Automatische Testgenerierung auf der Basis einer qualitativen Modellierung physikalischer Systeme

Inhaltsangabe:Einleitung: Die Abstraktion von Verhaltensmodellen ist die wesentliche Voraussetzung für die Realisierbarkeit der automatischen Testgenerierung für Systeme mit kontinuierlichem Wertebereich, indem durch Anwendung von Abstraktionsoperatoren Verhaltensmodelle mit kontinuierlichem Wertebereich auf Verhaltensmodelle mit finitem Wertebereich abgebildet werden. Man kann beliebig viele Abstraktionen anwenden, wodurch die Verhaltensmodelle immer gröber werden, d.h., sie weisen immer weniger irrelevante Unterscheidungen auf. Testvektoren liefern bei der Fertigung dieser Systeme den Maßstab für Qualitätskontrollen und damit bei Einhaltung dieser eine Gewährleistung, daß kein im Entwurfsprozeß spezifizierter Fehler vorliegt. Unter der „Fault-Model-Completeness-Assumption“ wird sogar ein fehlerfreies System garantiert, d.h., es weist exakt das intendierte Verhalten auf, das im Designprozeß spezifiziert wurde. Testvektoren haben nicht nur unter dem Aspekt der Qualitätssicherung große Bedeutung, sondern auch auf dem Gebiet der Lokalisation aufgetretener Fehler mittels Diagnose, indem durch sie zeit- und kosteneffizient das aktuell vorliegende Verhalten bestimmt werden kann. Testvektoren manuell zu erzeugen, ist bereits bei sehr kleinen technischen Systemen derart komplex, daß es wünschenswert ist, Testgenerierung durch einen Rechner zu automatisieren. Testvektoren werden durch Berechnung beobachtbarer Unterschiede abstrakter relationaler Verhaltensmodelle erzeugt. Man berechnet für jedes Verhalten, das vom zu testenden abweicht, die beobachtbaren Differenzmengen. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Konzept für die Generierung von Testvektoren auf der Basis einer abstrakten (z.B. qualitativen) Modellierung technischer Systeme entwickelt und eine Implementierung beschrieben. Dieses Verfahren wurde implementiert, indem die verhaltensbeschreibenden Relationen als Binary Decision Diagrams (BDDs) repräsentiert und manipuliert wurden. Als Anwendungsproblem werden Relaisbaugruppen untersucht, wie sie unter anderem von der Hamburger Hochbahn AG eingesetzt werden (auch die Deutsche Bundesbahn setzt diese Art von Schaltungen in den meisten ihrer Stellwerke ein). Gang der Untersuchung: Im 1. Kapitel wird eine kurze Übersicht über das Gebiet der Testgenerierung und die wichtigsten Algorithmen gegeben. Die Grundlagen, die Testgenerierung in kontinuierlichen Systemen ermöglicht, werden in Kapitel 2 erläutert. Danach folgen im Kapitel 3 die von Struss [...]