Hardwarearchitektur – Wikipedia
In der Technik, Hardwarearchitektur bezieht sich auf die Identifizierung der physischen Komponenten eines Systems und ihrer Wechselbeziehungen. Diese Beschreibung wird oft als a bezeichnet Hardware-Design-Modell, ermöglicht Hardware-Designern zu verstehen, wie ihre Komponenten in eine Systemarchitektur passen, und liefert Software-Komponenten-Designern wichtige Informationen, die für die Softwareentwicklung und -integration benötigt werden. Durch die klare Definition einer Hardwarearchitektur können die verschiedenen traditionellen Ingenieurdisziplinen (z. B. Elektrotechnik und Maschinenbau) effektiver zusammenarbeiten, um neue Maschinen, Geräte und Komponenten zu entwickeln und herzustellen.[1]
Hardware ist auch ein Ausdruck, der in der Computerindustrie verwendet wird, um die (elektronische Computer-) Hardware explizit von der zu unterscheiden Software das läuft drauf. Aber Hardware, Innerhalb der Disziplinen Automatisierung und Softwareentwicklung muss es sich nicht einfach um einen Computer handeln. Ein modernes Auto fährt viel mehr Software als das Apollo-Raumschiff. Außerdem können moderne Flugzeuge nicht funktionieren, ohne zig Millionen von Computeranweisungen auszuführen, die im gesamten Flugzeug eingebettet und verteilt sind und sowohl in Standard-Computerhardware als auch in speziellen Hardward-Komponenten wie IC-verdrahteten Logikgattern, analogen und hybriden Geräten und anderen digitalen Komponenten vorhanden sind. Die Notwendigkeit, effektiv zu modellieren, wie separate physische Komponenten zu komplexen Systemen kombiniert werden, ist für eine Vielzahl von Anwendungen wichtig, darunter Computer, PDAs (Personal Digital Assistants), Mobiltelefone, chirurgische Instrumente, Satelliten und U-Boote.
Die Hardwarearchitektur ist die Darstellung eines Engineered (oder konstruiert werden) elektronisches oder elektromechanisches Hardwaresystem sowie Verfahren und Disziplin zur effektiven Implementierung der Konstruktion (en) für ein solches System. Es ist im Allgemeinen Teil eines größeren integrierten Systems, das Informationen, Software und Geräteprototyping umfasst.[2]
Es ist ein Darstellung weil es verwendet wird, um Informationen über die verwandten zu vermitteln Elemente umfassend ein Hardwaresystem, die Beziehungen zwischen diesen Elementen und die Regeln diese Beziehungen regeln.
Es ist ein Prozess weil eine Folge von Schritten vorgeschrieben ist, um die Architektur und / oder ein Design aus dieser Architektur eines Hardwaresystems innerhalb einer Reihe von Einschränkungen zu erzeugen oder zu ändern.
Es ist ein Disziplin weil ein Wissensbestand verwendet wird, um die Praktiker darüber zu informieren, wie das System innerhalb einer Reihe von Einschränkungen am effektivsten gestaltet werden kann.
Eine Hardwarearchitektur befasst sich hauptsächlich mit den internen elektrischen (und seltener den mechanischen) Schnittstellen zwischen den Systemkomponenten oder -subsystemen und der Schnittstelle zwischen dem System und seiner externen Umgebung, insbesondere den von a betriebenen Geräten oder den von a betrachteten elektronischen Anzeigen Nutzer. (Diese letztere, spezielle Schnittstelle ist als Computer-Mensch-Schnittstelle bekannt. AKA Mensch-Computer-Schnittstelle oder HCI; früher als Mensch-Maschine-Schnittstelle bezeichnet.)[3] Entwickler von integrierten Schaltkreisen (IC) treiben aktuelle Technologien in innovative Ansätze für neue Produkte. Daher werden mehrere Schichten aktiver Bauelemente als Einzelchip vorgeschlagen, was Möglichkeiten für eine störende Implementierung von mikroelektronischer, optoelektronischer und neuer mikroelektromechanischer Hardware eröffnet.[4][5]
Hintergrund[edit]
Vor dem Aufkommen digitaler Computer verwendeten die Elektronik und andere technische Disziplinen die Begriffe System und Hardware, wie sie heute noch häufig verwendet werden. Mit der Ankunft digitaler Computer in der Szene und der Entwicklung des Software-Engineerings als eigenständige Disziplin war es jedoch häufig erforderlich, zwischen Ingenieuren zu unterscheiden Hardware- Artefakte, Software Artefakte und die kombinierten Artefakte.
Ein programmierbares Hardware-Artefakt oder eine Maschine, der das Computerprogramm fehlt, ist machtlos. Selbst als Software-Artefakt oder Programm ist es ebenso machtlos, es sei denn, es kann verwendet werden, um die sequentiellen Zustände einer geeigneten (Hardware-) Maschine zu ändern. Eine Hardwaremaschine und ihre Programmierung können jedoch so ausgelegt sein, dass sie eine nahezu unbegrenzte Anzahl von abstrakten und physischen Aufgaben ausführen. Innerhalb der Computer- und Software-Engineering-Disziplinen (und häufig auch anderer Engineering-Disziplinen wie Kommunikation) unterschieden die Begriffe Hardware, Software und System zwischen der Hardware, auf der ein Computerprogramm ausgeführt wird, der Software und dem Hardwaregerät komplett mit seinem Programm.
Das Hardware- Ingenieur oder Architekt befasst sich (mehr oder weniger) ausschließlich mit dem Hardwaregerät; das Software Ingenieur oder Architekt befasst sich (mehr oder weniger) ausschließlich mit dem Programm; und die Systeme Der Ingenieur oder Systemarchitekt ist dafür verantwortlich, dass die Programmierung innerhalb des Hardwaregeräts ordnungsgemäß ausgeführt werden kann und dass das aus den beiden Entitäten bestehende System in der Lage ist, ordnungsgemäß mit seiner externen Umgebung, insbesondere dem Benutzer, zu interagieren und die beabsichtigte Funktion auszuführen.
Eine Hardwarearchitektur ist also eine abstrakte Darstellung eines elektronischen oder elektromechanischen Geräts, das ein festes oder änderbares Programm ausführen kann.[6][7]
Eine Hardwarearchitektur umfasst im Allgemeinen eine Form eines analogen, digitalen oder hybriden elektronischen Computers sowie elektronische und mechanische Sensoren und Aktoren. Das Hardware-Design kann als “Partitionierungsschema” oder Algorithmus betrachtet werden, der alle gegenwärtigen und vorhersehbaren Anforderungen des Systems berücksichtigt und die erforderlichen Hardwarekomponenten in einem funktionsfähigen Satz sauberer Elemente anordnet begrenzt Subsysteme mit nicht mehr Teilen als erforderlich. Das heißt, es ist ein Partitionierungsschema, das exklusiv, inklusiv und vollständig ist. Ein Hauptzweck der Partitionierung besteht darin, die Elemente in den Hardware-Subsystemen so anzuordnen, dass ein Minimum an elektrischen Verbindungen und elektronischer Kommunikation zwischen ihnen erforderlich ist. Sowohl in der Software als auch in der Hardware wird ein gutes Subsystem tendenziell als bedeutungsvolles “Objekt” angesehen. Darüber hinaus bietet eine klare Zuordnung der Benutzeranforderungen zur Architektur (Hardware und Software) eine effektive Grundlage für Validierungstests der Benutzeranforderungen im Bestands-System.
Siehe auch[edit]
Verweise[edit]
- ^ Schiene.; Kang, SJ (2008). “Regelbasierte modulare Software- und Hardwarearchitektur für vielgestaltige Roboter unter Verwendung der dynamischen Verhaltensidentifikation und -auswahl in Echtzeit”. Wissensbasierte Systeme. 21 (4): 273–283. doi:10.1016 / j.knosys.2007.05.008.
- ^ Frampton, KD, Martin, SE & Minor, K. (2003). “Die Skalierung des akustischen Streamings für die Anwendung in mikrofluidischen Geräten”. Angewandte Akustik. 64 (7): 681–692. doi:10.1016 / S0003-682X (03) 00005-7.CS1-Wartung: mehrere Namen: Autorenliste (Link)
- ^ Brunelli, C., Garzia, F. & Nurmi, J. (2008). “Eine grobkörnige rekonfigurierbare Architektur für Multimedia-Anwendungen mit Funktionen zur Berechnung von Unterwörtern”. Zeitschrift für Echtzeit-Bildverarbeitung. 3 (1–2): 21–32. doi:10.1007 / s11554-008-0071-3.CS1-Wartung: mehrere Namen: Autorenliste (Link)
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- ^ A. Cavalcanti, B. Shirinzadeh, M. Zhang & LC Kretly (2008). “Nanoroboter-Hardwarearchitektur für die medizinische Verteidigung”. Sensoren. 8 (5): 2932–2958. doi:10.3390 / s8052932. PMC 3675524. PMID 27879858.CS1-Wartung: mehrere Namen: Autorenliste (Link)
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- ^ Zimmermann, M., Volden, T., Kirstein, K.-U., Hafizovic, S., Lichtenberg, J., Brand, O. & Hierlemann, A. (2008). “Eine CMOS-basierte integrierte Systemarchitektur für ein statisches Cantilever-Array”. Sensoren und Aktoren B: Chemikalie. 131 (1): 254–264. doi:10.1016 / j.snb.2007.11.016.CS1-Wartung: mehrere Namen: Autorenliste (Link)
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