CAST Computerunterstützte Systemtheorie: Aufbau und Anwendung von Systemtheorie-Methodenbanken

ISBN-13: 9783540515074 / Niemiecki / Miękka / 1990 / 171 str.

Franz Pichler;Heinz Schwartzel

Opis

Dieses Buch befat sich mit der Aufgabe, einen Grundrahmen fur den Aufbau einer Methodenbank der Systemtheorie zu schaffen und die Anwendung desselben mittels einer konkreten Software-Implementierung zu demonstrieren. Als allgemeines Problemlosungsgerust wird die sogenannte STIPS-Maschine eingefuhrt, mit der "Systemtypen" uber "Systemtransformationen" abgeleitet und interaktiv "Systemalgorithmen" entwickelt werden konnen. Am Beispiel der speziellen Methodenbank CAST.FSM fur die Behandlung von Problemstellungen der Automaten- und Schaltwerktheorie wird dieses Konzept demonstriert. Ziel ist es zu zeigen, welche Systematik heute bei der Sammlung von Methoden der Systemtheorie angewandt werden kann und wie es gelingt, eine solche Sammlung fur die Entwicklung von Anwendungssoftware fur den CAD-Bereich einzusetzen. Im Vordergrund stehen dabei die klassischen Anwendungsgebiete der Systemtheorie im Bereich des Entwurfs von komplexen Hardwaremoduln der Computertechnik und im Bereich der Signalverarbeitung. Das Buch zeigt, wie uber die Entwicklung von Programmpaketen hinaus mit den heutigen Mitteln der Softwaretechnik mit Workstations leistungsfahig interaktive Methodenbanken fur den Einsatz von systemtheoretischen Methoden in der Technik gebaut werden konnen.

Spis treści

Einführung.- 1 Problemlösen mit System.- 1.1 Problem und Problemlösungsprozess.- 1.1.1 Hinführung zur Systemmethode.- 1.1.2 Problemlösungszyklus.- 1.2 Systeme und Systemtheorie.- 1.2.1 Grundbegriffe.- 1.2.2 Allgemeine Systemtypen.- 1.2.2.1 Blackbox.- 1.2.2.2 Generator.- 1.2.2.3 Dynamik.- 1.2.2.4 Algorithmus.- 1.2.2.5 Netzwerk.- 1.2.3 Allgemeine Systemtransformationen.- 1.2.4 Allgemeine Systemprobleme.- 1.2.5 Allgemeine Systemalgorithmen.- 1.2.6 Problemlösen mit Systemalgorithmen.- 1.3 Angewandte Systemtheorie.- 1.3.1 Geschichtliche Entwicklung.- 1.3.2 Augenblicklicher Stand.- 1.3.3 Zukünftige Aufgaben.- 1.4 Literaturhinweise und Ergänzungen.- 1.4.1 Problemlösen mit System.- 1.4.2 Angewandte Systemtheorie.- 2 Problemlösen mit der STIPS-Maschine.- 2.1 Systemtheorie-Methodenbanken.- 2.1.1 Allgemeines.- 2.1.2 Beziehungen zu CAD.- 2.1.3 Klassen von Methodenbanken.- 2.1.4 Mehrebenendarstellung.- 2.2 Konstruktion der STIPS-Maschine.- 2.2.1 Definition von STIPS.M.- 2.2.2 Interpretation von STIPS.M.- 2.3 Literaturhinweise und Anmerkungen.- 3 STIPS.FSM für Automaten und Schaltwerke.- 3.1 Die Architektur von STIPS.FSM.- 3.2 Systemtypen für STIPS.FSM.- 3.2.1 Systemtypen für die Automatenebene EA.- 3.2.2 Systemtypen für die Schaltwerkebene SW.- 3.2.3 Systemtypen für die Gatterschaltungsebene GS.- 3.3 Systemtransformationen für STIPS.FSM.- 3.3.1 Systemtransformationen für die Automatenebene EA.- 3.3.1.1 Transformationen von Black Boxes.- 3.3.1.2 Transformationen von Generatoren.- 3.3.1.3 Transformationen von Dynamiken.- 3.3.1.4 Transformationen von Netzwerken.- 3.3.1.5 Transformationen von Algorithmen.- 3.3.2 Systemtransformationen für die Schaltwerkebene SW.- 3.3.3 Systemtransformationen für die Gatterschaltungsebene GS.- 3.3.4 Vertikale Systemtransformationen.- 3.3.4.1 Transformationen von ‘EA vertikal nach unten zu SW’.- 3.3.4.2 Transformationen von ‘SW vertikal nach oben zu EA’.- 3.3.4.3 Transformationen von ‘SW vertikal nach unten zu GS’.- 3.3.4.4 Transformationen von ‘GS vertikal nach oben zu SW’.- 3.4 Beispiele für STIPS.FSM-Algorithmen.- 3.4.1 Automaten-Identifikation mittels Homing- und Diagnose-Experimenten.- 3.4.2 Berechnung einer Gatterschaltung, die eine vorgegebene vektorwertige binäre Folge erzeugt.- 3.4.3 Berechnung einer Schieberegister-Realisierung eines Endlichen Automaten.- 3.5 Literaturhinweise und Anmerkungen.- 4 CAST.FSM als Implementierung von STIPS.FSM.- 4.1 Vorbemerkungen.- 4.2 Objektorientiertes Programmieren.- 4.3 Benutzeroberfläche.- 4.4 Implementierung der Systemtypen.- 4.5 Implementierung der Systemtransformationen.- 4.6 Berechnungsbeispiele mit CAST.FSM.- 4.7 Ausbau und Perspektiven.- 4.7.1 Ausbau.- 4.7.2 Redesign von CAST.FSM.- 4.7.3 Nachfolger von CAST.FSM.- 4.8 Literaturhinweise.- 5 STIPS-Maschinen für Lineare und Allgemeine Systeme.- 5.1 Lineare Systeme über Gruppen.- 5.1.1 Abstrakte Harmonische Analyse.- 5.1.2 Allgemeine Fouriertransformation GFT.- 5.1.3 Allgemeine Faltungssysteme.- 5.1.4 Schnelle Algorithmen.- 5.1.5 Anwendungsbeispiele.- 5.1.5.1 Harmonische Analyse von Signalen.- 5.1.5.2 Anwendung in der Digitalen Bildverarbeitung.- 5.1.5.3 Multiplexen von Signalen.- 5.2 Konstruktion von CAST.FOURIER.- 5.2.1 Digitale Bildverarbeitung mit CAST.FOURIER.- 5.2.2 Anwendungsperspektiven.- 5.2.3 Implementierungsaspekte.- 5.2.4 Berechnungsbeispiele.- 5.3 Weitere Beispiele für STIPS-Maschinen.- 5.3.1 STIPS.LM für Lineare Systeme.- 5.3.2 STIPS.GS für Allgemeine Systeme.- 5.4 Literaturhinweise und Ergänzungen.- 5.4.1 Lineare Systeme über Gruppen.- 5.4.2 Lineare und Allgemeine Systeme.- 6 CAST-Methoden in der Praxis.- 6.1 Allgemeine Perspektiven.- 6.2 CAST.FSM für Design for Testability.- 6.2.1 Eine FSM-Dekomposition.- 6.2.2 Eine FSM-Schieberegister-Realisierung.- 6.2.3 Testpatterngenerierung für Endliche Automaten.- 6.3 CAST-Methoden für die Kryptographie.- 6.3.1 Chiffrieroperationen.- 6.3.2 Stromchiffrierung.- 6.4 CAST.FSM und CAST.FOURIER beim Signalprozessor-Design.- 6.4.1 Scrambling-Prozessor für Analoge Signale.- 6.4.2 Simulation Zellularer Automatennetze.- 6.5 Abschließende Bemerkungen.