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BioMed 2. Semester > System Engineering > Flashcards

System Engineering Flashcards

1
Q

What is a system?

A

“Ein System ist eine Menge von interagierenden oder voneinander abhängigen Komponenten, die ein
komplexes/kompliziertes Ganzes formen.“
„Ein System ist eine integrierte Zusammensetzung von Personen, Produkten und Prozessen, die die
Fähigkeit bietet, ein vorgegebenes Ziel/Bedürfnis zu erfüllen.

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2
Q

What are the common characteristics of systems?

A
  • Struktur
  • Verhalten
  • Interkonnektivität
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3
Q

What is a system accordingly to IEEE Std 1220-1998?

A

“A set or arrangement of elements and processes that are related and whose behavior satisfies
customer/operational needs and provides for life cycle sustainment of the products.”

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4
Q

What is a system accordingly to ISO/IEC 15288:2008?

A

“A combination of interacting elements organized to achieve one or more stated purposes.”

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5
Q

What do systems have?

A
  • Physische und zeitliche Grenzen

- Eine Umgebung, die das System beeinflusst

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6
Q

How can systems be described?

A
  • Struktur
  • Zweck
  • Funktionalität
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7
Q

What is engineering?

A

„Engineering ist die Anwendung von Mathematik, Empirie, sowie von wissenschaftlichen,
wirtschaftlichen, sozialen und praktischen Wissen zur Erfindung, Entwicklung, Fertigung, Wartung,
sowie Verbesserung von Strukturen, Maschinen, Werkzeugen, Systemen, Komponenten, Materialen
und Prozessen.“

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8
Q

What is systems engineering?

A

Systems Engineering ist ein Feld des Engineerings, das sich auf das Design und Management von
komplexen Systemen über deren Lebensdauer beschäftigt

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9
Q

Which areas / disciplines are related to systems engineering?

A
  • Requirements Engineering
  • Reliability Engineering
  • Logistik
  • Control Engineering
  • Software Engineering
  • Project Management
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10
Q

What are the three most important tasks of systems engineering?

A
  • Verwendung von Modellen und Simulationen um Systemannahmen zu validieren und
    evaluieren
  • Verwendung von Methoden zur möglichst frühen Erkennung von Fehlern -> Safety Engineering
  • Kritische Entscheidungen möglichst früh evaluieren (hinsichtlich Konsequenzen) und treffen
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11
Q

List the 2 different types of models used in simulation

A
  • Multi-domain Modelle

- Hierarchische Modelle

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12
Q

What is the main objective of safety engineering?

A

Systeme im geforderten Maß sicher zu machen

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13
Q

How is risk defined?

A

Als Funktion der Wahrscheinlichkeit p des Schadenseintritts und der Kosten c bei Schadenseintritt:
𝑟(𝑒) = 𝑝(𝑒) ⋅ 𝑐(𝑒)

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14
Q

What are the two techniques introduced in the lecture for risk assessment?

A
  • Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)

- Fault Tree Analysis (FTA)

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15
Q

What are consequences of not well designed systems?

A
  • PR-Probleme
  • Finanzielle Schäden
  • Verletzungen/Tod
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16
Q

What are the foundational ideas behind SYSMOD?

A
  • Elemente identifizieren
  • Kontext beschreiben
  • Innenansicht weiter ausarbeiten
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17
Q

Given the following role concept of SYSMOD. What are the different roles of systems
engineers for?

A

Bild
Anforderungsanalytiker: Erheben und Verwalten der Systemanforderungen
Systemarchitekt: Leitet aus Anforderungen die Lösungsarchitektur ab

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18
Q

What are the 6 tasks of SYSMOD?

A
  1. Systemarchitektur und Systemziele beschreiben
  2. Basisarchitektur festlegen
  3. Anforderungen ermitteln
  4. Systemkontect modellieren
  5. Anwendungsfälle modellieren
  6. Fachwissen modellieren
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19
Q

What is a project notebook / Projekttagebuch?

A

Sammlung von Notizen während des Projekts

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20
Q

What is the difference between a project notebook and a meeting protocol?

A

Projekttagebuch sind “nur” Notizen, Protokoll hat Form

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21
Q

Which information should always be part of a meeting protocol?

A
  • Titel
  • Ort, Datum
  • Teilnehmer
  • Beschreibung der Inhalte und Ergebnisse
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22
Q

What is always the reason for starting systems engineering?

A

Eine Systemidee

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23
Q

What should requirements never describe?

A

Die Lösung

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24
Q

What is the difference between a requirement and a potential solution?

A

(nicht ganz sicher!)
Anforderung ist Teil des Problemraums, potentielle Lösung Teil des Lösungsraums (-> vor/nach
Standpunkt)

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25
Q

Name some questions to be answered when outlining the system’s ideas and objectives?

A
  • Wie kann das System in 5 Minuten vorgestellt werden?
  • Was sind die drei wichtigsten Ziele des Systems
  • Sind alle Projektbeteiligten über die Ziele informiert?
  • Welche Ziele verfolgt das Projekt nicht?
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26
Q

What are the subgoals of requirements engineering in SYSMOD?

A
  • Stakeholder identifizieren

- Anforderungen aufnehmen

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27
Q

Why are stakeholders so important in systems engineering?

A

Stakeholder sind die Quelle für Anforderungen. Ihre Interessen werden festgestellt und analysiert.
Bedürfnisse der Stakeholder sind entscheidend für den Projekterfolg.

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28
Q

What is the system context and why is it important?

A

Systemakteure, Systeminteraktionspunkte, System/Akteur-Objektfluss
Systemakteure sind direkte Interaktionspartner für die Dienstleistungen und Schnittstellen entwickel
werden. Beschreibung der Systemgrenzen.
Zum eindeutigen Verständnis der Systemeinbettung ist der Objektfluss des Systems mit seiner
Umgebung hilfreich.
Die Interaktionspunkte beschreiben die Schnittstelle zur Systemumgebung (Systemintegration!).

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29
Q

What is a use case?

A

Anwendungsfälle beschreiben die Dienstleistungen des Systems.

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30
Q

Which SYSML diagram is used for describing the system’s structure?

A

Blockdefinitionsdiagramm

31
Q

Why are state diagrams important in SYSMOD?

A

Weil das Systemverhalten durch die Zustände der Systembausteine beschrieben wird.

32
Q

What are the objectives behind UML?

A
  • Darstellung von Systemen und ihrer Bestandteile
  • Verschiedene Sichtweisen auf das System durch verschiedene Diagramme
  • Reduktion der Komplexität durch Zerlegung in Teilsysteme und schrittweise Verfeinerungen
  • Bereitstellung einer Diskussionsbasis mit Kunden (Use Cases) und Entwicklern
  • Definierte Semantik der Diagramme
33
Q

Is it necessary to use all UML diagram types for describing a system?

A

Nein, Diagramme sind auf ihre Sinnhaftigkeit zu überprüfen.

Fast immer sinnvoll: Use Cases, Klassendiagramme

34
Q

What is an object in UML?

A

„A discrete entity with a well-defined boundary that encapsulates state and behavior; an instance of a
class”

35
Q

What are the properties of an UML object?

A
  • Kombination von Daten und Funktionen (Operationen -> Analyse, Methoden -> Design)
  • Data Hiding (durch Funktionen)
  • Jedes Objekt ist eindeutig (unique)
  • Attribute speichern die Objektdaten
36
Q

What is encapsulation?

A

Der Objektzustand wird durch die Objektattribute definiert und kann nur durch Objektfunktionen
verändert werden. Das Objektverhalten ist durch die Objektfunktionen definiert

37
Q

What is a class in UML?

A

Eine Klasse beschreibt das Verhalten einer Menge von Objekten.
„The descriptor for a set of objects that share the same attributes, operations, methods,
relationships, and behaviour“

38
Q

What are relationships in UML?

A

Verbindungen zwischen Dingen

39
Q

What are associations in UML?

A

Verbindungen zwischen Klassen

40
Q

Describe the content stated in the following UML diagram.

A

Bild
downhillSkiClub” ist eine Instanz der Klasse “Club”, „jim“ eine Instanz der Klasse „Person“. Die
association zwischen „Club“ und „Person“ ist für diese beiden konkreten Objekte der link, der „jim“ die
Rolle „chairman“ zuweist.

41
Q

What information do associations have?

A
  • Name
  • Rollennamen
  • Multiplicity
  • Navigability
42
Q

Given the following UML class diagram:
Bild
Describe the content of this diagram using your own words. Can this class diagram be used for
describing information to be handled at social security organizations or the ministry of finance? If not,
explain the reason.

A

“Company” und “Person” sind Klassen, die durch die association „employs“ mit den Rollen „employer“
und „employee“ verbunden sind. Eine „Company“ kann mehrere „Personen“ anstellen, aber jede
„Person“ nur bei einer „Company“ arbeiten.
Für die angegebenen Aufgaben wäre dieses Diagramm also nicht geeignet, da es in Wirklichkeit
Personen gibt, die bei mehr als einer Firma arbeiten.

43
Q

What is inheritance? What are the principles behind inheritance?

A

Aufbau einer Klassenhierarchie basierend auf Generalisierung bzw. Spezialisierung. Subklassen
erben dabei alle Features von der Superklasse

44
Q

Which of the following inheritance relationship diagrams is the correct one, the left or the
right?

A 
Bild
Das rechte (der Pfeil muss in Richtung des generelleren Dings zeigen)
45
Q

What is polymorphism?

A

Wenn eine Operation verschiedene Implementierungen (in unterschiedlichen Klassen) hat

46
Q

What is a component in UML?

A

„A component is a physical, replaceable part of a system that packages implementation, and confirms
to and provides the realization of a set of interfaces.”

47
Q

What is the purpose of a UML deployment diagram?

A

Zeigt die Hardware, auf der die Software laufen soll, sowie die Verteilung der Software auf diese
Hardware.

48
Q

What are UML use cases and what are they describing?

A

Aufgeschlüsselte Berichte über mögliche Anwendungsfälle, basierend auf Nutzerinterviews. Sie
beschreiben eine mögliche Anwendung des Systems.

49
Q

From which type of UML diagram is the following figure?

A

Bild

50
Q

What is described in the following diagram? What type of UML diagram is used?

A

Bild
Ein “Call event” (die Ausführung einer Methode einer Klasse)
Zustandsdiagramm (State Chart Diagram)

51
Q

Name at least 4 structure diagrams in UML?

A
  • Klassendiagramm
  • Komponentendiagramm
  • Objektdiagramm
  • Kompositionsstrukturdiagramm
  • Verteilungsdiagramm
  • Paketdiagramm
  • Profildiagramm
52
Q

Name at least 4 behavior diagrams in UML?

A
  • Aktivitätsdiagramm
  • Anwendungsfalldiagramm
  • Zustandsdiagramm
  • Sequenzdiagramm
  • Kommunikationsdiagramm
  • Zeitdiagramm
  • Interaktionsübersichtsdiagramm
53
Q

What is SYSML?

A

Eine graphische, auf UML basierende, Modellierungssprache.

54
Q

What are the differences between UML and

SYSML?

A

Bild
Ein bisschen vage, aber:
SYSML besteht aus einigen Teilen von UML und
zusätzliche einigen Erweiterungen (Blocks, Item
flows, Value properties, Allocations, Requirements,
Parametrix, Continuous flows, …)

55
Q

What is the difference between a block definition diagram and an internal block diagram in
SYSML?

A

Block Definition Diagram: beschreibt Beziehungen zwischen Blöcken (Zusammensetzung,
Verbindung, Spezialisierung)
Internal Block Diagram: beschreibt die interne Struktur eines Blocks (Eigenschaften, Konnektoren)

56
Q

What are parametric diagrams in SYSML?

A

Respräsentieren die Verwendung von Einschränkungen in einem Analyse-Kontext

57
Q

Explain the content given in the following diagram using your own words.

A

Bild
e1-4 sind wiederverwendbare Gleichungen, die
untereinander verbunden sind. Manche Parameter sind
mit den Werten von Blöcken verbunden, andere mit den
Ergebnissen der anderen Berechnungen.

58
Q

What are requirements diagrams in SYSML?

A

Diagramme, die die Anforderungen an ein System und Relationen zwischen diesen visualisieren.

59
Q

Are requirement diagrams also part of UML?

A

Nein

60
Q

Describe the content given in the following requirement diagram using your own words.

A

Bild
Um die Spezifikationen zu erfüllen, müssen die Anforderungen an „Eco-Friendliness“ sowie
„Performance“ erfüllt werden. „Eco-Friendliness“ ist wiederum abhängig von „Emissions“.
„Performance“ hat selbst die Anforderungen „Braking“, „FuelEconomy“ und „Acceleration“, wobei
letzteres zusätzlich von „Power“ abhängt.

61
Q

What is a requirement and what should be avoided when describing requirements?

A

“A requirement specifies a capability or condition that must (or should) be satisfied. A requirement
may specify a function that a system must perform or a performance condition a system must
achieve”.
Nicht sicher, aber evtl. Use Cases

62
Q

What characterizes a project?

A
  • Einmaligkeit
  • Start- und Endzeitpunkt
  • Ressourcen (Geld, Personal, …)
  • Ziel
  • Komplexität
63
Q

What is a project?

A

Ein Projekt ist eine komplexe Aufgabe, die einen Anfang und ein Ende hat, für die eine
projektspezifische Organisation eingerichtet wurde und die ein bestimmtes Ziel verfolgt.

64
Q

What is a project specific organization?

A
  • Projektleiter
  • Projektteam
  • Projektplan: Aktivitäten, Termine, Zuordnungen von Ressourcen
  • Kontrollinstanzen (zB. Lenkungsausschuss, Stakeholder)
65
Q

What are the tasks of the project leader?

A 
- Kommunizieren
o Innerhalb des Projektteams
o Mit den Auftraggebern/Stakeholdern
- Delegieren
- Komplexität reduzieren/planen
- Motivieren
- Controlling
66
Q

Why is project management and planning necessary?

A
  • Ohne Projektmanagement scheitern weit mehr Projekte als mit
  • Projektmanagement macht Komplexität beherrschbar
  • Der Projektplan ist ein Führungs- und Steuerungsinstrument
  • Der Projektplan dient als Motivation/Begründung für Ressourcen
  • Projektmanagement besteht aus Best Practices
67
Q

What are the phases of a project?

A
  1. Projektauftrag
  2. Entscheidung zur Projektdurchführung, Leitung, etc.
  3. Kick-Off Veranstaltung
  4. Projektplanung
  5. Projektabschluss
68
Q

What is the purpose of a project plan? What has to be included?

A

Die Definition/Dokumentation des zu verfolgenden Ansatzes des Projektteams.
Aufwands- und Kostenschätzung

69
Q

What are the different methods for cost and effort estimation?

A
  • Einzelschätzung

- Gruppenschätzung

70
Q

What is the Cone of Uncertainty”?

A

Beschreibt den Verlauf von Unsicherheiten in einem Projekt. Die Unsicherheit nimmt stetig ab,
erreicht mit Projektende 0%.

71
Q

What are the different steps of project planning?

A
  1. Identifikation der Vorgänge (Arbeitsteile, Aufgaben, Projektphasen)
  2. Abhängigkeiten bestimmen und planen
  3. Aufwand bestimmen
  4. Ressourcen planen
  5. Kosten planen
  6. Risiken erkennen und bewerten
72
Q

Compute the begin and end dates for each activity using forward/backward calculation for
the following projectplan:

A

Bild

73
Q

What are milestones?

A

Ereignisse von besonderer Bedeutung, sollten explizit eingesetzt werden

74
Q

What are critical paths?

A

Pfad durch den Projektplan, der bei Verzögerungen auch das Projekt verzögert.

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