Beschreibungsebenen und computersysteme (by Abdelhamid Barzali) References : - www.google.de - Wikipedia -Gödel, Escher, Bach – ein Endloses Geflochtenes Band -

1. Proseminar:
GÖDEL ESCHER BACH
BESCHREIBUNGSEBENEN UND
COMPUTERSYSTEME
Betreuer: Marcus Tönnis
Verfasser: Abdelhamid Barzali
TUM den,28.06.05
Inhaltsangaben
Software – Hardware
Beschreibungsebenen – Computersysteme (Begriffserklärung)
Daten und Befehle
Das Betriebsystem
Maschinensprache – Assembler
Compiler - Interpreter
Ballung und Schachspiel
Fortschritte in AI sind Fortschritte der Sprache

2. Einführung
Das Thema dieses Kapitels lautet : `` Beschreibungsebenen und Computersysteme `` . Ziel dieses
Kapitels ist es , einen Einblick in die Beschreibungsebenen und Computersysteme Zu geben .
es werden dabei ein paar Beispiele angeführt und wichtige Begriffe der sowohl physischen zb :
Hardware.. als auch nicht physischen zb : Software.. Funktionsbauteile eines Computers eingeführt
und es wird somit versucht , ihre Bedeutung zu vermitteln.
Wir wollen Zum Beginn dieses Proseminars versuchen den Unterschied zwischen Software und
Hardware klar zu machen und dann die Begriffe: Beschreibungsebenen und Computersysteme
erklären . Ausgehend von einer Erklärung beider Begriffe möchten wir auch noch die Ausstattung
eines Computers näher untersuchen , um zu einem besseren Verständnis des Kapitels zu kommen .
Software – Hardware
Software bezeichnet alle nichtphysischen Funktionsbestandteile eines Computers. Dies umfasst vor
allem Computerprogramme sowie die zur Verwendung mit Computerprogrammen bestimmten Daten.
Software umfasst auch Dokumentationen, Handbücher und wird (gelegentlich) bis in die Schulungen
und die Supportleistungen begrifflich geführt.
Software wird häufig im Gegensatz zu Hardware gesetzt, welche den physischen Träger
bezeichnet, auf dem Software existiert und funktioniert, und allein mit Hilfe dessen sie ihre Funktion
erfüllen kann. Umgangssprachlich wird "Software" oft auch ausschließlich für "aktive" Daten, also
ausführbare Computerprogramme gebraucht, "passive" Daten fallen dabei weg.
Hardware ist ein Sammelbegriff für alle Baugruppen und Peripheriegeräte eines
Computers. Im Gegensatz dazu bezeichnet man Programme und Daten als Software. Zur Hardware
gehören
- Ausgabegeräte (Drucker, Monitor...)
- Eingabegeräte (Tastatur, Maus...)
- Geräte zur Kommunikation (Netzwerkkarte...)
- Speichermedien ..
- die Grundbestandteile der Rechnerarchitektur wie der Prozessor.
Beschreibungsebenen – Computersysteme
Es gibt zahlreiche Systeme , die auf verschiedenen Ebenen verstehen lassen . Zum Beispiel wissen
wir alle , dass der Mensch aus einer ungeheueren Zahl von Zellen (etwa 25 Billionen )
zusammengesetzt ist und dass man deshalb alles ,was wir tun , prinzipiell vom Standpunkt der Zellen
aus beschreiben kann. nehmen wir zum Beispiel eine Sequenz von Bildern auf einem Fernsehschirm ,
die eine Lachende Frau zeigt. Wenn wir uns diese Sequenz anschauen , wissen wir ,dass wir nicht
wirklich eine Frau betrachten sondern eine Menge von flackernden Punkten auf einer ebenen Fläche .
wir wissen es – aber nichts liegt unserer Gedanken ferner .wir haben also Zwei extrem
entgegengesetzte Repräsentationen dessen ,was sich auf Fernsehschirm
befindet , aber in Verwirrung stürzt uns das nicht . Wir können einfach die eine ausschliessen und
unsere Aufmerksamkeit auf die andere richten – und das tun wir denn alle .

3. Es gibt noch einen Bereich , in dem zahlreiche Beschreibungsebnen für ein einzelnes System
nebeneinander existieren und alle Ebenen begrifflich sehr nahe beieinander liegen . es handelt sich
dabei um Computersysteme .
Daten und Befehle
Das Wort als Befehl : in den Wörtern ,die im Gedächtnis gespeichert sind , sind nicht nur Daten
enthalten , auf denen operiert wird , sondern auch das Programm ,nach dem die Daten zu verarbeiten
sind .Ein Teil des Worts ,gewöhnlich die ersten Paar Bits ,kann als Name des auszuführenden Befehls
interpretiert werden .was bedeuten aber die restlichen Bits in einem als Befehl interpretierten Wort ?
Die restlichen Bits stellen eine Anweisung an ein anderes Wort ( oder andere Wörter) im Gedächtnis
dar.
Wir finden Als Mindestausstattung eines Computers ein Gedächtnis ,eine zentrale Recheneinheit
(CPU ) und einige Eingabe/Ausgabe –Geräte .Das Gedächtnis ist in verschiedene physische Einheiten
(genannt Wörter ) aufgeteilt . Ein Wort ist weiter aufgeteilt in Bits ,und diese werden wir als Atome
der Computerwissenschaft betrachten. In einem Wort beträgt typischerweise die Anzahl der Bits
ungefähr 36. physikalisch gesprochen ist ein Bit einfach ein magnetischer „Schalter“ ,der in Zwei
Stellungen stehen kann .Eine Menge von 36 Bits muss so wenig als eine Zahl aufgefasst werden wie
ein Groschen als Preis für 10 Gummibärchen . genauso wie das Geld verschiedene Dinge tun kann ,je
nachdem wie man es verwendet .so kann ein Wort viele verschiedene Funktionen erfüllen .
einige typische Befehle sind folgende :
- ADDIERE das Wort , auf das im Befehl verwiesen wird ,zu einem Register .(in diesem Fall
muss das Wort offensichtlich eine Zahl sein.)
- DRUCKE das Wort , auf das der Befehl hinweist ,als Buchstaben aus.( in diesem Fall muss
das Wort offensichtlich nicht als Zahl , sondern Buchstabenketten interpretiert werden .)
- SPRING zu dem Wort ,auf das der Befehl verweist.( in diesem Fall erhält die CPU
den Auftrag ,dieses besondere Wort als nächsten Befehl zu interpretieren .
-
Maschinensprache – Assembler
Ein Assembler ist genau genommen ein Compiler, der den Code eines
"Assemblerprogramms" in Maschinensprache, d. h. Nullen und Einsen übersetzt. Anders als ein C
Compiler hat es der Assembler jedoch sehr einfach, da (fast immer) einer Assembleranweisung genau
eine Maschinensprachenanweisung entspricht. Assemblerprogramm ist also nur eine für Menschen
(etwas) komfortablere Darstellung des Maschinenprogramms .

4. Abbildung .2
Assembler und Compiler sind beide Übersetzer in die Maschinensprache .
Das zeigen die geraden Pfeile . Ausserdem wurde sie , da sie selbst Programme sind ,ursprünglich
auch in einer Sprache geschrieben. Die Wellenlinien zeigen , dass ein Compiler in Assemblersprache
geschrieben werden kann und ein Assembler in Maschinensprache
Compiler - Interpreter
Ein Compiler (auch Kompilerer oder Übersetzer) ist ein Computerprogramm, das ein in einer
Quellsprache geschriebenes Programm in ein semantisch äquivalentes Programm einer Zielsprache
umwandelt.
-Ein Interpreter (im Sinne der Softwaretechnik) ist ein Software-Programm . sein Quellcode muss aber
nicht von einem Assembler (Informatik) oder Compiler in Maschinensprache umgewandelt werden ,
ein Interpreter liest direkt ein, analysiert und führt aus . Interpreter haben gegenüber Compilern den
Vorteil, dass das interpretierte Programm auf allen Rechnerarchitekturen lauffähig ist, ohne dass es
vorher neu übersetzt werden muss.
Der größte Nachteil der Interpretersprachen ist die im Vergleich zu den compilierten Programmen
deutlich langsamere Ausführungsgeschwindigkeit. Reine Interpreter lesen und analysieren den
Quellcode eines Programms und führen dann die entsprechenden Aktionen durch. Dies ist im
Vergleich zu Compilersprachen, bei denen das Programm vor seiner Ausführung in Maschinencode
übersetzt wird, der dann vom Prozessor direkt ausgeführt wird, sehr zeitaufwendig. Der Vorteil liegt
darin, dass reine Interpreter auf jeder Rechnerarchitektur lauffähig sind wenn der Quellcode des
Interpreters (der selbst häufig in C geschrieben ist) dort übersetzt werden kann.

5. Das Betriebsystem
Ein Betriebssystem ist die Grundsoftware, die die Verwendung (den Betrieb) eines Computers
ermöglicht. Es verwaltet Betriebsmittel wie Speicher, Ein- und Ausgabegeräte und steuert somit die
Ausführung von Programmen.
Betriebssystem heißt auf Englisch operating system (operating=Betrieb). Der englische Ausdruck
operating system (OS) kennzeichnet den Sinn und Zweck: Die in den Anfängen der Computer stark
mit schematischen und fehlerträchtigen Arbeiten beschäftigten Operatoren Programme, um sich die
Arbeit zu erleichtern; diese wurden nach und nach zum operating system zusammengefasst.
Betriebsysteme bestehen in der Regel aus einem Kern (englisch: Kernel), der die Hardware des
Computers verwaltet, sowie grundlegenden Systemprogrammen, die dem Start des Betriebssystems
und dessen Konfiguration dienen.
Unterschieden werden Einbenutzer- und Mehrbenutzersysteme, Einzelprogramm- und
Mehrprogrammsysteme, Stapelverarbeitungs- und Dialogsysteme. Betriebssysteme finden sich in fast
allen Computern: als Echtzeitbetriebssysteme auf Prozessrechnern, auf normalen Computern und als
Mehrprozessorsysteme auf Servern und Grossrechnern .
Abbildung 1
Das Betriebssystem ist die Schnittstelle zwischen dm Benutzer und Hardware .

6. Ballung und Schachspiel
Eins der Hauptprobleme bei der Erforschung der artifiziellen Intelligenz besteht darin ,herauszufinden
, wie man die Kluft zwischen den beiden Beschreibungen überbrücken kann, wie man einen Computer
so programmieren , dass er gut Schach spielt , wie man ein System konstruieren kann ,das die eine
Beschreibungsebene annehmen und die andere erzeugen kann. Das alles lässt sich gut durch den
Wissensfortschritt illustrieren . in den vierziger Jahren führte der holländische Psychologe Adriaan de
Groot Untersuchungen durch , wie Schach -anfänger und Schachmeister eine Spielkonfiguration
betrachten . Es wurde bewiesen ,dass ein Schachmeister so schnell eine Stellung im Spiel
reproduzieren kann im Vergleich mit der schwerfälligen Rekonstruktion vom Schachanfänger. Dabei
war es sozusagen klar ,dass der meister auf einer anderen Stufe als Anfänger denkt.
Ähnlichen Ebenen : es ist jedoch total verwirrend ,wenn ein einzelnes System Zwei oder mehr
Beschreibungen auf verschiedenen Ebenen zulässt ,die sich trotzdem in gewisser Weise ähneln .Dann
fällt uns schwer ,beim Nachdenken über das System die verschiedenen Ebenen nicht durcheinander zu
bringen ,und wir können leicht völlig in die Irre gehen.
In der Struktur des menschlichen Geists gibt es viele Ebenen –es ist sicher ein System ,dass wir noch
nicht gut kapieren .Es gibt aber hunderte von rivalisierenden Theorien darüber ,warum die Menschen
sich so verhalten ,wie sie es tun ,und jede Theorie beruht auf gewissen Annahmen ,bis in welche Tiefe
dieses Systems von Ebenen verschiedene psychologische „Kräfte“ zu finden sind.
Fortschritte in AI sind Fortschritte der Sprache
Künstliche Intelligenz (KI, beziehungsweise AI vom englischen Artificial Intelligence ) ist eine
Fachdisziplin der Informatik mit interdisziplinärem Charakter. Ziel der KI ist es, Maschinen zu
entwickeln, die sich verhalten, als verfügten sie über Intelligenz (John McCarthy, 1955).
Neben den Forschungsergebnissen der Kerninformatik selbst sind in die KI Ergebnisse der folgenden
Fachgebiete eingeflossen: Psychologie und Neurologie, Mathematik und Logik,
Kommunikationswissenschaft, Philosophie und Linguistik
Fortschritte in AI sind Fortschritte der Sprache: Es ist auffällig ,wie eng die Verbindung zwischen
Fortschritt in der Computerwissenschaft (im besonderen bei der artifiziellen Intelligenz) und der
Entwicklung neuer Sprachen ist .
ein Schlüssel zum Verständnis und zur Schaffung von Intelligenz liegt in der fortwährenden
Weiterentwicklung und Verfeinerung der Sprachen ,mit denen Prozesse der Symbolmanipulation
beschrieben werden können.
Fazit
Zu guter letzt ist es klar geworden , dass es sich hierbei um die Bedeutung der Baugruppen
eins Computers mit den verschiedenen Beschreibungsebnen handelt .
Rechnersysteme umfassen einen Datenfluss , Speicher , Ein- und Ausgabegeräte und die
Steuerung- bzw Verarbeitungseinheiten .Zentral für dieses Kapitel sind die Betrachtungen
über den Unterschied zwischen Hardware und Software und die Beschreibungsebenen , die
für ein Computersystem von grosser Bedeutung sind .