Prefazione. Introduzione

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1 Prefazione Introduzione XI XIII 1 Comportamento a stati finiti di un sistema embedded Richiami su automi a stati finiti riconoscitori di linguaggi Grammatiche Linguaggi non regolari Classificazione di Chomsky Macchine a stati finiti Implementazione di automi a stati finiti Implementazione di macchine a stati finiti Event-driven systems Sistemi in tempo reale Temporizzazione dell algoritmo di controllo Multitasking Scheduling statico Scheduling dinamico Test di scheduling basati sull utilizzo Interazione tra i task Protocolli priority ceiling Sistemi operativi real time Introduzione ai processori di utilizzo industriale MCU

2 VI Indice 3.2 MPU DSP PLC PC industriali Sviluppo host-target Le smartcard I concetti della Dependability Attributi della dependability Impedimenti alla dependability Classificazione dei guasti Errori Fallimenti Mezzi per ottenere dependability Valutazione quantitativa degli attributi di dependability Affidabilità MIL-HDBK 217F Safety Manutenibilità Disponibilità Valutazione dell affidabilità di un sistema Il metodo combinatorio Metodo enumerativo Modello di Markov Valutazione markoviana di altri attributi Safety Disponibilità Considerazioni conclusive Valutazione qualitativa degli attributi di safety Il concetto di rischio Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) Hazard and Operability study (HAZOP) Fault Tree Analysis Analisi probabilistica di un Fault Tree Tecniche di rilevazione dei guasti Duplicazione e confronto Duplicazione complementata Test di accettazione Test diagnostici Rilevazione temporale dell errore Monitoraggio del processore Codici rilevatori di errore Codici di parità

3 VII 8.2 Checksum Codice m-su-n Duplicazione Codici ciclici Errori singoli Errori dispari Errori doppi Errori a burst Utilizzo dei codici ciclici Codici aritmetici Codici correttori di errore Overlapped parity Codici di Hamming Codici correttori aritmetici Codici CRC correttori Codici Reed Solomon Gruppi e Campi di Galois Il campo esteso GF(2 m ) L operazione di somma nel campo esteso GF(2 m ) I polinomi primitivi Il campo esteso GF(2 3 ) La codifica Reed-Solomon La codifica sistematica tramite shift register La decodifica Applicazioni dei codici Reed Solomon Tolleranza ai guasti Error detection and recovery Duplicazione Riconfigurabile Fault Masking N-Modular Redundancy Meccanismi di votazione NMR Riconfigurabile Shadow box Algoritmi distribuiti Memoria stabile Checkpointing in ambito distribuito Two-Phase Commit Protocol Paradosso dei generali bizantini Consenso Distribuito tra processi asincroni L algoritmo di Chandra e Toueg Primitive di comunicazione Primitive del consenso Byzantine Agreement

4 VIII Indice 11.7 Interactive Consistency Algoritmi di Sincronizzazione di Clock in ambito distribuito Algoritmi probabilistici Algoritmi di consistenza interattiva Algoritmi a convergenza: algoritmi a media Algoritmi a convergenza: algoritmi non a media I guasti software Il caso dell Ariane Diversità Recovery block N-Version Programming Esempi di uso della diversità in sistemi avionici Programmazione Difensiva Affidabilità del software Standard di codifica Sottoinsiemi di linguaggi SafeAda MISRA C Javacard Validazione dei compilatori Verifica del codice Definizioni relative all attività di testing Test di unità Testing funzionale Test strutturale e criteri di copertura Test statistico Conduzione del test di unità Object-Oriented Testing Test di integrazione Test di sistema Test di accettazione Test di regressione Analisi mutazionale Strumenti di supporto al testing Analisi statica Interpretazione astratta Metodi Formali Verifica formale del codice sorgente I metodi asserzionali: il metodo B Le logiche classiche Logica modale Logica temporale LTL

5 IX CTL L algoritmo di Model Checking Model Checking simbolico Binary Decision Diagrams Rappresentazione dello spazio degli stati con BDD Algoritmo di Symbolic Model Checking Utilizzo del model checking simbolico Model Driven Development La certificazione del software Certificazione di processo e di prodotto Principali normative sulla safety dei sistemi safety-critical Settore militare Settore avionico/spaziale Settore ferroviario Ciclo di vita del software Safety Integrity level Esempi di tecniche richieste dalle normative per il software Bibliografia 271