7 Programmiersprachen für die Automatisierungstechnik

Kapitel 7: Programmiersprachen für die Automatisierungstechnik 

AT1 

§ 7 Programmiersprachen für die 

Automatisierungstechnik 

Lernziele: 

– Die Vorgehensweisen bei der Erstellung von Automatisierungsprogrammen 

kennen 

– Die Programmiersprachen für SPSen kennen 

– Die wichtigsten Echtzeit-Konzepte für Programmiersprachen kennen 

– Wissen, wie Echtzeit-Konzepte in Ada 95 umgesetzt sind 

– Ein Echtzeit-Programm in Ada 95 entwerfen können 

© 2013, IAS Universität Stuttgart 408

AT1 



7.1 Grundbegriffe 

7.2 Programmierung von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) 

7.3 Universelle Programmiersprachen für die Automatisierungstechnik 

7.4 Die Echtzeitprogrammiersprache Ada 95 



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Vorgehensweisen bei der Erstellung der Programme 

Speicherprogrammierbare Steuerungen 

– textuelle Programmiersprachen 

– graphische Programmiersprachen 

Mikrocontroller 

– Assembler 

– niedere maschinenunabhängige Programmiersprachen 

PC und IPC 

– Softwarepakete 

– universelle Echtzeitprogrammiersprachen 

Prozessleitsysteme 

– Funktionsbausteintechnologie 



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Arten von Programmiersprachen 

Klassifikation nach Art der Notation 

– textuelle Programmiersprachen Ada, C, SPS-Anweisungsliste 

– graphische Programmiersprache SPS-Kontaktplan 

Klassifikation nach dem Programmiersprachenparadigma 

– prozedurale Programmiersprachen C, Ada 83 

– funktionale Programmiersprachen LISP 

– logische Programmiersprachen PROLOG 

– objektorientierte Programmiersprachen C++, Smalltalk, Ada 95 

Klassifikation nach der Sprachhöhe 

– hoch: an der Verstehbarkeit durch den Menschen orientiert 

– nieder: an den Hardware-Eigenschaften eines 

Computers orientiert 


„Sprachhöhe“ 


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Klassifizierung nach der “Sprachhöhe” 

Programm-Generatoren 

Anwendungsspezifische 

Programmiersprachen 

Universelle 


Maschinenunabhängige 


Makroassemblersprachen 

Assemblersprachen 

Maschinenorientierte 


Maschinensprachen 

Mikroprogrammsprachen 




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– Realisierung der Ablaufsteuerungen zur Ausführung der 

Maschinenbefehle 

fest verdrahtete Verknüpfungsglieder 

Mikroprogramme (Firmware) 


– Befehle und Daten in Form von Bitmustern zur direkten 

Ausführung auf der Hardware des AT-Computers 

nicht für 

Anwendungsprogrammierung 

Assemblersprachen 

– Ersetzung der Bitmuster des Operationsteils der Befehle der 

Maschinensprache durch symbolische Buchstabenabkürzungen 

– Einführung eines symbolischen Namens anstelle der zahlenmäßigen 

Darstellung des Adressteils 

– Abhängigkeit von gerätetechnischen Eigenschaften der jeweiligen 

Rechenanlage 



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Makroassemblersprachen (Makrosprachen) 

– weiteres Hilfsmittel zur einfacheren Handhabung: Makros 

Makro: Abkürzung für eine bestimmte Befehlsfolge 

– Unterscheidung 

Makrodefinition 

Makroaufruf 

Makroexpansion 

– Eindeutige Zuordnung von Makroassemblerbefehlen zu Befehlen der 

Maschinensprache 

– Einem Makrobefehl entsprechen mehrere Maschinenbefehle 

– Makro wird an jeder Stelle, an der es aufgerufen wird, expandiert 

Klassifizierung von Makros 

– Standardmakros: fest vorgegeben 

– Anwendermakros: vom Anwender selbst definierbare Makros 

für häufig vorkommende Befehlsfolgen 



AT1 

Vor- und Nachteile der Assemblerprogrammierung 

+ Speicher- und Rechenzeit-Effizienz 

- höhere Programm-Entwicklungskosten 

- geringe Wartbarkeit 

- Probleme mit der Zuverlässigkeit 

- schlechte Lesbarkeit, geringer Dokumentationswert 

- fehlende Portabilität 

Einsatz von Assemblersprachen 

ja: 

nein: 

- Automatisierung von Geräten oder Maschinen, wo es um Serienoder 

Massenanwendungen geht 

- kleinste Programme 

- direkter Zugriff auf sehr spezifische Hardware 

- langlebige, große zu automatisierende Prozesse 

- umfangreichere Programme 



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Universelle Programmiersprachen 

Universell nicht auf ein Anwendungsgebiet ausgerichtet 

universelle niedere Programmiersprachen 

– Zweck: Erstellung von Systemprogrammen 

• Compiler 

• Editoren 

• Betriebssysteme 

• Treiberprogramme 

– Ziel: 1. Ausnutzung der Hardwareeigenschaften 

2. Portabilität 

– Beispiel: C 

universelle höhere Programmiersprachen 

– Zweck: Erstellung von allgemeinen Programmen 

– Ziel: 1. einfache Formulierbarkeit 

2. umfangreiche Compilerprüfungen 

3. Portabilität 

– Beispiel: Ada, Java, Smalltalk 

Systemprogrammiersprachen 



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Entwicklungslinien 

2005 

Java 2 

Ada2005 

2000 

C# 

1995 

Java 

Ada95 

Ruby 

1990 

PEARL 90 

1985 

C++ 

Eiffel 

1980 

C 

Ada 

Small 

talk 80 

Mehrrechner 

PEARL 

1975 

PEARL 

1970 

Pascal 

Simula 

ALGOL 68 

1965 

1960 

1955 

BASIC 

FORTRAN 

PL/1 

COBOL 

CORAL 66 

ALGOL60 

Legende: 

Objektorientierte 

Programmiersprache 

Echtzeit Programmiersprache 

Höhere Programmiersprache 



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Anwendungsspezifische Sprachen 

Synonyme: Deskripitive Sprachen, nicht-prozedurale höhere Sprachen, 

very high level languages 

Unterscheidung zu prozeduralen Sprachen 

– keine Beschreibung des Lösungsverfahrens, sondern 

Beschreibung der Problemstellung selbst 

– Einschränkung auf bestimmtes Anwendungsgebiet 

Bsp.: FUP Funktionsplan 

KOP Kontaktplan 

AWL Anweisungsliste 

EXAPT für Werkzeugmaschinensteuerungen 

ATLAS für automatische Prüfsysteme 

Vorteile/Nachteile: 

+ bequeme, anwendungsspezifische Ausdrucksweise 

- Inflexibilität 



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Programm-Generatoren (Fill-in-the-blanks-Sprachen) 

– Formulierungsverfahren für Programme 

– Beantwortung von Fragen in Form von Menüs am Bildschirm durch den 

Anwender (Konfigurierung) 

– Umsetzung der Antworten durch den Programm-Generator in ein 

ausführbares Programm 

– Vorteil: keine Programmierkenntnisse notwendig 

– Nachteil: Einengung auf bestimmtes Anwendungsgebiet 

Abhängigkeit von einem bestimmten Hersteller 

Anwendung in Automatisierungstechnik 

– Leitsysteme in der Energie-und Verfahrenstechnik 



AT1 

Problematik der Echtzeit-Programmierung 

– Höhere Programmiersprachen wie FORTRAN, COBOL, PASCAL, Java, 

C# sind ohne Erweiterungen für Echtzeit-Programmierung ungeeignet 

keine Echtzeitsprachmittel 

keine Einzelbitoperationen 

keine Befehle für Prozess-Ein-/Ausgabe 

– Einsatz von höheren Programmiersprachen im Vergleich zu 

Assemblersprachen bringt i.d.R. Erhöhung von Speicherbedarf und 

Rechenzeit mit sich 

Produktautomatisierung: Speicherplatz und Rechenzeit 

kritisch 

Anlagenautomatisierung: Rechenzeit unter Umständen 

kritisch 

Voraussetzung 

Compiler für Zielrechner 

Echtzeit-Betriebssystem 


Anteil der Anwendung 

höherer Programmiersprachen 


AT1 

Vergleich der Verwendung höherer Programmiersprachen 

100% 

Höhere Programmiersprachen 

für technischwissenschaftliche 

und 

kommerzielle 

Anwendungen 

Höhere Programmiersprachen 

für 

die Prozessautomatisierung 

0% 

1950 1960 1970 1980 1990 

2000 

t 



AT1 

Frage zu Kapitel 7.1 

Mit welchen der folgenden Aussagen über die unterschiedlichen 

“Sprachhöhen” stimmen Sie überein? 

Antwort 

f Maschinensprachen sind gut geeignet für die Anwendungsprogrammierung. 

 

Die Programmiersprache C ist eine universelle Programmiersprache. 

f Der Kontaktplan (KOP) der SPS-Programmierung ist eine Maschinensprache. 

f Programmgeneratoren verlangen ausgeprägte Programmierkenntnisse. 

 

Programmiersprachen mit niedriger “Sprachhöhe” fokussieren Hardware- 

 

Charakteristiken eines Computers. 

Mit universellen Programmiersprachen können maschinen-unabhängige 

Programme erstellt werden. 


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Programmiersprachen für SPS-Systeme (1) 

– Keine feste Programmiersprache für SPS-Systeme 

– Unterschiedliche Arten der Programmierung, auch abhängig vom Hersteller 

– IEC 61131 definiert grafische und textuelle Grundsprachen 

Eingabesprachen Speicherprogrammierbarer Steuerungen (IEC 61131-1/3) 

alphanumerische Darstellung 

graphische Darstellung 

Zustands-orientierte 

Ablauf-orientiert 

Anweisungsliste 

AWL 

U E 5.3 

U E 2.6 

O A 2.1 

ON M 23.1 

= A 2.4 

Strukturierter 

Text 

ST 

IF A&B = 1 

THEN ... 

ELSE ... 

E5.3 

Funktionsplan 

FUP 

E2.6 

A2.1 

M23.1 

& 

>=1 

A2.4 

Kontaktplan 

KOP 

E5.3 E2.6 A2.4 

( ) 

A2.1 

M23.1 

Ablaufsprachen 

AS 

S1 

T1 

T2 

S2 

T8 

T9 

S8 

– IEC 61131 definiert keine Befehle! 

sowohl deutsche als auch englische Bezeichner für Operatoren 



AT1 

Programmiersprachen für SPS-Systeme (2) 

– Basis aller Programmiersprachen sind Logikverknüpfungen 

– Erweiterung um Möglichkeiten der Zeitverarbeitung 

– Darstellungsart je nach Aufgabenstellung unterschiedlich geeignet 

• Zustandsorientierte Programmteile besser in FUP oder KOP 

• Ablauforientierte Programmteile besser in AWL oder AS 

– Darstellungsarten lassen sich ineinander überführen 

ABER: 

Bestimmte Operationen nur in AWL programmierbar (Bit-Schiebeoperationen) 

Einführungsbeispiel: 

Ausgang 1( A1) und Ausgang 2 (A2) sind nur dann gesetzt, wenn entweder 

Eingang 3 (E3) gesetzt ist oder wenn die beiden Eingänge1 (E1) 

und 2 (E2) gleichzeitig gesetzt sind. 



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(AWL)/Instruction List (IL) 

– Assemblerähnliche Programmiersprache 

– Alle Funktionen einer SPS uneingeschränkt programmierbar 

– Einheitlicher Aufbau einer Befehlszeile 

Marke(opt.): Operator Operand Kommentar(opt.) 

– Programmierung durch Verknüpfung von Signalen 

Umsetzung des Beispiels in AWL 

Start: U( E1 

U E2 

) 

O E3 

= A1 

= A2 



AT1 

Strukturierter Text (ST) 

– Höhere, Pascal-ähnliche Sprache 

• Zuweisungen 

z.B.: alarm := ein AND aus; 

• Unterprogrammaufrufe 

z.B.: alarmleuchte(S:=ein, R:=aus); 

• Kontrollanweisungen 

z.B.: IF alarm 

THEN alarmleuchte(S:=ein, R:=aus); 

END_IF; 

– Zusätzliche Sprachmittel für Zeitverarbeitung und Prozessdatenzugriff 

– Für die Programmierung umfangreicher Systeme geeignet 

Umsetzung des Beispiels in ST 

A1 := E3 OR (E1 AND E2); 

A2 := A1; 



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Kontaktplan (KOP) / Ladder Diagramm (LD) 

– Einfache Darstellung 

– Lehnt sich an Stromlaufplan der Relaistechnik an 

– Symbole für „Schließer“, „Öffner“, und „Relaisspule“ 

Schließer Öffner Verknüpfungsergebnis 

(Spule) 

– Symbolisierter Stromfluss von links nach rechts 

– I/O-Zustände werden auf Schalterzustände abgebildet 

– Programm wird von oben nach unten gelesen 

Nachteil: Komplexe mathematische Funktionen schlecht darstellbar 

Umsetzung des Beispiels in KOP 

E1 

E2 

A1 

E3 

A2 



AT1 

Funktionsbausteinsprache (FBS)/ Funktionsplan (FUP) 

– Lehnt sich an bekannte Symbole für Funktionsbausteine (DIN40900) an 

– Symbolumfang nicht auf logische Grundelemente beschränkt 

Merker, Zähler, Zeitgeber und frei definierbare Blöcke möglich 

– I/O-Zustände werden direkt als Ein-/Ausgangssignale verwendet 

– Übersichtliche Darstellung 

Umsetzung des Beispiels in FUP 

E1 

E2 

& 

E3 

> 

– 1 

A1 

A2 

Video: SPS-Programmierung 



AT1 


Bei der Programmierung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen 

(SPS) werden so genannte Programmiergeräte verwendet. Warum sind 

diese notwendig? 

Antwort 

Notwendige Programmierumgebung kann nicht auf der SPS selbst 

ausgeführt werden. 

Programmierung auf „Host Computer“, dann Laden des Programmcodes 

auf SPS. 


AT1 









AT1 

C und C++ als universelle Programmiersprachen 

C: – Maschinennahe effiziente Systemprogrammiersprache 

– flexibel wie Assembler 

– Kontrollflussmöglichkeiten höherer Programmiersprachen 

– universelle Verwendbarkeit 

– begrenzter Sprachumfang 

C++: – Erweiterung von C um Objektorientierung 

– Beibehaltung der Effizienz von C 

– Verbesserung der Produktivität und Qualität 

Hybride Programmiersprache 

Concurrent C: 

Erweiterung von C um Konzepte zur Echtzeitverarbeitung 



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Sprachkonzepte von C 

– Vier Datentypen: char, int, float, double 

– Zusammenfassung von Daten: Vektoren, Strukturen 

– Kontrollstrukturen: if, switch, while, do-while, for, 

continue, break, exit, goto 

– Ein-/Ausgabe: Bibliotheksfunktionen 

– große Vielfalt an Bit-Manipulationsmöglichkeiten 

– schwaches Typkonzept 

– getrennte Kompilierbarkeit von Sourcefiles 

– keine expliziten Möglichkeiten für Parallelverarbeitung 



AT1 

Sprachkonzepte von C++ 

– Klasse (class) 

Datenstruktur mit Daten und Methoden 

(memberfunction) 

– Konstruktor (constructor) 

Anlegen einer Instanz einer Klasse (Objekt) 

– Destruktor (destructor) 

Freigabe von Klassenobjekten 

– Überladen von Funktionen (overloading) 

– Datenkapselung (encapsulation) 

– Vererbung (inheritance) 

– Polymorphismus 

Auslösung unterschiedlicher Verarbeitungsschritte durch 

Botschaften 



AT1 

Eignung von C und C++ für die Echtzeitprogrammierung (1) 

– C und C++ enthalten keine Echtzeit-Sprachmittel 

– Einsatz von Echtzeit-Betriebssystemen zur Realisierung 

von Echtzeitsystemen 

Aufruf von Betriebssystemfunktionen im C-Programm 

– Bereitstellung von Bibliotheken 



AT1 

Eignung von C und C++ für die Echtzeitprogrammierung (2) 

Programmiersprachen C und C++ 

Am häufigsten verwendete Programmiersprache für Echtzeit-Anwendungen 

– große Anzahl und Vielfalt an Unterstützungswerkzeugen 

– gut ausgebaute Programmierumgebungen 

– für die meisten Mikroprozessoren sind Compiler verfügbar 

– Anschluss an Echtzeitbetriebssysteme wie QNX, OS9, RTS, VxWorks 

Vorsicht bei objektorientierten Sprachmitteln: 

– nicht-deterministisches Laufzeitverhalten 

– schlechte Speicherplatzausnutzung 



AT1 

Java als universelle Programmiersprache 

– Objektorientierte Konzepte 

– Interpretierung des Codes 

schneller Entwicklungszyklus 

schlechtes Laufzeitverhalten und hoher Speicherplatzbedarf 

höhere Portabilität 

– Bereitstellung eines Speichermanagers 

– Verzicht auf herkömmliche Zeigertechnik 

– Strikte Typprüfung zur Kompilier- und Laufzeit 

– Leichtgewichtsprozesse 

– GUI-Klassenbibliotheken 



AT1 

Unterschiede zu C++ 

– Keine Preprozessoranweisungen wie #define oder #include 

– keine typedef-Klauseln 

– Structures und Unions in Form von Klassen 

– keine Funktionen 

– keine Mehrfachvererbung 

– kein goto 

– kein Überladen von Operatoren 

– umfangreiche Klassenbibliothek 

Basisklassen (Object, Float, Integer) 

GUI-Klassen 

Klassen für Ein-und Ausgabe 

Klassen für Netzwerkunterstützung 



AT1 

Ausführung von Java-Programmen (1) 

Java Quellcode 

Java Class Compiler 

Java C 

Compiler 

C Code 

Java Bytecode 

AOT Compiler 

C Compiler 

Objektcode 

Objektcode 

Applikation 

Applikation 

Applikation 

Java API 

JVM 

OS 

Zielsystem 

Java API 

JIT Compiler 

OS 

Zielsystem 

Java API 

Java OS 

Java 

Zielsystem 

Applikation 

inkl. Laufzeitumg. 

OS 

Zielsystem 

Applikation 

inkl. Laufzeitumg. 

OS 

Zielsystem 

JVM – Java Virtual Machine JIT – Just-In-Time-Compiler AOT – Ahead-Of-Time-Compiler 



AT1 

Ausführung von Java-Programmen (2) 

Zweistufiges Übersetzungsverfahren: 

1. Stufe: Auf Entwicklungssystem 

2. Stufe Auf Zielsystem Auf Entwicklungssystem 

- Interpretation 

- Just-in-time Compilierung 

- direkte Ausführung auf 

Java Hardware 

- Ahead-of-time 

Compilierung 

- Übersetzung nach C 

Portabilität: 

Speicherbedarf: 

Laufzeitbedarf: 

auf Bytecode-Ebene 

Interpreter / JIT Compiler 

gesamte Klassenbibliotheken 

> 1 Mb 

Interpretation / Just-in-time 

Compilierung hoch 

auf Quellcodeebene 

Laufzeitumgebung 

benötigte Klassenbibliotheken 

> 150 kb 

direkte Ausführung 

gering 



AT1 

Eignung von Java für die Entwicklung von Echtzeitsystemen 

Anwendungsfelder 

– rapid prototyping im Client/Server-Bereich 

– multimediale Darstellungen (Video, Sound, Animation) 

– Intranetapplikationen 

– Echtzeitanwendungen 

 

 

 

Speicherverwaltung (garbage collection) 

hoher Speicherbedarf 

schlechtes Laufzeitverhalten 



AT1 

Echtzeitsprachmittel in Java 

– Eingabe und Ausgabe von Prozesswerten 

vergleichbar mit C/ C++ 

– Parallelität 

keine Prozessunterstützung 

Leichtgewichtsprozesse 

Zeitscheibenverfahren 

– Synchronisierung 

Monitore 

Semaphorvariablen 

– Interprozesskommunikation 

nur für Leichtgewichtsprozesse über gemeinsame Daten 

– Bitoperationen 

vergleichbar mit C/ C++ 



AT1 

Real-Time Java 

Erweiterungen der Sprache Java, um Echtzeiteigenschaften 

Echtzeitanforderungen realisieren zu können. 

Erweiterungen 

– 1. Scheduling 

Sicherstellung, dass Sequenzen von eingeplanten Objekten rechtzeitig 

und berechenbar ausgeführt werden 

– 2. Speichermanagement 

Erweiterung des Speichermodells um für Echtzeitanwendungen 

deterministisches Verhalten zu ermöglichen 

– 3. Synchronisation 

Spezifikation der Zuteilungsalgorithmen mit Unterstützung der „priority 

inheritance“ und „priority ceiling“-Methoden und unter Vermeidung des 

Problems der Prioritäteninversion 

– 4. Asynchrone Ereignis-Behandlung 

Gewährleistung, dass das Programm mit einer großen Anzahl 

gleichzeitiger Ereignisse (bis zu mehreren 10000) umgehen kann. 



AT1 

Erweiterungen (2) 

– 5. Asynchrone Ausführungsunterbrechung (ATC) 

Möglichkeit der Ausführungsunterbrechung eines Threads bei Eintreffen 

eines asynchronen Ereignisses (z.B. Timerablauf) 

– 6. Asynchrone Thread-Terminierung 

Gewährleistung einer planmäßigen Terminierung und Speicherfreigabe 

von Threads ohne Deadlockgefahr 

– 7. Physikalischer Speicherzugriff 

Spezielle API (Application Programming Interface) für einen direkten 

Speicherzugriff 

– 8. Exceptions 

Definition von neuen Exceptions (Ausnahmen) und neuer Behandlung von 

Exceptions im Zusammenhang mit ATC und Speicherreservierung 



AT1 


Welche C++-Sprachmittel sind problematisch für ein deterministisches 

Laufzeitverhalten eines Programms? 

Antwort 

f Zeiger-Arithmetik 

 

Polymorphismus 

 

Exceptions 

f Kapselung 



AT1 


Welchen Aussagen bezüglich des Java-Garbage-Collector-Mechanismus 

stimmen Sie zu? 

Antwort 

f Der Ausführungszeitpunkt des Garbage Collectors muss manuell festgelegt 

werden. 

f Belegte Ressourcen sollten im Destruktor einer Klasse freigegeben werden. 

 

Durch den Garbage Collector führen identische Systembedingungen zu 

unterschiedlichem zeitlichem Verhalten. 


AT1 









AT1 

Lady Ada Lovelace 

Ada 

Name der 1. Programmiererin 

Zu Ehren der Mathematikerin 

Augusta Ada Byron, Countess of 

Lovelace, Tochter von Lord 

Byron benannt. Ada Lovelace 

(1815- 1851) arbeitete mit 

Charles Babbage an seiner 

“Difference-and Analytic-Engine”. 

Auf Ada Lovelace geht die Idee 

zurück, diese Maschine mit 

Lochkarten zu programmieren. 



AT1 

Eigenschaften von Ada 

– Eignung für sehr umfangreiche Softwaresysteme bis über 10 7 Zeilen 

• Modularisierungskonzept 

• Trennung von Spezifikation und Implementierung 

• Unterstützung der Wiederverwendung von Softwarekomponenten 

• Fehlerbehandlungskonzepte als Teil des Modul-Codes 

– Echtzeit-spezifische Eigenschaften 

• Unterstützung absoluter und relativer Zeitanforderungen 

• Ausführung paralleler Abläufe 

• Priorisierung und Scheduling von parallelen Abläufen 

– Umfangreiche Prüfung jedes Ada-Compilers auf die Einhaltung der Norm 

• Mehrere tausend Testprogramme 



AT1 

Ada95 Programmeinheiten 

– Unterprogramme 

Durch Aufruf ausführbare Anweisungsreihenfolge 

Funktionen (function) und Prozeduren (procedure) 

– Rechenprozesse 

Abgeschlossene, parallel ausführbare Programmteile 

Rechenprozesse (tasks) 

– Gemeinsam genutzte Betriebsmittel mit synchronisiertem Zugriff 

Datenstrukturen mit Zugriffskontrolle durch Monitore 

Geschützte Variable (protected variable) 

– Wiederverwendbare Bibliotheken 

Zusammenstellung unterschiedlicher, sachlich zusammengehöriger 

Unterprogramme, Tasks und geschützten Typen 

Pakete (packages) 



AT1 

Aufbau von Ada95-Programmen 

Ada-Programm 

Hauptroutine 

procedure main is 

begin 

... 

end main; 

Bibliotheken 

package A is 

begin 

... 

end A; 

protected PT; 

task T; 

function F; 

procedure P; 

. . . 

– Kein explizites Hauptprogramm 

Bestimmung eines Unterprogramms als Hauptroutine 

– Aufruf von Programmeinheiten aus der Hauptroutine heraus 

– Programmeinheiten in Bibliotheken abgelegt oder direkt deklariert 



AT1 

Aufbau von Ada95-Programmeinheiten 

– Spezifikation 

– Rumpf 

= Schnittstelle nach außen 

= Realisierung der Programmeinheit 

Paketspezifikation (package declaration) 

package package_name is 

nach außen 

sichtbarer Teil 

Vereinbarungen 

(Types, Unterprogramme,Tasks,...) 

private 

privater Teil (Vereinbarungen) 

Vereinbarungen 

end package_name; 

nach außen 

nicht 

sichtbar 

Paketrumpf (package body) 

package body package_name is 

weitere Vereinbarungen, 

Unterprogramm-Rümpfe, 

begin 

Anweisungen 


Anweisungen 



AT1 

Beispiel: Realisierung von Programmeinheiten 

– Trennung von Spezifikation und Implementierung in separaten Dateien 

Spezifikation (Datei General.ads) 

package General is 

protected Variable is 

function read return Float; 

private 

protectedData: Float:= 0.0; 

end Variable; 

... 

end General; 

von außen 

sichtbar 

Nach außen 

nicht sichtbar 

Implementierung (Datei General.adb) 

package body General is 

protected body Variable is 

function read return Float is 

begin 

return protectedData; 

end read; 

end Variable; 

... 

end General; 

Implementierung 

der Anweisungen 



AT1 

Konzepte der Parallelprogrammierung 

– Notwendigkeit auf gleichzeitig stattfindende Ereignisse reagieren zu können 

Konzept „paralleler“ Rechenprozesse zur Bearbeitung paralleler Abläufe 

– Direkte Unterstützung von Rechenprozesses in Ada durch eigenes 

Sprachmittel “Task” 

Programmeinheit “Task” 

– Task als parallel ablaufende, abgeschlossene Befehlssequenz 

– Task als gekapselte Einheit 

Deklarationen innerhalb einer Task sind nicht nach außen sichtbar 

– Kommunikation zwischen Tasks unterschiedlich realisierbar 

„message passing“ und „shared variables“ 



AT1 

Realisierung von Tasks 

– Spezifikation und Implementierung von Tasks in Unterprogrammen oder in 

Paketen möglich 

– Taskeinplanung sobald „begin“ der übergeordneten Einheit erreicht wird 

– Ausführungsende und Terminierung wenn “end”-Anweisung der Task erreicht 

package package_name is 

task T1; 

task T2; 


package body package_name is 

task body T1 is 

begin 

... 

end T1; 


begin 

... 

end T2; 


Einplanung 

von T3 

with package_name; use package_name; 

procedure main_procedure_name is 

task T3; 


... 

end T3; 

begin 

... 

end main_procedure_name; 



AT1 

Task-Typen und Task-Objekte 

– Task-Typen definieren Vorlagen für die Instanziierung von Task-Objekten 

– Tasks des selben Typs besitzen ähnliche Eigenschaften und Funktionalität 

– Individuelle Task-Objekte durch Parametrierung bei der Instanziierung 

package General is 

task type monitorValue(X: Integer); 

task body monitorValue(X: Integer) is 

begin 

-- Implementierung 

... 

end monitorValue; 

end General; 

Task-Typ 

Spezifikation / 


Einbindung des 

Pakets „General“ 

With General; use General; 


M1 : monitorValue(1); 



begin 

-- Programmcode 

... 

end main; 

Deklaration von 

Task-Objekten 



AT1 

Synchronisierung von Tasks 

Synchronisierungskonzepte in Ada95 

– Logische Synchronisierung 

Definition einer Ablaufreihenfolge der Tasks 

Rendez-Vous-Konzept 

– Betriebsmittel-orientierte Synchronisierung 

Regeln für den Zugriff auf gemeinsam genutzte Betriebsmittel 

Geschützte Betriebsmittel (protected units) 



AT1 

Rendezvous-Konzept (1) 

– Handshake-Verfahren 

• Festlegung zeitlicher Synchronisierungspunkte zwischen Tasks 

• Beiderseitiges Warten der Tasks 

– Rendezvous hat aus Aufrufersicht die Gestalt eines Prozeduraufrufs 

– Definition von Aufrufvereinbarung (entry) und Aufrufpunkt (accept) 

Aufrufer 

Empfänger 

Receiver.entryName; 

Ggf. Datentransfer 

Ggf. Datentransfer 

accept entryName do 

end entryName; 

Rendezvous 



AT1 

Rendezvous-Konzept (2) 

– Deklaration der Aufrufvereinbarung in Task-Spezifikation 

– Aufrufe und Aufrufpunkte im Task-Rumpf implementiert 

– Funktionsprinzip: Task ruft Aufrufpunkt einer anderen Task auf 

Aufrufvereinbarung 

task T1 is 

entry sync; 

end T1; 


begin 

loop 

... 

T2.sync; 

accept sync; 

endloop; 

end T1; 

task T2 is 

entry sync; 

end T2; 


begin 

loop 

accept sync; 

... 

T3.sync; 

endloop; 

end T2; 

Aufrufpunkt 

task T3 is 

entry sync; 

end T3; 


begin 

loop 

accept sync; 

... 

T1.sync; 

endloop; 

end T3; 

Aufruf eines anderen 

Aufrufpunkts 

Beispiel realisiert Ablaufreihenfolge T1, T2, T3, T1…. 



AT1 

Beispielablauf 

T1 

T2 

T3 

accept sync; 

accept sync; 

Waiting 

Waiting 

T2.sync; 

accept sync; 

Waiting 

T3.sync; 

T1.sync; 



AT1 

Select-Anweisung 

– Realisierung alternativer Abläufe mittels “select” 

• Selektive Synchronisierung 

• Zeitbedingtes Warten 

select 

accept entryName1; 

or 


... 

else 

-- Alternative code 

end select; 

Selektive Synchronisierung 

Ausführung, wenn 

kein Aufruf vorliegt 

Sofortige Ausführung wenn 

kein Aufruf möglich 

select 


else 


end select; 

select 


or 


... 

or 

delay time_out; 


end select; 

Zeitbedingtes Warten 

Ausführung wenn kein Aufruf 

innerhalb “time_out” 

Ausführung wenn kein 

Rendezvous innerhalb 

“time_out” möglich 

select 


or 

delay time_out; 


end select; 



AT1 

Geschützte Betriebsmittel (1) 

– Problem: Zugriff auf gemeinsam genutzte Betriebsmittel 

– Monitor-Konzept für exklusiven Zugriff 

Geschützte 

Anweisung 

Anfrage 

einer Task 

… 

– Schnittstelle als geschützte 

Anweisung 

– Zugriff auf gemeinsames 

Betriebsmittel durch internen 

Monitor geregelt 

Geschützte Anweisungen 

werden nicht parallel 

ausgeführt 

Monitor 

Gemeinsames 

Betriebsmittel 

Sequenzielle Abarbeitung von 

gleichzeitigen Anfragen 

Exklusiver Zugriff auf 

gemeinsame Betriebsmittel 



AT1 

Geschützte Betriebsmittel (2) 

protected S is 

entry P; 

procedure V; 

function G return Boolean; 

private 

Sem : Boolean := True; 

end S; 

protected body S is 

entry P when Sem = True is 

Sem := False; 

end P; 

procedure V is 

begin 

Sem := True; 

end V; 

... 

end S; 

Geschützte 

Anweisungen 

Aufrufbedingung 

– Geschützte Anweisungen schließen sich 

gegenseitig aus 

– Alle Variablen von geschützten Einheiten 

müssen als „private“ deklariert werden 

– Eine Prozedur kann gemeinsames 

Betriebsmittel beliebig verändern 

Funktionen besitzen nur Lesezugriff 

– Aufrufpunkte als geschützte Anweisungen 



AT1 

Kommunikation zwischen Tasks (1) 

– Synchrone Kommunikation 

• Erweiterung der Rendezvous-Synchronisierung um Datenaustausch 

Gegenseitiges Warten 

Datenaustausch im Zuge des Rendezvous 

Daten nur innerhalb des Rendezvous gültig 

Beispiel einer synchronen Kommunikation 


begin 

T2.entryName(I:Integer); 

end T1; 

Entry-Aufruf mit 

Datentransfer 

Prinzip des “message passing” 


begin 

accept entryName(I:Integer)do 

... 

end entryName; 

end T2; 

T1 während des 

Rendezvous blockiert 



AT1 

Kommunikation zwischen Tasks (2) 

– Asynchrone Kommunikation 

• Datenaustausch mittels gemeinsamer Variablen 

Geschützte Operationen für Zugriff 

Kein Warten/Blockieren bei Kommunikation 

Beispiel einer asynchronen Kommunikation 

protected body M is 

procedure write(I:Integer); 

function read return Integer; 

private 

Val:Integer; 

end M; 


begin 

M.write(I:Integer); 

end T1; 


temp: Integer; 

begin 

temp := M.read; 

... 

end T2; 

“shared variable” und “protected operations” 



AT1 

Zeitoperationen 

– Verzögerung des Ablaufs 

• Bis zu einem bestimmten Zeitpunkt 

• Für eine feste Zeitdauer 

– Ada-Befehle: “delay” bzw. “delay until” 

– Zeiteinheiten und Operationen im Standardpaket definiert 

• Zeiteinheiten für Standard-Anwendungen: Sekunden (seconds) 

• Zeiteinheiten für Echtzeit-Anwendungen: ms, μs, ns 

• Operationen 

Addition und Subtraktion von Zeitvariablen 

Auslesen der Systemzeit 

– Während einer Verzögerung führt der Prozessor eine andere Task aus 

– Nach Ablauf einer Verzögerung evtl. weitere Verzögerungen bis zur 

erneuten Prozessorzuteilung 

Ausführungsunterbrechung durch höherpriore Task 



AT1 

Beispiele für Zeitoperationen 

task T1 is 

ms: Duration := 0.001; 

begin 

loop 

read_sensor; 

delay 10*ms; 

end loop; 

end T1; 

Task T1 

laufend 

blockiert 

Ausführungsdauer 

nicht 

konstant 

Ausführung von 

read_sensor 

5 15 

22 32 

task T2 is 

ms: Duration := 0.001; 

next_call: Time; 

begin 

aktuelle Zeit 

loop 

next_call := Clock + 10*ms; 

read_sensor; 

delay until next_call; 

end loop; 

end T2; 

– Aufruf von “read_sensor” durch Task T1 10ms nach der letzten Ausführung 

Zeit zwischen Aufrufen hängt von der Ausführungsdauer ab 

– Aufruf von “read_sensor” alle 10 ms durch Task T2 

Unterprogramm wird zu festen Zeitpunkten aufgerufen 

© 2013, IAS Universität Stuttgart 467 

t


AT1 

Modularisierte Ausnahmebehandlung 

– Ausnahmefehler auf Grund irregulärer Operationen möglich 

Ausnahmebehandlung (exception handling) 

“Exception Handling” Konzept in Ada95 

– Ausführung eines “Exception Handling Block” bei Auftreten einer Exception 

– Exception Handling Blocks direkt in der Programmeinheit implementiert 

– Mehrere Exceptions können in einem Handling Block behandelt werden 

– Nicht behandelte Exceptions werden an übergeordnete Einheit übergeben 

– Exceptions durch Laufzeitumgebung oder Programmcode ausgelöst 

Laufzeitumgebung: vordefinierte Exceptions 

Programmcode: Anwender-definierte Exceptions 



AT1 

Beispiel für “Exception Handling” 


begin 

A:= readSensor(1); 

B:= readSensor(2); 

rate:= A/B; 

-- Could be a division by 0 

exception 

when Constraint_Exception => 

-- Handles divisions by 0 

... 

when others => 

-- Handles all other exceptions 

... 

end main; 

function readSensor (X:Integer) 

return Float is 

begin 

temp := read(X); 

if (temp < 0.0) then 

raise Sensor_Exception; 

-- Custom defined exception 

else 

return temp; 

end if; 

exception 

when Sensor_Exception => 

-- Handles sensor exceptions 

... 

end readSensor; 

– Spezifische Blöcke mit implementierten “Exception Handler” 

“Sensor Exceptions” werden innerhalb der Funktion behandelt, andere 

werden übergeben 

Ausführung von speziellem Code bei Auftreten einer „Constraint_Exception“ 

Vorhersagbares Systemverhalten auch bei Ausnahmefällen 



AT1 

Echtzeiterweiterungen in Ada95 (1) 

– Tasks mit dynamischen Prioritäten 

Basispriorität wird auf Basis der Spezifikation festgelegt 

Tatsächliche Priorität kann davon abweichen 

Bsp. bestimmt durch “Priority inheritance protocol” 

– Hinweis: In Ada bedeutet eine niedrigere Zahl eine niedrigere Priorität! 

Spezifikation 


task T1 is 

pragma Priority(10); 

end T1; 

task T2 is 

pragma Priority(1); 

entry sync; 

end T1; 

T1 ruft T2 auf 

Basispriorität 

Dynamischer 

Prioritätswechsel 


begin 

T2.sync; 

end T1; 


begin 

accept sync do 

... 

end sync; 

T2 wird mit der 

Priorität von 

T1 ausgeführt 

Set_Priority(20); 

end T2; 



AT1 

Echtzeiterweiterungen in Ada95 (2) 

– Scheduling-Verfahren 

Scheduling-Verfahren kann frei festgelegt werden 

 

 

Pragma-Anweisung “Task_Dispatching_Policy” 

Standard-Verfahren: Feste Prioritäten, FIFO bei gleicher Priorität 

Weitere Verfahren können implementiert und dann verwendet werden 

– Zugriff auf geschützte Einheiten per “Priority Ceiling Protocol” 

Prioritätsschranke von geschützten Einheiten kann in deren 

Spezifikation definiert werden 

 

Default-Wert: Höchste Systempriorität 

Prioritätsvererbung garantiert Deadlock-Freiheit! 



AT1 

Spracherweiterungen in Ada 95 

Kernsprache + 

Basisbibliothek 

Dynamische Zeichenketten 

Schnittstellen zu anderen PS 

I/O 

Systemprogrammierung 

Echtzeitverarbeitung 

Verteilte 

Systeme 

Informationssystem 

Numerik 

Sicherheit 

Inline- 


Interrupts 

.... 

Flexibles 

Scheduling, 

flexible 

Prioritäten, 

flexible 

Warteschlangen 

.... 

Partitionen 

Inter- 

Partitions- 

Kommunikation, 

statische und 

dynamische 

RPCs 

.... 

Dezimale 

Darstellung 

"PIC"- 

Darstellung 

.... 

Kontrolle über 

die interne 

numerische 

Darstellung, 

komplexe 

Zahlen 

.... 

Coderevision 

und -inspektion 

Einschränkung 

der verfügbaren 

Sprachkonstrukte 

.... 



AT1 


Ada 95 wird auf Grund einiger seiner Spracheigenschaften als Echtzeit- 

Progammiersprache angesehen. Warum ist Ada besonders Echtzeittauglich? 

Da..... 

Antwort 

f Ada keine Objekt-Orientierung besitzt. 

 

Ada Rechenprozesse unterstützt. 

f Ada schneller als andere Programmiersprachen ist. 

f Ada interpretiert wird. 

f Ada eine hybride Programmiersprache ist. 

 

Ada ein Rendezvous-Konzept bietet. 

 

Ada über Methoden für Laufzeitüberprüfungen und eine 

Ausnahmebehandlung verfügt. 



AT1 


Folgender Ablauf soll in Ada in Form zweier Tasks implementiert werden: 

Ein Passant wartet auf ein Taxi und fährt mit diesem zur Kirche. Danach 

bezahlt er die Fahrt und geht seines Weges. 

Nachfolgend finden Sie 3 Codeauszüge für dieses Problem. Welcher ist 

der Richtige und was machen die anderen? 



AT1 

Frage zu Kapitel 7.4 - Codeauszüge 

Variante 1 

task passant; 

task body passant is 

begin 

-- do something 

taxi.drive; 


end passant; 

task taxi is 

entry drive; 

end taxi; 

task body taxi is 

begin 


accept drive; 

drive.to(church); 

-- drive away 

end taxi; 

f - Realisiert nur zeitliche 

Synchronisierung ohne 

gemeinsame Codeausführung 

Variante 2 

task passant is 

entry taxi; 

end passant; 


begin 


accept taxi; 


end passant; 

task taxi is 

entry passant; 

end taxi; 


begin 


accept passant; 


-- drive away 

end taxi; 

f - Realisiert keine gegenseitige 

Synchronisierung 

Variante 3 

task passant; 


begin 


taxi.drive; 


end passant; 

task taxi is 

entry drive; 

end taxi; 


begin 


accept drive do 


end drive; 

-- drive away 

end taxi; 

- Realisiert Synchronisierung 

mit gemeinsamer 

Codeausführung 


Kapitel 7: Vorbereitungsfrage 

AT1 

Vorbereitungsfrage zu Kapitel 7 

Frage 1: Ada (SS 2007) 

In einem Ada-Programm sollen mehrere Tasks auf ein gemeinsames Array 

bestehend aus 10 Integer-Werten zugreifen. Die Zeitpunkte und Art des 

Zugriffs (schreibend oder lesend) können nicht bei der Entwicklung 

vorhergesehen werden. Daher soll der Zugriff über einen geschützten Bereich 

Shared_Array erfolgen. Es muss je eine Zugriffsfunktion/-prozedur für das 

Lesen und das Schreiben vorhanden sein. 

Welches Konzept liegt den geschützten Bereichen in Ada zu Grunde? 

Geben Sie die Spezifikation des geschützten Bereichs Shared_Array an. 


AT1 

Kreuzworträtsel 

1 2 

F E L D B U S 

3 4 5 6 

M K O N T A K T P L A N I C O D E S C H E I B E 

7 

O O F P H 

8 9 10 11 12 

D E A D L I N E W K O M P A R A T O R A I M I N I S L O T 

U N E R E E 

13 

L T R A B M S 

14 15 

F E L I V E L O C K L E A E 

16 17 18 

L R I A S S E M B L E R P P Q 

19 20 21 22 

A I R E D U N D A N Z E I E E R A H U 

23 

R P E U K C K L G O K O E 

24 

B R S P F H R I Z T R N 

25 26 

D I V E R S I T A E T T P R O Z E S S G E K O P P E L T 

27 28 

T M B H R I Z C T S R T 

29 

R P I L E P E O E S E S I 

30 31 

I N T E L L I G E N T N A C H R I C H T E N F A H R P L A N T E 

E I D R D T T E U L 

32 33 34 

R V M I T T E L W E R T U M S E T Z E R S C H N I T T S T E L L E 

U E O Z A Y O T C 

N 

35 36 37 

T D L V S E N S O R G L E I C H Z E I T I G K E I T 

38 

G I I D E A D L O C K T L B P 

39 40 

M A R U S T U E T Z S T E L L E N V E R F A H R E N 

41 

D E Z E N T R A L S E M C R N O 

42 43 44 

R F N M T H R E C H E N P R O Z E S S 

45 46 

J I Z A M A S T E R E I 

V L K D S M 

47 48 49 50 

A U T O M A T I S I E R U N G S G R A D U T P R O F I B U S U 

D E O L O B E L 

51 52 

A S Y N C H R O N R E C H T Z E I T I G K E I T S T 

53 

N E C S M A 

54 55 

E I N P L A N U N G H A N D S H A K E N 


AT1 

Kreuzworträtsel 

Senkrecht 

1 Stapelverarbeitung in der Reihenfolge des Eintreffens (4) 

2 Prinzip der Datenübertragung beim Interbus-S (15) 

3 Paket in Ada (5) 

5 Realisierung des Industrial Ethernets mit synchronem Sendebereich und Master- 

Slave-Kommunikation (9) 

7 Gleichzeitige Datenübertragung auf mehreren Leitungen (8) 

9 Unterbrechungsanforderung (9) 

12 Synchronierungs-Konstrukt (9) 

13 Bez. für Aktionen, die in bestimmter Reihenfolge angeordnet sind (12) 

14 Darstellung, ähnlich Blockbild (10) 

17 Ein-Chip-Computer (15) 

18 Automatisierungstechnisches Analogon zur "Taktischen Ebene" (16) 

19 Verfahren zur Kollisionsvermeidung beim Buszugriff (12) 

21 Bezeichnung für Systeme bei denen die Verarbeitung der Programme zeitlich mit den 

in externen Systemen ablaufenden Vorgängen Schritt hält (14) 

22 „Muskeln“ des Automatisierungssystem (7) 

23 Unterbrechende Prozessorzuteilung (8) 

24 Erhalt der Funktionsfähigkeit trotz Auftreten eines Fehlers (14) 

27 Ada-Konzept zur Synchronisierung (10) 

28 Abkürzung für Rechner, die speziell auf ein industrielles Einsatzfeld ausgelegt sind (3) 

29 Alternative Bezeichnung für objektbezogene Prozesse (14) 

32 Nichtlinearer Filteralgorithmus (12) 

33 Menge aller von einem Scheduler verwalteter Taks (7) 

35 Taktgeber (5) 

40 Vergabe von Prozessorrescourcen an ablaufbereite Prozesse (10) 

42 Hilfsmittel zur Vereinfachung der Maschinensprache (5) 

44 Bezeichnung für zwei Aktoren eines Rechenprozesses, die gleichzeitig ausgeführt 

werden können (8) 

45 Grundlage für die Plattformunabhängigkeit von Java (3) 

47 Echtzeit-Programmiersprache (3) 

48 Spezifische Nachricht für Senderechtserteilung (5) 

50 Abkürzung für eine Blockschaltbild-orientierte SPS-Programmiersprache (3) 

Waagerecht 

1 Kommunikationssystem in unmittelbarer Anlagennähe (7) 

4 Schaltplan-ähnliche Darstellung für SPS-Programme (11) 

6 Realisierung zur Umwandlung des nichtelektrischen Signals einer Drehbewegung in 

ein digitales Signal (11) 

8 Spätester Abgabezeitpunkt einer Task (8) 

10 Schaltung zum Spannungsvergleich (10) 

11 Zuordnung der Sendeberechtigung zum Busteilnehmer in dynamischen Segment bei 

FlexRay (8) 

15 Permanente Blockierung (8) 

16 Maschinennahe Programmiersprache (9) 

20 Mehrfaches Vorhandensein von Hardware für die gleiche Aufgabe (9) 

25 Verschiedenartigkeit von Software bei gleicher Funktion (11) 

26 Bezeichnung für die direkte Verbindung von Rechnersystemen mit einer Anlage (16) 

30 Bezeichnung für Sensoren/Aktoren mit integrierter Busankopplung (11) 

31 Spezifikation des Nachrichtenaustauschs in zeitgesteuerten Bussystemen (19) 

32 Langsamer Analog-Digital-Umsetzer (18) 

34 Verbindung zwischen Systemen (13) 

36 Messwertaufnahmeeinrichtung (6) 

37 Fähigkeit, auf mehrere Dinge gleichzeitig zu reagieren (16) 

38 Verklemmung (8) 

39 Verfahren zur Signalanpassung bei Sensoren mit nicht-linearer Kennlinie (22) 

41 Örtlich verteilt (9) 

43 Von Echtzeit-OS gesteuerter Vorgang der Abarbeitung eines sequenziellen 

Programms (13) 

46 Kommunikationssteuernde Einheit bei deterministischen Buszugriffsverfahren (6) 

47 Bezeichnung für den Umfang einer Automatisierung (20) 

49 Bussystem mit hybrider Kommunikation (8) 

51 Organisation des zeitlichen Ablaufs während der Programmausführung (9) 

52 Fähigkeit zur richtigen Zeit zu reagieren (15) 

53 Verfahren mit zufälligen Buszugriff (4) 

54 Übergang vom Prozesszustand "ruhend" in den Zustand "bereit" (10) 

55 Engl. Bezeichnung für eine gemeinsame Ausführung eines Programmstücks auf 

Empfängerseite (9) 


AT1 

Index (1) 

ABK 

accept 

Adress-Arbitrierung 

Aktor 

Aktor-Sensor-Ebene 

alternierende Puls-Modulation 

Analog-Digital-Umsetzung 

Anlagenautomatisierung 

Anpassung 

Anschaffungskosten 


Anzeige- und Bedienkomponente 

APM 

Arbitrierung 

AS 

AS i 

AS-Interface 

Assemblerprogrammierung 

Assemblersprache 

Asynchrone Kommunikation 

asynchrone Programmierung 

98 

458 

223 

*166* 

212 

215 

187 

*35*, 41, 420 

192, 193 

114 

*426* 

98, *100* 

215 

227 

425 

212 

210 

*415* 

413 

317, 465 

271, *282*, 287, 295, 365 


AT1 

Index (2) 

Ausführbarkeitstest 

automatisiertes Gesamtsystem 

Automatisierungs-Computer 

Automatisierungs-Hierarchie 

Automatisierungs-Softwaresystem 

Automatisierungsfunktionen 

Automatisierungsgrad 

Automatisierungsstrukturen 

AWL 

Betriebsmittel 

Betriebssystem 

Bit stuffing 

Bus-Struktur 

Bus-Zugriffsverfahren 

Cache-Speicher 

CAN 

Counter 

CPU 

CSMA-Verfahren 

*336* 

*19*, 21 

152 

124, 128 

50 

56 

*28*, 41 

107, *112*, *117* 

425 

*345* 

*343* 

228 

132 

216 

355 

210, *226* 

90 

90 

221 


AT1 

Index (3) 

CSMA/CA-Verfahren 

CSMA/CD-Verfahren 

Datenkapselung 

Datenkommunikation 

deadlock 

Deadlock 

delay 

Destruktor 

Determiniertheit 

dezentrale Anordnung 

Dialogsystem 

Digital-Analog-Umsetzer 

dispatching table 

Diversität 

Doppelrechner-Struktur 

dynamisches Scheduling 

Earliest-Deadline-First-Verfahren 

Echtzeit-Betriebssysteme 

Echtzeit-Kernel 

223, 227 

222 

434 

316 

*304* 

358, 471 

466 

434 

*265* 

109 

267 

*200* 

322 

145 

140 

322 

332, 337 

347 

346 


AT1 

Index (4) 

Echtzeit-Programmierung 

Echtzeit-System 

Echtzeit-UNIX 

Echtzeitbetrieb 

Echtzeitsprachmittel 

EIB 

Eingebettete Systeme 

Einplanung 

Engineering-Tool 

entry 

EPROM 

ereignisgesteuerte Architektur 

EtherCAT 

Exception Handling 

Fabrik-Bus 

FBS 

Fehlertoleranz 

Feldbereich 

Feldbuskonzepte 

Feldbussysteme 

*252* 

266 

346 

*22* 

420 

210 

*257* 

*294* 

98 

458 

90 

287 

247 

468 

48 

*429* 

127 

*209* 

*211* 

207, *209* 


AT1 

Index (5) 

Feldgeräte 

FIFO - Scheduling 

Filterung 

FIP 

FlexRay 

Funktionsbausteinsprache 

Funktionsplan 

FUP 

garbage collection 

Geschützte Betriebsmittel 

Gleichzeitigkeit 

Glättung 

Hardware-Redundanz 

Harte Echtzeitsysteme 

Honeywell 

hybride Programmiersprache 

IEC 1131 

Industrial Ethernet 

*209* 

*325* 

194, 195 

210 

*234* 

*429* 

*429* 

425, *429* 

441 

457, *462* 

23, *263* 

194 

139 

*258* 

104 

432 

80, 424 

244 


AT1 

Index (6) 

Industrie-PC 

Ingress Protection 

Interbus-S 

INTERBUS-S 

Interrupt 

Interrupt Service Routine 

Interrupt-Verwaltung 

IPC 

isochron 

kleinster Spielraum 

Kommunikation 

Konstruktor 

Kontaktplan 

kooperatives Scheduling 

KOP 

Ladder Diagramm 

laxity 

LD 

least laxity 

91 

93 

*238* 

210 

90 

353 

350, *353* 

91, 410 

246 

*334* 

*315* 

434 

*428* 

323 

425, *428* 

428 

298 

428 

*334* 


AT1 

Index (7) 

Leiternetzwerk 

Leitsystemhersteller 

livelock 

logische Synchronisierung 

Makro 

Makroassemblersprache 

Manchestercodierung 


Massenprodukte 

Master/Slave-Verfahren 

Mikrocomputer 

Mikrocontroller 


Mikroprozessor 

Mikrosegmentierung 

Minislot 

Mittelwertumsetzer 

Modularisierung 

Momentanwertumsetzer 

Monitor-Konzept 

202 

104 

*304* 

307 

*414* 

414 

215 

413 

88 

217 

89 

*88*, 89, 410 

413 

89 

245 

*235* 

189 

449 

189 

*462* 


AT1 

Index (8) 

Monitore 

Nachrichtenfahrplan 

nebenläufig 

Netz-Struktur 

nicht-preemptives Scheduling 

Notation 

Örtliche Struktur 

packages 

parallel 

Parallele Busse 

Parallelprogrammierung 

PNK 

Polymorphismus 

Powerlink 

preemptives Scheduling 

Priority Ceiling Protocol 

Prioritätsvergabe 

Produktautomatisierung 

442 

233 

301 

132 

323 

411 

107 

450 

301 

133 

271 

98 

434 

246 

323 

471 

296 

*35*, 37, 420 


AT1 

Index (9) 

PROFIBUS 

Profinet IRT 

Programm-Generatoren 

Programmiersprachenparadigma 

protected variables 

prozedurale Sprachen 

Prozess-Signale 

Prozess-Signalerfassung 

Prozessführungsebenen 

prozessgekoppelt 

Prozessgrößen 

Prozessgrößenebene 

Prozessinformatik 

Prozessleitebene 

Prozessleitsystem 

Prozessnahe Komponente 

quasi parallel 

RAM 

Rate-Monotonic 

210, *236* 

246 

*419* 

411 

450 

418 

*153* 

154 

121 

28 

*59* 

55 

21 

55 

21, 97, 410 

98, *101* 

264 

90 

*330*, 338 


AT1 

Index (10) 

ratenmonotones Scheduling 

Reaktive Systeme 

Rechenprozess 

Rechtzeitigkeit 

Redundanz 

Rendez-Vous-Konzept 

Reserveauslegung 

Ring-Struktur 

Round-Robin-Verfahren 

Rumpf 

schedulability test 

Scheduling 

Scheduling-Verfahren 

Schieberegister 

select 

Semaphore 

Semaphorkonzept 

Semaphoroperation 

Semaphorvariable 

Semaphorvariablen 

*330* 

*257* 

*291*, 450 

23, *259*, 267, 286 

136 

308, 457 

114 

132 

326 

452 

*336* 

*321* 

*324* 

240 

461 

308 

*309* 

309 

309 

442 


AT1 

Index (11) 

Sensor 

Sensorelement 

Sensorsystem 

sequenziell 

Serielle Busse 

shared memory 

Signaldurchschaltung 

Simatic 

simultan 

Software-Redundanz 

Speicherhierarchie 

speicherprogrammierbare Steuerung 

Speicherverwaltung 

Spezifikation 

Spielraum 

Sprachhöhe 

SPS 

SPS-Sprachen 

ST 

statisches Scheduling 

Stellglied 

46, *157* 

*158* 

161 

301 

133 

316 

172, 173, 183 

104 

301 

144 

355 

410 

355 

452 

298 

411 

79 

80 

427 

322 

46 


AT1 

Index (12) 

Stern-Struktur 

strukturierter Text 

Synchrone Kommunikation 

synchrone Programmierung 

Synchronisierung 

Synchronisierungsverfahren 

Synchronität 

Task 

Task-Typ 

TDMA-Verfahren 

technischer Prozess 

Technisches System 

Theorem von Liu und Layland 

Thread 

Token-Passing-Verfahren 

Überladen 

Unternehmensführungsebene 

Verarbeitungsleistung 

132 

*427* 

317, 464 

271, *273*, 287 

304, *307*, *315* 

308 

302 

*291* 

456 

219 

*14*, *16* 

17 

337 

292 

218 

434 

55 

122 


AT1 

Index (13) 

Verfügbarkeit 

Verklemmung 

Verlässlichkeit 

verteilte Automatisierungssysteme 

VERWALTUNGSBLOCK 

Vorgänge 

Vorhersehbarkeit 

Weiche Echtzeitsysteme 

Wirkungsmäßige Struktur 

Yokogawa 

zeitgesteuerte Architektur 

Zeitparameter 

Zeitscheibenverfahren 

Zeitsteuerung 

ZEITZÄHLER 

zentrale Anordnung 

Zustandsdiagramm 

Zustandsführung 

122, 129 

*304* 

23 

127 

381 

61 

23 

*258* 

107 

104 

287 

296 

*326* 

*230* 

378 

108 

294 

370 


AT1 

Index (14) 

Zuverlässigkeit 

ZYKLUS 

Zykluszeit-Bildung 

115, 129 

379 

367

7 Programmiersprachen für die Automatisierungstechnik

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