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Minicomputer werden in Echtzeitanwendungen überflüssig:


23.01.1987 - 

Mikros verdrängen traditionelle Systeme

Einem schnellen Tod sehen Minicomputer und Superminis in Echtzeit-Umgebungen entgegen. An ihre Stelle werden leistungsfähige Mikros beziehungsweise sogenannte Mini-Supercomputer treten. Der Anwender wird eine solche Entwicklung sicher begrüßen, da sie ihm Kosteneinsparungen bei mehr Leistung bringt. Der Weg in diese Richtung ist geebnet.

Echtzeitsysteme werden in der Regel in zwei Kategorien unterschieden: "Response Type Systems" und "Synchronised Type Systems". "Response Type Systems" werden in Anwendungen benötigt, die eine schnelle Reaktion auf externe Anfragen erfordern. In der transaktionsorientierten Verarbeitung oder bei Kommunikationssystemen beispielsweise darf die Reaktion auf Interrupts nur einige hundert Mikrosekunden oder weniger betragen. Ähnlich verhält es sich bei Prozeßüberwachungssystemen und in Notfällen: Die Antwortzeit sollte hier im Normalfall unter einer Millisekunde liegen. Häufig sind die für die einzelnen Prozesse zur Verfügung stehenden Verarbeitungszeiten relativ kurz, obgleich mitunter schnelle Datenbank-Updates nötig sind.

Unter die Sparte "Synchronised Type Systems" fallen beispielsweise Trainingssimulatoren (für das Bedienungspersonal von Kraftwerken, Flugzeugen und beim Militär, etc.) oder Überwachungssysteme (unter anderem in Kraftwerken oder Chemieunternehmen, Design- und Entwicklungssysteme für Hardware-in-the-Loop-Simulationen, automatische Testgeräte und Avionik-Systeme). Bei derartigen Systemen ist die Rechenleistung ausschlaggebend, damit die Software-Konzepte innerhalb kurzer Zeit erstellt werden und die dabei auftretenden Fehler innerhalb eines zumutbaren Zeitrahmens entdeckt und behoben werden können.

In den meisten Fällen fiel die Entscheidung bisher zugunsten eines Minicomputers oder Superminis, die eine gute Antwortzeit bei Interrupts, ausreichende Rechenleistung und einfache Schnittstellen nach außen bieten. Spezialmaschinen wie Array-Prozessoren werden oftmals benötigt, um die Leistung zu erhöhen oder weil Umgebungsbedingungen besondere Anforderungen stellen.

Für die Zukunft sind einige Trends erkennbar: Auf Anwendungsebene ist die Anzahl der Benutzer von transaktionsorientierten Systemen beträchtlich gestiegen. Ebenfalls in die Höhe gegangen ist der Datenverkehr bei Kommunikationssystemen; die sogenannten "Response Systems" sind technisch ausgereifter und die Modelle in den Trainingssimulatoren, Überwachungssystemen und anderen "Synchronised Systems" komplexer geworden. Daraus ergeben sich mehr Interrupts bei "Response Systems" und eine höhere Belastung für die "Synchronised Systems".

Einige Faktoren sprechen gegen eine Entscheidung für Minicomputer: Die Kosten für die Entwicklung von Software umgerechnet auf ihre Lebensdauer steigen beständig und lassen den Anwender vor der Verwendung nicht standardisierter Betriebssysteme, Sprachen und Anwendungspakete zurückschrecken. Diese erreichen häufig ohnehin nicht die kurzen Antwortzeiten und den geringen Overhead, die bei Echtzeitsystemen Voraussetzung sind. Tatsächlich herrscht unter den DV-Herstellern die Ansicht, daß die künftigen Betriebssysteme von IBM oder DEC kommen werden (auch Unix hat eine Chance) und als Programmiersprachen Fortran, möglicherweise Ada und wahrscheinlich in zunehmendem Maße C anstelle von Assembler eingesetzt werden.

Auf dem Markt erscheinen immer mehr Mikrocomputer, die dieselbe Leistung wie Minis zu einem wesentlich günstigeren Preis erbringen. Die jüngsten Neuankündigungen auf der Basis von Prozessoren wie der 68020 von Motorola oder der 80386 von Intel bieten dieselbe CPU-Leistung (etwa vier Megawhetstones) wie beispielsweise die VAX 8600.

Inzwischen tauchen auch Mini-Supercomputer auf dem Markt auf, die ebensoviel kosten wie Superminis, jedoch von der Leistung her eher den Mainframes zugeordnet werden können. Maschinen mit einer CPU-Performance von 40 Millionen Vector-Megawhetstones einschließlich Vektor-Compiler (Fortran, C) für 350 000 Dollar sind bereits bei mehreren Anwendern im Einsatz.

Minicomputer und Superminis steht aller Voraussicht nach ein schnelles Ableben bei Echtzeitsystemen bevor. Dabei werden speziell "Response Systems" durch Mikros beziehungsweise vernetzte Mikros (Parallelverarbeitung) ersetzt und "Synchronous Systems" von Mini-Supercomputern abgelöst, deren Ein- und Ausgabe von Mikros erledigt wird. Damit lassen sich die oben beschriebenen Probleme lösen.

Wird bei "Response Systems" zusätzliche Kapazität benötigt, so kann durch weitere Mikros Abhilfe geschafft werden. Zusätzlicher Bedarf an Rechnerleistung kann bei den "Synchronous Systems" durch Mini-Supercomputer gedeckt werden.

Helmut Mühl-Kühner ist Geschäftsführer der Convex Computer Deutschland GmbH.