Master-/D iplom arb eit - Software and Systems Engineering - TUM

Technische Universität München
Institut für Informatik
Software & Systems Engineering
Prof. Dr. Dr. h.c. Manfred Broy
Master-/Diplomarbeit
Modeorientierte Modellierung von Funktionen
Thematische Einordnung:
Software Engineering, Modellbasierte Entwicklung, Requirements
Engineering
Hintergrund
Umfangreiche Funktionalitäten zeichnen eine Vielzahl heutiger Systeme
aus. Insbesondere im Bereich der eingebetteten Systeme, wie sie z.B. in
Fahrzeugen oder auch Flugzeigen eingesetzt werden, bedeutet die durch
die gegenseitige Beeinflussung von Funktionen hervorgerufene Komplexität
ein erhebliches Risiko für die Funktionssicherheit der Systeme. Deshalb ist
man interessiert, durch den Einsatz geeigneter Methoden und Modelle die
Wahrscheinlichkeit eines mit unter fatalem Fehlverhaltens zu minimieren.
Geeignete formale Modelle bieten hierbei die Möglichkeit bereits in der sehr
frühen Phase des Requirements Engineering das gewünschte Verhalten
eindeutig zu spezifizieren, zu analysieren und spätere Implementierungen
gegen die Spezifikation zu verifizieren oder zu testen.
Der besondere Vorteil hierbei liegt in der funktionsorientierten Modellierung.
Die Funktionen repräsentieren das Verhalten des Systems ohne jedoch
vorzeitig schon Designentscheidungen vorwegzunehmen. Die Analyse kann
daher auf rein konzeptioneller Ebene erfolgen und prüfen, ob das
angestrebte Verhalten prinzipiell erzielbar ist, und welche Eigenschaften es
erfüllt. Es ist möglich, frühzeitig Inkonsistenzen zu erkennen.
Im Fall von multifunktionalen Systemen kommt es darauf an, die
Querbeziehungen zwischen Funktionalitäten (sog. Feature Interactions)
explizit zu erfassen und damit der Analyse zugänglich zu machen.
Unerkannte Querbeziehungen können dazu führen, dass Funktionen, die
für sich genommen korrekt funktionieren im Verband zu unerwünschtem
Systemverhalten führen.
Master-/Diplomarbeit
Konkrete Aufgabenstellung
Ein bekanntes Konzept, um Abhängigkeiten zwischen Funktionen zu
modellieren, sind so genannte Modi. Diese erlauben es, die Wirkungsweise
einer Funktion explizit in Abhängigkeit des Zustandes/Modes einer anderen
(oder mehrerer anderer) Funktion(en) anzugeben. Mit JANUS und TheoRE
stehen formale Theorien zur Modellierung von Funktionen zur Verfügung.

Diese Theorien und die auf ihr basierende Erweiterung MARLIN erlauben
es, das Modi-Konzept auf unterschiedliche Weisen anzuwenden.
In der Arbeit soll geklärt werden, für welchen Zweck bestimmte
(unterschiedliche) Modellierungskonzepte jeweils besser oder schlechter
geeignet sind. Dabei sollen die Konzepte am Fallbeispiel (Fensterheber mit
Kindersicherung für einen PKW) angewendet, verglichen und ihre Stärken,
Schwächen und Grenzen herausgearbeitet werden. Es ist anzunehmen,
dass unter bestimmten Umständen die unterschiedlichen
Modellierungsansätze schematisch in einander überführt werden können.
Dies ist ebenfalls zu untersuchen und ggf. die entsprechenden
Vorgehensweisen anzugeben.
Voraussetzungen:
- Alle Voraussetzungen der PO für Bachelor-, Diplom- oder
Masterarbeiten
- Grundlegendes Wissen über Programm- und Systementwicklung
- Grundlegendes Wissen über Software Engineering, speziell
Requirements Engineering
- Interesse an formalen Modellen
Aufgabensteller
Prof. Dr. Dr. h.c. Manfred Broy
Betreuer
Bernd Spanfelner, TUM (spanfeln@in.tum.de, 089/289-17384)
Master-/Diplomarbeit