FeTo-"Mitschrift"

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Hallo allerseits,

da mich nach der letzten VO mal jemand angsprochen hat, ob ich mein Mitgetippsel ins Forum stellen kann.. hier ist es.

Kein Anspruch auf Richtigkeit, Vollstaendigkeit sowieso nicht und auch sonst nichts ;)

Am Ende sind die Fragen, die Prof. Dietrich mal durchbesprochen hat.

lg



Simulation: ein bekanntes Modell verwenden, um n+1 Schritte zu analysieren, bei mehr Schritten kann die Analyse nicht mehr nachvollzogen werden.

also: permanent Rueckkoppelung, wie es tatsaechlich aussieht; Modelle; ueber physikalische Grenzen hinaus "testen", alle Faelle/Toleranzen durchspielbar

Analytische Methode nicht generell genug und zu kompliziert, konkrete Probeaufbauten sagen nichts


Redundanz: nicht simple verdopplung sondern b

Reale Systeme: 10E-8, 10E-9 Ausfallwahrscheinlichkeit


Kolmogoroff:

alle (moeglichen) Ereignisse liegen in der Menge M, welche nicht leer sein darf, die Wahrscheinlichkeit von M, P(M) ist immer 1

Teilmengen davon, A, B, .. liegen in dieser Menge, die kleiner sind als M

Elementarereignisse sind die Punkte der Menge(n)

Schnittmenge von Elementarereignissen ist {}

Wahrscheinlichkeit der leeren Menge ist 0

P(\bar{A}) = 1 - P(A) ... Ereignis dass ein Ereignis eintritt ist 1 minus die Wahrscheinlichkeit dass es eintritt, da: P(M) = 1 = P(A u \bar{A}) = P(A) + P(\bar{A})


Wuerfelbsp: M = {e1, e2, ..,e6}

A = e1 u e3 u e5

D = e1 u e4

P(A u D) = ?

=> bei Ueberschneidungen muss die Schnittmenge von der Vereinigung wieder einmal abgezogen werden


Bedingte Wahrscheinlichkeit:

P(A|B) = wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass A eintritt, wenn B bereits eingetreten ist

wenn zb

Wuerfelbsp: M = {e1, e2, ..,e6}

A = e1 u e2

B = e1 u e2 u e3 u e4

P(A) = 1/3

P(A|B) = 1/2 -- durch die Vorbedingung wird es eher wahrscheinlicher (sofern die Schnittmenge nicht 0 ist)


P(A|B) = P(AnB) / P(B)

Unstetigkeitsstelle in bedingter Wahrscheinlichkeit: P(A|0) = 0

Satz von Bayes (Multiplikationssatz), Herleitung:

P(AuB) = P(A|B) * P(B)

P(AuB) = P(B|A) * P(A)

=> man kann eine abhaengige Wahrscheinlichkeit aus der anderen berechnen durch Gewichtung der Wahrscheinlichkeit


Statistische Unabhaengigkeit:

A und B sind stat. Unabhaengig, wenn sich die Wahrscheinlichkeit von A nicht in Abhaengigkeit von B aendert

wenn A, B, stat. unabhaengig: P(A) = P(A|B)


Lebensdauerverteilung: Verteilungen, bei denen die Zufallsvariable die Zeit ist

R(t) = n_f(t) / n_0

Ausfallrate / Ausfallswahrscheinlichkeit:

z(t) = (d n_a(t) / dt ) / n_f(t) = f(t) / R(t)

aufgeloest nach R(t) = e ^ - int_0^t z(tau) dtau

.... lambda wird konstant angenommen => R(t) = e ^ -lambda t

..weil es sich auf Momentanverhailtnisse bezieht, nicht auf irgendwelche abs. Anfangswerte


parallelredundante Systeme koennen mit der Zeit schlechter werden als Single-Systeme, ausgehend von der Zuverlaessigkeit des Voters.

interessant, wenn Mission Time wichtig ist (zB Marschflugkoerper)

wichtig in EE: Linear-Verteilung, Rechteckverteilung, Exponentialverteilung, Gaussverteilung, Weibull-Verteilung

Gaussverteilung: Nachrichtentechnik, Motoren, Stecker, Relais, Roehren

Weibull: in der Praxis jeweils 3 verschiedene Werte fuer alle 3 Parameter: I early failures, II random failures, III wear-out failures


SIMIS: Projekt von Deutsche Bahn / Siemens

Zyklische Testfunktion: statisch verwaltete Time-Slots, von denen manche zu Selbsttests verwendet werden

Recovery-Systeme: Transaktionsbasierte Backups, die auf Hot Standby Systemen recover'd werden koennen

WAS: Wrap-Around-System: kein SW oder HW test, sondern Test der vollstaendigen Funktion

BITE: Built-in-Test-System

NMI: Non-Maskable Interrupt - vom Watchdog-Timer benutzt


Boundary-Scan

1) testen, ob Board funktioniert

2) testen, ob Einbauten funktionieren

3) testen, ob gesamte Schaltung funktioniert


I/O Treiber bei Chips nach den Pins fuer:

- Stoerungsschutz

- Verstaerkung/Spannungsanpassung

- Stromanpassung (?)


Boundary Scan... TAP ist eine State Machine - dh. man kennt alle Zustaende

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= Was ist Bionik?

Kunstwort aus "Biologie" und "Elektronik"; dass man sich Konzepte aus der Biologie abschaut und in der Technik verwendet.


= Was ist der Unterschied zw einem Funktions- und Verhaltensansatz?

- Funktion: ein Ding, das eine bestimmte Aufgabe zu erfuellen hat. Daten, die man dem Ding fuettert, bestimmen das Verhalten der Funktion; daher: Funktion + Daten = Physik.

- Datenmodelle = Verhaltensmodelle.

- Verhaltensmodell in Funktionsmodell umwandeln = DIS.


= Was bedeutet Top-Down-Ansatz?

Planung eines Systems durch Abstraktion von hoeherem Konzept verfeinern und ueber immer detailliertere Ausarbeitung ins Detail gehen; bei Bottom-Up ist optimale Loesung nicht garantiert, wenn man nur Details zusammenstoppelt.


= Was bedeutet Top-Down-Ansatz bzgl. intelligenter Systeme wie der Modellierung des Gehirns?

Fallbsp -> Verhaltensmodell -> Fkt. Modell -> Fallbsp, Vergleich von erstem und letztem Fallbsp, delta moeglichst 0


= Was modelliert man bei einem bionischen Ansatz, wenn man sich auf das Gehirn bezieht?

Man kann nicht versuchen, die einzelnen Nerven zu analysieren, was jeder nerv jetzt tut, sondern braucht ein Schichtenmodell, wie es zB von OSI bekannt ist.


= Warum stehen wir seit einigen Jahrzehnten am Beginn einer epochalen Veraenderung?

Seit 60-70J Computer (1943) seitdem in der Lage, viele Informationen in kurzer Zeit zu verarbeiten. (3te grosse Veraenderung)

Grosse Energiemengen erzeugen, verwenden (Industrielle Revolution, 2te)

Werkzeuge/Mechanik (1te)


= Wir Computertechniker haben Wissenschaftlern wie der Neurologie, Psychiatrie und Philosophie die Erkenntnisse der Informationsteheorie der Computertechnik voraus! Was sind deren tragende Saeulen?

1) Schichtenmodell

2) Mathematische "tricks", um bestimmte Dinge, die in Informationssystemen ablaufen, zu verstehen (zb Trennung von Logik und Physik beim Mealy-Automat)


= Warum ist ohne das Schichtenmodell das Gehirn nicht beschreibbar?


= Warum sehen wir mit unserem Auge nicht die physikalische Realitaet?

Zuviele Vorverarbeitungs-Schichten


= Wie sieht die Neuronenstruktur der ersten 6 Schichten im Auge aus?

Vorverarbeitung mit inhibitorischen Neuronen -> man sieht zb einen wesentlich hoeheren Kontrast als er wirklich existiert, man sieht nicht pixelig sondern nur bestimmte Objekte, Farben, etc.


= Was ist die Aufgabe der inhibitorischen Neuronen?

daempfen, zb bei "Flipflop"-maessiger neuronischer Rueckkopplung (Kurzzeitgedaechtnis)


= Wie funtkioniert (vermutlich) das Kurzzeitgedaechtnis?

Ueber Interneuronen, die die in einer Synapse gespeicherte Information "am Leben halten" (vgl. RAM-Zelle)


= Ist das Gehirn ein zentrales oder dezentrales System?

Gehirn ist zentral orientiert, aber dezentrales/verteiltes System, deswegen auch parallele Verarbeitung.


= Warum ist das Gehirn im Schaedel angesiedelt und liegt nicht in Herzhoehe im Brustkorb?


= Warum besitzt das Nervensystem eine hierarchische Struktur?


= Welche direkten Informationssysteme haben wir in unserem Koerper?

Nervensystem (Point-to-Point-Verbindungen), Hormonsystem (Broadcast)


= Verwendet die Natur beim Menschen Diversitaet?

zB Sinneseindruecke: Sehen+Heren+...


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= Was bedeutet Parallelredundanz / parallele Funktionalitaet?

Parallele Funktionalitaet: bestimmte Komponenten werden zusaetzlich integriert, um Funktionalitaet zu duplizieren


= Was ist der Nachteil von NMR-Systemen?

Ausfallwahrscheinlichkeit kann sogar schlechter als ein Single-System werden (abhaengig vom Voter), aber naehert sich jedenfalls immer weiter dem Single-System an.


= Experten- vs Planungs-Systeme

Expertensysteme: greift auf bekannte Loesungen zu und sucht die am besten passende

Planungssysteme: versucht, Problem zu abstrahieren und abstrakte Loesung auf aktuelle Situation anzupassen, braucht viel Intelligenz


= Hierarchie, mehrschichtiges Bewertungssystem

- Logik

- Bewusstsein: Gefuehle

- Unterbewusst: Emotionen

- Affekte

- Symbolik


= Was bedeutet Plug&Play bei fehlertoleranten Systemen?

Klassische Denkweise: so designen, dass es von Anfang an sicher "passt"

Intelligente Denkweise: intelligentes System, das analysiert, was angesteckt wurde und sich dementsprechend konfiguriert bzw reagiert


= Warum hat man in der Flugzeugindustrie Fly-by-Wire eingefuehrt?

Reaktionszeiten von Menschen zT zu langsam, um Flugeigenschaften zu verbessern.


= Was ist das Timeslot- oder Round-Robin-Verfahren?

- deterministische Kommunikation ermoeglichen

- zyklischer Ablauf; jeder Slot kann eindeutig definiert sein, testen ob Slot abgelaufen ist, gegen Jamming.

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Vielen Dank!

lg

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