Lehre.TestVerl_2018 (Struktur)


Test und Verlässlichkeit (3V1Ü)

(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 Systemen aus Hardware und Software: Überwachung, Tests, Problembeseitigung, ... 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] Modelle, Begriffe, Wahrscheinlichkeiten, Kenngrößen
    1. Einführung
    2. Modelle und Befriffe: Sevice-Modell, Fehler und Fehlfunktionen, Modellfehler, Haftfehler.
    3. Wahrscheinlichkeit: Zufallsexperiment, Erwartungswert, Verkettete Ereignisse, Fehlerbaumanalyse, Markov-Ketten, Fehlernachweis.
    4. Kenngrößen der Verlässlichkeit: Anzahl der Fehler und FF, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Schadenskosten, Verfügbarkeit, Fehleranteil.
  • [F2] [H2] [P2] Problembeseitigung
    1. Fehlerbeseitigung: Erperimentelle Reparatur, Ersatz, Reparatur, Fehlerlokalisierung.
    2. Reifeprozesse: Fehlerbeseitigung, Fehlerumgehung.
    3. Ausfälle: Ausfallmechanismen, Frühausfälle und Voralterung, Wartung und Reserve.
    4. Umgang mit FF: Fehlerisolation, Gefährdungsfreier Zustand, Neustart, Wiederholung, Diversität, Fehlertoleranz.
    5. Fehlervermeidung: (Nicht-) Determinismus, Projekte, Vorgehensmodelle, Qualität und Kreativität.
  • [F3] [H3] Ergebnisüberwachung
    1. Überwachung und Test
    2. Informationsredundanz: Fehlererkennende Codes, Prüfkennzeichen, Fehlerkorrigierende Codes, Hamming-Codes, RAID-Systeme.
    3. Formatkontrollen: Übertragungsprotokolle, Syntaxtest, Wertebereichskontrollen, Signalüberwachung.
    4. Wertekontrollen: Mehrfachberechnung und Vergleich, Loop-Back-Test, Kontrollkriterien für Richtigkeit.
  • [F4] [H4] Statische Tests
    1. Statische SW-Tests: Inspektion, Syntax, Korrektheit, Statische Code-Analyse.
    2. Baugruppen: Inbetriebnahme, MDA, In-Circuit-Test, Boundary-Scan, Optische Inspektion.
    3. Statische Tests für Schaltkreise.
  • [F5] [H5] Dynamische Tests
    1. Gezielte Testauswahl: Testauswahlkriterien, Fehlersimulation, D-Algorithmus, Systeme mit Gedächtnis.
    2. Zufallstest: Zuverlässigkeit und Test, Testzeitskalierung, Isolierter Test, Gewichteter Zufallstest, Operationsprofil, Pseudo-Zufallsgeneratoren, Selbsttest
    3. Schaltkreise: Fertigungsfehler und Haftfehler, andere Fehlermodelle, Speichertest
    4. Software: Besonderheiten der Testauswahl, Kontrollflussorientierte Testauswahl, Def-Use-Ketten, Äquivalenzklassen, UW-Analyse, Automaten.
    5. Baugruppen.
  • [F6] [H6] Verteilungen und zusicherbare Kenngrößen
    1. Verteilungen: Erwartungswert, Varianz, lineare Transformationen, Verteilung von Zählwerten, Binomialverteilung, Effektive Anzahl der Zählversuche, Poisson-Verteilung, Normalverteilung, multimodale Verteilungen.
    2. Kennwerte schätzen: Bereichsschätzung, kleine Zählwerte, Erwartungswert, Eintrittswahrscheinlichkeit, Wahrscheinlichkeit seltener Ereignisse, Verteilung unbekannt.
    3. Zufallstest: Verteilung der Fehleranzahl, Länge von Zufallstests.

    Große Übungen

    Termine der großen Übungen: 17.04.2018, 08.05.2018, 29.05.2018, 12.06.2018, 26.06.2018, 10.07.2018

    Foliensätze [GF] und Handouts [GH] mit den Aufgaben zu den großen Übungen:

    Hausübungen

    1. Foliensatz: [HA1] , Abgabe 19.04.2018
    2. Foliensatz: [HA2] , Abgabe 26.04.2018
    3. Foliensatz: [HA3] , Abgabe 03.05.2018
    4. Foliensatz: [HA4] , Abgabe 08.05.2018
    5. Foliensatz: [HA5] , Abgabe 17.05.2018
    6. Foliensatz: [HA6] , Abgabe 31.05.2018
    7. Foliensatz: [HA7] , Abgabe 07.06.2018
    8. Foliensatz: [HA8] , Abgabe 14.06.2018
    9. Foliensatz: [HA9] , Abgabe 21.06.2018
    10. Foliensatz: [HA10] , Abgabe 28.06.2018
    11. Foliensatz: [HA11] , Abgabe 05.07.2018
    12. Foliensatz: [HA12] , Abgabe 12.07.2018

    Ergebnisse der Hausübungen:

    Den Leistungsnachweis für die Hausübungen gibt es ab insgesamt 80 Übungspunkte. Ab 144 HP (Hausübungspunkten) gibt es 2 BP (Bonuspunkte), sonst ab 128 HP gibt es 1.5 BP, sonst ab 112 HP gibt es 1 BP und sonst ab 96 HP gibt es 0.5 BP für die Prüfungsklausur.
    Matr.Nr. A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 Summe BP
    (16) (12) (15) (10) (15) (17) (18) (15) (14) (12) (11) (14) 169
    445029 15 11 15 9 11 13.5 15 10 7 11.5 11 11 130 1.5
    492980 15 11 14.5 10 14 11.5 12.5 14 11 11.5 11 10 146 2
    436676 9 15 12 15 10 15 11.5 13.5 14 115 1
    480871 13 15 14 15 10 13 11.5 11.5 9.5 9 121.5 1
    402592 13 12 15 2 12 10 14 9 10 11.5 11 8 127.5 1
    494195 13 11 15 10 11 9.5 16 14.5 8 11.5 11 10.5 141 1.5
    427577 9 9 nb
    492588 16 11 14.5 7 4 5.5 58 nb
    419912 15 10 15 7 10 8 15 10.5 5 6 101.5 0.5
    403627 13 10 13 5 11 9 13.5 13 5 6 98.5 0.5
    416706 14 9 14.5 7 7 7 13.5 10 5 6 93 0
    392255 15 11 15 7 12 15 17 13 6.5 12 123.5 1
    (BP - Bonuspunkte für die Prüfungsklausur, nb - Leistungsnachweis nicht erteilt).

    Literatur

    Aktuelles:

    Vergangene Semester: [SS 2017][SS 2016][SS 2015][SS 2014][SS 2012]. Alte Klausuren.


    Autor: gkemnitz, Letzte Änderung: 16.07.2018 16:29:55


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