Abschnittsübersicht

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    • Inhalt der Vorlesung

      Die Veranstaltung Verlässliche Systemsoftware stellt Methoden und Techniken für die Entwicklung sicherheitskritischer Systeme aus Sicht der Systemsoftware (Betriebssystem- / Maschinenprogrammebene) in den Mittelpunkt. 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 Fehlertoleranz und Verteilung

      Auf diese Weise wird ein Fundament für die konstruktive Umsetzung verlässlicher Systeme gelegt werden. Dieses Modul vermittelt daher fundierte Anknüpfungspunkte für die Entwicklung verlässlicher (Echtzeit-)systeme.

    • Vorlesungsfolien

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      Kapitel
      		 Vorlesung
      		 Thema Folien
      		Screencasts
      1
      		 11.04.
      		 1. Organisatorisches
      X. Was sind Echtzeitsysteme in 10 Minuten      		 Animiert | A4
      Animiert | A4      		  
      2
      		 11.04.
      2. Einleitung
      2.1. Therac-25
      2.2. Ariane 5
      2.3. Mars Climate Orbiter
      		 Animiert | A4
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      3
      		 18.04.
      		 3. Grundlagen
      3.1. Begriffsdefinition: Fehler
      3.2. Verlässlichkeitsmodelle
      3.3. Fehler und Systementwurf
      3.4. Software- und Hardwarefehler       		Animiert | A4
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      4
      		 25.04.
      		 4. Fehlertoleranz durch Redundanz
      4.1. Grundlagen
      4.2. Strukturelle Redundanz
      4.3. Umsetzungsalternativen und Beispiele
      4.4. Diversität       		Animiert | A4
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      5
      		 02.05. 5. Codierung
      5.1. Grundlagen
      5.2. Arithmetische Codierung
      5.3. Heterogener Einsatz von Redundanz
      		 Animiert | A4
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      		09.05.
      		 Christi Himmelfahrt
      6
      		 16.05. 6. Fehlerinjektion
      6.1. Grundlagen
      6.2. Fehlerinjektionstechniken
      6.3. Auswertung und Interpretation       		Animiert | A4
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      7
      		 23.05. 7. Dynamisches Testen
      7.1. Testarten und Konzepte
      7.2. Bewertung von Testfällen
      7.3. Durchführung und Testumgebung       		Animiert | A4
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      		30.05.
      		 Fronleichnam
      8
      		 06.06. 8. Grundlagen der statischen Programmanalyse
      8.1. Vom Testen zur Verifikation
      8.2. Abstraktion der Programmsemantik
      8.3. Analyse & Vereinfachung       		Animiert | A4
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      9
      		 13.06.
      		 9. Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften
      9.1. Speicherverbrauch
      9.2. Ausführungszeit       		Animiert | A4
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      10
      		 20.06.
      		 10. Verifikation funktionaler Eigenschaften: Design-by-Contract
      10.1. Grundlagen
      10.2. Formale Spezifikation
      10.3. Praktische Überlegungen       		Animiert | A4
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      11
      		 26.06.
      		 11. Fallstudie Reaktorschutzsystem
      11.1. Sizewell B       		Animiert | A4
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      12
      		 04.07.
      		 12. Zusammenfassung
             		Animiert | A4

      		11.07.
      		 Prüfungsvorbereitung


    • Literatur

    • Zur Begleitung und Vertiefung des Vorlesungsinhalts kann auf folgende Fachbücher zurückgegriffen werden:

      • Michael Lyu, editor. Software Fault Tolerance, volume 3 of Trends in Software. John Wiley & Sons, Inc., 1995. http://www.cse.cuhk.edu.hk/~lyu/book/sft/.
      • Shubu Mukherjee. Architecture Design for Soft Errors. Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, USA, 2008.
      • Olga Goloubeva, Maurizia Rebaudengo, Matteo Sonza Reorda, and Massimo Violante. Software-Implemented Hardware Fault Tolerance. Springer-Verlag, 233 Spring Street, New York, NY 10013, USA, 2006.
      Hierbei ist aber zu beachten, dass sich der Inhalt der Vorlesung nicht streng an einem dieser Bücher orientiert und sich keineswegs auf diese Bücher beschränkt. Die gezielte Aufarbeitung der einzelnen Vorlesungskapitel kann anhand der Literaturhinweise am Ende der jeweiligen Foliensätze erfolgen. Grundlegende Erläuterungen zu den Fachbegriffen und Grundtechniken fehlertoleranter Systeme sollten darüber hinaus in jedem Fachbuch vermittelt werden, das sich mit diesem Themengebiet befasst.

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