Schnittstellen

Die Schnittstelle oder das Interface (englisch ?Grenzfläche?) ist der Teil eines Systems, das der Kommunikation dient.

Begriffsgeschichte:

Der Begriff stammt ursprünglich aus der Naturwissenschaft und bezeichnt die pysikalische Phasengrenze zweier Zustände eines Mediums. Er beschreibt bildhaft die Eigenschaft eines Systems als black Box, von der nur die ?Oberfläche? sichtbar ist, und daher auch nur darüber eine Kommunikation möglich ist. Zwei benachbarte black Boxes können nur miteinander kommunizieren, wenn ihre Oberflächen ?zusammenpassen?.

 

Daneben bedeutet das Wort ?Zwischenschicht?: Für die beiden beteiligten Boxes ist es ohne Belang, wie die jeweils andere intern mit den Botschaften umgeht, und wie die Antworten darauf zustande kommen. Die Beschreibung der Grenze ist Teil ihrer selbst, und die black Boxes brauchen nur die ihnen zugewandte Seite zu kennen, um die Kommunikation zu gewährleisten. Das legt die lateinische Wurzeln inter ?zwischen? und facies ?Aussehen, Form? für englisch face ?Gesicht? nahe.

Grundlagen:

Der Austausch von Informationen erfolgt in Form von physikalischen (z. B. Elektrische Spannung, Stromstärke) oder logischen Größen (Daten) und kann analog (z. B. Mikrofon an einer Soundkarte) oder digital (z. B. Parallelschnittstelle des PC) erfolgen. Nicht als Interface bezeichnet werden allgemeine mechanische Verbindungselemente der Konstruktionslehre, die der Informationsübermittlung dienen (etwa Seilzüge oder Federn).

 

Man unterscheidet:

 

* Datenschnittstelle (data interface) - Schnittstellen zur Datenübermittlung im allgemeinen

* Allgemeine Schnittstelle (common interface)

* Maschinenschnittstelle - Schnittstellen zwischen physischen Systemen

* Hardwareschnittstelle (hardware interface) - Schnittstellen zwischen physischen Systemen der Computertechnik

* Netzwerkschnittstelle (network interface) - Schnittstellen zwischen Netzwerkkomponenten

* Softwareschnittstelle (software interface) - Schnittstellen zwischen Programmen

* Benutzerschnittstelle (user interface) - Schnittstellen zwischen Mensch und Gerät

 

Eine Schnittstelle wird durch eine Menge von Regeln beschrieben, der Schnittstellenbeschreibung. Neben der Beschreibung, welche Funktionen vorhanden sind und wie sie benutzt werden, gehört zu der Schnittstellenbeschreibung auch ein so genannter Kontrakt, der die Semantik der einzelnen Funktionen beschreibt.

 

Standardisierte Schnittstellen bieten den Vorteil, dass Komponenten oder Module, die die gleiche Schnittstelle unterstützen, gegeneinander ausgetauscht werden können, das heißt sie sind zueinander kompatibel.

 

Es kommt häufig vor, dass zwei Teilnehmer der Kommunikation unterschiedliche, aber zueinander passende Schnittstellen besitzen müssen (Kompatibilität, z.B. Stecker - Buchse).

Hardwareschnittstellen:

Hardwareschnittstellen sind Schnittstellen zwischen physikalischen Systemen in der Elektrotechnik und Elektronik.

 

Hardwareschnittstellen sind in der Computertechnik weit verbreitet. Industrienormen sorgen zum Beispiel dafür, dass ein PC ein offenes System ist, das aus Komponenten verschiedener Hersteller zusammengesetzt werden kann. Beispiele für Hardwareschnittstellen die in Computern eingesetzt werden sind der PCI-Bus, SCSI, USB, Firewire und die ältere EIA-232 (auch als RS-232 oder V24 bekannt).

 

Man unterscheidet zwischen paralleler und serieller (Hardware-)Schnittstelle, je nach dem, ob mehrere Bits gleichzeitig übertragen werden können (siehe Parallele Datenübertragung). Im Kontext von Peripheriegeräten für Computer ist mit paralleler Schnittstelle im allgemeinen der IEEE 1284-Anschluss gemeint, der meistens für den Drucker verwendet wird; als serielle Schnittstelle bezeichnet man in diesem Zusammenhang die veraltete EIA-232-Schnittstelle.

 

In der Elektrotechnik ergibt jedes Verbinden von analogen oder digitalen Geräten beim Zusammentreffen eine Schnittstelle. Bei jeder Schnittstelle bildet der Ausgangswiderstand Ra der Quelle mit dem Eingangswiderstand Ri der Last eine Anpassungsdämpfung. Besonders ist der wichtige Dämpfungsfaktor für diese Anpassungsdämpfung bei der Schnittstelle vom Endverstärker zum Lautsprecher zu beachten; letzteres ist wie bei allen Verbindungen in der Tontechnik ausschließlich Spannungsanpassung mit Ri ≪ Ra. Das Verbinden eines Mikrofons mit dem Eingang einer Soundkarte ergibt eine Schnittstelle mit den Problemen der Anpassungsdämpfung, genauso das Verbinden eines Endverstärkers mit dem Lautsprecher. Bei der Verbindung von digitalen Geräten ist Leistungsanpassung mit Ri = Ra üblich.

Softwareschnittstellen:

Softwareschnittstellen oder softwareseitige Datenschnittstellen sind logische Berührungspunkte in einem Softwaresystem: sie definieren, wie Kommandos und Daten zwischen verschiedenen Prozessen und Komponenten ausgetauscht werden. Dabei unterscheidet man Schnittstellen zum Zugriff auf Systemroutinen, zur Kommunikation mit anderen Prozessen und zum Verbinden einzelner Softwarekomponenten (Module) eines Programmes bzw. programmübergreifende Schnittstellen.

 

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