Ausgabe 10/03 - meins magazin

Herr Professor Hermanns, was verstehen
Sie unter 'Softwarefehlern'?
Welche Gründe kann es für
Softwarefehler geben?
In den Forschungsprojekten AVACS und
Verisoft XT werden Verfahren entwickelt,
die Softwarefehler verhindern sollen.
Welchen Ansatz verfolgen Sie dabei?
In welchen Bereichen rufen
Softwarefehler die größten Schäden
hervor?
Softwarefehler kosten
Leib und Leben
Interview mit Prof. Dr.-Ing. Holger Hermanns, Arbeitsgruppe für Verlässliche Systeme und Software an
der Universität des Saarlands.
von Thomas Heinen
38 ErkenntnisReich
Bei Softwarefehlern kann man zunächst zwischen Schreibfehlern, Denkfehlern und vor allem
Missverständnissen unterscheiden. Da Programme einfach aus Buchstaben und Zeichen
bestehen, treten Schreibfehler häufig auf. Sie werden aber auch leicht erkannt, zumeist direkt
von der Programmierumgebung. Ein berüchtigter Schreibfehler ist etwa der, bei dem die '1',
also die Zahl Eins, mit 'l', also dem kleinen Buchstaben L, verwechselt wird. Das allein kann
schon katastrophale Folgen haben.
In der Praxis stellen wohl Missverständnisse das wesentliche Problem dar. Sie entstehen,
wenn sich viele Programmierer, die an einem großen Projekt beteiligt sind, nicht gut genug
abstimmen. Das ist ein großes Problem, da das Schreiben großer und kleiner Programme
heutzutage auf mehrere Schultern und sogar auf mehrere Kontinente verteilt wird. Hinzu
kommt der Zeitdruck und oft auch mäßig ausgebildetes und überlastetes Personal, das die
Programmteile im letzten Moment zusammenstöpseln muss.
In beiden Projekte geht es darum, die Korrektheit komplizierter Programme zu beweisen. Verisoft
XT hat sich zum Ziel gesetzt hat, in der Forschung bereits etablierte Techniken im großen
Stil auf aktuelle, große Softwareprodukte anzusetzen wie etwa den Hypervisor von Microsoft.
AVACS hingegen ist ein Sonderforschungsbereich der DFG und daher an grundlegenden
Fortschritten interessiert. Ich bin dort beteiligt und wir entwickeln zum Beispiel Methoden, die
das softwaregesteuerte Bremsen eines Konvois von ICE-Zügen selbst in Grenzsituationen sicher
macht. Unsere Forschungsergebnisse haben dabei großen Einfluss auf die europäische
Entwicklung in diesem Bereich.
Dort wo Leib und Leben bedroht sind, zum Beispiel im Personentransport oder bei der Steuerung
von chemischen Fabriken, ist das Risiko natürlich am höchsten. Allerdings ist man sich
in diesen Bereichen der Problematik bewusst und arbeitet mit deutlich besseren Methoden
als zum Beispiel beim Steuerungsprogramm für einen Rasierapparat.
Gefolgt vom Schienenverkehr und der Automobilindustrie ist die Flugzeugindustrie hier mit
Abstand am weitesten. Es gelten äußerst strenge Standards, wo es um die Sicherheit der
Passagiere geht und ein kleiner Softwarefehler gleich hunderte von Menschen das Leben
kosten kann. Damit die Computersysteme in Flugzeugen und Zügen mit ihren Tausenden von
Mini-Prozessoren garantiert fehlerfrei funktionieren, wird viel Geld investiert..
Die dafür notwendigen Verfahren werden in vielen Facetten an der Universität des Saarlandes
und den Informatik-Forschungsinstituten auf dem Campus erforscht. Dabei geht es zum
Wie werden Ihre Erkenntnisse für die
Praxis nutzbar gemacht?
Welche Möglichkeit haben Studenten,
um an Ihren Forschungen teilzunehmen?
„Es ist wichtig, in die Ausbildung zu
investieren, um die Folgen schlechter
Software zu begrenzen“
Beispiel um äußerst komplexe Anwendungen wie etwa die Steuerung des Riesenflugzeugs
Airbus A 380. Der Hersteller Airbus muss eine Garantie dafür abgeben, dass die Steuerung
unter allen Umständen rechtzeitig und richtig reagiert. Die dafür eingesetzten Methoden sind
natürlich sehr aufwendig und konzentrieren sich auf die Problematik, rechtzeitig reagieren zu
können. Sie sind weltweit einzigartig.
Software spielt heute überall eine Rolle, ob im Kühlschrank, im Auto oder beim Zahnarzt.
Deshalb ist es wichtig, in die Ausbildung zu investieren und eine Basis dafür zu schaffen,
die gesellschaftlichen Folgen schlechter Software zu begrenzen. Auch arbeiten Saarbrücker
Kollegen von mir an der Unterstützung des Programmierers bei der Suche nach Ursachen
für Softwarefehler, die so weit geht, dass Vorschläge gemacht werden, wie und wo das
Programm zu reparieren ist. Das ist extrem innovativ und gleichzeitig auch für den alltäglichen
Programmierer einsetzbar.
Die Saarbrücker Informatik hat das Problem schon früh als Herausforderung erkannt.
Informatikstudenten lernen hier schon im ersten Semester, wie fehlerfreie Softwaresysteme
aufgebaut sein müssen. Deutschlandweit einzigartig ist, dass sie bereits in den ersten
Pflichtvorlesungen die Korrektheit ihrer Programme beweisen müssen. Die Verpflichtung,
Software von hoher Qualität abzuliefern, zieht sich durch das ganze Studium und wird auf
vielfache Weise unterstützt und vertieft.
ErkenntnisReich 39