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Lehrstuhl für Informatik 4
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Echtzeitsystemlabor (EZL) im SS 2010

UnivIS-Informationen zur Veranstaltung

Echtzeitsysteme 2 (EZS2)

Dozentinnen/Dozenten
Dipl.-Inf. Peter Ulbrich, Dipl.-Inf. Fabian Scheler, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat

Angaben
Vorlesung mit Übung
4 SWS, Schein
für Gasthörer zugelassen
Zeit und Ort: Di 10:00 - 12:00, 0.035

Studienfächer / Studienrichtungen
WF CE-MA 2 (ECTS-Credits: 8)
WF INF-DH-VSB 6-8 (ECTS-Credits: 8)
WPF INF-BA-V-VSB 5-6 (ECTS-Credits: 5)
WF IuK-DH-REA-INF1 6-8 (ECTS-Credits: 8)
WF IuK-DH-MMS-INF1 6-8 (ECTS-Credits: 8)
WF IuK-DH-ES-INF1 6-8 (ECTS-Credits: 8)
WPF MB-DH-FG10 6-8 (ECTS-Credits: 5)
WPF MB-MA-FG12 1-3 (ECTS-Credits: 5)
WF ME-DH-VF4 6-8
WPF SIM-DH 7-10
WPF SIM-MA 7-10

Voraussetzungen / Organisatorisches
Die Anmeldung wird nach der ersten Vorlesung freigeschaltet und dient vor allem für die Erhebung gewisser Daten wie login, Matrikelnummer etc. Die eigentliche Anmeldung und Festlegung der durchgeführten Experimente erfolgt in der ersten Vorlesung am Dienstag, 20.04.2010.

Inhalt

Diese Veranstaltung ist die Fortführung der Vorlesung Echtzeitsysteme, die im Wintersemester angeboten wurde. Die dort vermittelten, für die Entwicklung von Echtzeitsystemen relevanten, Grundlagenkenntnisse, werden in der Veranstaltung Echtzeitsysteme 2 in die Praxis umgesetzt. Am Beispiel verschiedener Experimente werden alle Phasen der Entwicklung eines Echtzeitsystems durchlaufen:

Phase 1: Analyse

Der Entwicklung eines Echtzeitsystems geht zunächst eine gründliche Analyse der zu kontrollierenden Echtzeitentität voraus. Diese Analyse umfasst sowohl die Erfassung von funktionalen Anforderungen an das Echtzeitsystem, als auch die Ermittlung nicht-funktionaler Parameter wie z.B. zeitliche Randbedingungen. Neben dem eigentlichen zu kontrollierenden physikalischen Objekt, ist aber auch noch das Umfeld interessant, das man zur Kontrolle dieses Objekts benutzt, bzw. was überhaupt notwendig ist, um das Objekt entsprechend der Anforderungen kontrollieren zu können. Aus diesem Grund wird auch der Prozess betrachtet, der z.B. die Entscheidung für einen bestimmten Mikrocontroller oder ein bestimmtes Betriebssystem hervorbringt.

Phase 2: Implementierung der Teilkomponenten

Sobald die funktionalen Anforderungen feststehen, kann mit der Entwicklung und Implementierung gewisser Teilkomponenten, wie z.B. Treiber für bestimmte Schnittstellen oder Bibliotheken für verschieden Berechnungen begonnen werden. Entscheidend hierbei ist eine gute Gliederung des Systems in geeignete Teilkomponenten und eine entsprechende Spezifikation dieser Komponenten. Nur auf diese Weise lässt sich Komplexität reduzieren und reibungsloses Zusammenspiel der einzelnen Komponenten garantieren.

Phase 3: Testen der Teilkomponenten

Um alle Teilkomponenten später zu einem kompletten Echtzeitsystem vereinen zu können, ist es notwendig, deren funktionale und nicht-funktionale Eigenschaften zu überprüfen. Für die funktionalen Eigenschaften ist die Einhaltung der in Phase 2 erstellten Spezifikation notwendig, für die nicht-funktionalen Eigenschaften ist besonders das zeitliche Verhalten der Komponenten interessant. Ohne dieses Wissen, ist es unmöglich ein Echtzeitsystem zu entwickeln. Hier müssen demzufolge die Worst Case Execution Times (WCETs) der einzelnen Komponenten bestimmt werden.

Phase 4: Komposition

Sind die Zeitparameter der einzelnen Teilkomponenten bekannt, kann man sich Gedanken über die Struktur des fertigen Echtzeitsystems machen. Diese Aufgabe umfasst z.B. das Erstellen statischer Ablauftabellen für ein zeitgesteuertes Echtzeitsystem oder die Vergabe von Prioritäten für ein vorranggesteuertes Echtzeitsystem, sowie die Abbildung der einzelnen Komponenten auf durch das Laufzeitsystem zur Verfügung gestellte Abstraktionen (z.B. Fäden oder Semaphore).

Phase 5: Akzeptanztest

Hat man in den vorherigen Phasen alles richtig gemacht, sollte das Echtzeitsystem nun einwandfrei seinen Dienst tun. Die Gewährleistung dafür bringt ein Akzeptanztest, der das Echtzeitsystem gegen die in Phase 1 erstellte Spezifikation für das Echtzeitsystem prüft.

Voraussetzungen

Betriebssysteme und/oder Echtzeitsysteme

Neben fundierten Grundkenntnissen im Bereich Betriebssysteme und Echtzeitsysteme sind Programmierkenntnisse in den Programmiersprachen C/C++ erforderlich. Darüber hinaus ist ein gewisses Durchhaltevermögen und Interesse an system- und hardwarenaher Programmierung für die erfolgreiche Durchführung der verschiedenen Experimente hilfreich.

Prüfungsmöglichkeiten

Unbenoteter Schein

In dieser Veranstaltung kann ein unbenoteter Schein über 4 SWS erworben werden. Für den Erwerb des Scheins ist die erfolgreich Bearbeitung des Experiments sowie eine Abschlusspräsentation jeder Gruppe erforderlich. In der Abschlusspräsentation soll die Aufgabenstellung des bearbeiteten Experiment noch einmal vorgestellt sowie gewählte Lösungansätze und gelöste Probleme erläutert werden, abgerundet wird die Präsentation mit einer kurzen Demonstration.

Benoteter Schein

Neben dem unbenoteten Schein kann auch ein benoteter Schein erworben werden. Voraussetzung für den Erwerb eines benoteten Scheins ist der Erwerb eines unbenoteten Scheins. Die Benotung erfolgt über die Bewertung der während der Veranstaltung erbrachten Leistung.
  Impressum Stand: 2010-03-29 10:06   scheler