By Stephan Kleuker

Software muss funktionieren, um von Kunden akzeptiert zu werden. Doch wie stellt guy sicher, dass die Steuerung eines Raumschiffs, eines Herzschrittmachers oder einer Aktienverwaltung korrekt funktioniert? Neben den klassischen Testansätzen spielen für den Korrektheitsnachweis zunehmend formale Modelle eine zentrale Rolle. Ein Modell erlaubt es, ein beliebiges sequenzielles oder verteiltes method zu analysieren und zu simulieren. Dadurch, dass Korrektheitsanforderungen präzise definiert werden, kann guy sogar verifizieren, dass die Anforderungen erfüllt sind. Dieses Buch stellt unterschiedliche formale Modelle mit ihren Einsatzmöglichkeiten und Werkzeugen vor. Dabei steht bewusst die Anwendung der Modelle und nicht die Theorie dahinter im Vordergrund.

Der Inhalt:
Motivation von formalen Modellen – version Checking mit Promela und Spin – Timed Automata – Petrinetze – Semantik und Verifikation sequenzieller und paralleler Programme

Die Zielgruppe:
- Informatik-Studierende ab four. Semester
- Studierende in Informatik-orientierten Master-Studiengängen
- Entwickler kritischer Software-Systeme
- An Qualitätssicherung Interessierte

Der Autor:
Prof. Dr. Stephan Kleuker hat im Themengebiet "formale Methoden" promoviert und lehrt seit mehreren Jahren Software-Engineering an den Fachhochschulen in Osnabrück und Wiesbaden. Er hat mehrjährige Praxiserfahrung als Systemanalytiker sowie als Berater bei der Erstellung komplexer Software-Systeme.

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Da sich das Programm seit Mitte der 1990er Jahre vom Design nicht wesentlich geändert hat, wirkt es etwas altmodisch, was es aber durch seine Funktionalität wieder wettmacht. Eine Alternative zu XSPIN ist JSPIN [@Jsp], das etwas komfortabler zu bedienen ist, allerdings nicht alle Möglichkeiten von XSPIN bietet. Generell gilt für die Entwicklung von ausführbaren Programmen und Modellen, dass man immer inkrementell vorgehen sollte. Dazu schreibt man zunächst einen Teil des Codes, der die zentralen Schritte ausführt und nicht auf Alternativen achtet.

Abb. 27: Simulationsergebnis Abb. 28: Interaktive Simulation 41 2 Modelchecking mit PROMELA und SPIN Wählt man bei den Simulationsoptionen „Interactive“, so wird man an jeder Stelle, an der mehrere Prozesse einen Schritt machen könnten oder es in einem if oder do mehrere ausführbare Wächter gibt, gefragt, welcher Schritt als nächstes ausgeführt werden soll. Abb. 28 zeigt ein mögliches Zwischenergebnis für die Spezifikation aus Abb. 4. Im Simulationsfenster sieht man weiterhin, dass insgesamt fünf Möglichkeiten für einen nächsten Schritt geprüft wurden, wovon zwei möglich sind, die dem Nutzer angeboten werden.

Wertzuweisungen an Variablen mit zusammengesetztem Typ müssen attributweise erfolgen. Dabei werden die Werte kopiert. Für zwei Variablen p1 und p2 vom Typ Person ist z. B. trinkt; erfolgen. Von allen Datentypen können einfache Arrays, auch Reihungen oder Felder genannt, definiert werden, wie man es im Beispiel mit der Variablen nase sieht, die drei Elemente vom Typ Person aufnehmen kann. Wie in den meisten Programmiersprachen beginnt die Nummerierung mit Null, im Beispiel gibt es die einzelnen Felder nase[0], nase[1] sowie nase[2].

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