Bitübertragung zwischen zwei Rechnern

Verbinden der Netzwerkschnittstellen

Für die folgenden Experimente werden Netzwerkschnittstellen von zwei Rechnern (d.h.: zwei Calliope) miteinander verbunden. Rechner A sendet auf Pin 1, während Rechner B auf Pin 2 empfängt. Deshalb wird Pin 1 von Rechner A mit Pin 2 von Rechner B verbunden. Aus dem gleichen Grund wird Pin 1 von Rechner B mit Pin 2 von Rechner A verbunden. Ein Stromkreis muss immer geschlossen sein. Deshalb müssen die beiden Masse-Pins miteinander verbunden werden.

Auf diese Weise ist es möglich, Daten von einem Rechner zu einem anderen Rechner zu übertragen.

Bitübertragung - interaktiv

Aufgabe 1

(a) Verbinde die beiden Calliope wie im obenstehenden Bild. Der linke Calliope ist Rechner A angeschlossen, der rechte an Rechner B.

(b) Probiere den folgenden Dialog aus und analysiere ihn. Wer sendet hier welche Daten an wen?

(c) Sende in einem zweiten Dialog die Bitfolge '101' von Rechner A an Rechner B. Anschließend soll Rechner B die Bitfolge '101' zurück an Rechner A schicken.

>>> from calli_inter import Interface
>>> interA = Interface()

>>> from calli_inter import Interface
>>> interB = Interface()

>>> interA.write(1)

>>> interB.read()
True

Aufgabe 2

Die Datenübertragung kann auch mit geeigneten Hilfsprogrammen erfolgen.

(a) Lade den Quelltext zu dem Sendeprogramm sender.py und zu dem Empfangsprogramm empfaenger.py herunter. Starte auf dem einen Rechner das Sendeprogramm und auf dem anderen Rechner das Empfangsprogramm. Teste das Sender-Empfänger-System.

(b) Mit dem Sender-Empfänger-System sollen Pegelmuster wie z.B. '1001' oder '1101' übertragen werden. Die Pegel sollen wie folgt erzeugt bzw. angezeigt werden: 1: Taste ist gedrückt / Lampe ist an; 0: Taste ist nicht gedrückt / Lampe ist aus. Warum müssen Sender und Empfänger zuerst eine Zeit vereinbaren, die für die Darstellung eines einzelnen Pegel benutzt werden soll?

(c) Welches Problem tritt auf, wenn der Sender das Pegelmuster '0000' übertragen will?

Ein Transceiver-Programm

Zum Experimentieren können wir auch ein sogenanntes Transceiver-Programm - das ist ein Programm, das sowohl senden als auch empfangen kann, verwenden.

Der Transceiver sendet und empfängt automatisiert Pegelmuster - das sind Low-High-Spannungsmuster. Zum Senden werden solche Pegelmuster hier mit Hilfe der Symbole '0' und '1' dargestellt. Beim Empfangen werden die Pegel dann wie bei einem Oszilloskop mit Hilfe eines Laufstrahls angezeigt.

Aufgabe 3

(a) Lade das Transceiver-Programm transceiver.py herunter. Kontrolliere, ob der Portbezeichner richtig vorgegeben ist. Starte das Transceiver-Programm auf beiden (mit einem Nullmodemkabel verbundenen) Rechnern. Teste das Duplex-Kommunikationssystem, indem du Pegelmuster von einem zum anderen Rechner schickst.

(b) Wie kann man aus der grafischen Darstellung beim Empfänger das gesendete Pegelmuster rekonstruieren?

(c) Warum sollte an beiden Rechnern die gleiche Pegelzeit eingestellt sein?

(d) Der Sender möchte eine Nachricht (z.B. 'Hallo') an einen Empfänger schicken. Wie könnte man das mit dem Transceiver-Programm durchführen?

(e) Welches Problem tritt beim Empfänger auf, wenn der Sender die Pegelmuster '00001111' und '00111100' verschicken möchte? Wie könnte man dieses Problem lösen?