Experimentieren Heute - Nano
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Menu • • • • • 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 physikalische Grösse in eine elektrische Spannung umgewandelt. 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 KONTROLLE Das System muss entlang einer gegebenen Trajektorie in jeden möglichen Ort im Parameterraum geführt werden können. • VOLLE INFORMATION Alle Systemvariablen sollen gespeichert werden. Das digitale Zeitalter Systemvariablen AD- Wandler DA- Wandler Kontrollvariablen HARDWARE LÖSUNGEN Measuring with TM Super-DAQ (PCI or USB) n-Channel Ultraslow Human Input m-Channel Ultraslow Human Output TerraMemory N-Channel Ultrafast AD 4096 bit, 1024 GHz M-Channel Ultrafast DA 4096 bit, 1024 GHz Schichtmodell SuperDAQ UI-Layer VerarbeitungsLayer FunktionalitätsLayer JAVA - TCL/TK – TCP/IP - HTTP JAVA C Fortran BF1.DLL BF2.DLL BF3.DLL BF4.DLL BF5.DLL HardwareLayer HW.DLL Hardware (1 Layer) ADA Informatik-Lösungen Moderne Konzepte in der Software-Entwicklung Spannungsfeld langsam Portierbar JAVA C++ C, Fortran, Pascal Assembler Maschinen-Code schnell Hardwarespezifisch 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 UI-Layer VerarbeitungsLayer FunktionalitätsLayer JAVA - TCL/TK – HTTP JAVA BF1.DLL C BF2.DLL Fortran BF3.DLL BF4.DLL BF5.DLL Virtual SuperDAQ HardwareLayer Hardware (2 Layers) HW.DLL HW.DLL HW.DLL DSP Code DSP Code DSP Code ADA ADA ADA NANO-WORLD UI-Layer VerarbeitungsLayer FunktionalitätsLayer JAVA - TCL/TK – HTTP JAVA BF1.DLL C BF2.DLL Fortran BF3.DLL BF4.DLL BF5.DLL Virtual SuperDAQ HardwareLayer Hardware (2 Layers) SMART HW.DLL HW.DLL HW.DLL DSP Code DSP Code DSP Code ADA ADA ADA Verarbeitungs- und UI-layers Systemvariablen anzeigen Kontrollparameter manuell ändern User Interface (GUI / HTTP) Kontrollparameter automatisch ändern Variablen speichern
