Integration mathematisch-formaler Techniken in die Entwicklung eingebetteter Steuerungssysteme

In diesem Vortrag wird ein Ansatz zur Integration
mathematisch-for\-ma\-ler Techniken in den Entwurf eingebetteter
Steuerungssysteme beschrieben. Das Hauptinteresse gilt dabei einer
praxistauglichen Vorgehensweise bei der Verwendung mathematischer
Techniken in einem spezifischen Anwendungsgebiet. Hierzu wird f\"ur
die Systemmodellierung eine Aufteilung in mehrere, weitgehend
komplement\"are, Modelle vorgeschlagen: Das \emph{Architekturmodell}
des Systems beschreibt mit praxisg\"angigen Objekt- und
Klassendiagrammen die Systemkomponenten und ihre strukturellen
Beziehungen, das \emph{reaktive Modell} beschreibt mittels
erweiterter Zustandsdiagramme die zeitlichen Interaktionen der
Systemkomponenten, und das \emph{funktionale Modell} spezifiziert in
der mathematischen Sprache Z die lokalen Datenstrukturen und
Datentransformationen des Systems.
Durch weitgehend orthogonale Aufteilung der Sichtweisen auf ein System
kann jedes einzelne Modell relativ einfach gehalten werden. Jede
Notation wird zur Beschreibung von solchen Verhaltensaspekte
eingesetzt, f\"ur die sie am sinnvollsten geeignet ist. Insbesondere
k\"onnen im funktionalen Modell mit der mathematischen Sprache Z
Sicherheitsbedingungen, in Form von unerlaubten Zust\"anden, klar und
pr\"azise beschrieben werden. Aufgrund der allen Notationen
zugrundeliegenden zustandsbasierten und modellorientierten
Vorgehensweise lassen sich die Modelle, in Abh\"angigkeit ihres
jeweiligen Pr\"azisionsgrades, sehr nat\"urlich miteinander
integrieren. Es k\"onnen dabei eine Vielzahl von strukturellen und
verhaltensbezogenen Konsistenzbedingungen validiert werden.
Schlie"slich bilden diese Modelle die Grundlage f\"ur eine
inkrementelle und iterative Vorgehensweise bei Analyse, Entwurf und
Implementierung.