Verlässliche Echtzeitsysteme (SS 2015)
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. Florian Franzmann | Dipl.-Ing. Tobias Klaus |
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Terminübersicht (Wochenplanung)
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| 08:00 | ||||||||||||||||||
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| 13:00 | ||||||||||||||||||
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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 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 | 13.04 | 14.04 | 15.04 | 16.04 | 17.04 | Vorlesung 1: Organisation Vorlesung 1: Einleitung |
| Vorlesung 1 | ||||||
| Übung 1 | ||||||
| 17 | 20.04 | 21.04 | 22.04 | 23.04 | 24.04 | Vorlesung 2: Grundlagen |
| Übung 1 | Vorlesung 2 | |||||
| Übung 2 | ||||||
| 18 | 27.04 | 28.04 | 29.04 | 30.04 | 01.05 | Vorlesung 3: Dynamisches Testen |
| Übung 2 | Vorlesung 3 | 1. Mai | ||||
| Übung 3 | ||||||
| 19 | 04.05 | 05.05 | 06.05 | 07.05 | 08.05 | Vorlesung 4: Grundlagen der statischen Programmanalyse |
| Übung 3 | Vorlesung 4 | |||||
| Übung 4 | ||||||
| 20 | 11.05 | 12.05 | 13.05 | 14.05 | 15.05 | Vorlesung 5: Programmfehler und Verifikation funktionaler Eigenschaften: Design-by-Contract |
| Übung 4 | Vorlesung 5 | Himmelf. | ||||
| Übung 5 | ||||||
| 21 | 18.05 | 19.05 | 20.05 | 21.05 | 22.05 | Vorlesung 6: Fehlertoleranz durch Redundanz |
| Übung 5 | Vorlesung 6 | |||||
| Übung 6 | ||||||
| 22 | 25.05 | 26.05 | 27.05 | 28.05 | 29.05 | |
| Pfingsten/Berg | ||||||
| 23 | 01.06 | 02.06 | 03.06 | 04.06 | 05.06 | Vorlesung 7: Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften: Stack- und WCET-Analyse |
| Übung 6 | Vorlesung 7 | |||||
| Übung 7 | ||||||
| 24 | 08.06 | 09.06 | 10.06 | 11.06 | 12.06 | Vorlesung 8: Härtung von Daten- und Kontrollfluss |
| Übung 7 | Vorlesung 8 | |||||
| Übung 8 | ||||||
| 25 | 15.06 | 16.06 | 17.06 | 18.06 | 19.06 | Vorlesung 9: Fehlerinjektion |
| Übung 8 | Vorlesung 9 | |||||
| Übung 9 | ||||||
| 26 | 22.06 | 23.06 | 24.06 | 25.06 | 26.06 | Vorlesung 10: Industrievortrag: Können wir unseren Autos noch vertrauen? |
| Übung 9 | Vorlesung 10 | |||||
| Übung 10 | ||||||
| 27 | 29.06 | 30.06 | 01.07 | 02.07 | 03.07 | Vorlesung 11: Fehlertoleranz in verteilten Echtzeitsystemen |
| Übung 10 | Vorlesung 11 | |||||
| Übung 11 | ||||||
| 28 | 06.07 | 07.07 | 08.07 | 09.07 | 10.07 | Vorlesung 12: Fallstudie: Reaktorschutzsystem Vorlesung 12: Ein Kontrollflussüberwachungsdienst für KESO-Anwendungen, Simon Schuster |
| Übung 11 | Vorlesung 12 | |||||
| Übung 12 | ||||||
| 29 | 13.07 | 14.07 | 15.07 | 16.07 | 17.07 | Vorlesung 13: Zusammenfassung |
| Übung 12 | Vorlesung 13 | |||||
| Übung 13 | ||||||
Prüfung
In der Veranstaltung kann u.a. in folgenden Prüfungen verwendet werden:
- Bachelor/Master: Modul Echtzeitsysteme 2 mit 5 ECTS
- Kombinationsmodule mit 7,5 oder 10 ECTS in Abhängigkeit vom Studiengang.
Für weitere Informationen zur Prüfung konsultieren Sie bitte Ihre Prüfungsordnung oder das Prüfungsamt.
