Melden Sie sich hier an, um auf Kommentare und die Whitepaper-Datenbank zugreifen zu können.

Kein Log-In? Dann jetzt kostenlos registrieren.

Falls Sie Ihr Passwort vergessen haben, können Sie es hier per E-Mail anfordern.

Der Zugang zur Reseller Only!-Community ist registrierten Fachhändlern, Systemhäusern und Dienstleistern vorbehalten.

Registrieren Sie sich hier, um Zugang zu diesem Bereich zu beantragen. Die Freigabe Ihres Zugangs erfolgt nach Prüfung Ihrer Anmeldung durch die Redaktion.

02.05.1975

Was sind Hardware-Struktur-Sprachen?Computer konstruieren Computer

MÜNCHEN - Wenn Hardware aus Transistoren, integrierten Schaltungen, Lotverbindungen, Printplatten usw. besteht, dann ist alles das, was man auf Papier unterbringt, um eben diese Hardware zu beschreiben, ein Modell. Der Zusammenhang zwischen Entwicklung der Hardware und Entwicklung eines Modells ist im allgemeinen interaktiv, d. h. der Schritt, den man am Labortisch vollzieht, wird im Schaltplan nachvollzogen und theoretische Überlegungen, die man anhand von Schaltplänen festlegt, werden umgesetzt in Hardware. Shanon war der erste, der die Vorteile eines logischen Diagramms unter Zuhilfenahme symbolischer Funktionen für den Entwurf logischer Schaltungen nachwies. Bestimmte Schaltfunktionen waren durch bestimmte elektronische Elemente (Gatter) zu realisieren.

Die Bool'sche Algebra war lange Zeit das einzige Mittel, elektronische Schaltungen logisch zu entwickeln. Aber sie reicht eigentlich nur aus für die Beschreibung auf der Signalebene.

Systembeschreibungen auf sechs Ebenen

Ein komplexes digitales System ist aber heute auf sechs verschiedenen Ebenen zu beschreiben:

- die algorithmische Ebene ist die oberste, auf ihr werden die Algorithmen festgelegt, die eine Schaltung leisten soll -

- die zweite Ebene beschreibt die größeren Komponenten des Systems, nämlich Prozessoren, Speicherkomponenten, periphere Einheiten und Schaltnetzwerke

- die Befehlsebene beschreibt die Maschinenbefehle eines Computers

- die Registertransferebene beschreibt Operationen zwischen Registern

- die logische Ebene beschreibt ein Netzwerk in Begriffen wie Gattern, Flip-flops und Verdrahtungen

- Die unterste Ebene ist die, auf der Gatter und Flip-flops durch Schaltelemente wie Transistoren und Widerstände realisiert werden. Da Schaltpläne und Bool'sche Algebra nur für die Ebenen 5. und 6. ausreichend sind, mußte man versuchen, andere Möglichkeiten für den Entwurf und die Beschreibungen der Ebenen 1. bis 4. zu finden.

Test auf logische Konsistenz

Eine Lösung bieten hier spezielle Sprachen: Hardware-Struktur-Sprachen.

Das anzustrebende Ideal besteht darin, einen zu entwickelnden Computer auf der obersten Ebene seinen Funktionen nach festzulegen und daraus die Strukturen von Ebene zu Ebene darunter abzuleiten. Wenn es außerdem möglich ist, Systembeschreibungen in einer solchen Sprache nicht nur zur Festlegung und Kommunikation auf Papier zu benutzen, sondern sie auch auf einem Computer zu implementieren, das heißt einen Compiler zu entwickeln, der die Hardware-Struktur-Sprache umsetzt in ein lauffähiges Programm, so ist es möglich, die einzelnen Ebenen auch auf logische Konsistenz auszutesten. Das heißt, Ungereimtheiten sind dadurch zu finden und auszumerzen. Zudem ist ein solcher Entwurf auch zu optimieren, das heißt die bestmögliche Lösung bei verschiedenen Alternativen im Hinblick auf Datendurchsatz und Kosten wird herausgefunden. Schließlich ist es möglich, mit Hilfe eines Computerprogramms den gesamten Schaltungsentwurf auszudrucken und zu kommentieren. In einem weiteren Schritt lassen sich dann aus dem Schaltungsentwurf die Vorgaben für die integrierten Schaltungen und die Verdrahtung erzeugen.

Unterschiede In der Leistungsfähigkeit

Die verschiedenen entwickelten Sprachen unterscheiden sich bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit und auch bezüglich der Ebene, auf die sie sich beziehen. Beispiele sind: AHPL, APDL, CASD, CASSANDAE, ISP, PMS, RTS.

Die Entwicklung im gesamten Computergebiet, insbesondere sehr komplexen Automaten wird im wesentlichen abhängig sein von der Entwicklung dieser Hardware-Struktur-Sprachen. Die Abhängigkeit vom amerikanischen Know-how der gesamten Computerentwicklung wird sich nicht vermindern, solange man in Deutschland auf diesem Gebiet mehr als 5 Jahre hinterherkinkt. Die an den verschiedenen Universitäten durchgeführten Arbeiten basieren auf den amerikanischen Entwürfen, sind aber momentan erst in der Lage, auf der Ebene 2 und 3 zu arbeiten.