Systemprogrammierung: Grundlagen, Rollen und Werkzeuge

Grundlagen der Systemprogrammierung

Was ist ein System?

Ein System ist eine Menge von Komponenten, die interagieren, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen.

Was ist Programmierung?

Programmierung ist ein Prozess, der Daten in maschinenlesbare Anweisungen umwandelt, um gewünschte Ergebnisse zu erzielen.

Was ist Systemprogrammierung?

Systemprogrammierung ist eine Sammlung von Programmen, die für einen Computer in einer kohärenten und monolithischen Weise für seine Nutzer bereitgestellt werden.

Rollen und Untersuchungsfelder

Was ist die Rolle eines Programmierers?

Programmierer spielen eine unterstützende Rolle, indem sie die Betriebssystem-Software pflegen, die von Anwendungsentwicklern und IT-Betreibern genutzt wird.

Was ist die Rolle des Systemprogrammierers?

Systemprogrammierer wählen, ändern und verwalten komplexe Betriebssystem-Software. Sie sind auch an Entscheidungen über die Reduzierung oder Erweiterung von Hard- und/oder Software beteiligt.

Was ist das Untersuchungsfeld der Systemprogrammierung?

Das Untersuchungsfeld der Systemprogrammierung umfasst die Theorie der Maschinen und ihre Anwendung im Design digitaler Systeme sowie der Computerarchitektur.

Welche Bereiche der Systemprogrammierung werden untersucht?

• Künstliche Intelligenz in kooperativer Arbeit
• Systeme für parallele und verteilte Architekturen
• Echtzeit-Systeme
• Design und Programmierung großer Systeme

Anwendung von KI in der Systemprogrammierung

In kooperativen Anwendungen im Web-Umfeld ist es möglich, Werkzeuge der Künstlichen Intelligenz zu nutzen. Dabei werden Werkzeuge entworfen und gebaut, um ein System zu schaffen, das ein nahtloses Web betreibt. Dies soll einer Gruppe von Sponsoren die notwendige Unterstützung bieten, um gemeinsam und gleichzeitig ein einziges Dokument zu entwerfen und zu produzieren.

Systemprogrammierung und parallele/verteilte Architekturen

Die Systemprogrammierung befasst sich mit dem Design von Betriebssystemen für parallele und verteilte Systemarchitekturen, insbesondere in Bezug auf die Speicherverwaltung und Scheduling-Verfahren.

Scheduling in Echtzeit-Systemen

Es werden verschiedene Aspekte der Planung (Scheduling) für Echtzeit-Systeme betrachtet. Dazu gehören:

• die Planung fehlertoleranter Echtzeit-Systeme,
• Echtzeit-Scheduling in Überlastsituationen (d.h. in Anwendungen, bei denen die Prozessnachfrage mehr als 100% der Kapazität beträgt),
• die Planung und Anwendung von Echtzeit-Systemen zur Zeitkontrolle,
• sowie Scheduling-Verfahren für Echtzeit-Prozesse mit Energieverbrauchs-Beschränkungen.

Anwendung der Systemprogrammierung bei großen Systemen

Eingebettete Systeme sind oft sehr groß und komplex. Sie bestehen aus verwandten, aber relativ unabhängigen Teilsystemen.

Werkzeuge in der Systemprogrammierung

Welche Werkzeuge werden in der Systemprogrammierung verwendet?

• Struktur-Editoren
• Formatierende Drucker
• Statische Code-Analysatoren
• Interpreter
• Compiler

Rolle eines Struktur-Editors

Ein Struktur-Editor nimmt eine Folge von Befehlen als Eingabe, um ein Programm aus den Quelltexten zu erstellen. Zusätzlich zu den Funktionen zum Erstellen und Ändern von Text analysiert er den Quelltext des Programms, indem er eine angemessene hierarchische Struktur einführt.

Funktion eines formatierenden Druckers

Ein formatierender Drucker scannt und druckt das Programm so, dass die Programmstruktur deutlich sichtbar ist.

Was ist ein statischer Code-Analysator?

Ein statischer Code-Analysator liest und analysiert ein Programm, um mögliche Fehler zu entdecken, ohne das Programm auszuführen. Er kann auch Logikfehler erkennen.

Funktion eines Interpreters

Ein Interpreter führt die im Programm enthaltenen Operationen direkt aus.