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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Prozeßrechner als Automatisierungsmittel

Zusammenfassung
Zwangsläufige Begleiterscheinung der industriellen Entwicklung war von Beginn an der Bedarf an einer Automatisierung bestimmter technischer Abläufe. Damit ist die selbständige Erledigung von Aufgaben durch maschinelle Einrichtungen gemeint, was zumindest die ständige Verfolgung und Eingriffnahme seitens des Menschen erübrigt. Bis in die 50er Jahre unseres Jahrhunderts ging man diese Problematik ausschließlich mit den Mitteln der zügig voranschreitenden Meß-, Steuer- und Regelungstechnik an, zuerst überwiegend mit mechanischen, später mit elektrischen Apparaturen.
Walter Mostch

2. Charakteristika von Prozeßrechnern

Zusammenfassung
Prozeßrechner besitzen grundsätzlich alle Merkmale und Eigenschaften universeller DV-Systeme, wie sie auf dem kommerziellen oder wissenschaftlich-technischen Sektor verwendet werden. Aus ihnen haben sie sich, wie im 1. Kapitel erwähnt, aufgrund spezifischer Anforderungen, die dem oben umrissenen Aufgabenspektrum entspringen, quasi herausentwickelt. Dies war mit einer Reihe von Erweiterungen und Modifikationen verbunden, die sogar in einigen Besonderheiten auf architektonischem bzw. strukturellem Niveau resultierten. Sie lassen sich daher unmittelbar zur Abgrenzung der Prozeßrechner gegen andere Kategorien benutzen.
Walter Mostch

3. Architektonischer Überblick

Zusammenfassung
Prozeßrechner basieren auf den bekannten Grundpfeilern datenverarbeitender Maschinen nach dem von-Neumann-Konzept: anwendungsunabhängiges, gleichsam standardisiertes Gerätesystem (Hardware) sowie teils maschinen-, teils anwendungsspezifische formalisierte Verfahrensvorschriften zur Steuerung der primär sequentiellen Arbeitsabläufe und Informationsflüsse in den Geräten (Software). Wegen dieser Sequentialität weicht ihre Architektur nicht grundlegend von der Architektur anderweitig eingesetzter Digitalrechner ab, aber sie zeichnet sich, wie im 2. Kapitel ausgefiihrt, durch einige signifikante Erweiterungen aus:
  • auf der Hardwareseite die mehr oder weniger extensive Integration in den technischen Prozeß zwecks Informationsaustausch;
  • auf der Softwareseite ein Betriebssystem, das Multitask-Verarbeitung und Echtzeitverhalten auch unter hohen Anforderungen ermöglicht;
  • in übergreifender Hinsicht eine prioritätsbezogene Initiierung bzw. Koordination der internen Einzelvorgänge durch den Prozeß sowie eine gewisse Systemredundanz zur Absicherung der Betriebsbereitschaft.
Walter Mostch

4. Zentraleinheit

Zusammenfassung
Als Zentraleinheit wird gemäß den Abgrenzungen in Abschnitt 3.1 der Rechnerkem aus zentralem(n) Prozessor(en), Hauptspeicher und Verbindungseinrichtungen verstanden, also unter Aussparung der physisch ebenfalls hier lokalisierten Kanalwerke. Er differiert bei Prozeßrechnern gegenüber anderen DV-Anlagen sowohl strukturell als auch funktional nur relativ geringfügig, wenngleich sein Aufgabenumfang um einige Spezifika erweitert ist, die das Echtzeitverhalten zu gewährleisten haben. Ansonsten gilt wie gewohnt: Der Hauptspeicher hält die wichtigsten Betriebssystemkomponenten sowie die lauffähigen bzw. aktuell benötigten Anwenderprogramme bereit einschließlich der dazu gehörigen Daten, Parameter, Tabellen usw.. Der (ggf die) Prozessor(en) fuhren die einzelnen Programme aus, indem sie Daten verknüpfen, E/A-Operationen vornehmen oder veranlassen und in Abhängigkeit von bestimmten Größen logische Entscheidungen über den Programmablauf treffen.
Walter Mostch

5. Ein/Ausgabesystem

Zusammenfassung
Als Oberbegriff kennzeichnet „E/A-System“ ein Gebilde, das nur in logischfunktionaler Hinsicht eine kompakte Einheit darstellt, dagegen physisch weit ausgedehnt und vielfältig strukturiert ist. Darunter subsumiert man die Gesamtheit derjenigen Betriebsmittel, die für den Informationsaustausch zwischen Zentraleinheit und Standard- sowie Prozeßperipherie zuständig sind. Sie erstrecken sich hardwareseitig von den bautechnisch in der Zentraleinheit untergebrachten E/A-Kanälen bis zu den Anschlußstellen der meist weit außerhalb (oft mehrere hundert Meter entfernt) installierten Prozeßkoppelelemente. Einen schematischen Überblick gibt Bild 5-1.
Walter Mostch

6. Prozeßperipherie

Zusammenfassung
Die periphere Geräteausstattung bildet neben Zentraleinheit und E/A-System den dritten großen Hardwarekomplex jedes Rechnersystems. Darin umfaßt die Standardperipherie unabhängig vom Einsatzbereich des Rechners weitgehend ein fest umrissenes Gerätespektrum (siehe Tabelle 3-1), das z.B. in [TaK 82] ausfuhrlich beschrieben ist. Hier soll sich die Betrachtung auf den für Prozeßrechner charakteristischen Sektor der Prozeßperipherie konzentrieren, zumal er nicht nur quantitativ, sondern auch vom Kostenanteil her klar dominiert.
Walter Mostch

7. Echtzeitbetriebssytem

Zusammenfassung
Laut Abschnitt 3.2.2 bildet neben der Geräteausstattung die Systemsoftware den zweiten Basispfeiler eines Prozeßrechners. Ebenso wurde dort gezeigt, daß von ihren Hauptkomponenten praktisch nur das Betriebssystem im engeren Sinne den spezifischen Charakter des Prozeßrechners prägt. Sein Wesen und seine Zweckbestimmung treten in der allgemeinen Definition von DIN 44300 nur recht unscharf hervor:
Das Betriebssystem bilden die Programme eines digitalen Rechnersystems, die zusammen mit den Eigenschaften der Rechenanlage die Grundlage der möglichen Betriebsarten darstellen und insbesondere die Abwicklung von Programmen steuern und überwachen.
Walter Mostch

8. Programmiersprachen für Prozeßrechner

Zusammenfassung
Jede logisch geschlossene Einheit von Arbeitsvorschriften für einen Rechner bedarf einer ihm verständlichen und deshalb zwangsläufig normierten Darstellungsform. In deren einschlägigen Definitionen, Konventionen, Regeln und Konstrukten drücken sich die Syntax und die Semantik einer Programmiersprache aus. Sowohl die Funktionen bzw. Komponenten des Betriebssystems selbst als auch die gerade in der Prozeßautomatisierung besonders zahlreichen und vielfaltigen Anwendungslösungen müssen in einer solchen Sprache abgefaßt sein. Bei der folgenden Diskussion wird hinsichtlich des Einsatzes dieser Sprachen bewußt nicht zwischen System- und Anwendungsprogrammen unterschieden. Andererseits ist nicht zu übersehen, daß sich die Sprachauswahl durch den Programmierer nicht zuletzt sowohl am verwendeten Betriebssystem als auch am spezifischen Charakter der Automatisierungsaufgaben bzw. an den Eigenheiten des zugrunde liegenden technischen Prozesses (typische Branchenmerkmale!) orientiert.
Walter Mostch

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