Modellbasierte Anforderungsspezifikation sicherheitskritischer ...

Inhaltsverzeichnis
1. Abstract 1
2. Einleitung 3
3. Bestandsaufnahme und Identifikation von Mängeln 7
3.1. Stand von Wissenschaft und Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.1.1. Beschreibungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.1.1.1. Natürliche Sprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.1.1.2. Formale Sprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.1.1.3. Grafische Einzelbeschreibungsmittel und kombinierte Ansätze . . 9
3.1.1.4. Modellbasierte Spezifikation mit der Unified Modeling Language
(UML) und der Systems Modeling Language (SysML) . . . . . . 9
3.1.2. Momentane Praxis in der Systementwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1.3. Momentane Praxis bei der Anforderungsspezifikation . . . . . . . . . . . . 14
3.2. Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4. Prozessgetriebene, modellbasierte Spezifikation von Systemanforderungen 18
4.1. Abgrenzung des Anwendungsbereichs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.2. Konzeptbestandteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5. Modellbasierte Anforderungsspezifikationen 24
5.1. Funktionales Anforderungsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.1.1. Wahl des Beschreibungsmittels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.1.1.1. Inhaltliche Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.1.1.2. Strukturelle Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.1.1.3. Objektorientierung im Eisenbahnwesen . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1.1.4. Sonstige Anforderungen und Zusammenfassung . . . . . . . . . 28
5.1.1.5. Diskussion möglicher Beschreibungsmittel für das funktionale
Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.1.2. Metamodell und Subset der SysML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.1.3. Modellorganisation des funktionalen Modells . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.1.3.1. Ebenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.1.3.2. Sichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.1.4. Modellinhalt des funktionalen Modells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.1.4.1. Systemabgrenzungssicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.1.4.2. Systemfunktionssicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5.1.4.3. Szenariensicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.1.4.4. Systemverhaltenssicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.1.4.5. Subsystem-Struktur/Whitebox-Sicht . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.1.4.6. Anforderungsschnittstellensicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.1.5. Konsistenzregeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.1.5.1. Konsistenz der Signale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79