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1 Einleitung
in der Regel mit der Nutzung der Informationstechnologie in künftigen Wohnhäusern und intelligenten Bürogebäuden in Verbindung gebracht. Ein Teil der Visionen
ist durch die Verbreitung von kleinen mobilen Geräten in Kombination mit dem
mobilen Internet bereits Wirklichkeit geworden und diese Verbreitung ist durchaus
„durchdringend” in dem Sinne, dass sie viele Bereiche des täglichen Lebens bereits
beeinflusst hat. Von der „Künstlichen Intelligenz” wird ebenfalls ein großer Einfluss
erwartet.
Dabei wird häufig nicht bewusst wahrgenommen, dass die Miniaturisierung auch
die Integration der Informationsverarbeitung mit der Umgebung vorangebracht hat.
Ein derart integriertes informationsverarbeitendes System kann als eingebettetes
System (ES) gemäß nachfolgender Definition bezeichnet werden.
Definition 1.1 (Marwedel [372]): „Eingebettete Systeme sind informationsverarbeitende Systeme, die in umgebende Produkte integriert sind.”
Beispielsweise finden wir eingebettete Systeme in Autos, Schienenfahrzeugen,
Flugzeugen, der Telekommunikation und bei der Fertigungsautomatisierung. Angekündigte Produkte wie selbstfahrende Autos und Schienenfahrzeuge machen dabei
klar, dass die Miniaturisierung bei eingebetteten Systemen ähnliche Veränderungen erwarten lässt wie die Verfügbarkeit von Mobilfunkgeräten. Für die genannten
Beispiele gibt es dabei eine Vielzahl ähnlicher Anforderungen, wie u.a. ein vorhersagbares Echtzeitverhalten, Verlässlichkeit und Effizienz. Für diese Systeme ist der
Bezug zur Umgebung sehr wichtig. Dieser Bezug wird in dem nachfolgenden Zitat
betont [330]:
“Embedded software is software integrated with physical processes. The technical
problem is managing time and concurrency in computational systems”.
Obiges Zitat könnte als Definition des Begriff „eingebettete Software” benutzt
werden und könnte zu einer Definition des Begriffs „eingebettete Systeme” verallgemeinert werden, indem wir einfach das Wort „Software” durch das Wort „ System”
ersetzen.
Der starke Bezug zur realen Umgebung wurde noch mehr betont durch die Einführung des Begriffs „cyber-physikalisches System”. Dieser kann wie folgt definiert
werden.
Definition 1.2 (Lee [331]): „Cyber-physikalische Systeme (engl. Cyber-Physical
Systems (CPS)) bestehen aus der Integration von Berechnungen und physikalischen
Prozessen.”
Eine Betonung der angesprochenen Integration ist sinnvoll, denn in einer Welt
voller Anwendungen auf Servern, PCs und Mobilfunkgeräten wird sie häufig ignoriert. Für cyber-physikalische Systeme können wir erwarten, dass Modelle auch die
Umgebung beschreiben. In diesem Sinne können wir uns vorstellen, dass cyberphysikalische Systeme eingebettete Systeme (d.h. den informationsverarbeitenden
Teil) wie auch die (dynamische) physische Umgebung enthalten, oder CPS = ES
+ (dynamisches) physisches bzw. physikalisches System. Dies spiegelt sich auch in
Abb. 1.1 wider.
1 Einleitung
in der Regel mit der Nutzung der Informationstechnologie in künftigen Wohnhäusern und intelligenten Bürogebäuden in Verbindung gebracht. Ein Teil der Visionen
ist durch die Verbreitung von kleinen mobilen Geräten in Kombination mit dem
mobilen Internet bereits Wirklichkeit geworden und diese Verbreitung ist durchaus
„durchdringend” in dem Sinne, dass sie viele Bereiche des täglichen Lebens bereits
beeinflusst hat. Von der „Künstlichen Intelligenz” wird ebenfalls ein großer Einfluss
erwartet.
Dabei wird häufig nicht bewusst wahrgenommen, dass die Miniaturisierung auch
die Integration der Informationsverarbeitung mit der Umgebung vorangebracht hat.
Ein derart integriertes informationsverarbeitendes System kann als eingebettetes
System (ES) gemäß nachfolgender Definition bezeichnet werden.
Definition 1.1 (Marwedel [372]): „Eingebettete Systeme sind informationsverarbeitende Systeme, die in umgebende Produkte integriert sind.”
Beispielsweise finden wir eingebettete Systeme in Autos, Schienenfahrzeugen,
Flugzeugen, der Telekommunikation und bei der Fertigungsautomatisierung. Angekündigte Produkte wie selbstfahrende Autos und Schienenfahrzeuge machen dabei
klar, dass die Miniaturisierung bei eingebetteten Systemen ähnliche Veränderungen erwarten lässt wie die Verfügbarkeit von Mobilfunkgeräten. Für die genannten
Beispiele gibt es dabei eine Vielzahl ähnlicher Anforderungen, wie u.a. ein vorhersagbares Echtzeitverhalten, Verlässlichkeit und Effizienz. Für diese Systeme ist der
Bezug zur Umgebung sehr wichtig. Dieser Bezug wird in dem nachfolgenden Zitat
betont [330]:
“Embedded software is software integrated with physical processes. The technical
problem is managing time and concurrency in computational systems”.
Obiges Zitat könnte als Definition des Begriff „eingebettete Software” benutzt
werden und könnte zu einer Definition des Begriffs „eingebettete Systeme” verallgemeinert werden, indem wir einfach das Wort „Software” durch das Wort „ System”
ersetzen.
Der starke Bezug zur realen Umgebung wurde noch mehr betont durch die Einführung des Begriffs „cyber-physikalisches System”. Dieser kann wie folgt definiert
werden.
Definition 1.2 (Lee [331]): „Cyber-physikalische Systeme (engl. Cyber-Physical
Systems (CPS)) bestehen aus der Integration von Berechnungen und physikalischen
Prozessen.”
Eine Betonung der angesprochenen Integration ist sinnvoll, denn in einer Welt
voller Anwendungen auf Servern, PCs und Mobilfunkgeräten wird sie häufig ignoriert. Für cyber-physikalische Systeme können wir erwarten, dass Modelle auch die
Umgebung beschreiben. In diesem Sinne können wir uns vorstellen, dass cyberphysikalische Systeme eingebettete Systeme (d.h. den informationsverarbeitenden
Teil) wie auch die (dynamische) physische Umgebung enthalten, oder CPS = ES
+ (dynamisches) physisches bzw. physikalisches System. Dies spiegelt sich auch in
Abb. 1.1 wider.