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Lehrstuhl für Informatik 4
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Echtzeitsystemlabor (EZL) im SS 2011

UnivIS-Informationen zur Veranstaltung

Echtzeitsystemelabor (EZL)

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

Angaben
Vorlesung mit Übung
4 SWS, Schein, Sprache Deutsch
Zeit und Ort: Mo 15:00 - 16:30, 0.035; Bemerkung zu Zeit und Ort: ACHTUNG - TERMINÄNDERUNG
Vorbesprechung: 4.5.2011, 10:15 - 10:45 Uhr, Raum 0.035

Studienfächer / Studienrichtungen
WPF INF-DH-VSB 6-8 (ECTS-Credits: 10)
WPF INF-MA 2-4 (ECTS-Credits: 10)

Voraussetzungen / Organisatorisches
Bitte per eMail anmelden!

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

Bachelor - Praktikum

Die Veranstaltung wird generell als Praktikum für das Bachelorstudium (10 ECTS) angeboten. Das Praktikum besteht aus der eigentlich Vorlesung, der erfolgreich Bearbeitung des Experiments sowie eine Abschlusspräsentation.

Scheine

Bei Bedarf kann für die Veranstaltung auch ein benoteter oder unbenoteten Schein über 4SWS ausgestellt werden. Die Benotung erfolgt über die Bewertung der während der Veranstaltung erbrachten Leistung.
  Impressum   Datenschutz Stand: 2011-05-12 08:56   ulbrich