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2 Modellbasierte Entwicklung eingebetteter Systeme
2.1 Eingebettete Systeme
In den vergangenen Jahren trat die Klasse der reaktiven Systeme in den Vordergrund, deren
Bezeichnung unter anderem von David Harel [HarPol98] geprägt wurde. Traditionelle
Softwaresysteme sind transformationelle Systeme. Dies bedeutet, dass sie Eingabedaten
einlesen, bearbeiten (transformieren), nach Abschluss dieses Prozesses terminieren und
eine Ausgabe liefern. Im Gegensatz dazu stehen reaktive Systeme in ständigem Wechselspiel
mit ihrer Umgebung. Insbesondere die Terminierung ihrer Ausführung ist nicht
gewünscht, was in der Regel zu einer unbeschränkten Laufzeit ohne Neustart führt
[Gol02].
Eine Form von reaktiven Systemen sind eingebettete Systeme. Diese sind durch eine
hybride Realisierung in Hard- und Software charakterisiert. Die Hardware ist dabei in der
Regel auf die Aufgaben des Systems optimiert, während die Software eine gewisse Flexibilität
gegenüber einem reinen Hardwaresystem ermöglicht, aber auf die begrenzten
Möglichkeiten der Hardware zugeschnitten ist. Eingebettete Systeme erfüllen häufig
Aufgaben zur Steuerung, Regelung und Überwachung (Steuergeräte im Automobilbereich),
wodurch eine fortlaufende Interaktion mit ihrer Umwelt mittels Sensoren,
Aktoren und Benutzerschnittstellen vorausgesetzt ist. Durch die im Prinzip unbeschränkte
Laufzeit eingebetteter Systeme müssen diese im Unterschied zu klassischen Daten verarbeitenden
Systemen ein spezielles Qualitätsmerkmal aufweisen: Ihre Korrektheit und
Ausfallsicherheit sind nicht nur abhängig vom Ein- und Ausgabeverhalten zu bestimmten
Zeitpunkten, sondern auch von dem Verhalten des Systems über einen längeren Zeitraum
hinweg [Con04].
2.2 Entwicklungsprozess nach dem V-Modell
Das V-Modell (Vorgehensmodell) ist der Entwicklungsstandard für IT-Systeme des
Bundes. Dieser wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Verteidigung erstellt. Das
Bundesministerium des Inneren setzt es seit 1992 für den Bereich der Bundesverwaltung
ein. Das V-Modell wurde mit dem Ziel der Vereinheitlichung von Entwicklungen in der
Informationstechnik entwickelt und steht seit 1992 unter der Aufsicht der Koordinierungsund
Beratungsstelle der Bundesregierung für Informationstechnik in der Bundesverwaltung
[KBSt].
In Zusammenarbeit mit Verbänden von IT-Herstellern, Softwareentwicklern und Beratungsfirmen
wurde der Standard V-Modell 97 entwickelt und mit internationalen Normen
und Standards abgestimmt [VM97]. Es beschreibt ein Prozessmodell zum Planen und
Durchführen von Entwicklungsprojekten, um diese gemäß der Norm ISO 9001 abwickeln
zu können. Abbildung 2-1 zeigt die für diese Arbeit wichtigen Phasen des V-Modells in
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