نقل البيانات

في هذا السيناريو (ورشة العمل) يتم تعريف الطلاب من خلفيات تعليمية مختلفة على  وسيلة ممتعة للطلاب للتعرف على طرق نقل البيانات. بالإضافة إلى تقديم أساسيات نظام الاتصالات، وكذلك  التعرف على  هيدي لامار، الممثلة والمخترعة السينمائية الأمريكية النمساوية المولد التي لعبت دورًا مهمًا في توصيل أنظمة اتصالات النطاق العريض. حيث اقترحت بعض الأنظمة لنقل البيانات بشكل آمن خلال الحرب العالمية الثانية. حيث كان لها الدور الذي لا يمكن إنكاره في ظهور وازدهار هذه الأنظمة و توضيح فكرة نقل البيانات، عبر نظام محاكاة.

يمكن تنفيذ البرنامج التدريبي المقدم في هذا السيناريو في فترة ساعتين. على الرغم من أن تطبيقه الطبيعي موصى به لطلاب الصفين الاول المتوسط والثاني متوسط، إلا أنه يمكن تكييفه بسهولة مع السنوات الأقل أو الأعلى من خلال تبسيط أو تعقيد نموذج التنفيذ. في بداية ورشة العمل نقوم بعرض تقديمي للمشاركين، مع الأخذ بعين الاعتبار المرحلة الدراسية للطلبة واعمارهم، حيث يتضمن مقدمة قصيرة عن الحرب العالمية الثانية ودور هيدى لامار في تصميم وبناء نظام الاتصالات ذوالنطاق العريض على أساس القفز الترددي، والذي اقترحته هيدي لامار لأول مرة. يتم توضيح أجزاء التصميم المختلفة للمشاركين ويظهر هيكل هذا النظام كما في الشكل 2. حيث يوضح نظام المحاكاة المسمى (الترعة او الساقية)، والذي تم تصميمه لتوضيح مفهوم انتشار الطيف.

أربعة طلاب هم محمد وأحمد من المجموعة أ ورضا وعلي من المجموعة ب جاهزون للعب وأداء السيناريو. يلعب محمد واحمد دور المرسل والمتلقي للرسالة على التوالي، وهدف رضا وعلي هو منع الإرسال الصحيح للرسالة. محمد واحمد يتلقيان جدول ترميز الحروف العربية (الجدول 1).

تلقى محمد سرا كلمة “بلاغة”. يجب أن يمرر هذه الكلمة إلى أحمد من خلال نظام السواقي. يظهر موقف مختلف الأشخاص بجوار نظام السواقي كما في الشكل 3. لإرسال كل حرف، يذهب محمد إلى جدول الترميز ويعثر على رمز هذا الحرف. يطلق كرة زرقاء لكل 1 بت من التعليمات البرمجية وكرة حمراء لكل 0 بت في إحدى قنوات النظام (تم اختيارها عشوائيًا). في الوقت نفسه، يحجب رضا إحدى القنوات. إذا كانت هاتان القناتان مختلفتان. تعبر الكرة التي تم إطلاقها من القناة بأمان، وتمريرها عبر المسار المتعرج للوحة، يتم وضعها بجوار الكرات الأخرى الموضوعة في اللوحة. في مثل هذه الحالة، لا يفعل أحمد أي شيء. لكن إذا كانت القناة المختارة لمحمد ورضا هي نفسها، فإن الكرة التي أرسلها محمد تعود إلى صندوق الكرات التي لا يمكن إرسالها. في هذا الوقت، لدى أحمد الفرصة لاختيار كرة زرقاء أو حمراء بشكل عشوائي ورميها في اللوحة

كما هو موضح في الشكل، كانت الكرة الأولى التي أرسلها محمد باللون الأزرق ووصلت إلى وجهتها. هذه الكرة زرقاء لأن الحرف الأول من الجملة المراد إرسالها هو الحرف “ب” (الحرف الأول “بلاغة”). رمز هذا الحرف هو 00001 والبت الأول من هذا الرمز هو 1. لذلك، يجب إرسال كرة زرقاء لإرسال هذه القطعة. يوضح الشكل 4 الحالة بعد إرسال بت ل. في الحقيقة عشرون كرة تم نقلها بشكل صحيح من المرسل (محمد) إلى المستقبل (احمد). بهذه الطريقة، يتم نقل الأحرف “ب ل ا غ ة ” بشكل صحيح. والسبب في ذلك هو أنه في إرسال كل من هذه الكرات العشرون، إما أن محمد ورضا قد اختاروا قنوات مختلفة للإرسال والحظر، على التوالي، أو إذا تم تحديد نفس القناة وتم حظر الكرة التي أرسلها محمد، فإن كرة أحمد من نفس اللون الكرة التي وضعها محمد على اللوح. عند إرسال الكرة 21 (باللون الأحمر)، والتي تتعلق بإرسال الجزء الأول من الرمز “ة” ، فإن القناة التي حددها محمد والقناة التي تم حظرها بواسطة رضا هما قناتان رقم خمسة، ويتم إرجاع الكرة التي أرسلها محمد. بسبب إعاقة كرة محمد، أتيحت الفرصة لأحمد لوضع كرة في اللوحة واختار الكرة الزرقاء لهذه المهمة. بهذه الطريقة، واجه إرسال بت 21خطأ.

أثناء عملية إرسال المعلومات من قبل محمد، يحاول علي، الذي يقف أمام اللوحة، فهم الرسالة التي أرسلها محمد باستخدام جدول الرموز. بطبيعة الحال، يجب عليه معالجة الرسائل المستلمة لتحديد الأجزاء الخاطئة وإعادة بناء الرسالة الأصلية. في المرحلة التالية، يتم استبدال  محمد برضا وأحمد يستبدل بمكان علي، ويرسل رضا الكلمة إلى أحمد.

يمكن تنفيذ سيناريوهات أبسط حتى لمرحلة ما قبل المدرسة. على سبيل المثال، يمكن تثبيت الصور المعروفة مثل (الأم، السوق، الآيس كريم، الازهار،… ) وما إلى ذلك على لوحة ويمكن تخصيص رمز متعدد البت لكل منها برمز الكرات الحمراء والزرقاء. يشكل الطفل جملة في عقله ويرسلها إلى صديقه بإرسال الكرات. على سبيل المثال، في الشكل 5، أرسلت ساره عبارة “اشترت أمي  الزهور والآيس كريم من السوق” إلى زهراء. لاحظ أنه في هذه الحالة، من السهوله  يتم توفير قناة واحدة فقط لإرسال المعلومات ولا يتم استخدام نظام حظر القنوات.