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23.01.1981

Minicomputer-Einsatz unter schwierigsten Bedingungen:Prozeßsteuerung in Zukunft verteilt

Minicomputer werden auch zur Steuerung, Regelung und Überwachung von technischen Prozessen eingesetzt. Damit solche Rechner im mobilen Einsatz und unter schwierigsten Bedingungen arbeiten können, müssen sie mechanisch so konstruiert sein, daß sie bestimmte Anforderungen erfüllen.

Die Militärs geben besondere Standards vor, die auch bei der Industrie für Rechner im rauhen Umfeld Gültigkeit haben.

- Luftfeuchtigkeit fünf bis maximal 100 Prozent

- Luftdruck im Betrieb 600 bis 1200 Millibar

- Umgebungstemperatur -25°C bis +60°C

- Stoßbelastbarkeit 15g (11 Millisekunden Halbsinus)

- Schwingungsbelastbarkeit 10 bis 1000 Hertz (10g)

Minicomputer, die mit den heute üblichen 16-Bit-Mikroprozessoren arbeiten, sind den klassischen Prozeßrechnern durch Architektur und Leistungssteigerung überlegen. Möglicherweise werden Mikros mit einer Datenwortlänge von 32-Bit Eigenschaften a aufweisen, die an heutige Großrechner erinnern.

Die Tendenz der zunehmenden Datenwortlänge ist verständlich, da Datendurchsatz, Adressierbarkeit und auch die Genauigkeit in proportionalem Zusammenhang stehen. Zur weiteren Leistungssteigerung und um die Systemverfügbarkeit zu erhöhen, werden Multiprozeßrechnersysteme verwendet (Konzept der Tandem-Computer). Fehler- und Ferndiagnose, wie sie heute von kommerziellen Groß-DV-Anlagen bekannt sind, werden für automatisierte Systeme selbstverständlich. Darüber hinaus lassen Rechner-Systeme über Fehlermaskierung einzelne oder mehrere Fehler zu, die dann später bei dem geplanten Wartungsbesuch behoben werden.

Eine große Bedeutung der zukünftigen Prozeßrechnersysteme haben Kopplungen von verteilten Prozeßrechnersystemen. Solche Prozeßrechnernetze, die schon bus- und ringförmige Übertragungssysteme enthalten, erhöhen Übertragungsleistung und Systemzuverlässigkeit. Um die Übertragungsstrecke schneller zu machen und die elektromagnetische Störbeeinflussung herabzusetzen, setzt man Glasfaser-Übertragungsstrecken ein.

Proportional zu den Hardwarekosten steigen die Softwarekosten immer schneller und werden für die Wirtschaftlichkeit der Minicomputer-Systeme bestimmend. Zur Zeit werden höhere Programmiersprachen wie Algol, Fortran und Pascal mit herstellerspezifischen Erweiterungen verwendet, die nur Teile der Benutzerforderungen abdecken Dadurch müssen oft rechnerorientierte Sprachen (Assembler) zur Ergänzung benutzt werden. Deshalb ist auch bei der Software ein Standardisierungsprozeß im Gange: Als Zwischenlösung werden die zum Teil nationalen Prozeßprogrammiersprachen wie Pearl (Deutschland) oder Jovial (England), die eine blockstrukturierte Programmiersprache ähnlich Algol ist, und Chill, eine für Fernmelde- und Vermittlungssysteme definierte Sprache, eingesetzt. Auch unterstützen zukünftig Mikroprozessoren in steigendem Maße die Programmierung in höheren Programmiersprachen. Intel hat einen 32-Bit-Prozessor (APS 432) angekündigt, der besonders an die Sprachen Pascal und Ada angepaßt sein soll.

Mittlerweile wird Pascal besonders bei Mikroprozessorsystemen eingesetzt, da sich herausstellte, daß seine Kontrollanweisungen und Datenstrukturen das systematische Programmieren unterstützt.

Ada schließt Lücke

Das amerikanische Verteidigungsministerium (DOD) entwickelte unter beachtlichem Aufwand die Programmiersprache Ada, um die enormen Softwarekosten zu reduzieren. Ada wurde aber nicht nur für die kommerzielle Anwendung wie Cobol entworfen (übrigens auch vom DOD finanziert), sondern ist für die Programmierung integrierter Systeme aus Software, Hardware und technischen Prozessen gedacht. Es deckt also die Bereiche der bisherigen Sprachen wie Algol, Fortran, Pascal und auch die der Echtzeitanwendungen ab. Ada schließt damit eine Lücke, da es bisher keine standardisierte Sprache für Systemprogrammierung und keine einheitliche Sprache für Prozeßsteuerung gibt. Wenn man eine gewisse Zeitspanne für die Verbesserung der Übersetzer und ihre Implementierung auf andere Rechner ansetzt, kann sich Ada Mitte der 80er Jahre weltweit durchsetzen.

Schon heute werden von den Halbleiterfirmen Funktionen von Realtime-Betriebs-Systemen in die Hardware ihrer neuen Mikroprozessoren integriert (RMX-Modell von Intel).

Aufgaben für die weitere Software-Entwicklung sind

- Ausbau von Netzbetriebssystemfunktionen,

- Automatische Verwaltung von Multimikroprozessor-Systemen,

- Integration von Prozessorprogrammiersprachen.

Die wichtigsten Schritte sind bereits unternommen, um eine Standardisierung auf den drei Gebieten Hardware, Software und Schnittstellen durchzuführen. In der Zukunft werden dezentralisierte Prozeßrechnersysteme keine zentralen nach dem hierarchischen Konzept - für Prozeßautomatisierungsaufgaben aus. Rechnersubsystemen mit einem Datenbankverwaltungs-, Kommunikations- und prozeß- oder anwendungsspezifischen Rechnern bestehen.