muss noch angepasst werden

Werden für steuernde Signale weitere Leitungen benutzt, so nennen wir diese Art der Datenübertragung parallelen Datenfluss.
Datenübertragung im Zeittakt wollen wir seriellen Datenfluss nennen.
Bei beiden Übertragungsarten ist die Zahl der Datenleitungen nicht fest vorgeschrieben.
In beiden Fällen könnte sie auf mindestens eine Datenleitung reduziert werden.

Achtung: In der Literatur wird oftmals eine einzelne Datenleitung als Kennzeichen des seriellen Datenflusses hingestellt, während beim parallelen Datenfluss von mehreren Datenleitungen ausgegangen wird. Wir sind jedoch der Ansicht, dass unsere Kennzeichnung im vorstehenden Merksatz die Zweckmäßigere ist.

Mit einem parallelen Verbindungs­kabel sind häufig Ausgabemedien wie der Drucker oder ein Plotter mit dem Computer verbunden oder aber zwei Computer, die gemeinsam Daten aus­tau­schen sollen. Ohne besondere Vorkeh­rungen ist die Länge dieser parallelen Übertragung bei heu­tiger Kabeltechnologie auf einige wenige Meter begrenzt.

Merkmal dieser parallelen Übertragung zwischen Rechner und Drucker ist, dass die Daten zwischen dem Sender und dem Empfänger über acht Datenleitungen gleichzeitig übertragen werden. Es werden also stets 8 Bits, d.h. 1 Byte bzw. ein Zeichen, geschickt. Gleichzeitig kann aber auch der Empfänger Daten an den Sender übermitteln, wozu wiederum 8 weitere Datenleitungen in einem parallelen Kabel integriert sind. Da Sender und Empfänger gleichzeitig Daten austauschen können, spricht man hier auch von einer bidirektionalen Datenübertragung.

Um die prinzipielle Funktionsweise paralleler Datenübertragung zu verstehen, wollen wir im Folgenden nur die eine Übertragungsrichtung vom Sender zum Empfänger genauer unter­suchen. Man spricht in der Praxis dann auch von einer unidirektionalen Datenübertragung.

Damit die Daten zwischen den beiden Stationen korrekt ausgetauscht werden können, sind in einem parallelen Kabel weitere Leitungen zur Steuerung der Übertragung notwendig. Eine Lei­tung verwaltet der Sender, der auf ihr mitteilt, ob ein gültiges Zeichen durch die anderen Lei­tungen dargestellt wird. Die zweite Leitung verwaltet der Empfänger, der mit ihrer Hilfe dem Sender zurück meldet, dass er ein Zeichen gesehen hat. Der Aufbau stellt sich wie folgt dar.

Der Sender verwaltet acht Datenleitungen und die Leitung Daten gültig. Der Empfänger seinerseits quittiert mit der OK-Leitung, dass er ein Zeichen empfangen hat. Selbstverständ­lich muss beim Empfänger ein entsprechender Speicher vorhanden sein, in den die empfangenen Daten geschrieben werden. Ob ein Signal über die Leitungen gesendet wird, können Sender oder Empfänger daran erkennen, dass in einem fest gelegten Zeitraum von 1 bis 5 Mikro­se­kun­den ein Spannungsimpuls von 5 Volt geschickt wird, der danach wieder auf 0 Volt zurück geht. In der Technik spricht man daher auch davon, dass der Zustand auf den einzelnen Leitungen entweder high (5 Volt) oder low (0 Volt) sein kann.

Betrachten wir jetzt einmal konkret, wie zum Beispiel der Buchstabe A mit Hilfe einer parallelen Übertragung zwischen Sender und Empfänger ausgetauscht werden kann. Es ist dir bereits bekannt, dass nicht das Zeichen A direkt übertragen werden kann, sondern dass der Buchstabe A zunächst codiert werden muss. Durch Nachschlagen in der ASCII-Tabelle (siehe Seite 25) findest du, dass dem A der Zahlenwert 65 zugeordnet ist. Allerdings muss natürlich auch die Zahl 65 zunächst weiter codiert werden, da der Computer nur die Binärdarstellungen von Zahlen verarbeiten kann.

Aufgabe 3: (???)

a)  Wie lautet die binäre Darstellung der Buchstaben A?
b)  Zeichne und benenne die Leitungen zwischen Sender und Empfänger bei einer unidirek­tionalen Datenübertragung.

Die konkrete Übertragung des codierten Buchstabens A läuft nun in folgenden Schritten ab:

Der Signalplan der asynchronen Datenübertragung

In technischen Handbüchern verwendet man zur Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Kommunikation auf Datenleitungen sogenannte Signalpläne. Mit ihrer Hilfe ist eine sehr kom­primierte und übersichtliche Darstellung des Ablaufs möglich. Der Signalplan zeigt den zeitlichen Verlauf der Signale auf allen Leitungen gleichzeitig. In der Horizontalen werden die Zeitpunkte abgetragen. t₀ entspricht der Ausgangssituation. t₁ ist die Startstellung, das ist der erste Schritt der asynchronen Datenübertra­gung, t₂ der zweite Schritt usw..

Wir wollen fest legen, dass die Datenleitung 0 die Wertigkeit 2⁰ und die Datenleitung 7 die Wertigkeit 2⁷ besitzt. Dann sieht ein Signalplan für die Übertragung unseres Buchstabens A wie folgt aus, wenn wir die Regeln der asynchronen Übertragung von der letzten Seite befolgen.

t₁ bis t₆ sind die Schritte 1 bis 6 in unserem oben definierten Ablauf. In der Technik werden für die einzelnen Zeitspannen Mindest- und Höchstzeiten angegeben.

Auf der vertikalen Achse sind die (hier 10) Leitungen parallel abgetragen. Für jede Leitung gibt es die LOW - und die HIGH-Linie. Technisch fest gelegt wird auch, wie lange der Wechsel von einem Zustand zum anderen maximal dauern darf. Man spricht von der Flankensteilheit.

Die Richtung des Signals vom Sender zum Empfänger oder umgekehrt spielt bei der Dar­stellung keine Rolle. Die acht Datenleitungen und die Leitung „Daten gültig“ steht unter der Ver­waltung des Senders. Die „Ok-Leitung“ wird dagegen vom Empfänger gesteuert. Die in der Abbildung grauen Signalzustände sind nicht eindeutig fest gelegt. Zwischen t₀ und t₁ ist der Zu­stand der Datenleitungen beispielsweise völlig uninteressant, dasselbe gilt für die Zeit nach t₆.

muss noch angepasst werden

Aufgabe 4: 

a)  Beschreibe mit deinen eigenen Worten unter Bezug auf die Zeiten t_o bis t₆ die einzelnen Schritte zur Übertragung des Buchstabens A in dem Signalplan auf der letzten Seite.
b)  Erstelle nacheinander einen Signalplan zur parallelen Übertragung des Zeichens ? und des Buchstabens t.

 Aufgabe 5:

Welches Zeichen wird in folgendem Signalplan übertragen?

Aufgabe 6:

Welche Fehler findest du im folgenden Signalplan? 

 Aufgabe 7:

Erstelle mit Hilfe deiner Programmierumgebung ein Programm, das nach der Eingabe eines Zeichens die parallele Datenübertragung simuliert. Dabei sollen die einzelnen Zeitpunkte t_o bis t₆ auf Tastendruck nacheinander abgearbeitet werden. Der Zustand der einzelnen Leitungen (LOW oder HIGH) soll durch Lampen am Rand (mit Farbe gefüllte Kreise) angezeigt werden.