Modellierung verteilter Systeme

(vormals: Grundlagen der Programm- und Systementwicklung II)
 

Prof. Dr. Manfred Broy
Software & Systems Engineering



 

Bereich:  Informatik I und Informatik III, Vorlesung: 3 Std.

Zeit und Ort der Vorlesung:  Mittwoch 8:25 - 10:00, Hörsaal N1179
Beginn:  Mittwoch, 3. Mai 2000

Hörerkreis:  Studenten der Informatik nach dem Vordiplom
Voraussetzungen:   Informatik bis zum Vordiplom
Empfehlenswert für:   Hauptfach und Nebenfach Informatik
Übungsleitung:  Ingolf Krüger und Dr. Katharina Spies


Zentralübung:  Freitags, 14-tägig, 3-stündig


Die Literaturliste zur Vorlesung findet sich hier.


Inhalt der Vorlesung:

  1. Nebenläufige, verteilte, kooperierende Systeme
    1. Grundbegriffe
    2. Wesentliche Systemeigenschaften
    3. Ein erstes Beispiel: Das "Alternating-Bit"-Protokoll
  2. Zustandssicht: Systeme als Zustandsmaschinen
    1. Zustandsübergangssysteme
    2. Logische Modellierung von Zustandsmaschinen
      1. Zustände als Variablenbelegungen
      2. Kontrollzustände als Prädikate - Zustandsübergangsdiagramme
      3. Invarianten
    3. Anweisungsorientierte Programme als Zustandsübergangssysteme
    4. Progamme mit gemeinsamen Variablen
      1. Gemeinsame Variable
      2. Parallele Komposition
      3. Unteilbare Aktionen und Koordination
      4. Gegenseitiger Ausschluß
      5. Invarianten
      6. Geistervariable
    5. Zustandsmaschinen mit Eingabe und Ausgabe
  3. Ablaufsicht: Prozesse als Abläufe verteilter Systeme
    1. Prozesse
    2. Sequentielle Prozesse als Ströme
    3. Abläufe als Zustandsfolgen und temporale Logik
    4. Koordination, gegenseitiger Ausschluß
  4. Schnittstellensicht: Funktionale Beschreibung von Systemkomponenten
    1. Syntaktische Schnittstellen: Kanäle und gemeinsame Variablen
    2. Stromverarbeitende Funktionen
    3. Spezifikation von Strömen
    4. Die Spezifikation stromverarbeitender Funktionen
    5. Zusammenhang zwischen stromverarbeitenden Funktionen und Abläufen
    6. Komponenten mit benannten Kanälen
  5. Von der Zustands zur Ablaufsicht
    1. Aktionsstrukturen und Zustandsbegriffe
    2. Von Zustandsmodellen zu Abläufen
    3. Kommunikation und prädikative Spezifikation
      1. Prädikative Spezifikation von Kommunikationsanweisungen
      2. Parallele Komposition von Programmen die über Kanäle kommunizieren
    4. Parallele Komposition von Programmen mit gemeinsamen Variablen
    5. Temporale Logik zustandsorientierter Systeme
    6. Äquivalenzbegriffe für Zustandsmaschinen
  6. Struktur- und Verteilungssicht
    1. Kommunikationsnetze
    2. Komposition
  7. Verfeinerung von Systemen
    1. Eigenschaftsverfeinerung
    2. Repräsentationsverfeinerung
  8. Nachrichtensynchrone Systeme
    1. Syntax von CSP
    2. Operationelle Semantik für CSP
    3. Bereitschaft und Verweigerung
  9. Zeitmodellierung
    1. Ein einfaches Zeitmodell
    2. Zeitsynchrone Systeme
    3. Perfekte Synchronie

Katharina Spies,  15.6.2000