Dieses Lehr- und Praxisbuch bietet eine umfassende Darstellung von Techniken, Methoden und Standards der Software-Entwicklung eingebetteter Systeme.Der interdisziplinäre Charakter der Entwicklung von eingebetteten Systemen und die speziellen Rahmenbedingungen beeinflussen die Software-Entwicklung: Software Engineering für eingebettete Systeme unterscheidet sich vom "konventionellen" Software Engineering. Dies betrifft die Prozesse - insbesondere die Entwicklungsphasen und ihre Inhalte - ebenso wie anzuwendende Standards,die Beachtung spezieller Betriebsumgebungen, den Aspekt der Verteiltheit…mehr
Dieses Lehr- und Praxisbuch bietet eine umfassende Darstellung von Techniken, Methoden und Standards der Software-Entwicklung eingebetteter Systeme.Der interdisziplinäre Charakter der Entwicklung von eingebetteten Systemen und die speziellen Rahmenbedingungen beeinflussen die Software-Entwicklung: Software Engineering für eingebettete Systeme unterscheidet sich vom "konventionellen" Software Engineering. Dies betrifft die Prozesse - insbesondere die Entwicklungsphasen und ihre Inhalte - ebenso wie anzuwendende Standards,die Beachtung spezieller Betriebsumgebungen, den Aspekt der Verteiltheit und die Existenz von Sicherheits-, Zuverlässigkeits- und Echtzeitanforderungen.Darüber hinaus unterscheiden sich die Anforderungen und Rahmenbedingungen in den Anwendungsbereichen eingebetteter Systeme deutlich. Das Buch stellt sowohl die Methodik der Software-Entwicklung für eingebettete Systeme umfassend dar, als auch die speziellen Aspekte wichtiger Anwendungsbereiche, z.B. Verkehrssysteme, Medizintechnik, Industrieautomation und Telekommunikationssysteme.Neben dem Stand der Wissenschaft wird der Stand der Praxis ausführlich dargestellt. Die Autoren der Beiträge sind sowohl Wissenschaftler als auch Entwickler, Projektleiter und Qualitätssicherer aus Industrieunternehmen.Daher richtet sich das Buch gleichermaßen an Praktiker, die an der Entwicklung eingebetteter Systeme oder der Entwicklung von Software für eingebettete Systeme beteiligt sind, wie an Dozenten und Studierende der Informatik und der Ingenieurwissenschaften.
Prof. Dr. Peter Liggesmeyer - und Prof. Dr. Dieter Rombach - sind Lehrstuhlinhaber für Software Engineering an der TU Kaiserslautern. Sie leiten gemeinsam das Fraunhofer Institut für Experimentelles Software Engineering.
Prof. Dr. Dieter Rombach - und Prof. Dr. Peter Liggesmeyer - sind Lehrstuhlinhaber für Software Engineering an der TU Kaiserslautern. Sie leiten gemeinsam das Fraunhofer Institut für Experimentelles Software Engineering.
Inhaltsangabe
1. Einleitung und Überblick 1.1 Die Bedeutung von Software für technische Systeme 1.2 Situationsanalyse des Software Engineerings 1.3 Software Engineering für eingebettete Systeme 1.4 Konsequenzen für die Inhalte dieses Buches
2. Entwicklungsprozesse für eingebettete Software 2.1 Motivation 2.2 Definitionen und Konzepte 2.3 Besonderheiten von Entwicklungsprozessen für eingebettete Software 2.4 Etablierung domänenspezifischer Prozessmodelle 2.5 Zusammenfassung und Ausblick
3. Standards für die Entwicklung und Prüfung 3.1 Einleitung 3.2 Von Standards zu Software-Standards 3.3 Normen für die Softwareentwicklung 3.4 Allgemeine Prozessnormen 3.5 Die Norm IEC 61508 3.6 Die Normen Cenelec EN 50126, EN 50128 und EN 50129 3.7 Zusammenfassung 3.8 Definitionen
4. Zulassung sicherheitsrelevanter softwareintensiver Systeme 4.1 Einleitung4.2 Was ist Zulassung? 4.3 Beteiligte 4.4 Zulassung erreichen
6. Requirements Engineering für eingebettete Software 6.1 Einführung 6.2 RE-Grundlagen 6.3 Ein Rahmenwerk für das RE 6.4 Beherrschung der Komplexität eingebetteter Systeme 6.5 Drei Arten von Anforderungsmodellen 6.6 Die SEGOS-RE Methode 6.7 Anwendungsbeispiel: Digitale Fotokamera 6.8 Zusammenfassung und Ausblick
7. Software- und System-Architektur 7.1 Definitionen und Abgrenzung 7.2 Architekturmodelle für eingebettete Systeme 7.3 Musterarchitekturen und Architecture Styles für eingebettete Systeme 7.4 Architekturpatterns und Frameworks 7.5 Architekturbasierte Konstruktion ES
8. Programmierung eingebetteter Software 8.2 Einleitung und Motivation 8.2 Programmierung eingebetteter Software in C 8.3 Programmierung eingebetteter Software in Ada 8.4 Java und eingebettete Systeme 8.5 Microsoft.NET Compact Framework 8.6 Einsatz: Applikation vs. Betriebssystem 8.7 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
9. Prüfung eingebetteter Software 9.1 Motivation 9.2 Der Stand der Technik in der "konventionellen" Software-Prüfung 9.3 Prüfung eingebetteter Software: Situationsanalyse 9.4 Systematisches dynamisches Testen eingebetteter Software 9.5 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
10. Embedded/Real-time UML 10.1 Einleitung, Überblick und Abgrenzung 10.2 Aktuelle Herausforderungen und Lösungsmöglichkeiten 10.3 Zum genutzten Entwicklungsprozess 10.4 Anforderungsanalyse mit der UML 10.5 Von den Anforderungen zum Design 10.6 Standarderweiterungen und Ausblick 10.7 Fazit
11. Formale Entwicklungsmethoden und Analysetechniken 11.1 Einordnung formaler Techniken 11.2 Systementwicklung mit der Methode B 11.3 Modellierung und Analyse dynamischer Abläufe 11.4 Stand der Technik und Ausblick
12. Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalysetechniken 12.1 Einleitung 12.2 Grundlagen 12.3 Methoden und Techniken 12.4 Eignung und Auswahl 12.5 Zuverlässigkeitsmessung und -prognose 12.6 Zusammenfassung
13. Techniken für Verteilte eingebettete Systeme 13.1 Einleitung 13.2 Verteilte eingebettete Systeme 13.3 Ein einfaches eingebettetes System 13.4 Hardwarezugriffe in eingebetteten Systemen 13.5 Nebenläufige Prozesse 13.6 Verteilte Systeme 13.7 Verteilte Programmierung unter Ada 13.8 Zusammenfassung
15. Modellierung Reaktiver Systeme - Synchrone Sprachen und Statecharts 15.1 Einführung 15.2 Die synchrone Programmiersprache Esterel 15.3 Statecharts 15.4 Zusammenfassung und Ausblick
16. Software-Technologie im Automobil 16.1 Einleitung 16.2 Generelle Trends 16.3 Konsequenzen für den Automobilhersteller 16.4 Stand der Technik und aktuelle Forschungsergebnisse 16.5 Zusammenfassung und Ausblick
17. Sichere Software in eingebetteten Systemen der Verkehrstechnik 17.1 Einleitung 17.2 Verkehr
1. Einleitung und Überblick 1.1 Die Bedeutung von Software für technische Systeme 1.2 Situationsanalyse des Software Engineerings 1.3 Software Engineering für eingebettete Systeme 1.4 Konsequenzen für die Inhalte dieses Buches
2. Entwicklungsprozesse für eingebettete Software 2.1 Motivation 2.2 Definitionen und Konzepte 2.3 Besonderheiten von Entwicklungsprozessen für eingebettete Software 2.4 Etablierung domänenspezifischer Prozessmodelle 2.5 Zusammenfassung und Ausblick
3. Standards für die Entwicklung und Prüfung 3.1 Einleitung 3.2 Von Standards zu Software-Standards 3.3 Normen für die Softwareentwicklung 3.4 Allgemeine Prozessnormen 3.5 Die Norm IEC 61508 3.6 Die Normen Cenelec EN 50126, EN 50128 und EN 50129 3.7 Zusammenfassung 3.8 Definitionen
4. Zulassung sicherheitsrelevanter softwareintensiver Systeme 4.1 Einleitung4.2 Was ist Zulassung? 4.3 Beteiligte 4.4 Zulassung erreichen
6. Requirements Engineering für eingebettete Software 6.1 Einführung 6.2 RE-Grundlagen 6.3 Ein Rahmenwerk für das RE 6.4 Beherrschung der Komplexität eingebetteter Systeme 6.5 Drei Arten von Anforderungsmodellen 6.6 Die SEGOS-RE Methode 6.7 Anwendungsbeispiel: Digitale Fotokamera 6.8 Zusammenfassung und Ausblick
7. Software- und System-Architektur 7.1 Definitionen und Abgrenzung 7.2 Architekturmodelle für eingebettete Systeme 7.3 Musterarchitekturen und Architecture Styles für eingebettete Systeme 7.4 Architekturpatterns und Frameworks 7.5 Architekturbasierte Konstruktion ES
8. Programmierung eingebetteter Software 8.2 Einleitung und Motivation 8.2 Programmierung eingebetteter Software in C 8.3 Programmierung eingebetteter Software in Ada 8.4 Java und eingebettete Systeme 8.5 Microsoft.NET Compact Framework 8.6 Einsatz: Applikation vs. Betriebssystem 8.7 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
9. Prüfung eingebetteter Software 9.1 Motivation 9.2 Der Stand der Technik in der "konventionellen" Software-Prüfung 9.3 Prüfung eingebetteter Software: Situationsanalyse 9.4 Systematisches dynamisches Testen eingebetteter Software 9.5 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
10. Embedded/Real-time UML 10.1 Einleitung, Überblick und Abgrenzung 10.2 Aktuelle Herausforderungen und Lösungsmöglichkeiten 10.3 Zum genutzten Entwicklungsprozess 10.4 Anforderungsanalyse mit der UML 10.5 Von den Anforderungen zum Design 10.6 Standarderweiterungen und Ausblick 10.7 Fazit
11. Formale Entwicklungsmethoden und Analysetechniken 11.1 Einordnung formaler Techniken 11.2 Systementwicklung mit der Methode B 11.3 Modellierung und Analyse dynamischer Abläufe 11.4 Stand der Technik und Ausblick
12. Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalysetechniken 12.1 Einleitung 12.2 Grundlagen 12.3 Methoden und Techniken 12.4 Eignung und Auswahl 12.5 Zuverlässigkeitsmessung und -prognose 12.6 Zusammenfassung
13. Techniken für Verteilte eingebettete Systeme 13.1 Einleitung 13.2 Verteilte eingebettete Systeme 13.3 Ein einfaches eingebettetes System 13.4 Hardwarezugriffe in eingebetteten Systemen 13.5 Nebenläufige Prozesse 13.6 Verteilte Systeme 13.7 Verteilte Programmierung unter Ada 13.8 Zusammenfassung
15. Modellierung Reaktiver Systeme - Synchrone Sprachen und Statecharts 15.1 Einführung 15.2 Die synchrone Programmiersprache Esterel 15.3 Statecharts 15.4 Zusammenfassung und Ausblick
16. Software-Technologie im Automobil 16.1 Einleitung 16.2 Generelle Trends 16.3 Konsequenzen für den Automobilhersteller 16.4 Stand der Technik und aktuelle Forschungsergebnisse 16.5 Zusammenfassung und Ausblick
17. Sichere Software in eingebetteten Systemen der Verkehrstechnik 17.1 Einleitung 17.2 Verkehr
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