Design Patterns (nicht nur) für Embedded-Systeme - Seminar / Kurs von MicroConsult GmbH

Einführung in die Design Patterns (Entwurfsmuster)

• Geschichtliche Entwicklung
• Was ist ein Entwurfsmuster?
• GoF Entwurfsmuster (GoF Design Pattern)
• Typische Probleme in Embedded-Systemen
• Entwurfsmuster (Design Patterns) in Embedded Systemen

Erzeugungsmuster

• Beispiel: Applikation zur Steuerung eines Motors
• Flexibles Design auf Basis von Schnittstellen (Interfaces)
• Praktische Übung: Messung der Speicherplatz- und Laufzeitkosten einer Schnittstelle
• Statische Polymorphie und dynamische Polymorphie im Vergleich
• Beispiel: Positionsverfolgung für ein Warentransportsystem
• Wiederverwendung des Positionsverfolgungssystems für Flugzeuge
• Positionsverfolgung auf Basis des Entwurfsmusters "Abstrakte Fabrik" (Design Pattern "Abstract Factory")
• Fabrikerzeugung mithilfe des Entwurfsmusters "Singleton" (Design Pattern "Singleton")

Strukturmuster

• Beispiel: Applikation zur Steuerung eines Motors
• Alternatives Design auf Basis des Entwurfsmusters "Adapter" (Design Pattern "Adapter")
• Workshop-Übung: Debugging einer Counter-Applikation
• Lösung mithilfe des Entwurfsmusters "Dekorierer" (Design Pattern "Decorator")
• Beispiel: Multithread-Applikation
• Identifikation der Probleme typischer Lösungsansätze
• Flexibler Lösungsansatz auf Basis des Entwurfsmusters "Proxy" (Design Pattern "Proxy")
• Schutz-Proxy, Virtueller Proxy, Remote Proxy
• Smart-Reference / Smart-Pointer

Verhaltensmuster

• Beispiel: Behandlung von Timer-Ereignissen
• Flexible Lösung auf Basis des Entwurfsmusters "Beobachter" (Design Pattern "Observer")
• Praktische Übung: Anwendung des Beobachter-Musters in einer Aufzug-Steuerung
• Fallstricke beim Design bzw. der Implementierung von Interfaces
• "Horizontale" und "vertikale" Interfaces
• Ereignisbehandlung auf Basis des Entwurfsmusters "Befehl" (Design Pattern "Command")
• Praktische Übung: Anwendung des Befehlsmusters in der Aufzug-Steuerung
• Beispiel: Traditionelle Implementierung eines Zustandsautomaten in C
• Objektorientierte Lösung mithilfe des Entwurfsmusters "Zustand" (Design Pattern "State")
• Praktische Übung: Anwendung des Zustandsmusters in der Aufzug-Steuerung
• Beispiel: Benutzerdefinierte Speicherverwaltung
• Partitionen und deren Verwaltung mithilfe von Partition-Managern
• Flexible Speicherverwaltung auf Basis des Entwurfsmusters "Strategie" (Design Pattern "Strategy")
• Praktische Übung: Anwendung des Strategiemusters in der Aufzug-Steuerung
• Beispiel: Strategien mit gemeinsamer Grundstruktur
• Realisierung auf der Basis des Entwurfsmusters "Schablonenmethode" (Design Pattern "Template Method")

Weitere Muster

• Entwurfsmuster "Fabrikmethode" (Design Pattern "Factory Method")
• Entwurfsmuster "Prototyp" (Design Pattern "Prototype")
• Entwurfsmuster "Fassade" (Design Pattern "Facade")
• Entwurfsmuster "Kompositum" (Design Pattern "Composite")
• Entwurfsmuster "Memento" (Design Pattern "Memento")
• Entwurfsmuster "Zuständigkeitskette" (Design Pattern "Chain of Responsibility")
• Entwurfsmuster "Fliegengewicht" (Design Pattern "Flyweight")
• Entwurfsmuster "Iterator (Design Pattern Iterator)
• Entwurfsmuster "Vermittler" (Design Pattern "Mediator")

Praktische Übungen in der Design Pattern Schulung

• Die Übungen werden mit der Plattform IAR Embedded Workbench und dem Designwerkzeug Enteprise Architect durchgeführt

Zusätzlich zu den praktischen Übungen in den einzelnen Kursmodulen gewinnen Sie folgende Praxiskenntnisse:

• Wie führe ich Speicherplatz- und Laufzeitmessungen durch?
• Wie kann ich in Projekten Entwurfsmuster als Mittel zur Steigerung der Softwarequalität einsetzen?
• Wie kann ich Entwurfsmuster zu Debug-Zwecken verwenden?
• Wie kann ich gegebene Projekte durch die Anwendung von Entwurfsmustern weiterentwickeln?

Lernen Sie abzuschätzen, unter welchen Bedingungen Sie klassische Entwurfsmuster - Design Patterns - auch in ressourcenlimitierten Embedded-Systemen gewinnbringend einsetzen können.

Die Schulung macht Sie mit den Mustern vertraut, die sich besonders gut für die typischen Anwendungen von Embedded-Systemen eignen. Sie können so nicht nur deren Speicherplatz- und Laufzeitkosten beurteilen, sondern diese auch durch Laufzeitmessungen überprüfen.

Sie erfahren, welche häufig verwendeten Lösungsansätze besser vermieden werden sollten ("Anti-Pattern"), lernen Sie Einsatzmöglichkeiten von Entwurfsmustern zum Zweck der Fehlersuche kennen und können diese anwenden.