1 Das Kommunikationsmodell Das Sender-Empfänger-Modell der Kommunikation (nach Shannon und Weaver, 1949) definiert Kommunikation als Übertragung einer Nachricht von einem Sender zu einem Empfänger. Dabei durchläuft jede Nachricht folgende Schritte: 1. Die Nachricht wird kodiert und in ein vorher definiertes Signal umgewandelt. 2. Das Signal wird über einen Übertragungskanal übermittelt. Dabei kann die Nachricht durch Störungen verfälscht werden! 3. Der Empfänger nimmt die Nachricht auf und dekodiert sie wieder. Für die erfolgreiche Kommunikation ist es eine Voraussetzung, dass Sender und Empfänger die gleiche Kodierung für die Nachricht verwenden. Störung Kodierte Nachricht Übertragungskanal Sender Kodiertes Feedback Empfänger Überlegen Sie, ob die Bedienung eines Computers mit dem Kommunikationsmodell von Shannon übereinstimmt. Beantworten Sie dazu folgende Fragen. Wer ist der Sender bzw. der Empfänger? Welche Nachrichten werden verschickt? Wie sind die Nachrichten kodiert? Welche Übertragungskanäle gibt es? Welche Störungen können auftreten? Seite 1 von 6
2 Das EVA-Prinzip Seite 2 von 6
3 Signalkodierung Bei der Dateneingabe müssen Informationen (z. B. Tastaturanschläge, Mausbewegungen, Abbildungen, Messwerte,...) in elektrische Signale umgesetzt werden. Was ist charakteristisch für die verschiedenen Signalarten? Analoge Signale: Binäre Signale: Digitale Signale: Seite 3 von 6
4 Boolsche Algebra In einem PC werden alle Daten ausschließlich dual codiert verarbeitet. Das bedeutet, dass jede Information, jedes Signal, nur noch einen von zwei möglichen Zuständen annehmen kann. Für diese zwei Zustände sind verschiedene, jedoch gleichwertige Bezeichnungen gebräuchlich: falsch true 1 L(ow) O L Damit können einfache technische / physikalische Zustände sehr einfach im Rechner abgebildet werden: Schalter Lampe Strom Spannung Eine häufige Aufgabe von Computern ist die Verbindung zweier Signale. Es können zwei Tasten gleichzeitig gedrückt werden oder eine Verarbeitung darf erst starten wenn zwei Schalter zeitgleich geschlossen sind,... Derartige Verknüpfungen können immer auf einige Grundoperationen reduziert werden: Deutsche Bezeichnung UND ODER NICHT Englische Bezeichnung Boolsche Notation Alternative Schreibweise (z. B. in Programmiersprachen) Symbol Wahrheitstabelle b a x b a x a x Je nachdem wie viele Signale verknüpft werden haben auch die UND bzw. ODER Bausteine eine entsprechende Anzahl Eingänge. In der Wahrheitstabelle sind alle möglichen Eingangskombinationen aufgelistet. Bei n Eingängen gibt es verschiedene Signalkombinationen, womit die Wahrheitstabelle auch Zeilen umfasst. Seite 4 von 6
Stellen Sie für nachfolgende logische Verknüpfung die Wahrheitstabelle auf. C B A Z1 Z2 Z3 X Seite 5 von 6
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1 Das Kommunikationsmodell Das Sender-Empfänger-Modell der Kommunikation (nach Shannon und Weaver, 1949) definiert Kommunikation als Übertragung einer Nachricht von einem Sender zu einem Empfänger. Dabei durchläuft jede Nachricht folgende Schritte: 4. Die Nachricht wird kodiert und in ein vorher definiertes Signal umgewandelt. 5. Das Signal wird über einen Übertragungskanal übermittelt. Dabei kann die Nachricht durch Störungen verfälscht werden! 6. Der Empfänger nimmt die Nachricht auf und dekodiert sie wieder. Für die erfolgreiche Kommunikation ist es eine Voraussetzung, dass Sender und Empfänger die gleiche Kodierung für die Nachricht verwenden. Störung Kodierte Nachricht Übertragungskanal Sender Kodiertes Feedback Empfänger Überlegen Sie, ob die Bedienung eines Computers mit dem Kommunikationsmodell von Shannon übereinstimmt. Beantworten Sie dazu folgende Fragen. Wer ist der Sender bzw. der Empfänger? Bei der Dateneingabe ist der Benutzer der Sender, PC der Empfänger. Bei der Datenausgabe ist der Computer der Sender, während der Benutzer Daten empfängt. Welche Nachrichten werden verschickt? Eingaben: Texte, Bilder oder Steuersignale Ausgabe: Töne, Bilder oder Ausdrucke. Wie sind die Nachrichten kodiert? z. B. als elektrische Signale, elektro-magnetische Wellen, Bewegung (Force-Feedback-Joystick) Welche Übertragungskanäle gibt es? Leitungen (Maus, Tastatur), Luft (Monitor, Funkmaus), Papier (Ausdruck) Welche Störungen können auftreten? Unterbrochene Leitung, Hindernis im Blickfeld, Störungen der Funkübertragung, Wackelkontakt Seite 7 von 6
2 Das EVA Prinzip Seite 8 von 6
3 Signalkodierung Bei der Dateneingabe müssen Informationen (z. B. Tastaturanschläge, Mausbewegungen, Abbildungen, Messwerte,...) in elektrische Signale umgesetzt werden. Was ist charakteristisch für die verschiedenen Signalarten? Analoge Signale: Sie können in einem vorgegebenen Wertebereich jeden Zwischenwert einnehmen und sind dabei stetig veränderbar. Binäre Signale: Sie können nur zwei Signalzustände ( Ein oder Aus ; 0V oder 5V ; ) annehmen. Digitale Signale: Sie haben mehrere, abzählbare Zustände. Es gibt aber keine Zwischenstufen. Vorwiegender Einsatz zur Darstellung von Zahlen im Binärcode. Seite 9 von 6
4 Boolsche Algebra In einem PC werden alle Daten ausschließlich dual codiert verarbeitet. Das bedeutet, dass jede Information, jedes Signal, nur noch einen von zwei möglichen Zuständen annehmen kann. Für diese zwei Zustände sind verschiedene, jedoch gleichwertige Bezeichnungen gebräuchlich: falsch wahr false true 0 1 L(ow) H(igh) O L Damit können einfache technische / physikalische Zustände sehr einfach im Rechner abgebildet werden: Schalter ein H(igh) aus L(ow) Lampe leuchtet 1 dunkel 0 Strom fließt true fließt nicht false Spannung hoch 1 niedrig 0 Eine häufige Aufgabe von Computern ist die Verbindung zweier Signale. Es können zwei Tasten gleichzeitig gedrückt werden oder eine Verarbeitung darf erst starten wenn zwei Schalter zeitgleich geschlossen sind,... Derartige Verknüpfungen können immer auf einige Grundoperationen reduziert werden: Deutsche Bezeichnung UND ODER NICHT Englische Bezeichnung AND OR NOT Boolsche Notation Alternative Schreibweise (z. B. in Programmiersprachen) Symbol a b &&! & x a b 1 x a 1 x Wahrheitstabelle b a x 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 b a x 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 a x 0 1 1 0 Je nachdem wie viele Signale verknüpft werden haben auch die UND bzw. ODER Bausteine eine entsprechende Anzahl Eingänge. In der Wahrheitstabelle sind alle möglichen Eingangskombinationen aufgelistet. Bei n Eingängen gibt es 2 n verschiedene Signalkombinationen, womit die Wahrheitstabelle auch 2 n Zeilen umfasst. Seite 10 von 6
Stellen Sie für nachfolgende logische Verknüpfung die Wahrheitstabelle auf. C B A Z1 Z2 Z3 X 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 Seite 11 von 6
Stellen Sie für nachfolgende logische Verknüpfung die Wahrheitstabelle auf. C B A Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 X 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 Seite 12 von 6