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DIRLEWANGER-BERICHT

Hardware

14.10.1977

Dr. Werner Dirlewanger, Institut für Informatik, Universität Stuttgart.

2. Teil

In dieser Folge über Anforderungen an die Nachfolger der heutigen Großrechner wird zunächst auf einige Fragen der Rechnergrundkonzeption eingegangen. und dann auf die Gestaltung von Datenfernverarbeitungsgeräten. Schließlich wird mit dem Benutzerleitnetz ein Vorschlag gemacht, um einem Problem abzuhelfen, das - obwohl es in der Praxis seit langem sehr drückt - bei heutigen Anlagen nicht gelöst ist.

Einige Stichpunkte zur Grundkonzeption

- Maschinensprache und Befehlsvorrat sollen auf hohem Sprachniveau liegen und auf die ausschließliche Verwendung höherer Programmiersprachen auch bei der Systemprogrammierung, ausgerichtet sein. Eine herkömmliche Assemblerprogrammierung soll weder nötig noch möglich sein, und die Maschine soll möglichst ohne Binder auskommen (Schlagworte: komplexe Befehle für Schleifen und Prozeduren, schnelle Zeichenkettenverarbeitung, prozeduraler Stack, Speicherstruktur nach dem Blockkonzept).

- Typenkennung für alle Operanden, Variablen, Befehle und Auswertung im Verarbeitungsprozessor, womit Probleme der Typunterscheidung, Verarbeitung von Variablenwerten wie "undefiniert", "unendlich" und so weiter effizient und fehlersicher zu lösen sind. Konsequenter wäre es noch, ein voll ausgebautes Diskriptorsystem zu verwenden, das die Verwaltung eines großen virtuellen Hauptspeichers, die Realisierung von virtuellen Maschinen für jeden einzelnen Benutzer und die Erledigung von Datenschutzproblemen miterbringt.

- Die Hardware muß ausreichende Mechanismen zur sauberen Trennung der einzelnen Benutzer und der Verhinderung von deren gegenseitiger Beeinflussung und des gegenseitigen Zugriffes auf Daten (falls nicht ausdrücklich vom Benutzer erlaubt) haben. Es sollen detaillierte Stufen des Rechnerzuganges möglich sein (etwa: interner Systemprogrammierer, gewöhnlich berechtigter Systemprogrammierer, Anwendungsprogrammierer, Normalbenutzer Benutzer für schlüsselfertige Anwenderprogrammpakete . . .).

- Vollautomatisch verwaltete Archivspeicher (Größenordnung 1012 Bit Kapazität) die - im Gegensatz zu Band und Platte - keine Bedienung erfordern sind nötig. Hardwareunterstützung zur schnellen Reorganisation des Inhalts (Sicherung, Wiederherstellung nach Systemfehler . . .) muß vorhanden sein.

- Ein de facto geräuschloses Arbeiten aller Geräte - insbesondere der Drucker, Stanzer Leser, Bandgeräte - ist unerläßlich, da sie in unmittelbarer Nähe des ständigen Arbeitsplatzes vieler Personen sind.

- Universelle und bequeme Schnittstellen, die voll durch die Systemsoftware unterstützt sind, sind zum Anschluß an Rechnerverbundsysteme nötig. Fertig vorbereitet muß der Anschluß an Rechner der gleichen Familie (homogener Rechnerverbund) sein.

- Neben den nötigen Softwareeinrichtungen müssen hardwaremäßige Einrichtungen zur ausführlichen und permanenten Überwachung von Leistung und Ausnützung aller Module standardmäßig eingebaut sein (Hardwaremonitor).

Geräte für Datenfernverarbeitung

- Universelle und bequeme Schnittstellen zum Anschluß eines breiten Spektrums von Endgeräten und Terminals - auch fremder Hersteller - sind nötig (leichte Adaption der Geräte !).

- Zugangskontrollen an allen Endgeräten (etwa Plastikausweis, Schlüssel . . .) sind nötig.

- Remote-Batch-Stationen mit "narrensicherer" Bedienung sind für rauhen Betrieb ohne Operateur und Betrieb durch die Benutzer selbst nötig.

- Terminals und Remote-Batch-Stationen sollen (neben eventueller Papier-E/A) eine E/A für wiederverwendbare Datenträger (Kassette, Floppy-Disc) haben.

- Dialogterminals sollen (zwecks Offline-Editing, Tischrechnerfunktion, Vorabsyntaxtest...) einen Mikrocomputer enthalten. E/A für Kassette und Diskette gehören zur Grundausstattung eine Hardkopyeinrichtung soll lieferbar sein, bei Bedarf soll graphische Ein/Ausgabe lieferbar sein.

- Zum Schutz gegen "Abhören" der Datenleitungen sollen leistungsfähige Ver- und Dekodiereinrichtungen ("Zerhacker") für alle Datenfernverarbeitungsgeräte standardmäßig lieferbar sein.

Das Benutzerleitnetz

Job-Ein/Ausgabe wird zukünftig immer weniger über direkt im Rechenzentrum aufgestellte E/A-Geräte erfolgen. Dafür wird immer mehr an Benutzerterminals und operateurlosen Remote-Batch-Stationen ein- und ausgegeben werden. Damit werden Probleme allgemein dringend, die heute schon an allen Timesharingrechenzentren von Über sind: a) Benutzer werden nicht mit wichtigen Betriebsinformationen versorgt (wie etwa "Heute Terminalbetrieb nur bis 17 Uhr", "Seit 14 Uhr Systemstörung, Terminals ab etwa 15.30 Uhr wieder EIN", "Verweilzeit für Longjobs zur Zeit 7 Stunden") und b) Keine Kanalisierung der Benutzeranfragen ans Rechenzentrum. Abhilfe: Für Kontrolle (etwa: Welche Terminals sind EIN, welche AUS, welche defekt?) und Benutzerinformierung/Benutzersteuerung ist ein Nachrichtennetz mit Zentrale im Rechenzentrum und Anzeige-Abfrageeinheit an jedem Datenendgerät - egal ob über Wähl- oder Standleitung angeschlossen - nötig. Es soll unabhängig vom Datenverkehr der Endgeräte arbeiten und auch dann voll einsatzfähig sein, wenn der Rechner wegen Störung voll stillsteht oder gar ganz ohne Strom ist.