Zum Entwurf und zur Herstellung materieller Güter haben die klassischen Ingenieurwissenschaften ein umfangreiches Arsenal aus Konventionen, Normen, Vorgehensweisen, Werkzeugen und Methoden entwickelt. Vieles davon beruht auf tief liegenden mathematischen Analysen, ohne dass der Anwender diesen Hintergrund in allen Aspekten kennen muss.
Zum Entwurf von Software entsteht ein entsprechendes Arsenal aus Methoden und Werkzeugen. Eine zentrale Rolle spielen dabei Modelle; sie beschreiben Eigenschaften und Verhaltensalternativen und die Wirkung von Software in ihrer technischen oder organisatorischen Umgebung. Modelle können ganz unterschiedliche Aspekte eines Systems herausstellen und verdeutlichen. Die entscheidenden Aspekte der Korrektheit von Software können schon am Modell formuliert und nachgewiesen werden; nicht erst am fertigen Produkt. Aus einem Modell können ggf. systematisch Testfälle abgeleitet und automatisch Code generiert werden.
Zur Formulierung solcher Modelle ist eine Vielzahl ganz unterschiedlicher Techniken vorgeschlagen worden. Jede solche Technik hat einen formalen, halbformalen oder keinen formalen Hintergrund; sie ist besonders vorteilhaft für spezielle Klassen von Aufgaben oder ist universell einsetzbar; sie ist durch ein spezielles Software-Werkzeug geprägt oder wird von vielen Werkzeugen unterstützt.
In der voranschreitenden Entwicklung von Modellierungsmethoden zeichnet sich ab, dass Modelle langfristig einen klaren mathematischen Hintergrund haben müssen (dessen Verständnis für die Verwendung der Modelle nicht unbedingt nötig ist).
Die Arbeiten am Lehrstuhl konzentrieren sich deshalb auf formale Modelle. Sie sind für verteilte und reaktive Systeme ausgelegt, da solche Systeme die Zukunft der Informatik prägen. Wesentliche Aspekte formaler Modelle sind
Die am Lehrstuhl vertieft studierten Modelle haben ganz unterschiedliche Charakteristiken. Ihre Adäquatheit wird an Hand umfangreicher Fallstudien studiert, ihre Analysierbarkeit wird theoretisch untersucht und in Softwarewerkzeugen realisiert.