Vorlesung Formale Grundlagen von Schaltnetzen lich willkommen Kommentierte Folien

2 Das Ziel Grundkenntnisse in Technische Informatik, einer zunehmend wichtigen Ergänzung der allgemeinen Informatik erwerben:

3 Technische Informatik = die ganze Informatik Rechnerhardware Rechnernetze Betriebssysteme Programmierung Datenbanken Theorie Anwendung (Technische) –Medizintechnik –Automobiltechnik –Robotik –Haustechnik –Kommunikationstechnik Schlagwörter:  Eingebettete Systeme  Echtzeitsysteme Was versteht man darunter?

4 Eingebettetes System ??????? Ein Computer, –der nicht wie ein Computer aussieht –der mit seiner (technischen) Umgebung zusammenarbeitet –der eine einfache oder gar keine Benutzeroberfläche besitzt –der Teil eines anderen technischen Systems ist Beispiele: Automobil, Handy, iPOD, Medizinische Geräte, Fertigungsautomaten, Roboter u.v.a.m.

5 Eingebettete Systeme – eine technische Revolution Revolutionäre Entwicklung ähnlich wie PC und Internet Industrien der unterschiedlichsten Anwendungs- bereiche haben einen neuen gemeinsamen Kernbereich: Software-intensive, in Datennetze eingebundene, multimediale Daten verarbeitende Eingebettete Systeme 2005: 10 Milliarden/Jahr Eingebettete Prozessoren 18% Wachstum/Jahr Informatik macht Geräte intelligent (smart)

6 „smarte“ Haustechnik

7 Haustechnik - gestern Ein Mensch, vorm Urlaub, wahrt sein Haus, Dreht überall die Lichter aus, In Zimmern, Küche, Bad, Abort- Dann sperrt er ab, fährt heiter fort. Doch jäh, zu hinterst in Tirol, Denkt er voll Schrecken: „Hab ich wohl?“ Und steigert wild sich in den Wahn, Er habe dieses nicht getan. Der Mensch sieht schaudervoll im Geiste, Wie man gestohlen schon das meiste, Sieht Türen offen, angelweit. Das Licht entflammt die ganze Zeit! Zu klären solchen Sinnestrug, Fährt Heim er mit dem nächsten Zug Der Urlaub Von Eugen Roth Heute: Kontrolle über Ihr Heim: Fernsteuerung per Handy oder Telefon von Heizung, Licht, Jalousien und elektronischen Geräten nach Ihren Vorstellungen. Heute: Automatische Signalisierung bei Einbruch und Störungen per Telefon.

8 Haustechnik - gestern Und ist schon dankbar bloß zu sehn: Das Haus blieb wenigstens noch steh‘n! Wie er hinauf die Treppen keucht: Kommt aus der Wohnung kein Geleucht? Und plötzlich ist‘s dem armen Manne, Es plätschre aus der Badewanne! Die Ängste werden unermessen: Hat er nicht auch das Gas vergessen? Doch nein! Er schnuppert, horcht und äugt Und ist mit Freuden überzeugt, Daß er – hat er‘s nicht gleich gedacht? - Zu Unrecht Sorgen sich gemacht. Er fährt zurück und ist nicht bang. – Jetzt brennt das Licht vier Wochen lang Sicheres Ausschalten des Herdes und anderer Verbraucher beim Verlassen des Hauses.

9 Haustechnik heute spega haustechnik (Zur Anzeige dieser Animation muss zuvor der Flash Player installiert werden. Eine kostenlose Version ist hier erhältlich: Adobe Flash Player)Adobe Flash Player

10 Smartes Auto

11 Kostenanteile Heutige Luxusautos – ungefähr 30% der Kosten für Elektronik (einschließlich Software) Alle Autos im Jahre 2010: 35 % der Kosten für Elektronik (einschließlich Software)

12 Beispiel: BMW 745i 2,000,000 LOC Windows CE OS 53 8-bit  P bit  P 7 16-bit  P Mehrere CAN-Busse Viele Fehler! Große eingebette Systeme: Flugzeuge, Industrieroboter usw.

13 Smarte Fertigungsmaschinen

14 Mechatronic Firmen auf dem Weg zu Softwarefirmen Beispiel ASML: Marktführer für lithografische Systeme (Chipentwurf) Wafer stepper Innerhalb kurzer Zeit von 20 auf 600 Informatiker

15 Roboter

16 Programmierbare Technische Systeme: Beispiel Fabrikationssteuerung Eingebettete Systeme

17 AIBO-Hund

18 AIBO-Hund

19

20 Dienstleistungsroboter ASIMO von Honda Humanoider Roboter

2.Wo liegen die Herausforderungen?

22 Mobilität Damit man überall und zu jeder Zeit informiert ist Tony Givargi, University of California Computer müssen lernen, sich in einer neuen Umgebung zurecht zu finden

23 Alle Computer sind miteinander verbunden Chance –Alles und jedes Messen (z.B. Feuchtigkeit und Nährstoffgehalt des Boden für kleine Gruppen von Pflanzen) Lernen, was gute Wachstumsbedingungen sind

24 Echtzeitsysteme korrekte Funktion erfordert pünktliches Abliefern der Ergebnisse Was zu spät kommt, ist überflüssig oder sogar schädlich! Die korrekte Behandlung von Zeit ist eine große Herausforderung für die Informatik

25 Echtzeit

26 Echtzeit

27 Echtzeit

28 Sicherheit vor unbefugtem Zugriff Wer will was? Darf er das? Wie schützt man sich vor Attacken? Lernen, damit man von neuen Angriffen nicht überrascht wird

29 Gute Verstecke Kleine Messgeräte an die richtigen Stellen –Im Beispiel in einen Autroreifen zur Luftdrucküberwachung VDO Siemens

30 Manchmal ist es ziemlich ungemütlich Hohe Temperaturen Vibrationen Erschütterungen Feuchtigkeit

31 Einfache und sichere Bedienung Tony Givargi, University of California Lernen, was der jeweilige Benutzer unter bedienfreundlich versteht

32 Marktentwicklung Marktbeobachter: Demnächst überholt der Markt (Umsatz) für Eingebettete Systeme dem Markt für "General Purpose-Systeme" Bis zum Jahr 2010 finden 90% der Studienabgänger in Informatik ihre Beschäftigung im Bereich Eingebetteter Systeme

33 Intelligente Technische Systeme Europäische Industrie für Technische Systeme ist führend Weiterhin tolle Berufsaussichten für Informatiker bei gut gewähltem Schwerpunkt Gut, wenn man -- gerne mit Technik spielt (Fischer, Lego u.ä.) Mathematik und Physik mag Der Kurs Formale Methoden ist ein Test, ob man für dieses Studium geeignet ist

34 Intelligente Technische Systeme Ab WS 2006/7 an dieser Fakultät: Bachelor Informatik mit Schwerpunkt „Intelligente Technische Systeme“

35 Vorlesung: Schaltnetze Aus welchen Komponenten besteht ein Rechner? Welche Funktion haben solche Komponenten und wie beschreibt man diese?

teachers open the door, but you must enter by yourself