifikation der Komponenten und Beziehungstypen, der Ableitung von Musterarchitekturen für wichtige Anwendungsdomänen, der Vorfertigung und Nutzung von Komponententypen, deren Verwaltung und Komposition, der Bewertung von Architekturvarianten, der Allokation und Replikation.

   Eine Grundlage dieses Themengebiets sind Kenntnisse in der Programmiertechnik. In dieses Gebiet eingeordnet werden auch spezielle Teilsysteme, Komponenten, Frameworks, die mit Wiederverwendungscharakter bestimmte Produkteigenschaften unterstützen, wie z.B. die Sicherheit in softwareintensiven Systemen.

3. Core-Softwaresysteme: Core-Softwaresysteme sind Teilsysteme, die einen weitgehend applikations-unabhängigen Charakter haben und zusammen mit Hardware die Grundlage für die Entwicklung von softwareintensiven Systemen bilden. Dazu gehören vor allem Betriebssysteme, Datenbanksysteme, Kommunikationssysteme, Systeme für die Mensch-Maschine-Kommunikation, Middleware, Compiler und Interpreter, Wissensverarbeitungssysteme, und weitere. Zu den Grundlagen gehören Kenntnisse über die Komponentenstruktur dieser Systeme und der programmtechnischen Schnittstellen.

   Neben reinen Softwaresystemen finden sich hier auch Software-Hardware-Systeme, d.h., Computer-Systeme, die durch Microcontroller-basierte Komponenten erweitert wurden (Kameras, Mobilgeräte, Scanner, Fabrikationsmaschinen, etc.).

4. Prozesse: Auf den oben genannten Gebieten aufbauend existieren im Software Engineering verschiedene prozessbezogene Teilgebiete, die auf die Schaffung der organisatorischen und technischen Rahmenbedingungen für die Softwarekonstruktion, das Softwaremanagement und die Softwarequalitätssicherung zielen. Geeignete Prozesse sind eine unverzichtbare Voraussetzung für die Entwicklung großer softwareintensiver Systeme.
    
5. Systemsicht und Integrationsprojekte: Herausragendes Merkmal der Studiengänge der Digital Engineering Fakultät ist die Integration aller Ausbildungsgebiete zu einer ganzheitlichen Systemsicht unter Einbeziehung von Projekten und Softwarelaboren. Wir legen großen Wert auf die praktische Umsetzung unserer theoretischen Erkenntnisse. Dies beinhaltet sowohl die Implementierung innovativer Lösungen als auch deren Anwendung in realen Szenarien.

Forschende im Cluster