Test und Verlässlichkeit (3V1Ü)

[F] -- Foliensätze, [GU] -- Folien zur großen Übung zum Foliensatz, [H] -- Handouts für den Ausdruck.

• [F1] [H1] [GU1] [GH1] [V1] [V2] [V3] [V4] Gefährdungen, Gegenmaßnahmen und Kenngrößen
  1. Einführung
  2. Verlässlichkeit: Service und Fehlfunktionen, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit.
  3. Fehlerbehandlung: Kenngrößen, Überwachungsverfahren, Korrekturverfahren.
  4. Fehlerbeseitigung: Ursachen von Fehlfunktionen, Experimentelle Reparatur, Fehlerdiagnose, Test, Haftfehler, Test und Zuverlässlichkeit, Reifeprozesse, Modularer Test.
  5. Fehlervermeidung: Fehleranteil und Ausbeute, Determinismus und Zufall, Projekte und Vorgehensmodelle, Qualität und Kreativität.
• [F2] [H2] [GU2] [GH2] [V5] [V6] [V7] Wahrscheinlichkeiten
  1. Wahrscheinlichkeit: Definition und Abschätzung, Verkettete Ereignisse, Bedingte Wahrscheinlichkeiten, Fehlerbaumanalyse, Markov-Ketten.
  2. Fehlernachweis: Ohne Gedächtnis, Mit Gedächtnis, Fehler und Modellfehler, Isolierter Test.
  3. Fehlerbeseitigung: Reparatur oder Ersatz, Ersatziteration, Reparaturiteration, Reifeprozesse.
  4. Fehlerentstehung.
• [F3] [H3] [GU3] [GH3] [V8] [V9] [V10] Verteilungen
  1. Grundlagen: Charakteristische Größen, Lineare Transformationen, Verteilung von Zählwerten.
  2. Näherungen für Zählwertverteilungen: Binomialverteilung, Poisson-Verteilung, Bereichsschätzung für poisson-verteilte Zufallsgrößen, Normalverteilung, Bereichsschätzung für normalverteile Zufallsgrößen, Varianzerhöhung, Bereichsschätzung für Zählwerte.
  3. Misch- und multimodale Verteilungen.
  4. Weitere Verteilungen: Pareto-Verteilung, Gammaverteilung, Exponentialverteilung, Verteilung der FF-Rate, Schaden durch FF.
• [F4] [H4] [GU4] [GH4] Tests und Kontrollen
  1. Analog, physikalisch: analog vs. digital, Funktionstest, Statischen Baugruppentest, Zeitüberwachung.
  2. Inspektion.
  3. Kontrolle auf Zulässigkeit: Schnittstellen und Protokolle, Syntaxtest, Invarianten und Wertebereich, Fehlererkennende Codes, Prüfkennzeichen, Fehlerkorrigierende Codes, Hamming-Codes, Burst-Korrektur.
  4. Formatüberwachung: Zeitüberwachung, Protokolle, Invarianten und Wertebereiche, Syntax.
  5. Überwachung auf Richtigkeit.
• [F5] [H5] [GU5] [GH5] Hardware-Test und Selbsttest
  1. Fehlermodellierung: Schaltkreisfehler, Lokale Fehler, Fehlermodelle für Schaltkreise, Nachweisbeziehungen.
  2. Testsuche: Fehlersimulation, D-Algorithmus, Implikationstest, Suchraumstrukturierung, Komplexe Funktionsbausteine, Sequentielle Schaltungen, Speichertest.
  3. Selbsttest: Pseudo-Zufallsregister, Signaturregister, Selbsttest mit LFSR, Fehlerorientierte Wichtung, Testbus.
• [F6] [H6] [GU6] [GH6] Software
  1. Good Practice: Software-Architektur, Entwurfsfluss, Codierung und Test.
  2. Testauswahl: Mutationen, Kontrollfluss, Def-Use-Ketten, Äquivalenzklassen, UW-Analyse, Automaten.
• [F7] [H7] [GU7] [GH7] Ausfälle und Fehlertoleranz
  1. Ausfälle: Kenngrößen, Hauptnutzungsphase, Voralterung, Redundanz, Wartung.
  2. Fehlertoleranz: Reaktion auf FF, Fehlerisolation, Redundanz, Anwendungspez. Lösungen, RAID und Backup.

Vorlesung

Geplant ist eine Mischung aus Präsenz- und BBB-Veranstaltungen. Die Vorlesung Mi. 8-10 findet in der ersten Woche im SA und danach im BBB-Raum webconf.tu-clausthal.de/b/gun-arg-ayt mit Aufzeichnung statt. Am Mo. im Zeitfenster 13-15 Uhr finden Vorlesungen und Große Übungen als Präsenzveranstaltungen im SA statt.

Hausübungen

Die wöchentlichen Hausübungen sind als PDF mit den Dateinamen

TV_<anr>_<name>_<matr>_<opt>.pdf

(<anr> – Aufgabenummer, <name> – ihr Name, <matr> – ihre Matrikel-Nummer, <opt> – optinales Kürzel bei mehreren Dateien) bis zu den in der Ablauftabelle angegebenen Tagen per EMail an ha-tv@in.tu-clausthal.de zu schicken, werden korrigiert und zurückgesendet. Für die Prüfungszulassung sind 50% der Hausübungspunkte insgesamt erforderlich. Für zusätzliche Hausübungspunkte gibt es bis zu 2 Bonuspunkte für die Prüfungsklausur. Bei den Hausübungen ist keine Gruppenarbeit zulässig. Bei auffälligen Übereinstimmungen werden die angeblichen Autoren einzeln zu bbb-Video-Konferenzen eingeladen und geprüft, wer die Aufgaben lösen kann. Bei Abgabe offensichtlich nicht selbst bearbeiteter Lösungen wird wie bei Plagiaten entsprechend der allgemeinen Rahmenprüfungsordnung verfahren.

Die nachfolgende Tabelle ordnet den Vorlesungswochen Themen, große Übungen und Hausübungen zu. In der Spalte Video-Aufzeichungen werden fortlaufend die Video-Aufzeichungen des aktuellen Semesters ergänzt. Die Audio- und Video-Aufzeichungen, Foliensätze und Hausübungen von früheren Semestern finden Sie auf der Web-Seite unten unter vergangene Semester. In der letzten Tabellenspalte steht für jede Hausübung der späteste Abgabetermin.
Die Zuordnungen der Themen, Übungsaufgaben und Abgabetermine verschieben sich in der Regel innerhalb des Semesters etwas und werden hier in der Tabelle zusammen mit den Video-Aufzeichnungen und den noch fehlenden Hausübungsblättern aktualisiert.

Ergebnisse der Hausübungen:

BP - Bonuspunkte für die Prüfung, B - Betrugsversuch.

Bei einer zu erwartenden Teilnehmeranzahl über 10 findet die Prüfung als Klausur und bei einer geringeren Teilnehmerzahl finden die Prüfungen mündlich sttat, voraussichtlich im Oktober. Erlaubte Hilfsmittel für mündliche Prüfungen ist ein A4-Blatt mit Notizen (beiderseitig beschrieben). Erlaubte Hilfsmittel für die Klausur sind eigene Ausarbeitungen. Zu den eigenen Ausarbeitungen zählen Mitschriften, ausgedruckte Handouts mit eigenen Kommentaren, Ausdrucke zurückgegebener korrigierter eigener Hausübungen und selbst angefertigte schriftliche Prüfungsvorbereitungen.

• G. Kemnitz: Test und Verlässlichkeit von Rechnern. Springer, 2007
• P. Liggesmeyer: Software-Qualität. Spektrum, 2002
• G. Becker: Softwarezuverlässigkeit. deGryter, 1989
• K. Heidtmann. Zuverlässigkeitsbewertung technischer Systeme. Teubner, 1997
• R. Kärger: Diagnose von Computern. Teubner, 1996
• Glerum et al.: Debugging in the (Very) Large: Ten Years of Implementation and Experience.