Synchronisation - Synchronization

Synchronisierte Tänzer

Synchronisation ist die Koordination von Ereignissen, um ein System im Einklang zu betreiben . Zum Beispiel hält der Dirigent eines Orchesters das Orchester synchron oder im Takt . Systeme, die mit allen Teilen synchron arbeiten, werden als synchron oder synchron bezeichnet – und diejenigen, die es nicht sind, sind asynchron .

Heute kann die Zeitsynchronisation zwischen Systemen auf der ganzen Welt durch Satellitennavigationssignale und andere Zeit- und Frequenzübertragungstechniken erfolgen .

Schifffahrt und Eisenbahnen

Die Zeitmessung und Synchronisation von Uhren ist ein kritisches Problem in der Langstreckenschifffahrt. Vor der Funknavigation und der satellitengestützten Navigation benötigten Navigatoren eine genaue Zeit in Verbindung mit astronomischen Beobachtungen, um zu bestimmen, wie weit ihr Schiff nach Osten oder Westen reiste. Die Erfindung eines genauen Marinechronometers revolutionierte die Schifffahrt. Ende des 19. Jahrhunderts lieferten wichtige Häfen Zeitsignale in Form einer Signalpistole, einer Flagge oder einer fallenden Zeitkugel, damit Seeleute ihre Chronometer überprüfen und auf Fehler korrigieren konnten.

Die Synchronisation war wichtig , in dem Betrieb der 19. Jahrhundert Eisenbahn, wobei diese die ersten großen Beförderungsmittel schnell genug für Unterschiede in der örtlichen mittlere Zeit zwischen dem nahen gelegenen Städten spürbar zu sein. Jede Zeile behandeln das Problem , indem alle seine Stationen an der Zentrale als Standard - Synchronisation Bahnzeit . In einigen Gebieten teilten sich Unternehmen eine einzige Bahnstrecke und mussten Kollisionen vermeiden. Die Notwendigkeit einer strengen Zeitmessung veranlasste die Unternehmen, sich auf einen Standard zu einigen, und die Zivilbehörden gaben schließlich die lokale Durchschnittszeit zugunsten der Eisenbahnzeit auf.

Kommunikation

In der Elektrotechnik Bedingungen für digitale Logik und die Datenübertragung, eine Synchronschaltung erfordert ein Taktsignal . Ein Taktsignal signalisiert einfach den Beginn oder das Ende einer Zeitperiode, die oft in Mikrosekunden oder Nanosekunden gemessen wird und eine willkürliche Beziehung zu jedem anderen Messsystem für den Ablauf von Minuten, Stunden und Tagen hat.

In einem anderen Sinne werden elektronische Systeme manchmal synchronisiert, um Ereignisse an weit voneinander entfernten Punkten aus einer bestimmten Perspektive gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig erscheinen zu lassen. Zeitmessungstechnologien wie die GPS- Satelliten und das Network Time Protocol (NTP) ermöglichen einen Echtzeitzugriff auf eine enge Annäherung an die UTC- Zeitskala und werden für viele derartige terrestrische Synchronisationsanwendungen verwendet.

In der Informatik (insbesondere Parallel Computing ) ist Synchronisation die Koordination von gleichzeitigen Threads oder Prozessen , um eine Aufgabe mit korrekter Laufzeitreihenfolge und ohne unerwartete Race-Conditions abzuschließen ; Details finden Sie unter Synchronisation (Informatik) .

Synchronisation ist auch in folgenden Bereichen ein wichtiges Konzept:

Dynamische Systeme

Eine mechanische Demonstration der Synchronisierung von Oszillatoren: Metronome , die anfänglich phasenverschoben sind, synchronisieren sich durch kleine Bewegungen der Basis, auf der sie platziert sind

Die Synchronisation mehrerer interagierender dynamischer Systeme kann auftreten, wenn die Systeme autonome Oszillatoren sind . Poincaré-Phasenoszillatoren sind Modellsysteme, die in zufälligen oder regulären Netzwerken interagieren und sich teilweise synchronisieren können. Bei der globalen Synchronisation von Phasenoszillatoren erfolgt ein abrupter Übergang von der unsynchronisierten zur vollen Synchronisation, wenn die Kopplungsstärke eine kritische Schwelle überschreitet. Dies ist als Phasenübergang des Kuramoto-Modells bekannt . Synchronisation ist eine emergente Eigenschaft, die in einem breiten Spektrum dynamischer Systeme auftritt, einschließlich neuronaler Signalgebung, des Herzschlags und der Synchronisation von Glühwürmchen-Lichtwellen.

Menschliche Bewegung

Truppen verwenden Synchronisation, um Teamarbeit zu lernen

Bewegungssynchronisation ist definiert als gleichartige Bewegungen zwischen zwei oder mehr Personen, die zeitlich ausgerichtet sind. Dies unterscheidet sich von Mimikry, die mit einer kurzen Verzögerung auftritt. Line Dance und Military Step sind Beispiele.

Muskuläre Bindung ist die Idee, dass die Bewegung in der Zeit besondere Emotionen hervorruft. Dies löste einige der ersten Forschungen zur Bewegungssynchronisation und ihren Auswirkungen auf menschliche Emotionen aus. In Gruppen hat sich gezeigt, dass die Bewegungssynchronisation Konformität, Kooperation und Vertrauen erhöht.

In Dyaden , Gruppen von zwei Personen, wurde gezeigt, dass die Synchronisation die Zugehörigkeit, das Selbstwertgefühl, das Mitgefühl und das altruistische Verhalten erhöht und die Beziehung erhöht. Bei Auseinandersetzungen wurde festgestellt, dass die Synchronität zwischen den streitenden Paaren abnimmt, es ist jedoch nicht klar, ob dies auf die Veränderung der Emotionen oder andere Faktoren zurückzuführen ist. Es gibt Beweise dafür, dass die Bewegungssynchronisation erfordert, dass andere Menschen ihre positiven Auswirkungen haben, da die Wirkung auf die Zugehörigkeit nicht auftritt, wenn eine der Dyaden ihre Bewegungen mit etwas außerhalb der Dyade synchronisiert. Dies wird als zwischenmenschliche Synchronie bezeichnet.

In diesen Studien gab es Streit über die wahre Wirkung der Synchronie. Forschungen in diesem Bereich, die die positiven Auswirkungen der Synchronie detailliert beschreiben, haben dies allein der Synchronie zugeschrieben; viele der Experimente beinhalten jedoch eine gemeinsame Absicht, Synchronität zu erreichen. Tatsächlich legt das Modell der Verstärkung der Kooperation nahe, dass die Wahrnehmung von Synchronie zu einer Verstärkung der Kooperation führt, was zu den prosozialen Effekten der Synchronie führt. Es bedarf weiterer Forschung, um die Wirkung der Intentionalität von der vorteilhaften Wirkung der Synchronität zu trennen.

Verwendet

Synchronisation ist wichtig bei digitaler Telefonie , Video und digitalem Audio, wo Ströme von abgetasteten Daten manipuliert werden. Die Synchronisation von Bild und Ton war ein wichtiges technisches Problem im Tonfilm . Anspruchsvollere Film-, Video- und Audioanwendungen verwenden Timecode , um Audio und Video zu synchronisieren. Bei der Film- und Fernsehproduktion ist es notwendig, Videobilder von mehreren Kameras zu synchronisieren. Neben der einfachen Bearbeitung kann die Synchronisation auch für die 3D-Rekonstruktion verwendet werden

In elektrischen Leistungssystemen, Alternator Synchronisation ist erforderlich, wenn mehrere Generatoren an ein elektrisches Netz angeschlossen sind.

In digitalen elektronischen Systemen wie Mikroprozessoren werden Arbiter benötigt , um mit asynchronen Eingaben umzugehen. Es gibt auch elektronische digitale Schaltungen, die als Synchronisierer bezeichnet werden und versuchen, eine Arbitrierung in einem Taktzyklus durchzuführen. Synchronisierer sind im Gegensatz zu Schiedsrichtern fehleranfällig. (Siehe Metastabilität in der Elektronik ).

Verschlüsselungssysteme erfordern normalerweise einen Synchronisationsmechanismus, um sicherzustellen, dass die empfangende Chiffre die richtigen Bits zur richtigen Zeit dekodiert.

Kfz- Getriebe enthalten Synchronisatoren , die die verzahnten rotierenden Teile (Zahnräder und Keilwelle) auf die gleiche Drehzahl bringen, bevor sie in die Zähne eingreifen.

Die Blitzsynchronisation synchronisiert den Blitz mit dem Verschluss .

Einige Systeme können nur annähernd synchronisiert oder plesiochron sein . Einige Anwendungen erfordern, dass relative Offsets zwischen Ereignissen bestimmt werden. Für andere ist nur die Reihenfolge der Veranstaltung wichtig.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links