Miniaturisierte Elektronik, Digitalisierung und GPS: Grundlagen und Vorteile

Miniaturisierte Elektronik und Halbleiterkomponenten

Miniaturisierte Elektronik, basierend auf Halbleiterkomponenten, ermöglicht Apparate mit sehr kostspieliger Produktion. Ein wesentlicher Vorteil ist die Senkung des Energieverbrauchs.

Digitales Codierverfahren und Signalverarbeitung

Das digitale Codierverfahren organisiert Signale in Paketen mit einer festen Anzahl von Bits. Jede mögliche Kombination von acht Nullen und Einsen repräsentiert eine Nachricht.

Grundlagen der Digitalisierungstechnik

Die Digitalisierungstechnik teilt Bilder in kleine Quadrate, die jeweils als Pixel bezeichnet werden. Die Auflösung hängt von der Anzahl der Pixel ab. Jedes Pixel erhält einen Wert für die Lichtstärke zwischen 0 und 255.

• Bei Farbbildern sind drei verschiedene Lichtstärken für jedes Pixel erforderlich: Rot, Blau und Grün. Die Anzahl der Werte beträgt hier ebenfalls üblicherweise 256.
• Abschließend werden die Lichtstärkewerte der einzelnen Pixel mithilfe eines Binärcodes in Einsen und Nullen umgewandelt.

Funktionsweise des GPS-Systems

Der Betrieb von GPS (Global Positioning System) erfordert drei Elemente:

1. Satelliten, die in großer Höhe in der Erdumlaufbahn positioniert sind.
2. Ein Netz von Bodenstationen auf der Erdoberfläche.
3. Ein mobiler Computer-Elektronik-Empfänger, der jederzeit die Koordinaten bestimmen kann.

Universelle Vorteile der Kommunikation

Das vorherrschende Kommunikationsnetzwerk weist zwei wesentliche Charakteristiken auf:

• Es ermöglicht die elektronische Verbindung zweier Geräte, unabhängig davon, wo auf der Welt sie sich befinden.
• Es unterstützt das Senden von Signalen zwischen Geräten über verschiedene Routen. Die digitale Technologie wählt die beste Route für eine schnellere Übertragung.

Schutz reisender Informationen im Netzwerk

Beim Austausch von Dateien über das Netzwerk ist der Schutz der Informationen entscheidend.

Merkmale der digitalen Sicherheit

Merkmale der Verschlüsselung:

1. Die übermittelte Nachricht ist nur für eine bestimmte Person oder Gruppe verständlich.
2. Der Empfänger kann nicht leugnen, dass er die Nachricht erhalten hat, da der Absender bekannt ist.
3. Es ist sehr kompliziert, die Nachricht ohne den entsprechenden Schlüssel zu entschlüsseln.

Prinzip der digitalen Verschlüsselung

Die Information der digitalen Verschlüsselung ist eine Folge von Nullen und Einsen, die auf der anderen Seite wie folgt verändert wird:

• Die erste Interpretation jeder Folge wird vom autorisierten Benutzer vorgenommen.
• Das Verfahren beinhaltet einen geheimen Schlüssel, den nicht alle Empfänger der Nachricht kennen. Die zweite Folge, die in der verschlüsselten Nachricht enthalten ist, kann nur von jenen interpretiert werden, die diesen geheimen Teil des Verfahrens kennen.