CAST Computerunterstützte Systemtheorie

Dieses Buch befasst sich mit der Aufgabe, einen Grundrahmen für den Aufbau einer Methodenbank der Systemtheorie zu schaffen und die Anwendung desselben mittels einer konkreten Software-Implementierung zu demonstrieren. Als allgemeines Problemlösungsgerüst wird die sogenannte STIPS-Maschine eingeführt, mit der "Systemtypen" über "Systemtransformationen" abgeleitet und interaktiv "Systemalgorithmen" entwickelt werden können. Am Beispiel der speziellen Methodenbank CAST.FSM für 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 für die Entwicklung von Anwendungssoftware für 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 über die Entwicklung von Programmpaketen hinaus mit den heutigen Mitteln der Softwaretechnik mit Workstations leistungsfähig interaktive Methodenbanken für den Einsatz von systemtheoretischen Methoden in der Technik gebaut werden können.

Einführung.- 1 Problemlösen mit System.- 1.1 Problem und Problemlösungsprozess.- 1.2 Systeme und Systemtheorie.- 1.3 Angewandte Systemtheorie.- 1.4 Literaturhinweise und Ergänzungen.- 2 Problemlösen mit der STIPS-Maschine.- 2.1 Systemtheorie-Methodenbanken.- 2.2 Konstruktion der STIPS-Maschine.- 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.- 3.3 Systemtransformationen für STIPS.FSM.- 3.4 Beispiele für STIPS.FSM-Algorithmen.- 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.- 4.8 Literaturhinweise.- 5 STIPS-Maschinen für Lineare und Allgemeine Systeme.- 5.1 Lineare Systeme über Gruppen.- 5.2 Konstruktion von CAST.FOURIER.- 5.3 Weitere Beispiele für STIPS-Maschinen.- 5.4 Literaturhinweise und Ergänzungen.- 6 CAST-Methoden in der Praxis.- 6.1 Allgemeine Perspektiven.- 6.2 CAST.FSM für Design for Testability.- 6.3 CAST-Methoden für die Kryptographie.- 6.4 CAST.FSM und CAST.FOURIER beim Signalprozessor-Design.- 6.5 Abschließende Bemerkungen.