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:

    Matr.Nr. A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 Summe LN
    (16) (12) (15) (10) (15) (17) (18) (15) (14)
    445029 15 11 15 9 11 13,5 15 10
    492980 15 11 14.5 10 14 11,5 12,5 14
    436676 9 15 12 15 10 15
    480871 13 15 14 15 10 13
    402592 13 12 15 2 12 10 14 9
    494195 13 11 15 10 11 9,5 16 14,5
    427577 9
    492588 16 11 14,5 7 4 5,5
    419912 15 10 15 7 10 8 15 10,5
    403627 13 10 13 5 11 9 13,5 13
    416706 14 9 14.5 7 7 7 13,5 10
    392255 15 11 15 7 12 15 17 13
    (+ Leistungsnachweis erteilt).

    Literatur

    Aktuelles:

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


    Autor: gkemnitz, Letzte Änderung: 21.06.2018 09:53:00


 TU Clausthal 2005  Impressum