Was ist das EVA-Prinzip?

Die Da­ten­ver­ar­bei­tung durch Computer oder Menschen erfolgt im Grunde immer nach dem gleichen Ablauf mit den Stufen Eingabe, Ver­ar­bei­tung und Ausgabe (EVA). Aus diesem Grund wird im Zu­sam­men­hang mit der elek­tro­ni­schen Da­ten­ver­ar­bei­tung auch vom uni­ver­sell an­wend­ba­ren EVA-Prinzip ge­spro­chen. Dieses be­schreibt auch die Funktions- und Ar­beits­wei­se von Computern.

Die Abkürzung „EVA“ leitet sich von den ersten Buch­sta­ben der Worte Eingabe, Ver­ar­bei­tung und Ausgabe her. Damit erklärt sich die Bedeutung des EVA-Prinzips fast von selbst:

1. Daten werden über ent­spre­chen­de Ein­ga­be­ge­rä­te in Ver­ar­bei­tungs­ein­hei­ten wie Computer ein­ge­ge­ben.
2. Die Daten werden nach vor­de­fi­nier­ten Regeln ver­ar­bei­tet.
3. Die ver­ar­bei­te­ten Daten werden über ver­schie­de­ne Anzeige- oder Aus­ga­be­ge­rä­te für Endnutzer und End­nut­ze­rin­nen angezeigt bzw. aus­ge­ge­ben.

Das EVA-Prinzip be­schreibt damit den grund­le­gen­den Ablauf der Da­ten­ver­ar­bei­tung und gilt als wichtiges Grund­sche­ma der EDV. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Daten von einem Computer oder einem Menschen ein­ge­ge­ben und ver­ar­bei­tet werden. Wichtig ist, dass die Rei­hen­fol­ge der Da­ten­ver­ar­bei­tung die gleiche bleibt. Die Be­schrei­bung von Systemen gemäß dem EVA-Prinzip erfolgt sowohl ganz­heit­lich als auch in Teil­be­rei­chen. Das bedeutet, dass bei­spiels­wei­se ein Com­pu­ter­sys­tem zunächst als Ganzes eine Eingabe erhält, um diese in be­stimm­ten Teil­be­rei­chen des Systems zu ver­ar­bei­ten und aus­zu­ge­ben.

Es ließe sich unbedarft behaupten, das EVA-Prinzip be­schrei­be nur, was ohnehin auf der Hand liegt. Tat­säch­lich stellt es jedoch aus Sicht der Ent­wick­lung von Hardware und Software einen wichtigen Leitfaden dar. Erst wenn die Grund­struk­tu­ren der Da­ten­ver­ar­bei­tung dem EVA-Prinzip ent­spre­chen, ist davon aus­zu­ge­hen, dass sich Eingabe, Ver­ar­bei­tung und Ausgabe fehlerlos an der ge­wünsch­ten Funk­ti­ons­wei­se ori­en­tie­ren.

Im Folgenden erklären wir, welche Bedeutung das EVA-Prinzip für die Ent­wick­lung von Hardware und Software hat:

Bei der Hardware-Ent­wick­lung muss klar sein, welche Arten von Ein­gangs­si­gna­len die Hardware ver­ar­bei­ten soll. Davon hängt nämlich ab, über welche Geräte die Eingabe erfolgen muss. Welche Ver­ar­bei­tungs­ein­hei­ten benötigt werden, wird dadurch bestimmt, wie die Ver­ar­bei­tung erfolgen soll. Je nach den Aktionen, die nach der Eingabe gewünscht werden, ent­schei­det sich, welche Aus­ga­be­ge­rä­te für die Dar­stel­lung bzw. Ausgabe zum Einsatz kommen.

Auch die Software-Ent­wick­lung erfolgt nach dem EVA-Prinzip. Ein Programm muss bereits im Vorfeld mit Blick auf die Ein­ga­be­da­ten ent­wi­ckelt werden, um zu verstehen, was es mit diesen machen soll. So erfolgen etwa bei Text- oder Sys­tem­pro­gram­men die Eingabe, die Da­ten­ver­ar­bei­tung und die Ausgabe anders als bei einem De­sign­pro­gramm oder einem Mul­ti­me­dia-Player. Je nach Ein­ga­be­be­fehl müssen unter Umständen auch andere Einheiten und Aus­ga­be­ge­rä­te an­ge­steu­ert werden. Pro­gram­mier­pa­ra­dig­men und Al­go­rith­men, die bei der Ent­wick­lung von Software zur Anwendung kommen, hängen somit auch vom EVA-Prinzip ab.

Als eine all­ge­mein­gül­ti­ge und uni­ver­sel­le Leitlinie lassen sich die Rei­hen­fol­ge und der Ablauf der Da­ten­ver­ar­bei­tung gemäß dem EVA-Prinzip wie folgt erklären:

Die Eingabe der Daten stellt einen Befehl oder eine Anweisung an das Gerät bzw. das System dar. Die Eingabe kann je nach Bedarf über ver­schie­de­ne Ein­ga­be­ge­rä­te erfolgen. Dazu zählen u. a.:

• Computer-Tastatur
• Maus
• Mikrofon
• Touch­screen
• Touchpad
• Scanner
• Webcam
• Au­gen­steue­rung
• Bild­schirm­tas­ta­tur
• Game-Con­trol­ler/Joystick

Über Ein­ga­be­ge­rä­te werden Befehle und Daten in ver­schie­de­nen Formen und auf un­ter­schied­li­che Weise ein­ge­ge­ben. Dies umfasst etwa Buch­sta­ben, Ziffern, Klicks, Symbole, Windows-Shortcuts, Sprach­be­feh­le, Touch-Befehle, visuelle Daten oder Scans von Do­ku­men­ten. Je nachdem, mit welchem Gerät und mit welchem Programm Sie arbeiten, werden die Daten un­ter­schied­lich ver­ar­bei­tet.

Die Ver­ar­bei­tung bzw. Be­rech­nung ein­ge­ge­be­ner Daten erfolgt über dafür aus­ge­leg­ten Einheiten. Zu den wich­tigs­ten gehören der Prozessor (CPU), der RAM (Ar­beits­spei­cher) und die Gra­fik­kar­te (GPU). Die wich­tigs­te Einheit zur Ver­ar­bei­tung ist das Zwei­ge­spann aus Prozessor und RAM. Hierbei wird die Ausgabe berechnet und der Ein­ga­be­be­fehl umgesetzt, während parallel dazu Daten ge­spei­chert und zwi­schen­ge­spei­chert werden.

Zur Spei­che­rung kommen Fest­plat­ten, Ar­beits­spei­cher, Cloud-Speicher, DVDs und USB-Sticks zum Einsatz. Zu beachten ist jedoch, dass ein Speicher nicht als Ver­ar­bei­tungs­ein­heit be­trach­tet wird, sondern eine ge­son­der­te Position in der EVA-Rei­hen­fol­ge einnimmt. Welche Aus­ga­be­ge­rä­te an­ge­steu­ert und welche Daten wie ver­ar­bei­tet werden, bestimmt wiederum der Al­go­rith­mus.

Um die ver­ar­bei­te­ten Daten wie gewünscht aus­zu­ge­ben, verfügen Computer bzw. elek­tro­ni­sche Geräte über ent­spre­chen­de Aus­ga­be­ein­hei­ten. Diese sorgen dafür, dass ver­ar­bei­te­te Daten bei­spiels­wei­se auf einem Monitor/Screen angezeigt oder über Laut­spre­cher, Drucker, Beamer oder Kopfhörer aus­ge­ge­ben werden. So gilt die Bewegung des Maus­zei­gers auf dem Monitor ebenso als Ausgabe gemäß EVA-Prinzip wie das Er­schei­nen von ein­ge­tipp­ten Buch­sta­ben oder das Aus­dru­cken von Do­ku­men­ten.

Da es sich um eine uni­ver­sel­le Leitlinie handelt, lässt sich das EVA-Prinzip im Grunde auf jede Situation über­tra­gen, bei der Ein­gangs­si­gna­le Er­geb­nis­se erzielen soll. Bestes Beispiel sind die „Ein­ga­be­ge­rä­te“ des mensch­li­chen Körpers, seien es Augen, Ohren, Nase, Mund oder Haut. Externe Signale nehmen wir ei­ner­seits passiv über Gerüche, Geräusche und die sichtbare Umwelt auf und an­de­rer­seits aktiv, indem wir lesen, einen Film schauen, Musik hören oder unser Lieb­lings­es­sen genießen. Über unsere Sinne und Ver­ar­bei­tungs­ein­hei­ten wie das Gehirn, die Organe, die Knochen, Muskeln und Sehnen werden Signale ver­ar­bei­tet und Er­geb­nis­se pro­du­ziert. Dazu zählen Bilder, Farben, Ge­schmä­cker, Be­deu­tun­gen, ein Geruch oder Gespräche.

Bei der Ent­wick­lung funk­ti­ons­tüch­ti­ger Hardware und Software spielt das EVA-Prinzip vor allem aus Sicht der Feh­ler­su­che und Leis­tungs­op­ti­mie­rung eine ent­schei­den­de Rolle. So gibt das Prinzip Test­ab­läu­fe vor, die aufzeigen, wann ein Ein­gangs­si­gnal nicht zur ge­wünsch­ten Ausgabe führt. Fehler oder In­kom­pa­ti­bi­li­tä­ten bei Ein­ga­be­ge­rä­ten oder Aus­ga­be­ge­rä­ten sowie Mängel bei Ver­ar­bei­tungs­ein­hei­ten können somit iden­ti­fi­ziert und behoben werden. Auf diese Weise lässt sich bei­spiels­wei­se auch festlegen, ob die Da­ten­ver­ar­bei­tung in Pro­zes­so­ren parallel über mehrere Kerne per Mul­ti­th­re­a­ding oder Hy­per­th­re­a­ding erfolgen soll und welche Bereiche des Kernel gebraucht werden.

Beispiele für das EVA-Funk­ti­ons­prin­zip finden sich im Grunde bei jeder Da­ten­ein­ga­be am PC, Smart­phone, Tablet, Drucker, Scanner oder bei Bluetooth-Geräten. Geben Sie z. B. ein Wort über die Tastatur ein, werden die Signale der Tastatur über Ver­ar­bei­tungs­ein­hei­ten wie die CPU, den RAM und Text­ver­ar­bei­tungs­pro­gram­me wie gewünscht auf dem Monitor als Wort angezeigt. Klicken Sie wiederum auf den Link eines Videos, ruft der Browser die ent­spre­chen­de Website auf, die Au­dio­ge­rä­te des Computers starten die Au­dio­wie­der­ga­be und das Video ist auf dem Monitor zu sehen.

Gleiches gilt, wenn Sie an einem Drucker Vor­ein­stel­lun­gen zum Format, zur Druck­far­be und zur Anzahl der Kopien vornehmen, den Druck­vor­gang starten und am Ende die aus­ge­druck­ten Un­ter­la­gen in der Hand halten. Jede Maschine, die eine bestimmte Funktion erfüllt, wendet somit grund­sätz­lich das EVA-Prinzip an – sei es ein Bank­au­to­mat für die Ausgabe von Bargeld oder das Anzeigen des Kon­to­stands, ein Scanner zum Ein­scan­nen von Un­ter­la­gen, eine Spiel­kon­so­le mit an­ge­schlos­se­nem Bild­schirm und Spiel­con­trol­lern oder eine Mu­sik­an­la­ge mit Laut­spre­chern.