Test und Verlässlichkeit - SS 17

(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 Beschreibung von und Maßnahmen zur Sicherung der Verlässlichkeit von IT-Systemen aus Hard- und Software bis hin zu cyper-physikalischen Systemen: Überwachungsverfahren, statische und dynamische Tests sowie Problembeseitigungsiterationen. 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 [F], Handouts für den Ausdruck [H] und Beispielprogramme [P]

  • [F1] [H1] [P1] Kenngrößen und Maßnahmen zur Sicherung der Verlässlichkeit
    1. Einführung
    2. Service-Modell: Determinismus, Gedächtnis, Hierarchie, Fehlfunktionen, Fehler, Modellfehler, Haftfehlermodell, FHFF-Funktion.
    3. Wahrscheinlichkeit: Verkettete Ereignisse, Fehlerbaumanalyse, Markov-Ketten.
    4. Kenngrößen der Verlässlichkeit: Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Kenngrößen der Fehlerentstehung.
    5. Sicherung der Verlässlichkeit: Überwachung, Test, Reifeprozesse.
  • [F2] [H2] [P2] Zufallstest, Verteilungen, Kennwerte schätzen
    1. Zufallstest: Nachweiswahrscheinlichkeit, Anzahl der Fehler und Fehlfunktionen, Steuer- und Beobachtbarkeit, Operationsprofil und Wichtung.
    2. Verteilungen: Erwartungswert, Varianz, lineare Transformationen, Verteilung von Zählwerten, Binomialverteilung, Effektive Anzahl der Zählversuche, Poisson-Verteilung, Normalverteilung, multimodale Verteilungen, Verteilung der Fehleranzahl.
    3. Kennwerte schätzen: FHFF-Funktion, Bereichsschätzung, kleine Zählwerte, Erwartungswert, Eintrittswahrscheinlichkeit, Verteilung unbekannt, Länge von Zufallstests
  • [F3] [H3] Überwachung
    1. Informationsredundanz: Fehlererkennende Codes, Prüfkennzeichen, Fehlerkorrigierende Codes, Hamming-Codes, RAID-Systeme.
    2. Formatkontrollen: Syntaxtest, Typ und Wertebereich, Signalüberwachung.
    3. Wertekontrollen: Mehrfachberechnung und Vergleich, Diversität, Loop-Back-Test, Kontrollkriterien für Richtigkeit.
  • [F4] [H4] Statische Tests
    1. Vorbemerkungen: Statische und Dynamische Tests, Kosten, Emotionale Barrieren, Produkthaftung und Standards.
    2. Statische Software-Tests: Inspektion, Syntax, Typ, Wertebereich, Statische Code-Anlyse.
    3. Baugruppen und Cyper-Physikalische-Systeme: Inbetriebnahmen, MDA, Optische Inspektion, In-Circuit-Test, Boundary-Scan.
  • [F5] [H5] Dynamische Tests
    1. Software: Interaktionsschichten, Modultest, Besonderheiten der Testauswahl, Kontrollflussorientierte Testauswahl, Äquivalenzklassen, UW-Analyse, Automaten.
    2. Schaltkreise: Fertigungsfehler, Haftfehler, Testsatzberechnung (D-Algorithmus), Sequentielle Schaltungen, Speichertest, Selbsttest.
    3. Baugruppen und Cyper-Physikalische-Systeme.
  • [F6] [H6] Problembeseitigung
    1. Fehlervermeidung: Deterministische Prozesse, Nichtdeterministische Prozesse, Projekte, Vorgehensmodelle, Qualität und Kreativität.
    2. Fehlerbeseitigung: Ersatz, Reparatur, Fehlerlokalisierung, Benutzer als Tester.
    3. Wartung: Ausfälle, Frühausfälle und Voralterung, Kalte, warme und heiße Reserve.
    4. Fehlerbehandlung: Fail-Safe, -Fast, -Slow, Neustart, Wiederholung, Fehlerisolation, Fehlertoleranz.

Große Übungen

Termine der großen Übungen: 20.04.2017, 04.05.2017, 18.05.2017, 01.6.2017, 22.06.2017, 06.07.2017, 20.07.2017

Große Übungen & Hausübungen
Ergebnisse der Hausübungen
Matr.Nr.A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13SummeLN
 (16)(16)(18)(11)(12)(12)(15)(16)(12)(16)(16)(15)(16)(191) 
47888914124,510 710148126  72+
446886416159.5799.5 1216   98+
420642131677 0,510812148  95.5+

(+ Leistungsnachweis erteilt).

Literatur

Vergangene Semester