Dr. Frankenstein als Metapher für komplexe technische Systeme

24. November 2011, 14:56
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Italienisch-amerikanischer Computerwissenschafter Alberto Sangiovanni-Vincentelli spricht über moderne Informationstechnologien

Klosterneuburg - Die Idee, ein "Hybridwesen" zusammenzusetzen, das der Summe seiner Einzelteile überlegen ist, hatte schon Dr. Frankenstein in Mary Shellys berühmtem Roman. Für den italienisch-amerikanischen Computerwissenschafter Alberto Sangiovanni-Vincentelli hat diese Idee viel mit den Anforderungen bei Entwicklungen in der heutigen Informationstechnologie zu tun. Im Rahmen eines Vortrages am Institute of Science and Technology Austria (IST) in Maria Gugging (NÖ) am Donnerstag Abend wird der Forscher und Unternehmer darlegen, wie verschiedenartige Komponenten sinnvoll zu "übergeordneten Systemen" verbunden werden können.

"Ich arbeite an Designgrundlagen, Methoden, Algorithmen und Tools für sehr komplexe Systeme, die oftmals auch übergeordnete Systeme genannt werden", sagte der Professor an der University of California der APA. Die Schwierigkeit beim Design und Aufsetzen eines solchen Zusammenschlusses sei es, funktionierende Verbindungen zwischen teilweise sehr unterschiedlichen technischen Einheiten zu schaffen. Ein Problem, vor dem schon Dr. Frankenstein stand, den Sangiovanni-Vincentelli auch im Titel seines Vortrags bemüht: "Taming Dr. Frankenstein: Designing Distributed Systems of Electronics, Mechanical and Biological Components" (Dr. Frankenstein zähmen: Wie man Verteilte Systeme in Elektronik. Mechanik und Biologie designt).

Dezentrale Entwicklungen

Der Anspruch, ein übergeordnetes System zu schaffen, das mehr als die Summe seiner einzelnen Teile ergebe, sei daher oftmals nicht leicht zu realisieren. "Die verschiedenen Aspekte, die ein Produkt ausmachen, wie Ästhetik, Benutzerfreundlichkeit, Funktionalität, Kosten und Qualität müssen gut austariert sein", so der Forscher. Die rasanten Entwicklungen im Bereich der Informationstechnologien würden vermehrt dezentral erfolgen und seien daher schwieriger miteinander zu kombinieren. Ebenso wird es zukünftig - beispielsweise über das Smartphone - in vermehrtem Ausmaß zum Informationsaustausch zwischen der realen und der virtuellen Welt kommen. Die Vielzahl der dabei entstehenden Schnittstellen würde weitere neue Anwendungen ermöglichen, deren Auswirkungen wir heute noch nicht einschätzen können.

Sangiovanni-Vincentelli ist der Meinung, dass das Design von Produkten, die derartige Systeme miteinander verbinden, auch in sehr unterschiedlichen Branchen nach den gleichen Prinzipien ablaufen sollte. Um die definierten Ansprüche zu erfüllen, sollte man sich über sukzessive Verfeinerungen immer weiter an das Endprodukt herantasten. Jede Verfeinerung sollte hinsichtlich ihres Verbesserungspotenzials und ihrer Einschränkungen wissenschaftlich bewertet werden. Bewährte Teile sollten so weit wie möglich wiederverwendet werden, um Kosten und Zeit zu sparen. Der Wissenschafter rät dazu, mathematische Modelle aufzustellen, die das Verhalten der Komponenten und ihren Einfluss auf Kosten, Größe, Energieverbrauch und Zuverlässigkeit abbilden. Die Methode der systematischen Verfeinerung der Modelle, Komponenten und deren Kombinationen nennt Sangiovanni-Vincentelli "Plattformbasiertes Design".

Der Mitbegründer der beiden weltweit größten Unternehmen, die sich mit dem Entwurf von elektronischen Systemen und Mikroelektronik spezialisiert haben (Cadence und Synopsys), verweist darauf, dass die Prinzipien seines Konzepts nicht nur in der Entwicklung von Soft- und Hardware Anwendung finden würden. Auch in weiter entfernten Gebieten, wie dem Automobil-Sektor, dem Design von Flugzeugen oder von lebenden Organismen - Stichwort: Synthetische Biologie - würde auf Grundlage dieser Prinzipien gearbeitet. (APA)

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