Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer."—  Präsentation transkript:

1 Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik

2 Folie 2 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Was bisher war, was noch kommt Anforderungsanalyse Türsteuergerät Kontinuierliche Modellierung Wassertank, Pendel Diskrete Modellierung Videocam-Switch,... Codegenerierung Hardware Fehlertoleranz Sicherheit Zertifizierung

3 Folie 3 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Ursache, Wirkung und Folge Standardwerk zur Terminologie: J.C. Laprie, A. Avizienis, H. Kopetz: Dependability: Basic Concepts and Terminology. Springer-Verlag (englisch, deutsch, französisch) Irrtum (error) Ursache Fehlzustand (fault) Wirkung Ausfall (failure)Folge Ausfall kann Fehlerursache für weiteren Fehler sein!

4 Folie 4 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Fehlerursachen Fehlerursache (cause): direkter oder indirekter Vorgänger in der Wirkfolge ein Fehler hat meist viele Ursachen Fehlerursache = Anerkannte oder angenommene Ursache für einen Fehler. Ereignis, das vermieden oder toleriert werden sollte. Auswirkung des Ausfalls eines anderen Systems, das mit dem betrachteten System zusammengewirkt hat oder zusammenwirkt, auf das betrachtete System letztlich ist jeder Fehler auf das menschliche Unvermögen zurückzuführen, die Gesamtheit aller Wirkzusammenhänge zu verstehen. Beispiel: Materialbruch Materialforschung Beispiel: Ariane 5 Flugbahneinfluss Irrtum (error), Fehlhandlung (mistake)

5 Folie 5 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Fehlzustände Fehlzustände treten auf, wenn ein System auf Grund äußerer Einflüsse oder selbsttätig in einen ungewollten Zustand übergeht Fehlzustand = Teil des Systemzustands, der dafür verantwortlich ist, dass ein Ausfall auftritt. Offenbarung einer Fehlerursache im System Möglichkeit des Fehlzustands ist immer schon im System vorhanden, der Fehlzustand wird durch den ausführenden Prozess nur aktiviert Beispiel: Division durch 0 in Zeile 739 Beispiel: Bit kippt auf Grund von alpha-Strahlung Fehlzustand (fault), Defekt (defect)

6 Folie 6 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Fehlerauswirkung Fehlverhalten ist die Konsequenz aus einem Fehlzustand. Wenn ein System einen Defekt enthält, führt das meist früher oder später zu einem teilweisen oder totalen Ausfall. Beispiel: kaputtes Zahnrad Getriebeschaden Beispiel: ungeschützte Gleitpunktkonvertierung … Ausfall = Abweichung der erbrachten Leistung von der in der Spezifikation geforderten Leistung. Übergang von korrekter Leistungserbringung zu fehlerhafter Leistungserbringung. Ausfall und Versagen sind weitgehend synonym (failure) Ausfall eher für Komponenten, Versagen eher für Gesamtsysteme Im Sinne der Hierarchie ist der Ausfall einer Komponente die Ursache für das Versagen des Systems

7 Folie 7 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Klassifikation von Fehlern (1) Intention (Art) zufälliger Fehler =zufällig auftretender oder erzeugter Fehler (z.B. Kommafehler) absichtlicher Fehler = in böswilliger Absicht erzeugter Fehler (z.B. Backdoor) Idee, phänomenologischer Ursprung physikalischer Fehler = Fehler aufgrund eines physikalischen Phänomens (z.B. Materialbruch) logischer Fehler = auf menschlicher Unzulänglichkeit basierende Fehlerursache, Denkfehler (z.B. Feldindex)

8 Folie 8 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Klassifikation von Fehlern (2) Raum externer Fehler = von der Beeinflussung des Systems durch seine physikalische Umgebung oder vom Zusammenwirken mit seiner menschlichen Umgebung hervorgerufene Fehlerursache interner Fehler = Teil des Systemzustandes, der bei Aufruf durch eine Rechenaktivität einen Fehler hervorruft Zeit, Entstehungsphase Betriebsfehler = während der Nutzung des Systems auftretender Fehler Entwurfsfehler, Konstruktionsfehler = während der Entwicklung oder der Modifikation oder der Erstellung der Betriebsprozeduren entstandener Fehler

9 Folie 9 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Klassifikation von Fehlern (3) Dauer permanente Fehler = Anwesenheit ist nicht von einer punktuellen Bedingung abhängig Temporäre oder transiente Fehler = nur während einer bestimmten Zeit vorhanden Unterscheidung reversibel (reparierbar) oder nicht! temporäre interne Fehler werden auch intermittierende Fehler genannt jeder Fehler kann als permanenter Entwurfsfehler verstanden werden

10 Folie 10 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Klassifikation von Ausfällen Wert- oder Zeitausfälle verfrüht oder verspätet konsistent oder inkonsistent kritisch oder unkritisch Stillstand oder Livelock Auslassungsausfälle, Totalausfälle …

11 Folie 11 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Fehlertoleranz Thanks for the pictures: © Prof. Sergio Montenegro, U Würzburg

12 Folie 12 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Redundanz und Fehlertoleranz Redundanz: Das Vorhandensein mehrerer Möglichkeiten, um eine gegebene Funktion zu erbringen Strukturelle Redundanz - Vervielfältigung von Komponenten - baugleich oder alternative Entwürfe (Replikation / Diversität) Funktionale Redundanz - zusätzliche, unterstützende Komponenten - Test, Konfiguration, Sensoren Informationsredundanz - Zusätzliche Informationen - Prüfbits, zusätzliche Zeiger, Zähler Zeitliche Redundanz - Zusätzliche Zeit für wiederholte Ausführungen (Retry)

13 Folie 13 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Fehlertoleranz Fehlertoleranz: Die Fähigkeit eines Systems, trotz aufgetretener Fehler die vorgesehene Funktion zu erbringen Ziel: Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit durch Redundanz Komponentenausfälle müssen unabhängige Ereignisse sein (single faults) Einzelne Komponente hat Ausfallwahrscheinlichkeit p; Gesamtausfallwahrscheinlichkeit? Notwendiger Replikationsgrad für geforderte Verfügbarkeit?

14 Folie 14 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme Warum Fehlertoleranz? Steuerungscomputer Sensoren Aktuatoren Technischer Prozeß

15 Folie 15 H. Schlingloff, SS2011 – modellbasierte Software-Entwicklung eingebetteter Systeme


Herunterladen ppt "Modellbasierte Software- Entwicklung eingebetteter Systeme Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik der Humboldt Universität und Fraunhofer."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen