Kapitel 2
Spezifikation und Modellierung
Wie können wir das System, welches wir entwerfen wollen, beschreiben und wie
können wir partielle Entwürfe darstellen? Eine Antwort auf diese Fragen gibt dieses Kapitel, in dem wir Modelle und Beschreibungstechniken vorstellen, mit denen
sowohl die Spezifikation wie auch Zwischenschritte dargestellt werden können. Als
erstes werden wir Anforderungen an Modellierungstechniken erfassen. Danach werden wir beliebte Berechungsmodelle zusammen mit zugehörigen Sprachen vorstellen. Dazu gehören Modelle für frühe Entwurfsphasen, Automaten-basierte Modelle,
Datenfluss, Petrinetze, diskrete Ereignismodelle, von-Neumann-Sprachen und Abstraktionsebenen für die Hardware-Modellierung. Schließlich werden wir verschiedene Berechnungsmodelle vergleichen und Übungsaufgaben vorstellen.
2.1 Anforderungen
In Übereinstimmung mit dem vereinfachten Entwurfsfluss aus Abb. 1.8 werden
wir zunächst Anforderungen und Ansätze für die Spezifikation eingebetteter und
cyber-physikalischer Systeme präsentieren. Spezifikationen solcher Systeme stellen Modelle des zu entwerfenden Systems bereit. Das führt zu der Frage, was ist
eigentlich ein Modell? Eine mögliche Definition stammt von Jantsch.
Definition 2.1 (Jantsch [269]): „Ein Modell ist die Vereinfachung einer anderen
Einheit, die ein physischer Gegenstand oder ein anderes Modell sein kann. Das
Modell enthält genau diejenigen Merkmale und Eigenschaften der modellierten
Einheit, die für die gegebene Aufgabe relevant sind. Ein Modell ist minimal im
Hinblick auf eine Aufgabe, wenn es keine anderen Eigenschaften enthält als jene,
die für die Aufgabe relevant sind”.
Modelle werden in Sprachen beschrieben. Dabei sollten Sprachen die folgenden
Eigenschaften darstellen können1:
1 Diese Liste verwendet Informationen aus den Büchern von Burns et al. [79], Bergé et al. [566]
und Gajski et al. [172]
31
P. Marwedel, Eingebettete Systeme, https://doi.org/10.1007/978-3-658-33437-6_2
© Der/die Autor(en) 2021
Spezifikation und Modellierung
Wie können wir das System, welches wir entwerfen wollen, beschreiben und wie
können wir partielle Entwürfe darstellen? Eine Antwort auf diese Fragen gibt dieses Kapitel, in dem wir Modelle und Beschreibungstechniken vorstellen, mit denen
sowohl die Spezifikation wie auch Zwischenschritte dargestellt werden können. Als
erstes werden wir Anforderungen an Modellierungstechniken erfassen. Danach werden wir beliebte Berechungsmodelle zusammen mit zugehörigen Sprachen vorstellen. Dazu gehören Modelle für frühe Entwurfsphasen, Automaten-basierte Modelle,
Datenfluss, Petrinetze, diskrete Ereignismodelle, von-Neumann-Sprachen und Abstraktionsebenen für die Hardware-Modellierung. Schließlich werden wir verschiedene Berechnungsmodelle vergleichen und Übungsaufgaben vorstellen.
2.1 Anforderungen
In Übereinstimmung mit dem vereinfachten Entwurfsfluss aus Abb. 1.8 werden
wir zunächst Anforderungen und Ansätze für die Spezifikation eingebetteter und
cyber-physikalischer Systeme präsentieren. Spezifikationen solcher Systeme stellen Modelle des zu entwerfenden Systems bereit. Das führt zu der Frage, was ist
eigentlich ein Modell? Eine mögliche Definition stammt von Jantsch.
Definition 2.1 (Jantsch [269]): „Ein Modell ist die Vereinfachung einer anderen
Einheit, die ein physischer Gegenstand oder ein anderes Modell sein kann. Das
Modell enthält genau diejenigen Merkmale und Eigenschaften der modellierten
Einheit, die für die gegebene Aufgabe relevant sind. Ein Modell ist minimal im
Hinblick auf eine Aufgabe, wenn es keine anderen Eigenschaften enthält als jene,
die für die Aufgabe relevant sind”.
Modelle werden in Sprachen beschrieben. Dabei sollten Sprachen die folgenden
Eigenschaften darstellen können1:
1 Diese Liste verwendet Informationen aus den Büchern von Burns et al. [79], Bergé et al. [566]
und Gajski et al. [172]
31
P. Marwedel, Eingebettete Systeme, https://doi.org/10.1007/978-3-658-33437-6_2
© Der/die Autor(en) 2021