3. Der Teufel im Detail: die Fehlerbetrachtung

3.0 Vorbetrachtung

Bei der Übertragung von Daten über die Parallele Schnittstelle treten in regelmäßigen Abständen Störungen auf. Das heißt einige Datenepakete sind fehlerhaft und müssen nocheinmal gesendet werden. Somit erhöht sich der notwendige Datendurchsatz der für die Übertragung einer Datei und somit auch die Übertragungsdauer. Ziel sollte es aber sein, die beiden Werte möglichst klein zuhalten.

Dazu gibt es ein Steuerelemente : die Blockgröße. Wählt man sie sehr klein, werden viele Fehlerbytes übermittelt. Der sogenannte Overhead vergrößert sich. Wählt man sie sehr groß, ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Block wegen eines Fehlers nocheinmal gesendet werden muß groß. Es muß also einen goldenen Mittelweg geben, der eine optimale Datenübetragung gewährleistet.

In der oben stehenden Messungsdarstellung kann man die Abhängigkeit des Datentransfervolumens von der Blockgröße sehen. Grundlage dieser Messungen waren die Übertragung einer 10.000 Byte (10k) großen Datei. Für jede Blockgröße wurden dabei die Mittelwerte von 126 Übertragungen benutzt.

3.1. statistische Voruntersuchung

Bei der Betrachtung aller Messungen wurde festgestellt, dass bei unserem Versuchsszenario aller 932 übertragenen Bytes ein Fehler auftrat.

Annahme:

A ... Ereignis das ein Byte Fehlerhaft ist
p(A) ... die Wahrscheinlichkeit des Eintretens des Ereignisses A

p(A) = 1 / 932

3.1. Wahrscheinlichkeit, dass in einem Block der Größe m Byte mind. ein Fehler ist

X ... ist die Anzahl der Fehlerbytes

X ist binomialverteilt mit Parametern m und p                    X~(m,p)

         

 

3.2. Wahrscheinlichkeit, dass ein Block der Größe m beim k-ten Sendeversuch erstmals erfolgreich übertragen wurde

Y ... ist die Anzahl der notwendigen Sendeversuche

         

... ist eine geometrische Verteilung mit Parameter (1-p1)

Somit ist die mittlere Anzahl von Sendeversuchen bei Blockgröße m Byte ...

         

3.3 Stochastische Analyse der zu sendenden Bytes

S ... ist die Anzahl zu sendenden Bytes
Wir gehen davon aus, dass alles Sendeversuche stochastisch unabhängig sind.

         

Daraus folgt ....


         

f(m) ist die mittlere Anzahl der zu sendenden Bytes in Abhängigkeit von der Blockgröße m

         

3.4 Lösung der Extremwertaufgabe

         

Das ganze dann aufgelöst mit der Lösungsformel erhält man einen Wert von aufgerundet m=43Byte als optimale Blockgröße. Dieser Sachverhalt läßt sich auch grafisch darstellen.