Verlässliche Echtzeitsysteme (SS 2017)
Eingebettete Systeme durchdringen praktisch alle Bereiche des täglichen Lebens. Immer häufiger übernehmen diese Echtzeitsysteme Aufgaben, welche hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit stellen. Beispiele hierfür sind Fahrerassistenzsysteme in modernen Automobilen, medizinische Geräten, Prozessanlagen oder Flugzeugen. Fehlfunktionen in diesen Anwendungen ziehen mitunter katastrophale Konsequenzen nach sich: finanziell, materiell bis hin zu Personenschäden. Die Entwicklung sicherer und robuster Systeme gewinnt daher in der Forschung und Entwicklung zunehmend an Bedeutung.
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Inhalt der Vorlesung
Während sich die Echtzeitsysteme den zeitlichen Aspekten der Systementwicklung widmet, rücken in Verlässliche Echtzeitsysteme Methoden und Techniken für die Entwicklung zuverlässiger Systeme in den Mittelpunkt - schliesslich ist Rechtzeitigkeit keine hinreichende Eigenschaft sicherheitskritischer Systemen. Beide Veranstaltungen sind unabhängig voneinander durchführbar, ergänzen sich jedoch in optimaler Weise. Ziel der Vorlesung ist die zuverlässige Entwicklung von Software (frei von internen Fehlern) ebenso wie die Entwicklung zuverlässiger Software (robust gegenüber äußeren Fehlern). Im Fokus steht hierbei weniger die Vermittlung von theoretischer Grundkenntnisse, sondern vielmehr deren praktischer Einsatz in Form von:
- Fehlersuche und -vermeidung: funktional, räumlich und zeitlich,
- unter Einsatz existierender Werkzeuge und Methoden wie sich auch in der Industrie zum Einsatz kommen.
- Robuste Echtzeitsysteme durch Fehelrtoleranz und Verteilung
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Inhalt der Übung
Im Rahmen der Übungen werden ausgewählte Vorlesungsinhalte im Sinne der praktischen Anwendung und Vertiefung angewandt. Zum Einsatz kommen hierbei sowohl aktuelle Ansätze und Methoden aus der Forschung, als auch Werkzeugen und Techniken aus dem industriellen Umfeld. Hierzu zählt insbesondere auch die Fehlersuche mittels Debugger und die Codeanalyse mit der ait Toolchain (WCET-Analyse, Stack-Analyse, Abstrakte Interpretation mit ASTREE*).
Weitere Informationen zur Übung...Dozenten und Betreuer
| Dr.-Ing. Peter Ulbrich | Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat | Dipl.-Ing. Tobias Klaus | Peter Wägemann, M.Sc. | Florian Schmaus, M.Sc. |
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Terminübersicht (Wochenplanung)
| Mo | Di | Mi | Do | Fr | ||||||||||||||||
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| 08:00 | ||||||||||||||||||||
| 09:00 | ||||||||||||||||||||
| 10:00 |
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| 11:00 | ||||||||||||||||||||
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| 17:00 | ||||||||||||||||||||
Terminübersicht (Semesterplan)
Ablauf von Vorlesung und Übungsaufgaben im Überblick: Die Abgabe der Aufgaben findet im Rahmen der regulären Übung statt und erfolgt durch Demonstration eurer Lösung am Rechner.
| KW | Mo | Di | Mi | Do | Fr | Themen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 17 | 24.04 | 25.04 | 26.04 | 27.04 | 28.04 | Tafelübung 1: Organisation Tafelübung 1: Einführung in den Umgang mit git Vorlesung 1: Organisation Vorlesung 1: Einleitung |
| Tafelübung 1 | Tafelübung 1 | Vorlesung 1 | ||||
| Ausgabe A1 | ||||||
| 18 | 01.05 | 02.05 | 03.05 | 04.05 | 05.05 | Vorlesung 2: Grundlagen |
| Tag der Arbeit | Vorlesung 2 | |||||
| 19 | 08.05 | 09.05 | 10.05 | 11.05 | 12.05 | Tafelübung 2: Implementieren eines Filters mit Festkommaarithmetik Vorlesung 3: Fehlertoleranz durch Redundanz |
| Tafelübung 2 | Tafelübung 2 | Fester Termin A1 | ||||
| Ausgabe A2 | Vorlesung 3 | |||||
| 20 | 15.05 | 16.05 | 17.05 | 18.05 | 19.05 | Tafelübung 3: Triple Modular Redundancy Vorlesung 4: Codierung |
| Tafelübung 3 | Tafelübung 3 | Fester Termin A2 | ||||
| Vorlesung 4 | ||||||
| 21 | 22.05 | 23.05 | 24.05 | 25.05 | 26.05 | Tafelübung 4: EAN Codes und Fehlerinjektion |
| Tafelübung 4 | Tafelübung 4 | Christi Himmelfahrt | ||||
| Ausgabe A3 | ||||||
| 22 | 29.05 | 30.05 | 31.05 | 01.06 | 02.06 | Tafelübung 5: Testen Vorlesung 5: Fehlerinjektion |
| Tafelübung 5 | Tafelübung 5 | Fester Termin A3 | ||||
| Ausgabe A4 | Vorlesung 5 | |||||
| 23 | 05.06 | 06.06 | 07.06 | 08.06 | 09.06 | Vorlesung 6: Dynamisches Testen |
| Pfingsmontag | Bergdienstag | Vorlesung 6 | ||||
| 24 | 12.06 | 13.06 | 14.06 | 15.06 | 16.06 | Tafelübung 6: Wiederholung |
| Tafelübung 6 | Tafelübung 6 | Fronleichnam | ||||
| 25 | 19.06 | 20.06 | 21.06 | 22.06 | 23.06 | Tafelübung 7: Stackverbrauchs Analyse Vorlesung 7: Grundlagen der statischen Programmanalyse |
| Tafelübung 7 | Tafelübung 7 | Vorlesung 7 | ||||
| 26 | 26.06 | 27.06 | 28.06 | 29.06 | 30.06 | Tafelübung 8: Abstrakte Interpretation Vorlesung 8: Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften: Stack- und WCET-Analyse |
| Tafelübung 8 | Tafelübung 8 | Vorlesung 8 | ||||
| Fester Termin A4 | ||||||
| Ausgabe A5 | ||||||
| 27 | 03.07 | 04.07 | 05.07 | 06.07 | 07.07 | Tafelübung 9: Wiederholung Vorlesung 9: Verifikation funktionaler Eigenschaften: Design-by-Contract |
| Tafelübung 9 | Tafelübung 9 | Vorlesung 9 | ||||
| Ausgabe A6 | Fester Termin A5 | |||||
| 28 | 10.07 | 11.07 | 12.07 | 13.07 | 14.07 | Tafelübung 10: Wiederholung Vorlesung 10: Industrievortrag: Georg Drenkhahn Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach |
| Tafelübung 10 | Tafelübung 10 | Vorlesung 10 | ||||
| Ausgabe A7 | Fester Termin A6 | |||||
| 29 | 17.07 | 18.07 | 19.07 | 20.07 | 21.07 | Vorlesung 11: Fallstudie Reaktorschutzsystem |
| Tafelübung 11 | Tafelübung 11 | Vorlesung 11 | ||||
| Fester Termin A7 | ||||||
| 30 | 24.07 | 25.07 | 26.07 | 27.07 | 28.07 | Vorlesung 12: Zusammenfassung & Fragestunde |
| Vorlesung 12 |
Prüfung
In der Veranstaltung kann u.a. in folgenden Prüfungen verwendet werden:
- Bachelor/Master: Modul Echtzeitsysteme 2 mit 5 oder 7.5 ECTS
- Kombinationsmodule mit 7.5, 10 oder 15 ECTS in Abhängigkeit vom Studiengang.
Für weitere Informationen zur Prüfung konsultieren Sie bitte Ihre Prüfungsordnung oder das Prüfungsamt.
