Software, die die Welt zusammenhält

Transkript

1 Software, die die Welt zusammenhält Über die Allgegenwärtigkeit von Computern am Beispiel von eingebetteten Systemen Prof. Dr. Holger Schlingloff Institut für Informatik, Humboldt Universität zu Berlin Fraunhofer FIRST, Berlin

2 Worum geht es? Eingebettete Systeme als alltägliche Selbstverständlichkeit der Zukunft Verschwindende Computer als allgegenwärtiger Gebrauchsgegenstände Intelligente Dinge als die nächste Internetrevolution unserer Gesellschaft Vernetzte Geräte als universelle Begleiter der Menschen Cyber-Physical Systems als zuverlässige Hilfen in Beruf, Freizeit und Notsituationen

3 Beispiele

4 Inhalt Bedeutung und Anwendungen Aufbau, Hard- und Software Programmierung Kommunikation und Vernetzung Beispiel Notrufsystem Forschungsfragen

5 Bedeutung und Anwendungen Bereits heute gibt es mehr eingebettete Systeme als Menschen auf der Welt Andauernde zweistellige Zuwachsraten Bedeutender Wirtschaftsfaktor

6 Informatik und Welt Informatik = Wissenschaft von der automatischen Verarbeitung von Informationen????? d???? Beispiele: Taschenrechner Tabellenkalkulation Text- und Bildverarbeitung

7 Informatik und Welt Informatik = Wissenschaft von der automatischen Verarbeitung von Informationen Beispiele: Geschirr spülen Auto fahren Fußball spielen

8 Geschirr spülen?

9 Auto fahren?

10 Fußball spielen?

11 Allgegenwärtigkeit Informationsverarbeitende Komponenten können (fast) alle technischen Erzeugnisse verbessern Brille mit Hörgerät Jacke mit eingebautem MP3-Spieler Uhr mit Navigationssystem Gabel mit Thermometer Fernbedienung mit Internetanschluss Toaster mit Wetterkarte

12 Marktbereiche Verkehrstechnik Motor/Triebwerkssteuerung, X-by-wire, Lagestabilisierung, Dynamikregelung, ABS, Insassenkomfort, Verkehrsleitsystem, Ampelsteuerung, Radarerfassung, Produktions-, Umwelt- und Energietechnik Kraftwerks- und Fabriksteuerungen, Emissionskontrolle, Robotik, Wissensgesellschaft Kommunikation, Krisenmanagement, Verbrauchsminimierung, Urbanisierung, Gebäude Heizungssteuerung, Lichtsteuerung, Schließanlage, Sicherheitstechnik, City- Management, Medizintechnik Patientensysteme, Behandlungsgeräte, Mess- und Diagnosegeräte, Krankenhaus- Organisation,

13 Relevanz 71 Mrd. Weltmarktvolumen 18 Mrd. allein in Deutschland wesentlicher Standortfaktor wichtiges Differenzierungsmerkmal hoher Kundennutzen

14 Inhalt Bedeutung und Anwendungen Aufbau, Hard- und Software Beispiel NXT - Programmierung Kommunikation und Vernetzung Beispiel Notrufsystem Forschungsfragen

15 Konrad Zuse s Z / zerstört 1943 digital, frei programmierbar Aufbau Relais-CPU Speicherwerk Zahleingabe per Tastatur Programmeingabe per Lochstreifen

16 Von-Neumann s Computer 1945 EDVAC, ENIAC Elektronenröhren zur Repräsentation von Zahlen, elektrische Pulse für deren Übertragung, Dezimalsystem Programmierung durch Kabel und Drehschalter Befehle des Programms werden wie zu verarbeitenden Daten behandelt, binär kodiert und im internen Speicher verarbeitet

17 von-neumann-architektur Rechenwerk (central processing unit, CPU) Steuerwerk (control unit) Rechenwerk (arithmetic logical unit, ALU) Hauptspeicher (Main memory) Eingabe (input) Ausgabe (output)

18 Bsp.: NXT

19 Inhalt Bedeutung und Anwendungen Aufbau, Hard- und Software Programmierung Kommunikation und Vernetzung Beispiel Notrufsystem Forschungsfragen

20 BricxCC klassische C-Programmierung Übertragung auf Target via USB

21 NXT-G modellbasierte Entwicklung

22 Inhalt Bedeutung und Anwendungen Aufbau, Hard- und Software Programmierung Kommunikation und Vernetzung Beispiel Notrufsystem Forschungsfragen

23 NXTRemote Mehr und mehr eingebettete Systeme werden kommunikationsfähig Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, Wibree, Kopplung untereinander und mit Server

24 Sprachsteuerung

25 Inhalt Bedeutung und Anwendungen Aufbau, Hard- und Software Programmierung Kommunikation und Vernetzung Beispiel Notrufsystem Forschungsfragen

26 Ambient Assisted Living

27 Systemkomponenten

28 Sturzerkennung

29 Inhalt Bedeutung und Anwendungen Aufbau, Hard- und Software Programmierung Kommunikation und Vernetzung Beispiel Notrufsystem Forschungsfragen

30 Aktuelle Themen Verteilte Echtzeit-Reaktivität Nahtlose Interaktion, Heterogenität Sichere Wiederverwendbarkeit Dienstintegration, Monitoring Autonomie und Intention Adaptivität und Selbstorganisation

31 Zusammenfassung Eingebettete Informatiksysteme das betrifft uns alle Vieles wird besser aber es gibt noch viel zu tun! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!