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Modellierung und Analyse diskret-kontinuierlicher Systeme , SoSe 2007

 


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Aktuelles


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Termine

Kurs: 
Mi. 13 - 15 Uhr FZB 0240 Dr. Ulrich Hannemann ab 18.04.2007

Überblick

In der Veranstaltung sollen Beschreibungsmöglichkeit von Systemen diskutiert werden, bei denen Automatenmodelle mit diskreten Übergangen mit Differentialgleichungen ergänzt werden, um auf diese Weise nicht nur das (diskrete) Verhalten eines Computers charakterisieren zu können, sondern auch das Verhalten der physikalischen Umgebung, das sich nicht auf diskrete Übergange beschränken lässt. Dieses Modell wird insbesondere für Steuerungstechniken etwa im Fahrzeugbau oder in Chemieanlagen eingesetzt, um sicherheitsrelevante Eigenschaften zu gewährleisten. Der Kurs vermittelt die Konzepte und Hintergründe, und befasst sich ausführlich mit der Modellierung solcher Hybriden Systemen und den Konzepten zur Validierung/Verifikation von Eigenschaften dieser Systeme anhand verschiedener Anwendungsstudien.

Veranstaltungsinhalte

Grundlagen

  • Modellierung diskreter Systeme: Transitionssysteme
  • Nebenläufigkeit durch shared variables bzw. Kanalkommunikation
  • Reaktive Systeme, CSP
  • Zeitbehaftete Systeme,Timed CSP, Timed Automata

Hybride Automaten

  • Hybride Automaten
  • Semantik
  • Blockierende Berechnungen, Zeno-Berechnungen
  • Wassertanks, Bahnübergang, Steam Boiler
  • Hybrid Process Algebra - HyPA

Model Checking

  • Computation Tree Logic CTL
  • Grundalgorithmus CTL Model Checking
  • Übersicht Tools

Aktuelle Themen der Arbeitsgruppe

  • Modellierung mit HybridUML
  • Echtzeitausführung mit HL3
  • Generierung von Testdaten
  • Deduktive Verifikation

Leistungsnachweise


Literatur

  • B. Berard, M. Bidoit, A. Finkel, F. Laroussinie, A. Petit, L. Petrucchi, Ph. Schnoebelen with P. McKenzie: Systems and Software Verification. Springer Verlag.
    Gute Einführung in die Modellierung diskreter Modelle und Model-Checking.
  • Rajeev Alur, David L. Dill: A Theory of Timed Automata. Theoretical Computer Science 126(2), pp. 183 - 235, 1994.
  • Thomas A.Henzinger: The Theory of Hybrid Automata
  • Rajeev Alur, Costas Courcoubetis, Nicolas Halbwachs, Thomas A. Henzinger, Pei-Hsin Ho, Xavier Nicollin, Alfredo Oliviero, Joseph Sifakis, and Sergio Yovine: The Algorithmic Analysis of Hybrid Systems
  • Cuijpers, P.J.L., Reniers, M.A.: Hybrid process algebra The Journal of Logic and Algebraic Programming, 62-2, 191-245, 2005.
Berechnungen Steam Boiler Case Study
  • J.-R. Abrial, "The steam boiler case study project, an introduction". Formal Methods for Industrial Applications: Specifying and Programming the Steam Boiler Control, LNCS 1165, Springer 1996.
  • Thomas A. Henzinger and Howard Wong-Toi. Using HyTech to synthesize control parameters for a steam boiler. Formal Methods for Industrial Applications: Specifying and Programming the Steam Boiler Control, LNCS 1165, Springer.
  • J. Lygeros, C. Tomlin, and S. S. Sastry, "Controllers for reachability specifications for hybrid systems," Automatica, vol. 35, no. 3, March 1999.
Tools AGBS
  • Kirsten Berkenkötter, Stefan Bisanz, Ulrich Hannemann, Jan Peleska,
    The HybridUML profile for UML 2.0,
    International Journal on Software Tools for Technology Transfer (STTT),
    volume 8, number 2, 4/2006, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York,
  • Kirsten Berkenkötter, Stefan Bisanz, Ulrich Hannemann, Jan Peleska,
    Executable HybridUML and its Application to Train Control Systems,
    in Ehrig, Damm, Desel, Große-Rhode, Reif, Schnieder, Westkämper (editors):
    Integration of Software Specification Techniques for Applications in Engineering,
    number 3147 in Lecture Notes in Computer Science, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2004
  • Bahareh Badban, Martin Fränzle, Jan Peleska and Tino Teige:
    Test Automation for Hybrid Systems.
    Neelam Gupta, Yves Ledru, Johannes Mayer (eds.): Proceedings of the Third International Workshop on Software Quality Assurance (SOQUA 2006), co-located with the Fourteenth ACM SIGSOFT Symposium on Foundations of Software Engineering (ACM SIGSOFT 2006 / FSE 14), November 6, 2006, Portland, OR, USA.
  • Erika Ábrahám-Mumm, Ulrich Hannemann, and Martin Steffen.
    Verification of Hybrid Systems: Formalization and Proof Rules in PVS.
    ICECCS 2001, Skövde, June 11-13, 2001.

 
   
Autor: jp
 
  AG Betriebssysteme, Verteilte Systeme 
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