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rosalind-dreisbach
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• Ziel von Nano-World GRS
• Experimentieren heute
• Das Konzept der Virtuellen Hardware
• Software-Lösungen
• Protokolle
Ruling the Nano-World
Experimentieren Heute
Aus der Sicht des Theoretikers
Was heisst messen heute ?
• Bei einer „Messung“ wird eine physika-lische Grösse in eine elektrische Spannung umge-wandelt.
Zustand des Systems
Die Messung ist eine Abbildung, welche jedem Zeitpunkt einen Vektor aus elektrischen Spannungen zuordnet. Dieser Vektor charakterisiert den Zustand des Systems.
Es ist nicht a priori klar ob der Zustand dadurch schon wohl definiert ist.
Konservativ oder Dissipativ?
In konservativen Systemen ist das System beschrieben durch ein Set von Parametern.
Jedes Set von Parametern beschreibt einen (vielleicht unbekannten aber) wohldefinierten Zustand.
In dissipativen Systemen ist das System erst durch die Geschichte der Parameter eindeutig beschrieben.
Kennt man den Zustand des Systems zum Zeitpunkt t = 0 und kennt man für alle Zeiten 0 < t < T alle Parameter, so kann man das System in einen anderen (unbekannten aber) wohldefinierten Zustand bringen.
Kontroll- und Systemvariablen
Der Experimentator kontrolliert die Kontrollvariablen, das System reagiert durch eine Veränderung der Systemvariablen.
Bsp.:
Ich kontrolliere Volumen und Temperatur, das System antwortet mit einem Druck.
Parameterraum
• Das System wird beschrieben durch seine Bahn im Parametrraum
Anforderungen an ein Protokoll
• VOLLE KONTROLLEDas System muss entlang einer gegebenen Trajektorie in jeden möglichen Ort im Parameterraum geführt werden können.
• VOLLE INFORMATIONAlle Systemvariablen sollen gespeichert werden.
Das digitale Zeitalter
AD- Wandler
DA- Wandler
Systemvariablen
Kontrollvariablen
HARDWARE LÖSUNGEN
Measuring with Super-DAQTM (PCI or USB)
N-Channel Ultrafast AD4096 bit, 1024 GHz
M-Channel Ultrafast DA4096 bit, 1024 GHz
n-Channel Ultraslow Human Input m-Channel Ultraslow Human Output
TerraMemory
Schichtmodell SuperDAQ
HW.DLL
BF1.DLL BF2.DLL BF3.DLL BF4.DLL BF5.DLL
ADA
Funktionalitäts-Layer
Hardware-Layer
Hardware(1 Layer)
Verarbeitungs-Layer
UI-Layer JAVA - TCL/TK – TCP/IP - HTTP
JAVA C Fortran
Informatik-Lösungen
Moderne Konzepte in der Software-Entwicklung
Spannungsfeld
Maschinen-Code
Assembler
C, Fortran, Pascal
C++
JAVA
schnell
Portierbarlangsam
Hardware-spezifisch
Höhere Programmiersprachen
• Hohe Programmiersprachen können nicht mehr Funktionalität erreichen als die niederen, da sie selbst beim kompilieren in eine niederere übersetzt werden.
• Viel besser wartbar, portierbar, skalierbar
BatterieLeerWarnfenster.setTitle(„Achtung: Batterie Leer“)
Virtueller SuperDAQ
DSP Code
ADA ADAADA
DSP Code DSP Code
HW.DLL
BF1.DLL
HW.DLL HW.DLL
BF2.DLL BF3.DLL BF4.DLL BF5.DLL
Virtual SuperDAQ
JAVA - TCL/TK – HTTP
JAVA C Fortran
Funktionalitäts-Layer
Hardware-Layer
Hardware(2 Layers)
Verarbeitungs-Layer
UI-Layer
DSP Code
ADA ADAADA
DSP Code DSP Code
HW.DLL
BF1.DLL
HW.DLL HW.DLL
BF2.DLL BF3.DLL BF4.DLL BF5.DLL
Virtual SuperDAQ
JAVA - TCL/TK – HTTP
JAVA C Fortran
Funktionalitäts-Layer
Hardware-Layer
Hardware(2 Layers)
Verarbeitungs-Layer
UI-Layer
SMART
NANO-WORLD
Verarbeitungs- und UI-layers
Variablen speichern
Kontrollparameter automatisch ändern
User Interface (GUI / HTTP)
Kontrollparameter manuell ändern
Systemvariablen anzeigen