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Dependable Systems Design

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Dependable Systems Design
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Praktische Informatik, Master, ASPO 01.10.2017
Code: PIM-DSD
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+4PA (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
6
Studiensemester: 3
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit

[letzte Änderung 29.06.2023]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

KIM-DSD (P221-0198) Kommunikationsinformatik, Master, ASPO 01.10.2017 , 3. Semester, Wahlpflichtfach
PIM-DSD Praktische Informatik, Master, ASPO 01.10.2017 , 3. Semester, Wahlpflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 90 Veranstaltungsstunden (= 67.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 112.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Markus Esch
Dozent/innen:
Dr.-Ing. Jörg Herter


[letzte Änderung 08.07.2024]
Lernziele:
Die Studierenden sind nach erfolgreichem Absolvieren dieses Moduls in der Lage, die besonderen Herausforderungen beim Entwurf von verlässlichen Systemen, in der Regel sicherheitskritische (Echtzeit-)Softwaresysteme, abzuschätzen
und in die Realisierung einzubeziehen.
Sie können aufgrund ihres erworbenen Hintergrundwissens die erforderlichen Entwurfsentscheidungen treffen und die Eigenschaften bezüglich Echtzeitverhalten entwicklen.
 
In der Projektarbeit werden State-of-the-art-Industriewerkzeuge benutzt, um ein eigenes Roboterprojekt (Mindstorms) als verlässliches System umzusetzen.
Die Studenten erhalten hierbei insbesondere Einblicke, welche Modellierungs- und Analysesoftware derzeit in Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Medizintechnikbereich eingesetzt wird und wie sich Entwicklung/Programmierstil von
sicherheitskritischer Software (z.B. eingebettete Systeme aus der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie) verglichen mit der Entwicklung von "normaler Software" unterscheidet.

[letzte Änderung 29.06.2023]
Inhalt:
1. Aufbau von verlässlichen und sicherheitskritischen Systemen
2. Besondere Sicherheitsanforderungen
3. Anforderungen an Zeitverhalten und Determinismus
4. Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz
5. Modellierung und Besonderheiten der Entwicklung von verlässlichen sicherheitskritischen Systemen
6. Echtzeitbetriebssysteme und Scheduling-Verfahren
7. Projektarbeit

[letzte Änderung 29.06.2023]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung zu den theoretischen Inhalten und betreutes Praktikum, weitestgehend selbstständiges Arbeiten im Rahmen der Projektarbeit in Gruppen

[letzte Änderung 29.06.2023]
Literatur:
P. Marwedel: Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things, Springer 2017
G. Buttazzo: Hard Real-Time Computing Systems, Springer 2004
P. Pop et al.: Analysis and Synthesis of Distributed Real-Time Embedded Systems, Springer 2004
F. Vahid, T.Givargis: Embedded System Design, John Wiley 2003
F. NIELSON, H. NIELSON, C. HANKIN: Principles of Program Analysis
P. COUSOT,  R. COUSOT: Abstract interpretation: a unified lattice model for static analysis of programs by construction or approximation of fixpoints

[letzte Änderung 29.06.2023]
Modul angeboten in Semester:
WS 2024/25, WS 2023/24 
[Thu Nov 21 10:09:00 CET 2024, CKEY=pdsd, BKEY=pim2, CID=PIM-DSD, LANGUAGE=de, DATE=21.11.2024]