Formale Verifikation von Realzeit-Systemen mittels Cottbus Timed Automata

  • Die Konstruktion eingebetteter Systeme, die starke Realzeit-Anforderungen zu erfüllen haben, wird in den verschiedensten Anwendungsbereichen immer bedeutsamer, z. B. in der Medizin, der Transporttechnik oder der Produktionsautomatisierung. Formale Methoden unterstützen die fehlerarme Entwicklung solcher Systeme, weil sie auf einer präzisen mathematischen Grundlage aufbauen. Der Autor entwickelt einen geeigneten Modellierungsformalismus und effiziente Verifikationsverfahren für den Einsatz einer formalen Methode. Durch die Einführung eines Modulkonzepts wird die Modellierung auch großer Realzeit-Systeme systematisch unterstützt. Für die Verifikation werden effiziente BDD-basierte Algorithmen verwendet, wobei auch das Problem des Findens guter BDD-Variablenordnungen gelöst wird. Es werden sowohl Erreichbarkeitsanalyse als auch Verfeinerungsanalyse unterstützt. Die Praktikabilität der Ansätze zur Modellierung und Verifikation werden in verschiedenen Fallstudien aus den Bereichen der reaktiven Systeme und derDie Konstruktion eingebetteter Systeme, die starke Realzeit-Anforderungen zu erfüllen haben, wird in den verschiedensten Anwendungsbereichen immer bedeutsamer, z. B. in der Medizin, der Transporttechnik oder der Produktionsautomatisierung. Formale Methoden unterstützen die fehlerarme Entwicklung solcher Systeme, weil sie auf einer präzisen mathematischen Grundlage aufbauen. Der Autor entwickelt einen geeigneten Modellierungsformalismus und effiziente Verifikationsverfahren für den Einsatz einer formalen Methode. Durch die Einführung eines Modulkonzepts wird die Modellierung auch großer Realzeit-Systeme systematisch unterstützt. Für die Verifikation werden effiziente BDD-basierte Algorithmen verwendet, wobei auch das Problem des Findens guter BDD-Variablenordnungen gelöst wird. Es werden sowohl Erreichbarkeitsanalyse als auch Verfeinerungsanalyse unterstützt. Die Praktikabilität der Ansätze zur Modellierung und Verifikation werden in verschiedenen Fallstudien aus den Bereichen der reaktiven Systeme und der Kommunikationsprotokolle demonstriert.show moreshow less
  • The construction of embedded systems which have to fulfill hard real-time requirements is becoming more and more important in various application areas, e. g. in medicine, in transport technology, or in production automation. Formal methods support the development of faultless systems because they use a precise mathematical basis. The author developed a suitable modelling formalism and efficient verification methods to enable the application of a formal method. Due to the module concept introduced in the thesis, the modelling of large systems is supported systematically. For the verification efficient BDD-based algorithms are used, and the problem of finding good BDD variable orderings is solved. Reachability analysis as well as refinement checking are provided. The practicability of the approaches for modelling and verification is demonstrated by presenting various case studies from the application areas of reactive systems and protocol engineering.

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Metadaten
Author: Beyer, Dirk
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-000000258
Referee / Advisor:Prof. Dr. Lewerentz, Claus
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2002
Date of final exam:2002/11/26
Release Date:2007/02/23
GND Keyword:Verifikation; Verteiltes System
Institutes:Fakultät 1 MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik / FG Praktische Informatik / Softwaresystemtechnik
Institution name at the time of publication:Fakultät für Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik (eBTU) / LS Praktische Informatik / Software-Systemtechnik