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CAMMP

Datenkomprimierung

Musik Streamingdienste – Datenkomprimierung am Beispiel von Liedern

Im Modul zum Thema Datenkomprimierung am Beispiel von Liedern entdecken die Schüler/innen wie man den Speicherplatz von Musik reduzieren kann. Früher konnte man mit einer Langspielplatte ungefähr 30 Minuten Musik pro Seite abspielen. Dann wurden die CDs entwickelt, welche ungefähr 80 Minuten Musik abspielen können. Bahnbrechend war dann die Entwicklung des mp3-Komprimierungsverafahrens. Auf einem mp3-Player mit einer Kapazität von einem Gigabyte konnte man mehr als 540 Minuten, also 9 Stunden, Musik speichern. Noch weiter gingen die Musik Streamingdienste, welche es mit nur sehr wenig Datenvolumen schaffen einem die komplette Welt der Musik zur Verfügung zu stellen. Wie kann es sein, dass das Abspielen und die Speicherung von Musik nur noch so wenig Speicherplatz bzw. so wenige Daten benötigt?

Im Laufe des Moduls lernen die Schüler/innen kennen, wie Musik am Computer dargestellt wird. Anschließend erarbeiten sie sich eigene Kriterien für ein Komprimierungsverfahren und wenden dieses auch selber an. Am Ende des Tages können sie ein ausgewähltes Lied mit ihrem eigenen Verfahren komprimieren. Die Leitfrage lautet stets: Wie stark darf ich komprimieren, damit immer noch eine gute Qualität vorhanden ist?

Unter anderem werden die Schüler/innen ihr eigenes Gehör testen müssen, um Kriterien für die Komprimierung zu entwickeln. So können am Ende des Moduls verschiedene Verfahren vorliegen, deren Resultate verglichen werden. Hierbei werden fachliche Kompetenzen aus den Bereichen der Analysis und der Trigonometrie gefördert.

Da das Modul in seiner Schwierigkeit variiert werden kann, können bereits Klassen ab der Jahrgangsstufe 9 an diesem CAMMP day teilnehmen. Für Kurse der Oberstufe wird das Niveau entsprechend angepasst (siehe weiter unten). 

Dauer: ab 5 Stunden (inkl. Mittagspause)
Inhalte: Funktionsgleichungen, Trigonometrische Funktionen
Vorwissen: Funktionsbegriff
Zielgruppe: Mathematikkurse ab Klasse 9
Erstellt von: Jonas Kusch, Lars Schmidt, Kirsten Wohak

Workshop für die Oberstufe

Der Aufbau des Workshops ist der gleiche, wie der für die jüngeren Schüler/innen, wie er oben erklärt wird, jedoch wird die Fourier Analyse mit den Oberstufenschüler/innen ausführlicher behandelt. Die Schüler/innen führen den Wandel zwischen Zeit- und Frequenzraum selbst durch Matrixmultiplikationen durch und wenden selbstständig in dem Frequenzraum ihr Hörmodell an, indem sie die Frequenzen abschneiden, die sie nicht hören können.

Der Workshop für die Oberstufe kann als Motivation oder Anwendung von Matrizen verwendet werden, da sie durch den Workshop eine Benutzung in ihrem Alltag sehen.

Dauer: ab 5 Stunden (inkl. Mittagspause)
Inhalte: Funktionsgleichungen, Trigonometrische Funktionen, Matrizen, Vektoren und deren Multiplikation
Vorwissen: Funktionsbegriff, Vektoren, Matrizen (wenn möglich)
Zielgruppe: Mathematikkurse der Oberstufe
Erstellt von: Jonas Kusch, Lars Schmidt, Kirsten Wohak