Formale Verifikation digitaler Systeme mit Petrinetzen

Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Verifikation digitaler Systeme. Ziel ist die Modellierung und formale Verifikation digitaler Systeme mit Petrinetzen auf funktionaler Ebene. Im ersten Teil der Arbeit wird eine petrinetz-basierte Hardware-Entwurfsmethodik vorgeschlagen. Petrinetze werden als Beschreibungsmittel für digitale Systeme und als Werkzeug für deren Simulation, Validierung, Analyse und Verifikation genutzt. Die formale Verifikation eines Petrinetz-Modells wird mit der Methode der Eigenschaftsprüfung realisiert

Konzeption und Evaluierung einer domänenspezifischen Modellierungsumgebung für prozessorientierte Fragebögen

Zur Datenerfassung in klinischen oder psychologischen Studien werden oft sogenannte "Papier und Bleistift"-Fragebögen eingesetzt. Dieser papierbasierte Ansatz bringt allerdings viel Zusatzaufwand mit sich – beispielsweise für die nachgelagerte Analyse der so erhobenen Daten, da diese manuell in digitale Auswertungstabellen übertragen werden müssen. Um diesen Medienbruch zu vermeiden, wurden bereits erste digitale Fragebogen-Anwendungen realisiert, die weitere Anforderungen aufgezeigt haben. So ist die Erstellung und anschließende Wartbarkeit solcher Anwendungen zur Datenerhebung bisher lediglich IT-Experten vorbehalten. Ziel muss es sein, ein System zu entwerfen, das es Experten aus beliebigen Domänen ermöglicht, eigene Fragebögen zu erstellen, um eine Datenerhebung auf mobilen Endgeräten durchzuführen. Diese Arbeit liefert ein umfangreiches Konzept für ein solches System. Der Fokus wird dabei auf die Modellierung von Fragebögen gelegt. In der hier beschriebenen Methodik werden Prozesse dazu verwendet, Fragebögen abzubilden. Dazu wird eine vereinfachte Modellierungssprache mit einer reduzierten Auswahl an Modellierungselementen vorgestellt, die verwendet werden kann, um Fragebögen modellbasiert zu erstellen. Darüber hinaus wird ein Konzept vorgestellt, das diese Modellierungsumgebung in ein Gesamtsystem integriert. Hierfür wurden Anforderungen an ein solches System erfasst, dokumentiert und analysiert. Es wurden vor allem auch Anforderungen an die Benutzeroberfläche, die im Falle der Modellierung enorm wichtig sind, kritisch diskutiert und eigene Konzepte entwickelt. Um das in dieser Arbeit entworfene Modellierungskonzept zu evaluieren, wurden verschiedene Prototypen iterativ implementiert. Diese wurden von Experten aus verschiedenen Domänen untersucht und evaluiert. Die Erkenntnisse dieser Analysen wurden für die weiteren Arbeiten herangezogen um ein durchgängiges und in sich schlüssiges Modellierungskonzept zu erstellen. Diese Arbeit zeigt auf, welche Vorteile die Modellierung von Fragebögen bringt und bietet mit dem vorgestellten Konzept einen in sich geschlossenen und umfangreichen Ansatz zur Umsetzung eines solchen Konfigurators zur Modellierung von Fragebögen

Beitrag zur Verhaltensanalyse und Synchronisation von steuerungstechnischen Prozessen durch verteilte echtzeitfähige Kommunikationssysteme

Aufbauend auf dem voranschreitenden Übergang zentralistischer Steuerungskonzepte über die Dezentralisierung hin zum verteilten System soll ein echtzeitfähiges Steuerungskonzept für die Antriebssynchronisation zur Patientenbewegung als lokal abgeschlossenes System erarbeitet werden. Dabei sollen Grundlagen echtzeitfähiger Steuerungstechnik, verteilter Systeme, der Prozesssynchronisation sowie entsprechende Kommunikationssysteme vorgestellt, bestehende Lösungen diskutiert und aus den Erkenntnissen entsprechende Konzeptvorschläge für die Lösung der Aufgabenstellung gemacht werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit soll aus den gewonnen Erkenntnissen und dem voranschreitenden Erfordernis der weltweiten Vernetzung technischer Systeme ein Konzept für die Integration und den echtzeitfähigen Zugriff auf dezentrale Peripheriekomponenten in das Internet erarbeitet werden. Für beide Teilaufgaben sollen Lösungsschritte aufgezeigt und evaluiert werden. Eine kritische Betrachtung der vorgestellten Konzepte erfolgt auf Basis bereits erfolgter industrieller Anwendung sowie in der Vorstellung einer zum Patent angemeldeten Lösung für den webbasierten Zugriff auf dezentral angeordnete Steuerungskomponenten