Arbeitsblatt: Informatik ohne Strom - Zaubertrick/Fehlerkorrektur

Informatik ohne Strom Zaubertrick Fehlerkorrektur Worum geht es? Du lernst einen verblüffenden Zaubertrick kennen, der nur 25 Karten (z.B. Spielkarten oder Postkarten) benötigt. Gleichzeitig lernst du das Prinzip kennen, wie Computer Fehler beim Eintippen, Einlesen oder Übertragen von Daten erkennen oder gar korrigieren können. Wie funktioniert es? 1. Der Zaubertrick Du benötigst 25 gleich grosse Karten mit deutlich unterscheidbaren Vorder – und Rückseiten (hell/dunkel). Lasse jemanden aus dem Publikum aus 16 Karten ein quadratisches Muster mit 4 4 Karten auflegen. Dabei sollen sich Vorder – und Rückseite möglichst zufällig abwechseln, so dass das entstehende Muster schwer zu merken ist. Nun behauptest du, dass du die Sache noch etwas schwieriger machen möchtest und legst noch eine weitere Spalte rechts dazu. Du tust so, als seien diese zusätzlichen Karten ganz zufällig. In Wirklichkeit zählst du schnell in jeder Zeile die Anzahl Karten mit dunkler Seite. Ist die Anzahl gerade, legst du die zusätzliche Karte mit der hellen Seite daneben, sonst mit der dunklen Seite. (Würdest du nach dem Leben der fünften Karte nochmals zählen, musst du eine gerade Anzahl dunkler Karten haben). Das gleiche machst du anschliessend mit den Spalten, um insgesamt 5 5 Karten aufzulegen. Diesmal zählst du von oben nach unten die Anzahl dunkler Karten und ergänzt wieder zu einer geraden Anzahl. Bitte nun jemanden aus dem Publikum genau eine der 25 Karten umzudrehen (hell/dunkel), ohne dass du es sehen kannst. Danach schaust du kurz auf das Spielfeld, um sogleich auf magische Weise auf die Karte zu zeigen, die gedreht wurde. Woher wusstest du, welche es war? Dazu zählst du erneut in jeder Zeile und jeder Spalte die dunklen Karten zusammen. Es wird jetzt genau eine Zeile und eine Spalte mit einer ungeraden Anzahl dunkler Karten geben. Dort wo sich diese Zeile und diese Spalte kreuzen, wurde die Karte gedreht. (Ist das nicht der Fall, hat die Person aus dem Publikum beim Umdrehen gemogelt. Sie hat entweder mehrere Karten oder gar keine Karten gedreht.) Übrigens: Du kannst auch mehr Karten verwenden und zum Beispiel mit 5 5 Karten beginnen – das Prinzip bleibt immer gleich. 2. Die Idee der Redundanz und der Prüfsumme In der Informatik wird dieses Prinzip als Redundanz bezeichnet. Die zusätzliche Zeile und Spalte benötigen wir nur, um Fehler zu finden, sie sind aber nicht Teil der eigentlichen Information. Je nach Verfahren lassen sich Fehler sogar automatisch korrigieren, wie im Beispiel vom Zaubertrick. Wusstest du, dass etwa 33% aller Daten auf einer CD nur zur Fehlererkennung und Fehlerkorrektur genutzt werden? Damit lässt sich die CD trotz leichter Kratzer immer noch abspielen und die Information darauf verwenden. Es gibt auch sonst überall redundante Daten im Alltag. Ein weiteres Beispiel sind Prüfsummern. Sie werden im Supermarkt beim Einscannen des Barcodes, bei ISBNNummern auf Büchern oder bei der Seriennummer von Geldscheinen verwendet. Auch Bankkontonummern enthalten Prüfziffern, damit bei einem Tippfehler nicht so schnell falsche Überweisungen passieren. Lösung: 3./4. 2./4. 2./4.