Software Safety - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Das Modul Software Safety mit der Prüfungsnummer 220423 schließt mit folgenden Leistungen ab:

• alternative semesterbegleitende Prüfungsleistung mit einer Wichtung von 50% (Prüfungsnummer: 2200628)
• alternative semesterbegleitende Prüfungsleistung mit einer Wichtung von 50% (Prüfungsnummer: 2200629)

Details zum Abschluss Teilleistung 1:

• multiple assignments evaluating methodological and practical competence in the taught concepts - to be individually solved at home with due date and submission via Moodle
• result determined as average across the evaluated solutions to the assignments
• students must register via Thoska for this exam, typically within the 3rd and 4th week of the semester

Details zum Abschluss Teilleistung 2:

• one or multiple written tests consisting of multiple-choice and free-form questions evaluating the professional competence in the course's topics
• preferably conducted digitally via Moodle and on the student's device
• final results may be scaled or individual questions may be excluded depending on best performing percentile of students
• students must register via Thoska for this exam, typically within the 3rd and 4th week of the semester

Prof. Dr. Mäder, Patrick

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.

• Grundkenntnisse in Softwaretechnik (Software Engineering) vorteilhaft
  

• Die Studierenden kennen die Konzepte und Terminologie abhängiger und sicherheitskritischer Systeme (dependability und safety).
  
• Die Studierenden verfügen über Kentnisse wesentlicher Entwicklungsstandards sicherheitskritischer Systeme und deren Anforderungen an den Entwicklungsprozess von Systemen.
  
• Die Studierenden wissen, welche zusätzlichen Maßnahmen in allen wesentlichen Phasen eines Software- und Systementwicklungsprozesses im Kontext sicherheitskritischer Entwicklungen, je nach Kritikalität der Anwendung, ergriffen werden sollten und wie diese umzusetzen sind.
  
• Die Studierenden verfügen über Kenntnis zur qualifizierten Auswahl von Programmiersprachen, Werkzeugen, Code Analyse Techniken für sicherheitskritische Systeme.
  

• Die Studirenden sind in der Lage Spezifikationen für sicherheitskritische Systeme zu erstellen.
  
• Die Studierenden sind in der Lage Sicherheitsanalysen und Safety Cases zu erstellen.
• Die Studierenden sind in der Lage Architekturen und Entwürfe für sicherheitskritische Systeme zu erstellen.
• Die Studierenden sind in der Lage ausgewählte Programmiersprachen für sicherheitskritische Systeme anzuwenden.
  

Sozialkompetenzen erlangt in Seminaren und Vorlesungen:

• Die Studierenden sind in den Seminaren fähig, die in der Vorlesung gelehrten Methodiken in Gruppenarbeit anzuwenden (z.B. gemeinsam eine FMEA durchzuführen), Lösungstrategien zu diskutieren und Lösungen zu entwickeln.
  
• Studierende können die Risiken und Risikoerwägungen sicherheitskritischer Entwicklungen (z.B. tollerierbares Risiko) und die damit verbundene Veranwortung der Entwicklungsbeteiligten zum Beispiel anhand schwerer Unfälle mit ihren Lehrenden diskutieren. Sie kennen moralische Erwägungen und länderspezifische Ansätze zum Umgang mit Restrisiko. 
  

Safety-critical systems are those whose failure or insufficient functionality can have catastrophic consequences for people, the environment and the economy. These systems are continuously becoming more complex in their functionalities, but also in their interactions with the environment. This course is dedicated to the topic of software development for safety-critical systems and presents techniques from in-depth safety analyses, specification and development to verification. In extensive exercises these techniques are learned by examples and supporting applications are presented.

Core topics:

• System safety
• Safety standards and safety case
• Requirements engineering and modelling*
• Requirements management, verification and validation*
• Software and system architecture and design*
• Safety and risik analysis techniques
• Programmig languages, implementation, metrics*
• Testing, formal m,ethods, V&V*
• Quality assurance and management*

*) in the context of safety-critical software and system developments

• Lecture and seminar slides in PDF format
• pre-recorded screencasts in English via Moodle and OpenCast
• Tutorials, white papers and scientific papers referenced via slides and Moodle
• Software and system development tools
• Code and other artifact examples of development projects
• Moodle quizzes per lecture
• Assignments and seminar tasks shared via Moodle

• All material will be shared via Moodle.

• C. Hobbs: Embedded Software Development for Safety-critical Systems. CRC Press (2019)
• K. E. Wiegers and J. Beatty: Software Requirements. Mircosoft Press (2013)
• C. Carlson: Effective FMEAs: Achieving safe, reliable, and economical products and processes using failure mode and effects analysis. John Wiley & Sons (2012)
• B. P. Douglass: Real-Time Design Patterns: Robust Scalable Architecture for Real-Time Systems. Addison Wesley (2002)
• E. Hull and K. Jackson and J. Dick: Requirements engineering. Springer (2011)
•  Van Lamsweerde: Requirements engineering: from system goals to UML models to software specifications. Wiley Publishing (2009)
• J. Barnes: Safe and secure software: An invitation to Ada 2012. AdaCore (2013)
• J. W. Vincoli: Basic guide to system safety. John Wiley & Sons (2006)
• J.-L. Boulanger: Static analysis of software: The abstract interpretation. John Wiley & Sons (2013)
• J. Schäuffele and T. Zurawka: Automotive software engineering-principles, processes, methods and tools. SAE International (2005)