Maak je eigen cd. WISACTUEEL opdracht december 2010

Vergelijkbare documenten
De Blu-ray Disc. Uitwerkingen opgaven. Een vakoverstijgende opdracht voor 5 havo en 5/6 vwo. Jean Schleipen Philips Research, Eindhoven

De Hamming-code. de wiskunde van het fouten verbeteren in digitale gegevens. Benne de Weger Faculteit Wiskunde en Informatica, TU/e 1/21

Het sorteren van post

De Blu-ray Disc Een vakoverstijgende opdracht voor 5 havo en 5/6 vwo (natuurkunde, wiskunde, elektrotechniek, meet- en regeltechniek)

Activiteit 1. Tel de punten Binaire Getallen. Samenvatting. Kerndoelen. Vaardigheden. Leeftijd. Materiaal

Colofon. Philips Research, Eindhoven. In Profiel Tekstontwerp, Eindhoven

Rekenen: Getallen groep 5 en hoger. Rekenen en schattingen ontdekken. Algebra groep 5 en hoger. Patronen en relaties ontdekken.

CODES IN DE RUIMTEVAART

Fout detecterende en verbeterende codes

Les D-04 Foutdetectie en correctie

Kleuren met getallen Afbeeldingen weergeven

Projectieve Vlakken en Codes

Voorbeeld casus mondeling college-examen

De Hamming-code. De wiskunde van het fouten verbeteren in digitale gegevens

Deel A. Breuken vergelijken

afrondende suggesties worden gebruikt om dieper op het onderwerp in te gaan als daar tijd voor is.

Toepassingen van de Wiskunde in de Digitale Wereld

Lineaire algebra 1 najaar Lineaire codes

EXAMEN INFORMATIETHEORIE I (5JJ40 / 5K020) 25 maart 2004, 9u00 12u00-1 -

Rekentijger - Groep 7 Tips bij werkboekje A

Werkbladen. Module 3: Geheimtaal. Internet. De Baas Op. Module 3, Versie 1.0

Binaire getallen? Werkboek. Doeblad

Kennismaking met programmeren

Voorbeeld casus mondeling college-examen

Lesbrief Code kraken / maken

Elke groep van 3 leerlingen heeft een 9 setje speelkaarten nodig: 2 t/m 10, bijvoorbeeld alle schoppen, of alle harten kaarten.

Breuken(taal), meetkunde, voortzetting eerlijk verdelen

Tekst lezen en vragen stellen over de tekst

Afbeeldingen in binaire code

ROL, SCHUIF EN BEDEK. MEER DOBBELSTEENWERKBLADEN? Kijk op heutinkvoorthuis.nl AANTAL SPELERS: 2-4

Ruitjes vertellen de waarheid

Tekst lezen en vragen stellen over de tekst

WISKUNDE-ESTAFETTE 2011 Uitwerkingen

Het grondtal van het decimaal stelsel is 10. Voorbeeld: het getal Poorten De tellereenheid Mevr. Loncke 1

Deel C. Breuken. vermenigvuldigen en delen

OPDRACHTEN BIJ THEMA 9 FEEDBACK

Deze les levert een bijdrage aan kerndoel 3 voor rekenen: De leerlingen leren omgaan met tijd in alledaagse situaties.

TRAINING HOUT WERKBLAD BINAIRE OMREKENMACHINE

Memoriseren: Een getal is deelbaar door 10 als het laatste cijfer een 0 is. Of: Een getal is deelbaar door 10 als het eindigt op 0.

De wereld in getallen 4 Lessuggestie groep 8 Werkbladen

Welke meningen over reclame staan tegenover elkaar? Teken een verbindingslijn tussen de 2 zinnen die bij elkaar horen:

LES: Wie van de drie? 2

AVONTURENPAKKET DE UITVINDERS EN DE BEESTENBENDE

Lesideeën beroepenkaarten WERKEND NEDERLANDS

+ = Talstelsels. Maar wat is dan: -

Kopieer- en werkbladen: de reeks van Fibonacci

Zwijsen. jaargroep 4. naam: reken-wiskundemethode voor het basisonderwijs. rekentrainer. jij. Bezoek alle leuke dingen. Teken de weg.

In Evacuate the dancefloor van Cascada wordt een langer motief gebruikt. Meteen daarna wordt een variatie gespeeld.

Tekst lezen en vragen stellen over de tekst

Eerste ronde Nederlandse Wiskunde Olympiade

Internationaal Wiskundetoernooi 2017

1. REGELS VAN DEELBAARHEID.

Getaltheorie. Wiskunde Leerjaar 2, Periode 1 Les: 12 oktober 2017

De jury beslist of een inzending geldig is. Over de uitslag kan niet worden gecorrespondeerd. WCPN Nederlands Kampioenschap 2014

Dit instructieboek is een kopie van het echte NK. Alleen de puzzels zijn verwijderd.

SMART-finale 2017 Ronde 1: 5-keuzevragen

Winterse speurtochten. Algemene organisatietips

SMART-finale Ronde 1: 5-keuzevragen

6. Chromosomen. Deze basisstof vervangt de basisstof in je hand- en werkboek.

Rekenen: getallen en ordening. Getalbegrip: groter dan, kleiner dan

Datum. Vraag het bedrag in BEF. Reken om naar EURO. Toon het bedrag in EURO. --- Vraag het bedrag in BEF Reken om naar EURO---

Variabelen in enveloppen

Hieronder zie je hoe dat gaat. Opgave 3. Tel het aantal routes in de volgende onvolledige roosters van linksboven naar rechtsonder.

Bij de volgende vragen Bij een regelmatige veelhoek kun je het gemakkelijkst eerst de buitenhoeken berekenen en daarna pas de binnenhoeken.

handleiding ontbinden

Plattegrond van de school Groep 5 rekenen 1

Inleiding Tijdens deze les maken de leerlingen een programma om een bericht in morsecode te versturen en ontcijferen ze gecodeerde berichten.

Statistiek inleiding 2 mavo

Rekenen met verhoudingen

De vreemde hersenkronkel van Lies Dal Culie

7,6. Samenvatting door A woorden 12 april keer beoordeeld. Natuurkunde. Natuurkunde Systemen. Systemen

Afbeelding 12-1: Een voorbeeld van een schaakbord met een zwart paard op a4 en een wit paard op e6.

STROOMDIAGRAMMEN. Hoofdstuk 8. Hoe je Galgje moet spelen. Voorbeelduitvoer van Galgje. Hoofdstuk 8 Stroomdiagrammen 67

Groep 8 Tips bij werkboekje B

rekentrainer jaargroep 6 Vul de maatbekers. Kleur. Zwijsen naam:

DE ASTRO PI PROGRAMMEREN VOOR MISSION ZERO

Theorie op de gitaar. Toonladders. Uitleg en opdrachten. Coen Beijer

Cabri en Internet. Sangaku. Tangram en de kromme van Von Koch. Cirkels van Apollonius. Mozaïeken. Volgende. Volgende. Cabri Internet Overzicht

werkblad Scheldeberoep verkennen Veel beroepen hebben met de Schelde te maken. Welk beroep zou jij verder willen verkennen?

ACTIVITEITEN GROEP 3 en 4

Sorteer netjes! 1. Knip de kaartjes van bijlage 1 uit. Sorteer

Voorbereidingsmateriaal SUM OF US. Wiskundetoernooi 2006

Kangoeroewedstrijd editie Springmuis: jaargang 2013, probleem 1. c Vlaamse Wiskunde Olympiade vzw

6.1 Kwadraten [1] HERHALING: Volgorde bij berekeningen:

THEORIE TALSTELSELS. 1 x 10 0 = 1 (een getal tot de macht 0 = 1) 8 x 10 1 = 80 2 x 10 2 = x 10 3 = Opgeteld: 9281d(ecimaal)

groep 8 blok 12 Malmberg s-hertogenbosch naam:

rekentrainer jaargroep 6 Vul de maatbekers. Kleur. Zwijsen naam:

Hoe? Taal 1. Waar? Tijd? Extra? SPEL DENK

Rekenoefening groep 5 Doel

Rekenen: Meten groep 4 en hoger. Het leren van simpele weegopdrachten.

ipad Module 4 Instellingen

WISKUNDE-ESTAFETTE KUN 2002 Uitwerkingen

Jeugd Verkeerskrant 5 Zoveel borden en tekens?!

Antwoordkaart Denkopdrachten.

Hoofdstuk 5: Functies voor getallen en teksten

Opgave 2. Binaire informatie

SCRATCH GEVORDERDEN Inhoudsopgave

inkijkexemplaar Beveiligen met 0 en 1 Beveiligen met 0 en 1

WISKUNDE-ESTAFETTE Minuten voor 20 opgaven. Het totaal aantal te behalen punten is 500

2 Algemene opbouw van een computersysteem

Transcriptie:

Maak je eigen cd hoeveel uur per dag besteed je aan wiskunde? Misschien is dat meer dan je denkt. als je een dvd kijkt of een game speelt, zit je eigenlijk een flinke berg wiskunde te doen. hetzelfde geldt als je muziek luistert op je ipod of mp3. In deze opdracht kom je iets te weten over de rol van wiskunde bij cd s. Deze opdracht is gebaseerd op het lesmateriaal bij de dvd-demonstrator van Philips. De daarbij behorende bladen binair en pariteit_tabel worden ook bij deze opdracht gebruikt. Deze bladen vind je op www.jet-net.nl onder kennisuitwisseling/lesmateriaal/dvd-demonstrator/neem een voorproefje. De informatie op een cd, ipod of een andere digitale informatiedrager bestaat louter en alleen uit nullen en enen: muziek, een game, een film, foto s, alle informatie wordt eerst gedigitaliseerd (in nullen en enen omgezet). Op een cd worden die nullen en enen in de vorm van putjes vastgelegd. Sterk uitvergroot ziet dat er als volgt uit: Voor de Hamming-code delen we ons digitale muziekfragment eerst op in groepjes van vier bits. Dit zijn de informatiebits b0, b, b2, b3. Vervolgens voegen we aan elk groepje drie extra bits toe, de zogenaamde pariteitbits p, p2, p3: 00*** 00*** 0*** *** Je muziekfragment bestaat nu dus uit vier getallen van zeven bits b0, b, b2, b3, p, p2, p3. Zo n getal noemen we een codewoord. Afbeelding : Vergroting van de oppervlakte van een cd In je Xbox, pc of Wii worden die putjes in de disk met een laser gelezen en weer terugvertaald naar iets dat je kunt horen of zien. Dat lezen gaat niet altijd goed. Als je een cd goed bekijkt, zie je altijd wel krasjes, stofjes of vingerafdrukken zitten. De kans dat er bij het lezen een fout wordt gemaakt is dus levensgroot. Toch merk je daar niets van als je zit te gamen of een film bekijkt. Hoe kan dat? In deze opdracht maak je kennis met de Hamming-code. Dit is een wiskundige truc die fouten op een cd opspoort en verbetert. We kijken eerst hoe hij werkt, daarna mag je er zelf mee aan de slag. hamming-code Stel, je speelt in een bandje en je wilt een cd opnemen met jullie favoriete nummers. Samen duiken jullie de studio in. Na de opname wordt de muziek gedigitaliseerd. Die vette bas en dat snelle loopje worden vertaald in een enorme reeks nullen en enen (bits). Een piepklein stukje muziek ziet er dan bijvoorbeeld zo uit: Om de waarde van de pariteitbits te bepalen gebruiken we drie cirkels en de volgende regel: In elke cirkel moet een even aantal enen staan. We vullen de cirkels als volgt in: p b2 b b0 p2 b3 p3 Invullen van het eerste groepje levert: p=0 p3=0 0 0 p2= Het eerste codewoord in ons voorbeeld is dus: 0000. Dit codewoord schrijven we weg op de cd. 00000 Nu kun je deze reeks precies zo op een cd wegschrijven, maar de kans dat je hem straks weer zonder fouten kunt afspelen, is dan maar klein. Als je op een slimme manier extra bits toevoegt, kun je bij het afspelen foute bits herkennen en corrigeren. Hiervoor gebruiken we de Hamming-code. Lees verder op volgende pagina.

Oefening Bepaal de pariteitbits voor de andere drie groepjes bits in ons voorbeeld en schrijf alle codewoorden van het muziekfragment hier op: 0 0 0 0 _ Oefening 2 Controleer of 0000 en 000 geldige codewoorden zijn (met andere woorden: kloppen ze wel of niet met de cirkelregel). Omcirkel de goede antwoorden: 0000 is een geldig codewoord / is geen geldig codewoord 000 is een geldig codewoord / is geen geldig codewoord Als we de cd willen afspelen zien we dat die vuil is geworden. Bij het uitlezen van de putjes zitten er wat klein stofjes in de weg. We krijgen de volgende codewoorden: 000 000 0000 0 Met de drie cirkels en de regel in elke cirkel een even aantal enen, controleren we of er bij het lezen een fout is opgetreden. We vullen het eerste codewoord in de cirkels in. Oefening 3 Controleer op dezelfde manier de andere codewoorden uit het voorbeeld en corrigeer ze als dat nodig is. Welke bits waren fout? Omcirkel ze in de codewoorden hieronder (in elk codewoord is maximaal bit fout). 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 De codewoorden die we in ons voorbeeld gebruiken bestaan uit zeven bits: vier informatiebits en drie pariteitbits. We noemen dit een [7, 4, 3]-code. Interleaving Met deze Hamming-code kun je maximaal één fout in een codewoord opsporen en corrigeren. Als er een krasje of vuiltje op een cd zit, is de kans natuurlijk groot dat een hele rij bits achter elkaar verkeerd wordt uitgelezen. Daarom is er een techniek ontwikkeld waarbij het risico op fouten letterlijk wordt gespreid. Bij deze techniek worden de codewoorden eerst opgeknipt in losse onderdelen en bij het wegschrijven over een groter gebied op de disc verspreid. Deze techniek heet interleaving. Het komt erop neer dat van een set codewoorden eerst alle eerste bits achter elkaar worden weggeschreven, dan alle tweede bits, etc. De codewoorden: 000 0000 0000 000 A 0 0 0 B worden dan als volgt weggeschreven op de cd: 00 00 0 00 00 00 0000 C Oefening 4 Schrijf de codewoorden uit oefening op met gebruik van interleaving. We zien nu het volgende: Cirkel B voldoet aan de regel dat er een even aantal enen in moet staan. Deze cirkel bevat dus geen fout. Cirkel A en cirkel C bevatten allebei een oneven aantal enen. De fout moet dus staan in het segment dat alleen deze twee cirkels gemeenschappelijk hebben. Hier staat de informatiebit b2. De die hier staat moet dus worden veranderd in een 0. Oefening 5 De volgende reeks bits is met interleaving op een cd vastgelegd. Schrijf op uit welke codewoorden deze reeks is gemaakt. 00 0 000 00 00 00 0

Opdracht Maak je eigen cd Je hebt wat geoefenend met de Hamming-code en interleaving. Nu gaan we serieus aan de slag. In deze opdracht ga je zelf een cd opnemen die daarna door een medeleerling wordt afgespeeld. Kijk voor de werkbladen binair en pariteit_tabel op www.jet-net-nl onder kennisuitwisseling/lesmateriaal/dvddemonstrator/neem een voorproefje Opnemen (noteer je gegevens op werkblad ) Bedenk een (geheime) boodschap of woord van 5 letters. 2 Digitaliseer je boodschap met behulp van het werkblad binair. 3 Deel je boodschap nu op in 0 groepjes van 4 bits. 4 Voeg aan elk groepje 3 pariteitbits toe; gebruik hiervoor de Hamming-code en het werkblad pariteit_tabel. 5 Zet met interleaving alle eerste bits achter elkaar, dan alle tweede bits, enzovoort. Totaal heb je 70 bits. 6 Schrijf de bits in de volgorde die je nu gekregen hebt op de cd (werkblad 3). Begin bij START. LET OP: Zoals je ziet, zit er een grote kras op de cd. Vervang op de plaats van de kras jouw informatie (0 of ) door een 0. 7 Knip je cd uit en geef hem aan een medeleerling die jouw boodschap mag gaan afspelen. Speel intussen zelf een cd van een medeleerling af. Afspelen (noteer je gegevens op werkblad 2) Reconstrueer de codewoorden die met interleaving op de cd zijn weggeschreven. Als het goed is heb je nu 0 codewoorden met een lengte van 7 bits. 2 Controleer met de Hamming-code of er fouten in de codewoorden zitten en corrigeer ze als dat nodig is. Gebruik hierbij het werkblad pariteit_tabel. 3 Verwijder de pariteitbits zodat je 0 groepjes van 4 bits overhoudt. 4 Combineer steeds twee groepjes van 4 bits zodat je 5 groepjes van 8 bits overhoudt. 5 Zoek op het werkblad binair voor elk groepje de bijbehorende letter op. 6 Welke boodschap heb je ontcijferd? Klopt dit met de boodschap die je medeleerling heeft gecodeerd? tot slot Met deze Hamming-code kun je per codewoord één fout herkennen en herstellen. De codes die tegenwoordig gebruikt worden, zijn veel complexer en kosten veel meer rekentijd. Daarom zitten er in je gameapparatuur chips die speciaal zijn ontworpen om razendsnel met één bepaalde code fouten te vinden en te corrigeren. Het principe daarvan is echter gelijk aan wat je in deze les hebt gedaan!

Maak je eigen cd Werkblad opnemen Schrijf hier je gedigitaliseerde (binaire) boodschap Eerste letter Tweede letter Derde letter Vierde letter Vijfde letter Schrijf hier de codewoorden. In de grijze vakjes komen de pariteitbits. Cw staat voor codewoord, cw2 staat voor codewoord 2, enzovoort. Eerste letter cw cw2 Tweede letter cw3 cw4 Derde letter cw5 cw6 Vierde letter cw7 cw8 Vijfde letter cw9 cw0 Schrijf hier de reeks enen en nullen nadat je interleaving hebt toegepast. Let op de volgorde van de codewoorden. Als het goed is komen de pariteitbits in de grijze vakjes terecht. cw cw2 cw3 cw4 cw5 cw6 cw7 cw8 cw9 cw0 Eerste bits Tweede bits Derde bits Vierde bits Vijfde bits Zesde bits Zevende bits Schrijf nu regel voor regel de bits op je cd ( cijfer per vakje). Begin bij START. Vervang op de plaats van de kras je eigen informatie door 0-en. Je kunt de 0-en en -en in de vakjes schrijven, maar je kunt ook de vlakjes met twee kleuren inkleuren. Zet er dan wel bij welke kleur een is en welke kleur een 0.

Maak je eigen cd Werkblad 2 afspelen Schrijf hier de reeks enen en nullen van de cd die je gaat afspelen. Begin bij START. cw cw2 cw3 cw4 cw5 cw6 cw7 cw8 cw9 cw0 Eerste bits Tweede bits Derde bits Vierde bits Vijfde bits Zesde bits Zevende bits Schrijf hier de gereconstrueerde codewoorden. In de grijze vakjes komen de pariteitbits. Vervang waar nodig een foute bit na controle met de Hamming-code. Eerste letter cw cw2 Tweede letter cw3 cw4 Derde letter cw5 cw6 Vierde letter cw7 cw8 Vijfde letter cw9 cw0 Schrijf hier de digitale boodschap Eerste letter Tweede letter Derde letter Vierde letter Vijfde letter De boodschap is: Klopt dit met de boodschap die je medeleerling heeft gecodeerd?

Maak je eigen cd Werkblad 3 START GREATEST HITS OF...