Harte und weiche Echtzeitsysteme

Die Verifizierungstechniken werden allgemein als statisch oder dynamisch klassifiziert. Bei der statischen Überprüfung (oder statischen Analyse) wird der Code oder das Design des Systems untersucht, ohne es auszuführen. Beispiele hierfür sind Code-Reviews, Inspektionen und automatische statische Analysetools. Bei der dynamischen Überprüfung (oder dem Testen) wird das System mit einer Reihe von Eingaben ausgeführt und sein Verhalten beobachtet, um Fehler zu finden. Beide Verfahren ergänzen sich für eine umfassende Qualitätssicherung.

Die Risikoprioritätszahl (RPZ) ist ein quantitatives Maß, das in der FMEA zur Priorisierung von Risiken verwendet wird. Sie wird als das Produkt aus drei Faktoren berechnet: Schwere (S), Auftreten (O) und Entdeckung (D). Die Formel lautet [latex]RPN = S mal O mal D[/latex]. Jeder Faktor wird in der Regel auf einer Skala von 1 bis 10 bewertet, so dass sich die Teams zunächst auf die Risiken mit der höchsten Punktzahl konzentrieren können.

Rate-Monotonic Scheduling (RMS) is a static-priority scheduling algorithm for periodic tasks in a real-time system. It assigns priorities based on task frequency: the shorter a task's period (the higher its rate), the higher its priority. RMS is an optimal static-priority algorithm, meaning if any static-priority algorithm can schedule a task set, RMS can too. Schedulability can be checked using a utilization-based test.

Die Finite-Volumen-Methode (FVM) ist ein gängiges numerisches Verfahren in der CFD zur Lösung partieller Differentialgleichungen. Dabei wird der Definitionsbereich in ein Netz von Kontrollvolumina diskretisiert und die zugrundeliegenden Gleichungen in ihrer Integralform auf jedes Volumen angewendet. Durch die Umwandlung von Volumenintegralen in Oberflächenintegrale mithilfe des Divergenztheorems konzentriert sich die Methode auf die Berechnung des Flusses konservierter Eigenschaften über Zellflächen.

Unter formaler Verifikation versteht man den Einsatz mathematischer Methoden, um die Korrektheit des Entwurfs eines Systems in Bezug auf eine formale Spezifikation zu beweisen oder zu widerlegen. Im Gegensatz zum Testen, das nur das Vorhandensein von Fehlern für bestimmte Eingaben nachweisen kann, kann die formale Verifikation das Fehlen von Fehlern für alle möglichen Eingaben beweisen. Sie umfasst die Erstellung eines formalen Modells des Systems und die Anwendung von Techniken wie Model Checking oder Theorem Proving.

Der Metropolis-Hastings-Algorithmus ist ein bekanntes MCMC-Verfahren zur Gewinnung einer Folge von Zufallsstichproben aus einer Wahrscheinlichkeitsverteilung, für die direktes Sampling schwierig ist. In jeder Iteration generiert er basierend auf der aktuellen Stichprobe einen Kandidaten für die nächste Stichprobe. Dieser Kandidat wird dann mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit akzeptiert oder verworfen, wodurch sichergestellt wird, dass die resultierende Kette gegen die gewünschte Verteilung konvergiert.

Abstraktion in der OOP ist das Konzept, komplexe Implementierungsdetails zu verbergen und nur die wesentlichen Merkmale des Objekts anzuzeigen. Der Fokus liegt auf der Funktion eines Objekts, nicht auf der Art und Weise, wie es diese Funktion ausführt. Dies wird durch abstrakte Klassen und Schnittstellen erreicht, die einen Entwurf für andere Klassen definieren, ohne eine vollständige Implementierung bereitzustellen, wodurch komplexe Systeme vereinfacht werden.

Die sieben grundlegenden Werkzeuge der Qualität sind eine Reihe grafischer Techniken, die von Kaoru Ishikawa zur Behebung qualitätsrelevanter Probleme entwickelt wurden. Diese Werkzeuge sind: Ursache-Wirkungs-Diagramm (Fischgrätendiagramm), Prüfblatt, Kontrolldiagramm, Histogramm, Pareto-Diagramm, Streudiagramm und Schichtung (oft als Flussdiagramm dargestellt). Sie gelten als „grundlegend“, da sie einfach anzuwenden sind und nur wenig Statistikkenntnisse erfordern.

Das Wasserfallmodell ist ein sequenzieller, nicht-iterativer Softwareentwicklungsprozess, bei dem der Fortschritt (wie ein Wasserfall) stetig nach unten fließt und verschiedene Phasen durchläuft: Konzeption, Initiierung, Analyse, Design, Konstruktion, Test, Bereitstellung und Wartung. Jede Phase muss vollständig abgeschlossen sein, bevor mit der nächsten fortgefahren werden kann. Es wird oft iterativen Modellen gegenübergestellt, um deren Flexibilität hervorzuheben.

The recovery block scheme is a software fault-tolerance technique based on design diversity and backward error recovery. It structures a program as a series of blocks, each with a primary module, an acceptance test, and one or more alternate modules. If the primary module's output fails the acceptance test, the system state is restored, and an alternate module is executed.

Verifizierung und Validierung (V&V) sind zwei unterschiedliche Prozesse. Die Verifizierung stellt sicher, dass ein Produkt die spezifizierten Anforderungen erfüllt ("Bauen Sie es richtig?"). Die Validierung stellt sicher, dass das Produkt den tatsächlichen Bedürfnissen und der beabsichtigten Verwendung des Benutzers entspricht ("Bauen Sie das richtige Produkt?"). Es handelt sich um sich ergänzende Aktivitäten im Rahmen des Qualitätsmanagements, die oft nacheinander oder parallel durchgeführt werden, um sowohl die Korrektheit als auch die Nützlichkeit zu gewährleisten.

Die Wiederholbarkeitsgrenze, [latex]r[/latex], ist ein kritischer Wert, der von der Wiederholbarkeitsstandardabweichung ([latex]s_r[/latex]) abgeleitet ist. Sie stellt die maximal zu erwartende absolute Differenz zwischen zwei einzelnen Prüfergebnissen dar, die unter Wiederholbarkeitsbedingungen mit einer Wahrscheinlichkeit von 95% erzielt werden. Sie wird üblicherweise berechnet als [latex]r = 2,8 \mal s_r[/latex]. Wenn die Differenz [latex]r[/latex] übersteigt, gelten die Ergebnisse als verdächtig.