Test und Verlässlichkeit - SS 16
(G. Kemnitz)
IT-Systeme automatisierten intellektuelle Aufgaben: betriebliche Abläufe Steuerung von Prozessen und Maschinen Entwurfsaufgaben, ... Einsatzvoraussetzung ist eine ausreichende Verlässlichkeit.
Der Schlüssel hierfür sind Kontrollen und das Abstellen der dabei erkannten Mängel auf drei Ebenen:
- während Entwurf und Fertigung (Fehlervermeidung),
- vor dem Einsatz und zur Wartung (Fehlerbeseitigung) und
- im laufenden Betrieb (Fehlertoleranz, Schadensvermeidung).
Inhalt und Lernziel der Vorlesung sind die Bewertung der Verlässlichkeit, Kontrollen, Fehlertoleranz und Schadensvermeidung, Test und Fehlerbeseitigung sowie Fehlervermeidung. In der Praxis sind das die teuersten und aufwändigsten Aufgaben im gesamten IT-Bereich.
Zielgruppe: Master Informatik und Interessenten anderer Studiengänge
Credits: (ECTS): 6
Foliensätze
- [F1: Grundbegriffe, Wahrscheinlichkeit, Experimente] [Programme zum Foliensatz]
- Grundbegriffe: Modell, Service-Modell, Fehlfunktionen, Fehler, ...
- Wahrscheinlichkeit: Verkettete Ereignisse, Fehlerbaumanalyse, Markov-Ketten.
- Zufallsexperimente: Service als Zufallsexperiment, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Kontrollen, Test, Zufallstest, Fehleranteil, Entstehungsprozesse, Reifeprozesse.
- [F2: Struktur, Verteilung, Zufallstest] [Programme zum Foliensatz]
- Struktur & Fehler: Erschöpfender Test, Steuer- und Beobachtbarkeit, Haftfehlermodell, Komplexe Operationen, Operationsprofil.
- Verteilungen: Erwartungswert, Varianz, Verteilung von Zählwerten, Binomialverteilung, Effektive Anzahl der Zählversuche, Poisson-Verteilung, Seltene Ereignisse, Normalverteilung, Schätzen von Eintrittswahrscheinlichkeiten, multimodale Verteilungen, Bereichsschätzung.
- Fehler und Fehlfunktionen: Fehleranzahl, FHNW-Funktion, Effektive Fehleranzahl, Fehlfunktionen, Fehler und Modellfehler, erforderliche Testsatzlänge, Zuverlässigkeitswachstum.
- [F3: Ergebniskontrollen] [Programme zum Foliensatz]
- Informationsredundanz: Fehlererkennende Codes, Prüfkennzeichen, Fehlerkorrigierende Codes, Hamming-Codes, RAID-Systeme.
- Formatkontrollen: Syntaxtest, Typ und Wertebereich, Signalüberwachung.
- Wertekontrollen: Mehrfachberechnung und Vergleich, Diversität, Loop-Back-Test, Probe.
- [F4:Statische Test]
- Vorbemerkungen: Statische und Dynamische Tests, Kosten, Emotionale Barrieren, Produkthaftung und Standards.
- Statische Software-Tests: Inspektion, Syntax, Typ, Wertebereich, Statische Code-Anlyse.
- Baugruppen und Cyper-Physikalische-Systeme: Inbetriebnahmen, MDA, Optische Inspektion, In-Circuit-Test, Boundary-Scan.
- [F5: Dynamische Tests]
- Software: Interaktionsschichten, Modultest, Besonderheiten der Testauswahl, Kontrollflussorientierte Testauswahl, Äquivalenzklassen, UW-Analyse, Automaten.
- Schaltkreise: Fertigungsfehler, Haftfehler, Testsatzberechnung (D-Algorithmus), Sequentielle Schaltungen, Speichertest, Selbsttest.
- Baugruppen und Cyper-Physikalische-Systeme.
- [F6: Problembeseitigung]
- Fehlervermeidung: Deterministische Prozesse, Nichtdeterministische Prozesse, Projekte, Vorgehensmodelle, Qualität und Kreativität.
- Fehlerbeseitigung: Ersatz, Reparatur, Fehlerlokalisierung, Benutzer als Tester.
- Wartung: Ausfälle, Frühausfälle und Voralterung, Kalte, warme und heiße Reserve.
- Fehlerbehandlung: Fail-Safe, -Fast, -Slow, Neustart, Wiederholung, Fehlerisolation, Fehlertoleranz.
Große Übung zu Foliensatz
Hausübungen
Es gibt jede Woche Hausübungen. Den Leistungsnachweis für die Hausübungen für Studiengängen, für die sie Pflicht sind, gibt es ab 55 Übungspunkten. Ab 99 HP (Hausübungspunkten) gibt es 2 BP (Bonuspunkte), sonst ab 88 HP gibt es 1.5 BP, sonst ab 77 HP gibt es 1 BP und sonst ab 66 HP gibt es 0.5 BP für die Prüfungsklausur.
Ergebnisse der Hausübungen:
| Matr.Nr. | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | A10 | Summe | LNE | BP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (13) | (13) | (13) | (11) | (12) | (12) | (11) | (10) | (12) | (9) | (116) | |||
| 476492 | 7 | 6 | 5 | 11 | 6 | 4 | 10,5 | 10 | 7 | 6 | 72,5 | ja | 0.5 |
| 467812 | 6,5 | 11 | 4,5 | 10 | 4 | 4 | 4 | 44 | nein | ||||
| 461627 | 6 | 2 | 3,5 | 8 | 7 | 6 | 10,5 | 43 | nein | ||||
| 474689 | 8 | 12 | 9 | 11 | 9 | 5 | 10,5 | 10 | 10 | 6.5 | 91 | ja | 1.5 |
| 469096 | 6,5 | 11 | 9 | 11 | 6 | 5,5 | 10 | 10 | 6.5 | 66.5 | ja | 0.5 | |
| 349226 | 12 | 11 | 7,5 | 10 | 7 | 8 | 7,5 | 63 | ja | 0 | |||
| 427704 | 12 | 11 | 12,5 | 10 | 1 | 44,5 | nein | ||||||
| 458957 | 5 | 5 | 4 | 9 | 7,5 | 4,5 | 4,5 | 8,5 | 8 | 8 | 64 | ja | 0 |
| 472632 | 11 | 10 | 5 | 7,5 | 4 | 7 | 5,5 | 5 | 8 | 8 | 71 | ja | 0.5 |
| 470001 | 7,5 | 4,5 | 9 | 3,5 | 6 | 10,5 | 41 | nein | |||||
| 464864 | 8 | 11,5 | 4 | 6 | 4 | 7 | 5,5 | 5 | 8 | 7 | 76 | ja | 1 |
LNE - Leistungsnachweis wird erteilt.
Literatur
- 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.
Aktuelles
Die Prüfung findet am 06.10.2016 ab 9:00 im SA (IfM) statt. Erlaubte Hilfsmittel sind eigene Ausarbeitungen und Taschenrechner. Zu den eigenen Ausarbeitungen zählen Mitschriften, die ausgeteilten Foliensätze mit eigenen Kommentaren, die zurückgegebenen korrigierten Hausübungen und selbst angefertigte schriftliche Prüfungsvorbereitungen.