Optimale Zeitplanung für Echtzeit-Systeme
Computersysteme finden sich in allen Bereichen des täglichen Lebens, manchmal in einfach zu erkennenden Formen wie PCs, aber auch versteckt in Mobiltelefonen, Fahrzeugen und sogar Waschmaschinen. Andererseits wird die Entwicklung entsprechender Software durch eingeschränkte wissenschaftliche Untersuchungen von Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie Effizienz und Problemen einschließlich deren Lösungen behindert. Forscher im Rahmen des AMETIST-Projektes haben an der Entwicklung einer soliden und einfach zu verstehenden theoretischen Grundlage für die Methoden der Softwareentwicklung gearbeitet. Genauer gesagt wurden deutliche Fortschritte bei der Entwicklung mathematischer Modelle komplexer, dezentraler Echtzeit-Systeme erreicht, die für die Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion dieser Systeme verwendet werden könnten. Projektpartner an der Universität Aalborg in Dänemark haben versucht, zeitgesteuerte Automaten als einheitliches Modell für eine große Gruppe von Systemen zu etablieren, bei denen Zeitinformationen eine wichtige Rolle spielen. Mit dem Ausdruck 'zeitgesteuerter Automat' wurde das grundlegende mathematische Modell eines dynamischen Systems definiert, das mit einem Takt zur Zeitmessung ausgestattet ist. Zeitgesteuerte Automaten wurden ebenso behandelt wie Differentialgleichungen, die einer Vielzahl physikalischer und herkömmlicher technischer Probleme unterliegen. Der grundlegende Formalismus für zeitgesteuerte Automaten wurde jedoch erweitert, um die Modellierung und Analyse des stetigen Verbrauchs von Ressourcen wie Energie zu ermöglichen. So konnten verschiedene mögliche Zeitpläne anhand des Ressourcenverbrauchs unterschieden und der optimale Zeitplan mit den geringsten Ressourcenanforderungen gewählt werden. Die für zeitgesteuerte Automaten entwickelten Algorithmen wurden bereits mit dem kürzlich vorgestellten Echtzeit-Überprüfungstool UPPAAL CORA zur Verfügung gestellt. Mithilfe dieser Technologie zur Analyse und automatischen Fehlersuche komplexer reaktiver Systeme wurden mehrere schwierige Probleme der Industrie angegangen. Dies umfasst beispielsweise Zeitplanung bei der Lackherstellung, Überwachungssysteme für Fahrzeugperipherie sowie Implementierung einer Biphase-Mark-Kodierung.
