Neues im Elektronik-Kompendium

Update: Grundlagen Netzwerktechnik

Ein Netzwerk ist die physikalische und logische Verbindung von mehreren Computersystemen. Jedes Netzwerk basiert auf Übertragungstechniken, Protokollen und Systemen, die eine Kommunikation zwischen den Teilnehmern eines Netzwerks ermöglichen. Ein einfaches Netzwerk besteht aus zwei Computersystemen. Sie sind über ein Kabel miteinander verbunden und somit in der Lage ihre Ressourcen gemeinsam zu nutzen. Wie zum Beispiel Rechenleistung, Speicher, Programme, Daten, Drucker und andere Peripherie-Geräte. Ein netzwerkfähiges Betriebssystem stellt den Benutzern auf der Anwendungsebene diese Ressourcen zur Verfügung.

 

Mainframe / Großrechner

Ein Mainframe oder Großrechner ist ein sehr leistungsfähiger Computer, der eine große Menge anfallender Daten mit großer Zuverlässigkeit und hohem Datendurchsatz verarbeiten kann. Je nach Anwendungsfall kann er auch Cloud-Anwendungen beherbergen, die nach dem Client-Server-Prinzip verarbeitet werden.

 

Verarbeitungsgeschwindigkeit und Verarbeitungsbandbreite

Die Verarbeitungsgeschwindigkeit in der IT bezieht sich meist auf einen Prozessor, weil der hauptsächlich für die Datenverarbeitung verantwortlich ist und mit seiner Verarbeitungsgeschwindigkeit maßgeblichen Einfluss auf die Gesamtgeschwindigkeit eines Computersystems hat. Als Maßeinheiten existieren hierfür die Taktrate (Frequenz) in Hertz (Hz) oder Bit pro Sekunde.

 

Übertragungsgeschwindigkeit und Übertragungsbandbreite

Bei der Übertragungsgeschwindigkeit handelt es sich um die Geschwindigkeit, mit der Daten übertragen werden. Oft spricht man deshalb auch von der Übertragungsrate, Datenrate oder Transferrate. In der Regel werden diese Werte in Bit/s, kBit/s, MBit/s oder GBit/s angegeben. Angaben in Byte/s, kByte/s, MByte/s oder GByte/s sind dagegen eher unüblich.

 

Was ist der Unterschied zwischen Gigabyte und Gibibyte

Der Unterschied ist, dass bei Gigabyte mit dem dezimalen Zahlensystem, beispielsweise 10 hoch 3 = 1.000, und bei Gibibyte mit dem dualen Zahlensystem, beispielsweise 2 hoch 10 = 1.024, gerechnet wird.

Die Problem dabei ist, dass oftmals für binär berechnete Werte die metrische Einheit Gigabyte und nicht die binäre Einheit Gibibyte verwendet wird. Der Grund dafür ist, dass vielen die binären Einheiten, wie Kibibyte, Mebibyte und Gibibyte, nicht bekannt sind oder trotz besseren Wissens, nicht verwendet werden. Das führt dann dazu, dass man nicht wirklich sicher sein, wie viel zum Beispiel die Speicherkapazität einer 1 Terabyte Festplatte beträgt.

Dabei ist die Sache ganz einfach. 1 Terabyte sind nicht 1.024 Gigabyte, sondern tatsächlich 1.000 Gigabyte oder 931 Gibibyte.

Dazu folgende Beispielrechnung:

1000 Gigabyte * 1000 * 1000 * 1000 = 1.000.000.000.000 Byte / 1024 / 1024 / 1024 = 931 Gibibyte

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Bit und Byte

Die kleinste Einheit in der Informationsverarbeitung ist das Bit und dient zur Messung von Kommunikation und Speicherkapazität. Eine Bitfolge von 8 Bit bezeichnet man typischerweise als Byte.

 

UPDATE: Pullup-,Pulldown-Widerstand, Openkollektor, Wired-OR, Latchup-Effekt



In diesem überarbeiteten Elektronik-Minikurs beschäftigen wir uns mit dem Pullup- und dem Pulldown-Widerstand im Gebrauch von digitalen Schaltungen. Es geht dabei um die alten TTL- und die modernen CMOS-Eingangsstufen. Weil beim kurzen Rückblick ins TTL-Zeitalter auch die damals moderne, schnellere und leistungsreduzierte Lowpower-Schottky-Version (LS-TTL) mit einbezogen ist, wird auch kurz erklärt, was neben der Schottky-Diode der Schottky-Transistor ist.

Danach liegt der Fokus auf CMOS. Störprobleme beseitigen und korrigieren sind ein Thema. Weitere Inhalte sind unbenutzte Logik-Eingänge, Openkollektor-Ausgänge und die Wired-OR-Verknüpfung an einem praktischen Beipsiel mit Lichtsensoren.

Ganz neu ist das Thema, was passiert wenn eine CMOS-Schaltung an aktiven Eingangssignalen angeschlossen ist und die Betriebsspannung fehlt, z.B. auf Grund eines lokalen Untersbruchs der Spannungsversorgung oder auch durch einfaches Abschalten. Vorgestellt wird dies an einem praktischen nachvollziehbarem Experiment, z.B. mit einem Steckboard.

Gruss Euer
ELKO-Thomas

 

 

UPDATE: Einfaches Labornetzteil 0...20VDC / max.3A



Es gibt einen ersten Teil zu diesem Elektronik-Minikurs. Dieser befasst sich mit der komplementären Darlington-Schaltung, die aus einem NPN- und einem PNP-Transistor besteht. Erfunden wurde diese Art des Darlington vom Ungaren George Clifford Sziklai, der seine Erfindung im Jahre 1956 zum Patent anmeldete. Man bezeichnet diese Art des Darlington als Sziklai-Connections. Siehe am Schluss in der Linkliste dieses Minikurses.

Dieser Minikurs beschreibt ein einfaches Labornetzteil zum Nachbau. Das wirklich Interessante liegt in den Details zum Studium, das auch zum praktischen Experimentieren anregen soll. Im Laufe der Zeit gab es einige Ergänzungen und Änderungen in einer Folge von Updates. Man betrachte das Titelbild zu diesem Newsletter.

Bild A: Diese erste Version zeigt eine direkte Verbindung vom Ausgang des Opamp OA zur Basis des T1/T2-NPN-Darlington und zum Transistor T3, der mit dem Shuntwiderstand Rsh die Strombegrenzung an +Ua erzeugt. Im Betriebszustand liefert OA nur einen sehr kleinen Strom zur Basis von T2, weil die Stromverstärkung des komplementären NPN-Darlington T1/T2 sehr hoch ist. Bei starker Überlastung, bzw. Kurzschluss an +Ua will OA seine maximale Ausgangsspannung liefern. Dies kann er aber nicht und deshalb steuert er sich in die eigene Strombegrenzung. Ist +Ue aber zu hoch, wird die maximal zulässige Verlustleistung überschritten und die Zerstörung von OA liegt nahe.

Bild B: Mit Rn1 ist das Problem unschön gelöst. Unschön, weil für den Kurzschlussfall an +Ua, muss es ein 1-Watt-Widerstand sein. Alternativ ohne Rn1, dafür die Z-Diodenschaltung aus Rm1 und Zm1. Das geht aber nur dann, wenn +Ue im Minimum deutlich grösser ist als eigentlich nötig.

Bild C: Diese Lösung besteht aus einer Konstantstromquelle Iq an stelle von Rn1. Diese ist so dimensioniert, dass sie unterhalb der Strombegrenzung als Widerstand wirkt, weil alleine T1/T2 diesen Strom bestimmt. Ist jedoch die Strombegrenzung im Einsatz, dann arbeitet Iq als konstante Stromquelle und da fliesst der grösste Anteil via T3 zu +Ua und durch die angeschlossene Last nach GND. Als konstanter Strom genügen wenige mA. Ncht getestet habe ich die Methode mit einem JFET (Bild C1). Sollte auch funktionieren. Weniger Bauteile, dafür mehr Spannungsabfall, bzw. mehr +Ue im Minimum.


Gruss Euer
ELKO-Thomas

 

Quantenkryptografie

Bei der Quantenkryptografie muss man unterscheiden zwischen Verfahren mit Hilfe derer herkömmliche Kryptografie gebrochen werden kann (Kryptoanalyse) und Verfahren, die Kryptografie mit Quantentechnik verbessern.

 

WireGuard

WireGuard ist ein OpenSource-Projekt für ein Protokoll zum Herstellen von Verbindungen für ein Virtual Private Network (VPN). WireGuard wurde vollständig neu implementiert, auf entbehrliche Altlasten verzichtet und ein kleinerer Satz Kryptoverfahren verwendet.