title: Rhätische Bahn

text: Im Zweiten Weltkrieg konnte die RhB die Transportmengen massiv steigern, die Strassenkonkurrenz war durch die Treibstoffknappheit paralysiert. Im Jahre 1945 wurde mit 117 Millionen Personenkilometern und 24 Millionen Tonnenkilometern praktisch die doppelte Transportleistung im Vergleich zu den Vorkriegsjahren erbracht. Nach dem Krieg stagnierten die Transportleistungen auf hohem Niveau. Die wieder einsetzende Strassenkonkurrenz setzte indessen der Ertragskraft zu, und 1949 musste erstmals seit 1915 ein Betriebsfehlbetrag ausgewiesen werden. Eine Wende trat 1958 ein, als das Eisenbahngesetz in Kraft trat und ein Jahr später die Tarifannäherung (der Privatbahntarife im Berggebiet an die Tarife der SBB). Die neuen Abgeltungen des Bundes erlaubten wieder positive Rechnungsabschlüsse, und bis 1962 stiegen die Personenkilometer auf 175 Millionen an, doch dann verlangsamte sich das Wachstum. Der Güterverkehr boomte dank der Kraftwerksbauten, und 1966 wurde ein Spitzenwert von 56 Millionen Tonnenkilometern erreicht. Der Güterverkehr ging wieder zurück, der Personenverkehr stagnierte, doch die Lohnkosten folgten der Inflation, und 1970 schrieb die RhB wieder rote Zahlen. Die nun einsetzende Defizitdeckung war an die Bedingung geknüpft, dass auch der Kanton einen Anteil leiste. Dies führte zur Forderung, die RhB zu verstaatlichen, was die Eingliederung in die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) bedeutet hätte.


title: Rhätische Bahn

text: Ende der 1970er-Jahre besann sich die RhB auf ihre Stärken. Zielstrebig begann sie, ihre Streckenführung touristisch zu vermarkten. Als Spitzenprodukt wurde der Bernina-Express geschaffen, der Glacier-Express wurde gemeinsam mit der MGB bzw. ihren Vorgängerinnen ausgebaut, womit die Auslastung dank Besuchern aus der ganzen Welt auch in der Nebensaison erhöht werden konnte. Ausserdem wurde die personelle Besetzung umsatzschwacher Bahnhöfe aufgehoben. Die Bedienung bahnferner Ortschaften wurde PostAuto übergeben, wodurch im Abschnitt Thusis–Samedan auf Regionalzüge verzichtet werden konnte. Die Strecke von Mesocco nach Bellinzona wurde zunächst für den Personenverkehr und mittlerweile, nach der Schliessung des Betriebs des grössten Güterkunden, auch für den Güterverkehr stillgelegt.


title: Rhätische Bahn

text: Die Personenkilometer überschritten 1980 die Marke von 200 Millionen und 2001 von 300 Millionen; 2009 wurden 383 Millionen Personenkilometer geleistet. Der Güterverkehr erreichte 1990 wieder 56 Millionen Tonnenkilometer und schwankt seither in einem Bereich von 44 bis 59 Millionen Tonnen.


title: Rhätische Bahn

text: Zusätzlichen Auftrieb erhielt die RhB durch den Bau der Vereinalinie, welche von Landquart über Klosters, durch den im Jahre 1999 eröffneten Vereinatunnel, ins Unterengadin führt. Auf dieser Linie werden nebst Personen vor allem auch Personenwagen und Lastwagen transportiert, welche sich dadurch die beschwerliche Fahrt über den Flüelapass ersparen können. 2009 wurden 478'000 Fahrzeuge durch den Vereinatunnel transportiert.


title: Rhätische Bahn

text: Das Unterengadin ist durch diesen Tunnel um zwei, im Winter drei Stunden der Kantonshauptstadt Chur und den Zentren des schweizerischen Mittellands nähergerückt. Die Frequenzen der grösstenteils vom Bund finanzierten Vereinalinie haben bisher sämtliche Erwartungen übertroffen und dem Unterengadin einen gewissen wirtschaftlichen Aufschwung und einen Tagestourismus gebracht.


title: Rhätische Bahn

text: Die wirtschaftlichen Probleme der RhB sind trotz aller Neuerungen jedoch nicht aus der Welt geschafft, es bedarf ständiger Anstrengungen mit den Verkehrseinnahmen (2008: 121 Millionen Schweizer Franken) und den betraglich beschränkten Mitteln der öffentlichen Hand (Abgeltung durch Bund und Kanton Graubünden 2008: 137 Millionen Schweizer Franken) auszukommen. Ausserdem müssen seit 2000 die Fahrzeuge mit verzinslichen Krediten beschafft werden, da die öffentliche Hand keine zinslosen Darlehen für diesen Zweck mehr gewährt. Dies wiederum erhöht die Betriebskosten.


title: Rhätische Bahn

text: Im Sommer 2019 war die Strecke von Susch nach Scuol-Tarasp vorübergehend ausser Betrieb, um umfassende Sanierungen durchführen zu können. Die grösste Baumassnahme ist der Bau einer neuen Tunnelröhre für den Albulatunnel seit 2015, 2019 erfolgte der Durchstich der neuen Tunnelröhre. Da das Streckennetz der Rhätischen Bahn weitgehend eingleisig mit vielen Ausweichstellen ist, werden einige Stellen zweigleisig ausgebaut, z. B. von Samedan nach Bever, einschliesslich Umbau des Bahnhofes Bever, von Thusis Richtung Tiefencastel und von Landquart nach Malans.


title: Rhätische Bahn

text: Am 24. August 2006 beschloss der Verwaltungsrat der Rhätischen Bahn eine Reduktion des Personalbestandes um 145 Mitarbeiter bis Ende 2008. Ein solcher Schritt ist gemäss Auffassung des Verwaltungsrates unerlässlich, um den Bestand der Rhätischen Bahn mittelfristig zu sichern. Die dadurch freiwerdenden finanziellen Ressourcen werden dringend benötigt, um die anstehende Sanierung der Trassen sicherzustellen (zum Beispiel ist rund ein Drittel der über 150 Brücken sanierungsbedürftig) und um modernes Rollmaterial anzuschaffen. Der Personalabbau, welcher einer Verminderung des gegenwärtigen Personalbestandes um ein Zehntel entspricht und vor allem die Bereiche Werkstätten und Stationspersonal betrifft (von den Stationen Untervaz, Ospizio Bernina und Campocologno wird das Personal abgezogen; für weitere Stationen werden private Betreiber gesucht), wird zwar weitestmöglich ohne Entlassungen erfolgen. Rund 40 Entlassungen sollen jedoch nicht zu umgehen sein.


title: Rhätische Bahn

text: Am 21. Dezember 2006 wurde in Paris ein Bewerbungsdossier an die UNESCO übergeben, mit dem Ziel, die Albula- und die Berninalinie als UNESCO-Welterbe aufzunehmen. Dies erfolgte schliesslich am 7. Juli 2008. Der Bestand der Strecke von Thusis nach Tirano ist damit auf lange Sicht gesichert. Das Label UNESCO-Welterbe gilt nicht nur für die RhB-Linie im engeren Sinne, sondern auch für ein Band entlang der Bahnstrecke. Dieser mitgeschützte Bereich umfasst im Einzelnen definierte wichtige Kulturgüter, Ortsbilder und Landschaftselemente und weist eine Breite von 500 bis 1000 Metern auf. Schliesslich wurde eine sogenannte Pufferzone («Kulisse») definiert, welche die Kulturlandschaft umfasst, die von der Bahnlinie aus gesehen wird.


title: Rhätische Bahn

text: Wegen des Einbezuges von Tirano zeichnete Italien für die Welterbekandidatur mitverantwortlich. Die Schweiz war aber federführend. Das Bewerbungsdossier betreute das Bundesamt für Kultur. Künftig beschränkt sich die Rolle des Bundes auf die Überwachung der UNESCO-Richtlinien. Bund und Kanton Graubünden haben sich mit der Kandidatur verpflichtet, die Albula- und die Berninalinie einschliesslich Umgebung in ihrer Einzigartigkeit zu erhalten. Das bedeutet jedoch nicht, dass veraltete Einrichtungen künftig nicht mehr modernisiert werden dürfen.


title: Rhätische Bahn

text: Die Albula- und Berninabahnstrecke ist, nach der Semmeringbahn in Österreich sowie der Mountain Railways of India (Darjeelingbahn, Nilgiribahn, Kalka-Shimla Bahn), das dritte Welterbe, das Eisenbahnstrecken beinhaltet.


title: Rhätische Bahn

text: Im Herbst 2015 wurde bekannt, dass der bisherige Direktor der RhB, Hans Amacker, welcher seit März krankheitsbedingt ausgefallen war, frühzeitig in Pension geht. Im Dezember verkündete die Rhätische Bahn in einer Medienmitteilung die Wahl einer Nachfolge für Amacker. Der Verwaltungsrat entschied sich für Renato Fasciati (* 1975), der im Sommer 2016 von der Zentralbahn zum Bündner Eisenbahnunternehmen wechselte. Christian Florin (* 1965), Leiter des Geschäftsbereichs Infrastruktur, ist sein Stellvertreter.


title: Rhätische Bahn

text: Die Rhätische Bahn führte am 29. Oktober 2022 mit 25 vierteiligen Capricorn-Triebzügen (1910 Meter Länge und 2990 Tonnen Gewicht) den längsten Reisezug der Welt vom Albulatunnel über das Landwasserviadukt bis Alvaneu. Im Mai 2022 wurde eine Testfahrt mit 16 Kompositionen durchgeführt.


title: Rhätische Bahn

text: Im Juni 2022 besass die RhB rund 1000 Schienenfahrzeuge, darunter 43 Lokomotiven und sonstige Triebfahrzeuge, 52 Triebzüge sowie rund 300 Personenwagen und 328 Güterwagen.


title: Rhätische Bahn

text: Wenngleich die RhB zusammen mit der MGB als grösstes Schmalspurnetz in vielem den Standard setzt, so weisen heute deren Fahrzeuge Eigenschaften auf, die andernorts nicht oder kaum mehr zu finden sind. So sind RhB und MGB bis heute dem Mittelpuffer mit zwei Schraubenkupplungen treu geblieben, während fast alle kleineren Bahnen in der Schweiz zu einer automatischen Kupplung gewechselt haben. Allerdings sind für besondere Zwecke begrenzt andere Kupplungen eingesetzt worden (RhB: Vereina-Autozüge, Vorortspendelzüge, Capricorn). Dabei wurde für jeden neuen Zweck wiederum auf eine andere Kupplung zurückgegriffen, sodass das RhB/MGB-Netz heute mit insgesamt sechs Kupplungssystemen konfrontiert ist.


title: Rhätische Bahn

text: Als Haupt-Bremssystem hat sich bis heute die Vakuumbremse gehalten. Sie wird aber zunehmend durch die vakuumgesteuerte Druckluftbremse verdrängt, die bei den Steuerwagen schon lange verwendet wird. Die Lärmsanierung (Umstellung auf Kunststoff-Bremsklötze) der Personenwagen erforderte den Einbau eines Gleitschutzes, der nur mit Druckluftbremsen möglich ist. Alle neuen Personenwagen werden deshalb nun ebenfalls mit vakuumgesteuerter Druckluftbremse ausgeliefert, ältere nachgerüstet. Bei den Vereina-Autozügen, den Vorortspendelzügen und den Capricorn wird seit der Inbetriebnahme dieser Fahrzeuge die Druckluftbremse verwendet. Um sowohl vakuum- als auch druckluftgebremste Züge befördern zu können, sind neue Triebfahrzeuge und Steuerwagen mit der Dualbremse ausgestattet.


title: Rhätische Bahn

text: Die ab 1913 eingeführte elektrische Heizung erfolgt mit 300 V ab dem Transformator des Triebfahrzeugs. Auf dem europäischen Normalspurnetz sind demgegenüber Spannungen von 1000, 1500 oder 3000 Volt üblich. Um die gleiche Heizleistung zu erreichen, sind deshalb bei der RhB wesentlich grössere Ströme erforderlich; das Maximum liegt derzeit bei 1000 Ampere. Da dies für sehr lange Züge nicht mehr ausreicht, wurden einige Gepäckwagen als Heizwagen ausgerüstet; sie heizen ab Zugmitte den hinteren, die Lok den vorderen Zugsteil. Längerfristig soll die Heizspannung auf 1000 Volt angehoben werden.


title: Rhätische Bahn

text: Die RhB hat sich über einen langen Zeitraum als „die kleine Rote“ bezeichnet, wenngleich die Fahrzeuge der RhB nicht immer rot waren. Vielmehr gab es zu unterschiedlichen Zeiten eine Reihe verschiedener Farbgebungen.


title: Rhätische Bahn

text: Allgemeine Wagenfarbe war zu Beginn das Dunkelgrün. Der Anstrich sollte das Holz der Wagenkästen vor Verwitterung schützen, gleichzeitig sollte er nicht zu anfällig auf Verschmutzung sein, da die Wagen ständig in den Rauchfahnen der Dampfloks verkehrten. Auch die ersten elektrischen Lokomotiven (Ge 2/4 und Ge 4/6) erschienen ab 1913 mit wagengrünem Anstrich. Mit der Ablieferung der „Krokodile“ Ge 6/6 401 bis 415 ab 1921 wurde Braun zur Farbe der Stangen-Elektroloks, auch die zuvor grünen Loks erhielten nun einen braunen Anstrich.


title: Rhätische Bahn

text: 1929 wurde auf der RhB der Speisewagenbetrieb eingeführt und zwar mit Wagen, die (bis 1949) der Mitropa gehörten. Diese Wagen waren dunkelrot. Gleichzeitig erschien der erste zweifarbige Wagen, nämlich der As4ü 61 (später As 1161), der ab 1930 im Glacier-Express lief. Es folgten der A4ü 54 (A 1154) und die F4ü 4202 bis 4203 (D 4202 bis 4203), die ab 1931 zusammen mit einem grünen B4ü 1101 bis 1109 (A 1101 bis 1109) und einem roten Mitropa-Dr4ü 10 bis 12 (WR 3810 bis 3812) im Engadin-Express liefen. Ursprünglich für denselben Zweck kaufte die RhB von der Compagnie Internationale des Wagons-Lits vier Pullmanwagen, die für den GoldenPass beschafft worden waren und 1939 als grün/crème AB4ü 241 bis 244 (As 1141 bis 1144) in den Fahrzeugpark eingegliedert wurden. Durch den Beginn des Zweiten Weltkriegs und den damit verbundenen Einbruch im Tourismusbetrieb konnten die Wagen zunächst kaum vernünftig eingesetzt werden; sie dienten vorerst für Sonderfahrten, insbesondere der Armee respektive der Armeeführung und nach dem Krieg als Verstärkungswagen in der 1. Wagenklasse.


title: Rhätische Bahn

text: 1939 und 1940 wurden zwölf Leichtbau-Fahrzeuge abgeliefert, vier Triebwagen (501–504) und acht Mitteleinstiegswagen, die zunächst für schnelle, leichte Expresszüge eingesetzt wurden. Diese Fahrzeuge erschienen in rot und behielten diese Farbe grundsätzlich bis heute, wobei aber der Rotton, die Anschriften und die Zierlinien den späteren Ausführungen angepasst wurden.


title: Rhätische Bahn

text: 1942/43 wurden drei von Anfang an mit Gleichstrom betriebene Bahnen in die RhB integriert, deren Fahrzeuge nicht der „Russplage“ ausgesetzt waren. Die Fahrzeuge der Chur-Arosa-Bahn waren seit der Eröffnung 1914 bis zur Eingliederung in die RhB 1942 grau/weiss, diejenigen der Bellinzona-Mesocco-Bahn grün/crème. Die Fahrzeuge der Berninabahn waren bis zur Fusion 1943 gelb, aber es vergingen noch mehr als zehn Jahre, bis die letzten Fahrzeuge den Anstrich ihrer ehemaligen Bahngesellschaft verloren hatten. Bekannt ist insbesondere der Berninabahn-ABe 4/4 6, der bis 1960 im gelben Anstrich verkehrte.


title: Rhätische Bahn

text: Nun wurde grün/crème als Farbe für alle Reisezugwagen und die Gleichstrom-Triebwagen bestimmt. Die ersten Neubauten in diesem Anstrich waren die ab 1947 gelieferten Mitteleinstiegswagen von SWS. Bis weit in die 1960er-Jahre hinein waren noch grün/crème-farbige Wagen unterwegs. Als allerletzte Wagen verkehrten die B2 2075 bis 2076 in diesem Anstrich, bevor sie 1983 ausrangiert wurden beziehungsweise an die Schmalspurbahn Öchsle gingen.


title: Rhätische Bahn

text: Die ab 1947 gelieferten Lokomotiven mit Einzelachsantrieb (Ge 4/4 I 601 bis 610, Ge 6/6 II 701 bis 707, Ge 4/4 II 611 bis 620) erschienen in grün. Dieselbe Farbe galt bisher als Norm für die Gepäckwagen.


title: Rhätische Bahn

text: Bereits die 1956 abgelieferten Mitteileinstiegswagen von SIG wurden ebenfalls wieder ganz in Grün gehalten. Nach und nach wurden auch die Personenwagen und Gleichstrom-Triebwagen ab 1956 ganz grün gestrichen.


title: Rhätische Bahn

text: 1957 wurden die ersten Neubautriebwagen für Gleichstromlinien geliefert, diese erschienen in rot und ab 1962 erhielten auch die alten Gleichstromtriebwagen diese Farbe. Mit der bald darauf beschlossenen Einführung von Steuerwagen wurde entschieden, jeweils die ganzen Pendelzüge in rot zu gestalten. Als erste kamen 1968 die vier Erstklasswagen A 1253 bis 1256 in Betrieb, die im Winter in den Pendelzügen nach Arosa und im Sommer im Glacier-Express verkehren sollten. Somit wurde auch dieser Expresszug erstmals ganz rot, da die von FO und BVZ gestellten Zweitklasswagen ebenfalls rot waren. Auch die pendelzugfähigen Neubauwagen (ABt 1701–03, B 2315–19 und D 4231–32) für die Arosa-Linie wurden in roter Farbe abgeliefert.


title: Rhätische Bahn

text: Die in dieser Zeit beschafften sonstigen Personenwagen, also die Einheitswagen I in gewöhnlicher Länge und in verkürzter Ausführung für die Berninabahn waren, wie die älteren Wagen, grün gestrichen. Ab 1973 wurden die Fahrzeuge nicht mehr mit den Buchstaben «RhB» beschriftet, sondern mit dem neu eingeführten Logo versehen. Dieses Logo wurde ab 1983 (Lieferung EW III) mit dem rechts davon stehenden Bahnnamen in einer der drei in Graubünden vorkommenden Landessprachen ergänzt, also Rhätische Bahn, Ferrovia retica oder Viafier retica. Ab diesem Zeitpunkt wurden auch die technischen Anschriften in einen Block unterhalb der Wagennummer zusammengefasst und ab 1985 enthielt dieser erweiterte Informationen, insbesondere auch das für die Lastberechnung massgebliche Gewicht im beladenen Zustand.


title: Rhätische Bahn

text: Alle Stammnetz-Einheitswagen II (EW2) wurden ebenfalls noch in grün ausgeliefert (bis 1980), aber kurz danach wurde beschlossen, generell auf rot zu wechseln, was circa zehn Jahre in Anspruch nahm. Zunächst beschränkte sich der Farbwechsel zwar noch auf Wagen, die auf die Berninastrecke übergehen konnten. Als erste in der Lackiererei waren 1981 die kurzen Bernina-B 2307 bis 2314 von 1968. Die A 1261 bis 1262 (EW2 verkürzt) wurden 1978 rot ausgeliefert, weil sie mit Steuerleitung ausgerüstet sind, 1982 erschienen die BD 2471–74 (ebenfalls EW2 verkürzt) ohne Steuerleitung in rot. Die zweite Serie Ge 4/4" wurde 1984 rot ausgeliefert. Kurz zuvor, 1983, wurde aber noch eine Sonderlackierung in rot mit braunem Fensterband für den Bernina-Express eingeführt (10 EW3), mit der 1985/86 auch die A 1261, 1262 und BD 2473 versehen wurden und 1993 alle verkürzten Einheitswagen IV (11 EW4). Bei den ab 2000 gelieferten Panoramawagen mit den grossen Fenstern war dieses Fensterband nicht mehr passend. Zwischen 1999 und 2004 wurden deshalb alle 24 Wagen mit dem roten Standardanstrich versehen. Als letzter grün lackierter moderner Wagen ging der B 2373 Mitte Dezember 1990 in die Revision.


title: Rhätische Bahn

text: Die rot lackierten Wagen haben ein silbern lackiertes Dach, silberne Türen sowie eine silberne Zierlinie unter den Fenstern, die seit einigen Jahren breiter wurde und in rot auf den Türen fortgesetzt wird. Vorübergehend wurde auf das RhB-Logo verzichtet und der Schriftzug in den Zierstreifen integriert, allerdings wird inzwischen das Logo wieder wie seit 1983 üblich angebracht. Bei Loks und Triebwagen verläuft der Zierstreifen auf Fussbodenhöhe, darunter sind sie dunkelgrau lackiert. Die ab 2009 ausgelieferten Allegra-Triebzüge übernehmen den bisherigen Triebwagenanstrich mit tiefliegender Zierlinie, sind darunter jedoch dunkelrot statt dunkelgrau lackiert. Die Allegra-Farbgebung wurde inzwischen auch für modernisierte Be 4/4 mitsamt Mittel- und Steuerwagen sowie die ab 2015 beschafften Albula-Gliederzüge AGZ angewendet. Die Bereiche der ersten Klasse sind mit einer gelben Kennlinie an der Dachkante markiert (bei den Bernina-Panoramawagen nur im Türbereich).


title: Rhätische Bahn

text: Die 1939 gekauften As 1141 bis 1144 wurden von 1974 bis 1977 revidiert und erhielten einen Anstrich in rot/crème, 1985 folgte der As 1161. Er war ab 1973 als Messwagen verwendet worden, für die Inbetriebnahme der Ge 4/4 II, und war danach im grün/crème-Anstrich abgestellt. 1986 erhielt auch der A 1154, der zwischenzeitlich grün war, diesen Anstrich.


title: Rhätische Bahn

text: Nachdem aber der ganze Fahrzeugpark rot lackiert wurde, fielen die Speisewagen in den Zugskompositionen nicht mehr auf. Deshalb wurde blau zur neuen Speisewagenfarbe bestimmt. Während anfänglich ein helles Blau appliziert wurde, ist der Anstrich jetzt in Salonwagen-Dunkelblau. Weiter unter den blauen Fahrzeugen zu erwähnen sind einige Wagen, die 1997 einen Anstrich in der Hausfarbe der Gemeinde Arosa erhielten. Sie verkehrten ab der Umstellung der Arosabahn auf Wechselstrom im Arosa-Express und behielten ihren Sonderanstrich vertragsgemäss etwa zehn Jahre lang, der letzte Wagen (As 1256) bis 2012. Weiter wurde die Ge 6/6 I 412 passend zu den Pullman-Wagen komplett in Blau gestrichen. Diesen Anstrich behielt sie bis zu ihrer Ausrangierung und Verschrottung. 1998/99 wechselten die As 1141 bis 1144 auf Pullman-blau/crème und damit zurück zu ihrer Ursprungsfarbe, die sie bei der MOB getragen hatten. Auch der D2 4062 (heute D2 4051), der As 1161, und schliesslich Ende 2010 der zum Piano-Barwagen umgebaute (küchenlose) Speisewagen WR-S 3820 (vorher 3814) erhielten diesen Anstrich. Eine weitere Ausnahme vom Einheitsrot bilden die gelben offenen Panoramawagen, die vor allem auf der Berninabahn anzutreffen sind.


title: Rhätische Bahn

text: Die Rangiertraktoren der RhB sind heute orange lackiert, Bahndienstfahrzeuge orange oder gelb. Die meisten Güterwagen sind grau (ältere gedeckte Güterwagen sowie einige Schüttgutwagen braun). Die Wagen des Glacier-Express tragen unabhängig vom Eigentümer einen einheitlichen Anstrich in einem bläulichen Hellgrau mit roten Wagenenden, der Speisewagen ist komplett rot.


title: Rhätische Bahn

text: Seit Dezember 2005 bietet die RhB wie alle anderen Bahngesellschaften in der Schweiz keine Raucherplätze mehr an. Die Bahn erhoffte sich durch diese Massnahme eine Steigerung des Komforts für die Bahnreisenden sowie erhebliche Einsparungen beim Unterhalt. So muss zum Beispiel die Klimatisierung nicht mehr in Raucher- und Nichtraucherbereiche aufgetrennt werden.


title: Rhätische Bahn

text: Die Rhätische Bahn benutzt zum Antrieb ihrer elektrisch betriebenen Fahrzeuge im Stammnetz Einphasenwechselstrom mit einer Spannung von 11 kV und einer Frequenz von 16,7 Hertz, der wie üblich über Oberleitungen zugeführt wird. Die Frequenz entspricht dabei derjenigen des übrigen Schweizer Bahnnetzes, während die Spannung um 4 kV niedriger liegt.


title: Rhätische Bahn

text: Der Energietransport über mittlere Entfernungen erfolgt über ein bahneigenes Versorgungsnetz, das als Einphasen-Dreileiternetz mit derselben Frequenz 16,7 Hertz, aber einer Spannung von 66 kV betrieben wird. Dieses ist im Unterwerk Landquart mit dem Stromnetz der SBB verknüpft. Der Strom aus dem Versorgungsnetz wird in Unterwerken in Bever, Chur, Filisur, Küblis, Sagliains, Selfranga, Sils im Domleschg und Tavanasa auf die Fahrspannung von 11 kV heruntertransformiert und direkt vor Ort oder über Speiseleitungen in den Fahrdraht eingespeist.


title: Rhätische Bahn

text: Die Energie für das Versorgungsnetz liefert der Schweizer Energieversorger Repower AG. Die Einspeisung erfolgt in vier Anlagen:


title: Rhätische Bahn

text: Siehe dazu auch die Liste von Bahnstromanlagen in der Schweiz. Insgesamt verbrauchte die Rhätische Bahn im Jahr 2012 Traktionsenergie von 98,3 Millionen Kilowattstunden. Die Kosten dafür beliefen sich im Jahr 2012 auf 11,7 Mio. Franken.


title: Rhätische Bahn

text: Ein Stromkreis des 66-kV-Versorgungsnetzes besitzt zwei isoliert geführte Aussenleiter. Diese sind entweder als Freileitungen oder als Kabelleitungen verlegt. Aus Gründen des Landschaftsschutzes wurden die Leitungen überwiegend nicht auf eigenen Freileitungstrassen verlegt, sondern mit anderen Freileitungen oder den schon bestehenden Fahr- und Speiseleitungen der Bahnlinien gebündelt oder als Kabelleitungen ausgeführt:


title: Rhätische Bahn

text: Die mit 1000 V Gleichstrom betriebene Berninabahn besitzt eine vom Stammnetz unabhängige Energieversorgung. Diese erfolgt über eine 23-kV-Drehstromleitung der Repower AG von Campocologno über den Berninapass nach Pontresina, die im Wesentlichen entlang der Bahnlinie verläuft. An diversen Stellen sind Transformatoren und Gleichrichter installiert, über die der Fahrdraht mit der Fahrspannung versorgt wird. Mit Hilfe von in jüngerer Zeit ebenfalls installierten Wechselrichtern wird der beim Bremsen der Fahrzeuge erzeugte Rekuperationsstrom wieder in die Versorgungsleitung zurückgespeist.


title: Freier Fall

text: Der freie Fall ist in der klassischen Mechanik die Bewegung eines Körpers, bei der außer der Schwerkraft keine weiteren Kräfte wirken. Je nach Betrag und Richtung der Anfangsgeschwindigkeit beschreibt der Körper verschiedene Bahnen. Die Umgangssprache versteht unter dem „freien Fall“ vorwiegend die beschleunigte Bewegung senkrecht nach unten, die sich ergibt, wenn der Körper vorher in Ruhe war. Hat er eine Anfangsgeschwindigkeit formula_1, die nicht in der Richtung der Schwerkraft liegt, ergibt sich eine Keplerbahn, die bei hinreichend kleinem formula_2 als Wurfparabel bezeichnet wird.


title: Freier Fall

text: Über die Ursache und den genauen Ablauf des freien Falls von Körpern wurden schon in der Antike Spekulationen angestellt. Doch erst Anfang des 17. Jahrhunderts führte Galileo Galilei Messungen durch. Diese ergaben, dass im Schwerefeld der Erde die Bewegung im freien Fall gleichmäßig beschleunigt ist und darüber hinaus unabhängig von Material, Masse und Form des Körpers. Letzteres ist Inhalt des schwachen Äquivalenzprinzips.


title: Freier Fall

text: Auf der Erde wirkt auf einen fallenden Körper außer dem Schwerefeld im Allgemeinen auch der Luftwiderstand. Dieser kann bei einfachen Fallexperimenten aufgrund der geringen Geschwindigkeiten und der kurzen Zeiten noch vernachlässigt werden, sodass eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit der Fallbeschleunigung von etwa formula_3 festgestellt wird. Bei zunehmender Fallgeschwindigkeit verringert der Luftwiderstand die weitere Beschleunigung, bis (asymptotisch) eine konstante Grenzgeschwindigkeit erreicht wird. Diese Grenzgeschwindigkeit hängt von der Masse und der Form des fallenden Körpers ab und bestimmt sich aus dem Verhältnis von Gewicht zu Querschnittsfläche. Bei gleichem Material fallen daher größere Kugeln (z. B. Regentropfen) schneller als kleinere (z. B. Nebeltröpfchen). Besonders niedrig ist die Grenzgeschwindigkeit bei einem Körper, der leicht ist (z. B. Staubkorn) oder eine große Querschnittsfläche hat (z. B. Laubblatt, Fallschirm). Abweichungen vom freien Fall sind Gegenstand der Außenballistik.


title: Freier Fall

text: Albert Einstein nahm für seine allgemeine Relativitätstheorie an, das natürliche Bezugssystem sei nicht das, in dem die Erde ruht und die Schwerkraft wirkt, sondern das, in dem der frei fallende Körper ruht. Darin ist der freie Fall völlig kräftefrei, der Körper also „schwerelos“. Die im Bezugssystem der Erde festzustellende Gravitationskraft wird damit zu einer Scheinkraft erklärt. Aus dem einsteinschen starken Äquivalenzprinzip folgt, dass auch Licht „fällt“ – es breitet sich "im beschleunigt fallenden Bezugssystem" geradlinig aus, was experimentell bestätigt ist.


title: Freier Fall

text: Im Zusammenhang mit dem Problem der Bewegung von Körpern betrachtete der griechische Philosoph Aristoteles im 4. Jahrhundert v. Chr. Körper in einem Medium wie Wasser: Schwere Körper bewegen sich wegen „ihrer Schwere“ nach unten, leichte wegen „ihrer Leichtigkeit“ nach oben („schwer“ und „leicht“ bedeuten hier: größeres bzw. kleineres spezifisches Gewicht als Wasser), und dies offenbar mit konstanter Geschwindigkeit. Im gleichen Medium sinken daher schwerere Körper schneller zu Boden als weniger schwere, und in verschiedenen Medien ist die Geschwindigkeit umgekehrt proportional zum Widerstand des Mediums. In einem leeren Raum ohne Medium müsste die Sinkgeschwindigkeit dann unendlich groß sein, also könne es so ein „Vakuum“ nicht geben. Diese Auffassungen wurden von den spätantiken, arabischen und scholastischen Gelehrten auf Bewegungen aller Art ausgedehnt, obwohl sie nicht den Erfahrungen beim Werfen und Fallen in Luft entsprechen und daher als allgemeine Eigenschaft des freien Falles auch bezweifelt wurden. So beschrieb schon um 55 v. Chr. der römische Dichter und Philosoph Lukrez in seinem Werk "De rerum natura" („Über die Natur der Dinge“), dass fallende Objekte nur durch Widerstand des Mediums gebremst werden, und daher leichte Körper langsamer, im Vakuum aber alle Körper "gleich schnell" fallen müssen.


title: Freier Fall

text: Von Simplikios (ca. 485 – 550) ist überliefert, dass bereits Straton von Lampsakos (340 v. Chr. – 268 v. Chr.) aufgrund der Tropfenbildung von Wasser beim Fall von einem Dach eine beschleunigte Bewegung geschlussfolgert hatte.


title: Freier Fall

text: Giovanni Battista Benedetti zeigte 1554 anhand eines Gedankenexperiments zum freien Fall von zwei einzelnen bzw. zwei miteinander verbundenen Kugeln, dass die Geschwindigkeit nicht von dem "Quotienten" aus Gewicht und Widerstand abhängen kann, sondern von der "Differenz" der spezifischen Gewichte von Körper und Medium. In einem Vakuum müssten dann alle Körper gleicher Dichte gleich schnell fallen. Dies wurde für das Medium Luft 1586 von Simon Stevin durch eines der ersten entscheidenden Experimente der neuzeitlichen Naturwissenschaft bestätigt, indem er zwei verschieden schwere Bleikugeln beim gleichzeitigen Fall aus etwa 10 m Höhe auch gleichzeitig unten aufschlagen hörte. Galilei, dem häufig die erstmalige Ausführung dieses Experiments einige Jahre danach am schiefen Turm von Pisa zugeschrieben wurde, hat es wahrscheinlich nie gemacht.


title: Freier Fall

text: Dagegen war Galileo Galilei in seiner Schrift "De Motu" („Über die Bewegung“) von etwa 1590 noch auf der Seite von Aristoteles: „Wenn man eine Kugel von Blei und eine von Holz von einem hohen Turm fallen läßt, bewegt sich das Blei weit voraus.“ Erst nach seinen Experimenten an der schiefen Ebene, mit genauen Messungen und deren mathematischer Analyse war Galilei 1609 in der Lage, den freien Fall mathematisch korrekt zu beschreiben und damit die aristotelische Beschreibung zu widerlegen. Er hatte dabei noch keinen genauen Zeitmesser und verlangsamte deshalb die Bewegung, indem er eine Kugel eine Fallrinne hinabrollen ließ. Als Zeitmesser diente z. B. eine genaue Waage für die Wassermenge, die während des Durchlaufens einer bestimmten Wegstrecke aus einem Eimer in einem dünnen Strahl in einen Becher geflossen war. Er nutzte auch seinen Puls sowie die Fähigkeit des Gehörs, die Genauigkeit des Rhythmus periodischer Geräusche zu beurteilen. In seinem letzten Werk legt Galilei Salviati, der Personifizierung seiner damals aktuellen Ansichten, folgende Zusammenfassung in den Mund: Dieses Spätwerk Galileis wird auch deshalb als Beginn der klassischen Physik gewürdigt, weil hier die „Galileischen Fallgesetze“ dargestellt werden: Im Vakuum fallen alle Körper gleich schnell, und ihre Bewegung ist gleichförmig beschleunigt. Anders ausgedrückt: Ihre Fallgeschwindigkeit ist proportional zur Fallzeit, der Fallweg proportional zum Quadrat der Fallzeit. Die Beschleunigung ist dabei am selben Ort für alle Körper gleich groß.


title: Freier Fall

text: Nachdem 1647 mit dem Experiment Leere in der Leere die Existenz des Vakuums durch Blaise Pascal nachgewiesen werden und 1649 mit der Erfindung der Hubkolbenpumpe durch Otto von Guericke ein technisches Vakuum erzeugt werden konnte, bestätigte 1659 Robert Boyle experimentell, dass im Vakuum Körper unterschiedlicher Masse und Zusammensetzung gleich schnell fallen.


title: Freier Fall

text: Isaac Newton formulierte dann – in den 1687 veröffentlichten "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" – ein einheitliches Gravitationsgesetz. Mit Hilfe des ihm zu Ehren benannten Newtonschen Gravitationsgesetzes lassen sich nun sowohl die Umlaufbahnen der Monde und Planeten erklären als auch der freie Fall von Objekten auf der Erde. Über die Angabe dieses mathematischen Gesetzes hinaus enthielt Newton sich aller weitergehenden Erklärungen, warum die Gravitationskraft allen Körpern am selben Ort die gleiche Beschleunigung erteilt, unabhängig von ihrer stofflichen und sonstigen Beschaffenheit. Eine tiefergehende Beschreibung der Gravitation wurde erst im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie gefunden.


title: Freier Fall

text: Unter Vernachlässigung des Auftriebs, der Luftreibung, der Zunahme der Gravitationskraft bei Annäherung an die Erde und der Folgen der Erdrotation (Corioliskraft) fällt ein anfangs in Ruhe befindlicher Körper senkrecht mit der konstanten Beschleunigung formula_4 deren Wert in Deutschland etwa formula_5 beträgt (siehe Normalschwereformel). Die Vorzeichen von formula_6 und der Geschwindigkeit formula_1 sind positiv für eine nach unten zeigende Koordinatenachse formula_8 Wählt man die Nullpunkte geschickt (Start zur Zeit formula_9 bei formula_10), dann sind auch die Formeln einfach:


title: Freier Fall

text: Daraus ergeben sich die Fallzeit und die Endgeschwindigkeit für eine gegebene Fallhöhe formula_13 zu:


title: Freier Fall

text: Ein Sprung vom 5-m-Brett dauert demnach rund eine Sekunde und es wird eine Geschwindigkeit von etwa 10 m/s (gleich 36 km/h) erreicht. Aus einem Meter Höhe werden demnach schon 16 km/h erreicht, aus drei Metern bereits 28 km/h.


title: Freier Fall

text: In einem Fallturm von gut 100 m nutzbarer Höhe können durch Einsatz eines Katapultsystems Freie-Fall-Zeiten von über 9 Sekunden Dauer mit Aufprallgeschwindigkeiten von knapp 170 km/h erreicht werden.


title: Freier Fall

text: Der freie Fall ist beim Fall von Körpern in Luft oder einem noch zäheren Medium (wie etwa Wasser oder Honig) höchstens näherungsweise erreichbar. Eine Daunenfeder fällt schon nach fünf Zentimetern mit freiem Auge wahrnehmbar langsamer als ein Steinchen. Ein Löffel sinkt langsamer in Honig ein als ins Wasser eines Schwimmbeckens. Je nach Dichte der umgebenden Luft erreicht ein Fallschirmspringer auch ohne geöffneten Schirm nur ein Maximaltempo von grob 200 km/h oder in hohen, entsprechend dünnen Atmosphärenschichten, etwa Schallgeschwindigkeit.


title: Freier Fall

text: Kleinere Staubteilchen in Luft oder feinere Sandkörnchen in Wasser sinken langsamer ab als jeweils größere, ihre Sedimentationsgeschwindigkeit hängt von diversen Eigenschaften der Teilchen und des Fluids ab.


title: Synthesizer

text: Ein Synthesizer (; englische Aussprache ) ist ein zu den Elektrophonen gezähltes Musikinstrument, welches auf elektronischem Wege per Klangsynthese Töne erzeugt. Er ist eines der zentralen Werkzeuge in der Produktion elektronischer Musik. Man unterscheidet analoge und digitale Synthesizer. Ebenso wie in vielen Bereichen der Technik haben digitale Geräte die reine Analogtechnik teilweise verdrängt. Analoge Geräte werden jedoch wegen ihrer charakteristischen Eigenschaften immer noch eingesetzt. Viele ältere Geräte haben teilweise Kultstatus unter Musikern erreicht. Der charakteristische Klang bestimmter verbreiteter Geräte und die kreative Nutzung von deren Eigenarten hat vielfach die Entwicklung ganzer Musikrichtungen beeinflusst, etwa bei Acid House, Techno und Drum and Bass.


title: Synthesizer

text: Elektrische Orgeln basieren auf dem Prinzip der additiven Synthese, bei der mehrere Schwingungen zusammengemischt werden. In der Hammond-Orgel von 1935 wurden Sinusschwingungen über wellengetriebene Zahnräder erzeugt, welche in Tonabnehmern elektrische Schwingungen induzierten; für jede harmonische Schwingung gab es jeweils ein Rad. In späteren Geräten wurden die Schwingungen durch elektronische Schaltungen erzeugt. Die von elektronischen Orgeln erzeugten Klänge waren weit weniger modulierbar, als die der heutigen Synthesizer, hatten aber den Vorteil, polyphon spielbar zu sein.


title: Synthesizer

text: Das ebenfalls von der Firma Hammond entwickelte und zwischen 1939 und 1942 in 1069 Exemplaren gebaute Novachord kann als erster echter polyphoner Synthesizer mit Hüllkurvengenerator und Filtern gelten. Er funktionierte mit Röhren. Mangels kommerziellen Erfolges wurde die Produktion allerdings nach Ende des Zweiten Weltkrieges nicht wieder aufgenommen.


title: Synthesizer

text: Hugh Le Caine, John Hanert, Raymond Scott, Percy Grainger (mit Burnett Cross) und andere bauten in den späten 1940er und 1950er Jahren verschiedene elektronische Musikinstrumente. Besonders erwähnenswert sind die Orchestermaschine sowie der Klangeffektgenerator Karloff von Raymond Scott.


title: Synthesizer

text: 1950 produzierte RCA experimentelle Geräte zum Erzeugen von Sprache und Musik. Im New Yorker Versuchslabor der "Radio Corporation of America" konstruierten die Ingenieure Harry Ferdinand Olson und Herbert Belar ein lochstreifengesteuertes Gerät, den RCA-Synthesizer Mark I. Hier wurden Töne durch Stimmgabeloszillatoren erzeugt; die sinusförmigen Schwingungen wurden elektromagnetisch abgenommen und in obertonreiche Sägezahnschwingungen umgewandelt. Vor allem der Komponist Milton Babbitt beschäftigte sich mit dieser Apparatur und war auch ein Berater für das Nachfolgemodell Mark II, welches im "Columbia-Princeton Electronic Music Center" gefertigt wurde. Dieser "Mark II von" 1958 konnte aber ein Musikstück erst nach vorheriger Programmierung mit einem Notenrollensystem wiedergeben und musste für das nächste neu programmiert werden. Gesteuert wurde er über Lochstreifen. 1958 entwickelte Daphne Oram beim BBC Radiophonic Workshop einen neuartigen Synthesizer, der die sogenannte „Oramics“-Technik verwendete. Gesteuert wurde der Synthesizer über 35-mm-Film. Er wurde einige Jahre bei der BBC verwendet.


title: Synthesizer

text: Ab den 1960er Jahren war die Entwicklung der Elektronik soweit vorangeschritten, dass Klänge und Töne in Echtzeit erzeugt werden konnten, doch waren diese Geräte aufgrund ihrer Größe auf den Studiobetrieb beschränkt. Diese Geräte waren meistens modular aufgebaut, und die einzelnen Komponenten konnten manuell miteinander verkabelt werden. Viele dieser ersten Geräte waren experimentelle Einzelstücke. Donald Buchla, Hugh Le Caine, Raymond Scott und Paul Ketoff waren die Pioniere in den 1960er Jahren, wobei nur Buchla ein kommerzielles Gerät anbot.


title: Synthesizer

text: Den ersten spiel- und konfigurierbaren Synthesizer präsentierte Robert Moog 1964 auf der „Audio Engineering Society convention“. Bereits während der Entwicklung konnte er die Musikerin Wendy Carlos für den modularen Synthesizer begeistern. Der neue Klang, wie auf dem „meistverkauften Album klassischer Musik“, Carlos' "Switched-On Bach" von 1968, galt als sensationell.


title: Synthesizer

text: In den späten 1960er Jahren erschien eine Vielzahl von Aufnahmen, die den neuen Moog-Synthesizer-Sound verwendeten. Zur Berühmtheit wurde das Stück Popcorn, das zum weltweiten Tophit wurde, welches im Wesentlichen mit dem Moog-Synthesizer erstellt wurde. Auch die Beatles verwendeten auf ihrem Album "Abbey Road" dezent einen Moog, um zum Beispiel dem Schluss-Refrain von "Here Comes the Sun" einen luftig „pfiffigen“ Klang zu verpassen.


title: Synthesizer

text: Moog setzte zugleich auch die Standards, die das Verknüpfen verschiedener Synthesizer erlaubte, wie z. B. eine Schnittstelle zur externen Ansteuerung über eine logarithmische 1-Volt/Oktave-Tonhöhensteuerung. Die Ansteuerung der Synthesizer erfolgte normalerweise über eine normale Klaviatur oder über einen Sequenzer, bei dem man Tonhöhenfolgen zeitlich programmieren konnte und der über die genannte Schnittstelle den Synthesizer ansteuerte.


title: Synthesizer

text: Da das "Moog Modular System" jedoch für den Bühnen- und Live-Einsatz zu groß und zu umständlich zu bedienen war, integrierte Moog die wichtigsten Komponenten seines Synthesizers in ein kompaktes Gehäuse, das den Namen Minimoog erhielt und 1970 auf den Markt kam. Der "Minimoog" wurde in den Folgejahren ein von vielen Musikern verwendetes und weit verbreitetes Musikinstrument. Im Laufe der 1970er Jahre kamen verschiedene weitere Unternehmen mit Synthesizern auf den Markt, u. a. ARP Instruments (von Alan Robert Pearlman), Oberheim (von Tom Oberheim), (von ) und Sequential Circuits. Alle Synthesizer hatten jedoch zwei entscheidende Nachteile: Zum einen waren sie nur monophon spielbar, und zum anderen waren sie nicht dauerhaft zu programmieren, man konnte also keine Einstellungen speichern.


title: Synthesizer

text: Dennoch spezialisierten sich Gruppen und Musiker wie Pink Floyd, Human League, Emerson, Lake and Palmer, Kraftwerk, Jean Michel Jarre, Tangerine Dream, Ed Starink, Klaus Schulze, Larry Fast oder Vangelis auf Synthesizer. Die Rockband The Who bediente sich in ihrem Song "Won’t Get Fooled Again" (1971) eines von einem Sequenzer gesteuerten Synthesizers.


title: Synthesizer

text: Die meisten frühen Synthesizer waren monophon. Nur wenige waren in der Lage, zwei Töne zur gleichen Zeit zu erzeugen, wie der Moog Sonic Six, der ARP Odyssey und der EML 101. Echte Polyphonie war zur damaligen Zeit nur über das Prinzip der elektrischen Orgel (Oktavteiler-Prinzip) zu realisieren. Der ARP Omni, der Moog Polymoog und der "Opus 3" verbanden daher beide Elemente. Erst Mitte der 1970er Jahre kamen mit der Yamaha GX-1, der Yamaha CS-80 und der Oberheim Four-Voice die ersten echten polyphonen Synthesizer auf den Markt. Der GX-1 gilt mithin als der erste polyphone Synthesizer. Diese waren aber komplex, schwer und teuer. Der erste erschwingliche polyphone und zudem mikroprozessorgesteuerte und damit programmierbare Synthesizer war 1978 der Prophet-5 von Sequential Circuits. Zum ersten Mal konnten Musiker damit ihre Einstellungen speichern und per Knopfdruck wieder abrufen. Daneben war er – verglichen mit den Modulsystemen – kompakt und leicht. Die DDR zog erst 1987 mit dem Tiracon 6V nach.


title: Synthesizer

text: Analoge Synthesizer der 1970er Jahre sind oft als Modularsystem aufgebaut. Die einzelnen Komponenten (Signalgeneratoren, Filter, Modulatoren) sind in einem Rack montiert und werden nach Bedarf durch Klinkensteckerkabel (oder über ein Steckfeld) miteinander verbunden.


title: Synthesizer

text: Ein Ton setzt sich in der Regel zusammen aus einem Grundton, der die Tonhöhe festlegt, und Obertönen – auch Teiltöne oder harmonische Töne genannt –, die die Klangfarbe bestimmen. Verschiedenartige Klänge entstehen also durch verschiedenartigen Aufbau der Obertonreihen. Die einzelnen Obertöne differieren dabei in Frequenz, Amplitude und in zeitlichem Auf- und Abbau. Bei der Klangerzeugung im analogen Synthesizer ging man in Anlehnung an mechanische Instrumente zunächst von wenigen Grundwellenformen aus: der Kippschwingung (streicherähnlich), der Rechteckschwingung (holzbläserähnlich) und der Dreieckschwingung (flötenähnlich). "Siehe: Signalgenerator"


title: Synthesizer

text: Der "VCO" ist ein spannungsgesteuerter Oszillator und stellt den wichtigsten Baustein bei analogen Synthesizern dar. Über eine Steuerspannung kann die Frequenz und somit die Tonhöhe verändert werden. Durch simultane Verwendung mehrerer Oszillatoren erhöht sich die Zahl der klanglichen Gestaltungsmöglichkeiten. Häufig werden dabei die Oszillatoren leicht gegeneinander verstimmt, was den Klangeindruck voller macht ("Unisono" bzw. "Schwebung", ähnlich einem Chorus-Effekt). Bei digitalen Synthesizern kommen DCOs (Digitally Controlled Oscillator) zum Einsatz. Im Unterschied zum VCO wird die Frequenz hier nicht durch eine elektrische Spannung, sondern durch einen Zahlenwert bestimmt, der von einem Mikroprozessor vorgegeben wird.


title: Synthesizer

text: Der Rauschgenerator erzeugt Rauschsignale unterschiedlicher Spektralcharakteristik. In Analogie zur spektralen Energieverteilung bei weißem Licht spricht man von weißem Rauschen, wenn alle Frequenzen in gleichen Anteilen auftreten. Weicht die Frequenzverteilung von der Gleichverteilung ab, d. h. bestimmte Frequenzbereiche dominieren, handelt es sich um farbiges Rauschen. Einige Synthesizer besitzen die Möglichkeit, 1/f-Rauschen (rosa Rauschen) zu erzeugen, bei dem die tiefen Frequenzen überwiegen. Neben der Verwendung als Audiosignal kann Rauschen auch als Modulationsquelle dienen. Auf diese Weise entstehen ungewöhnliche und interessante Klänge.


title: Synthesizer

text: Die eigentliche Klangformung findet im spannungsgesteuerten Filter (VCF) statt. Das gebräuchlichste Filter ist das Tiefpass-Filter, das tiefe Frequenzen passieren lässt und hohe Frequenzen dämpft. Das Hochpass-Filter arbeitet genau umgekehrt. Durch die Reihenschaltung von Tief- und Hochpassfiltern entsteht ein Bandpass; eine Bandsperre entsteht bei Parallelschaltung. Hier wird ein spezielles Frequenzband gedämpft, während die übrigen Frequenzanteile ungehindert passieren. Die Flankensteilheit des Filters legt fest, wie sanft oder abrupt der Übergang zwischen Durchlass- und Sperrbereich erfolgt. Bei Synthesizern sind Werte von 12 dB (weich) und 24 dB (hart) üblich.


title: Synthesizer

text: Der Spannungsgesteuerte Verstärker beeinflusst den Lautstärkeverlauf bzw. die Dynamik des Klangs. Es gibt VCAs mit linearer oder exponentieller Abhängigkeit von der Spannung. Als Synthesizermodul wird der VCA hauptsächlich vom Hüllkurvengenerator gesteuert. Bei fast allen Herstellern arbeitet der VCA jedoch nicht als echter Verstärker, sondern lediglich als Abschwächer und wird daher auch als Voltage Controlled Attenuator (spannungsgesteuerter Abschwächer) bezeichnet. Lediglich bei Moog-Modularsystemen findet man beides – Amplifier- und Attenuator-Module.


title: Synthesizer

text: Hüllkurvengeneratoren produzieren programmierbare Spannungsabläufe, die über den VCA zur Dynamikregelung eines Klanges, oder über einen VCF zur dynamischen Änderung der Klangfarbe verwendet werden. Hüllkurvengeneratoren sind häufig als ADSR-Generatoren ausgeführt, die über vier unterschiedliche Parameter verfügen: Anschwellzeit (Attack-Time), Abklingzeit (Decay-Time), Dauerpegel (Sustain-Level) und Ausklingzeit (Release-Time). Der Name ADSR leitet sich aus den Anfangsbuchstaben der Parameterbezeichnungen her (Attack, Decay, Sustain, Release). Meist wird der Hüllkurvengenerator über ein Triggersignal gestartet, das durch Anschlagen einer Taste ausgelöst wird.


title: Synthesizer

text: Das Synthesizermodul LFO (Low Frequency Oscillator) besteht aus einem regelbaren Oszillator mit einer im Vergleich zum VCO eher niedrigen Frequenz. Es dient dazu eine periodische Veränderung von Klangparametern automatisiert durchzuführen. Steuert der LFO z. B. die Frequenz eines VCO, entstehen Vibratoeffekte oder sirenenartige Klänge. Bei Modulation des VCA durch sinus- oder dreieckförmige LFO-Signale ergibt sich ein Tremolo. Ein Rechtecksignal des LFOs führt hingegen zu einem ständigen Wiederholen des Tones (Mandolineneffekt). Moduliert man den VCF mit den unterschiedlichen Wellenformen des LFO, lassen sich bei Kopplung zweier Filter zu Bandpass oder -sperre verschiedene Effektvarianten wie Wah-Wah oder Phaser erzeugen.


title: Synthesizer

text: Aus einem Rauschsignal wird in regelmäßigen Abständen eine "Probe" (engl. sample) entnommen und als Spannungsniveau festgehalten. Steuert man mit diesem Signal einen VCO, ändert sich die Tonhöhe zufällig. Bei Steuerung eines VCF werden die Töne zufallsverteilt heller und dunkler (Spektralmodulation), was einen „blubbernden“ oder entfernt sprachähnlichen Eindruck erzeugen kann.


title: Synthesizer

text: In diesem Modul wird die Tonhöhe eines Signals in eine entsprechende Steuerspannung umgewandelt. Damit arbeitet es genau nach dem umgekehrten Prinzip eines VCOs. Die Schwierigkeit hierbei liegt in der Minimierung der Zeit, die zum Erkennen der Tonhöhe benötigt wird. Da mehrere Wellenlängen einer Frequenz zu ihrer Identifikation notwendig sind, ergibt sich bei tiefen Frequenzen eine längere Erkennungszeit als bei höheren Tönen.


title: Synthesizer

text: Diese Baugruppe wandelt den Lautstärkeverlauf oder eine Frequenz in einen entsprechenden Spannungsverlauf um.


title: Synthesizer

text: Ein Ringmodulator multipliziert zwei Signale miteinander. Das resultierende Signal besteht aus den Summen- und Differenzfrequenzen der Harmonischen beider Eingangssignale. Wenn die Frequenzen der beiden Signale einfache Verhältnisse bilden, erhält man üblicherweise auch harmonische Klänge. Wählt man jedoch andere Frequenzverhältnisse, entstehen beispielsweise metallische oder auch glockenartige Klänge, die sich gut für die Erstellung von rhythmischen bzw. perkussiven Klängen verwenden lassen. Die Flexibilität bei der unmittelbaren elektronischen Umformung beliebiger Schallergebnisse hat die Ringmodulation zu einer bevorzugten Methode der Live-Elektronik werden lassen. Bei modernen Synthesizern, die die Ringmodulation auf rein mathematische Weise durchführen, kann man auch den Modulationstiefen-Verlauf einstellen und damit die Klangfarbe während des Tonverlaufes verändern.


title: Synthesizer

text: Dieses Modul dient der elektronischen Nachbildung von Formanten. In der Filterstufe von Synthesizern (das Hauptfilter ist meist der VCF) wird auch von resonanzfähigen Filtern gesprochen, wenn das Filter parametrisch in Resonanz („ringing“) getrieben werden kann: Ausgenutzt wird dabei meist das Überschwingverhalten von Filtern an oder kurz vor der Scheitelfrequenz.


title: Synthesizer

text: Wird dieses Überschwingen durch Rückkopplung innerhalb der Filterstufe hinreichend verstärkt, kann das Filter sogar in Eigenschwingung (ohne jedes Eingangssignal durch den VCO) versetzt werden. Die eingestellte Filterfrequenz bestimmt dann die Tonhöhe („Pfeifen“) der Eigenschwingung. Hörbar wird die Resonanz, sobald über die Tastatur die ADSR-Hüllkurve den VCA öffnet. Sowohl ohne als auch in Kombination mit der eigentlichen Tonerzeugungsstufe (VCO oder Rauschgeneratoren) erweitert ein eigenresonantes Filter den Spielraum der klanglichen Möglichkeiten eines Synthesizers deutlich.


title: Synthesizer

text: Analoge Sequenzer produzieren automatische Steuerspannungsabläufe und Triggersignale, die zur Kontrolle jedes beliebigen spannungsgesteuerten Synthesizermoduls verwendet werden können. Analoge Synthesizer lassen sich auch von digitalen Sequenzern steuern. Heute werden digitale Sequenzer wiederum von Mikroprozessoren gesteuert. Man unterscheidet Hardware- und Software-Sequenzer.


title: Synthesizer

text: Eine wirkliche Revolution war das Aufkommen von Synthesizern mit digitaler Klangerzeugung, zunächst per FM-Synthese. Diese ist zwar prinzipiell auch mit analogen Oszillatoren möglich, indem ein Oszillator von einem zweiten Oszillator mit einer Frequenz im hörbaren Bereich moduliert wird, aber erst in den 1970er Jahren wurde die digitale Form entwickelt, die eine sehr komfortable Anwendung der FM-Synthese ermöglichte. Kurz gesagt erzeugen bei der FM-Synthese digitale Oszillatoren (sog. Operatoren) verschiedene Sinusschwingungen, die sich in Abhängigkeit von einem gewählten Algorithmus gegenseitig modulieren, so dass sich komplexe Schwingungsformen ergeben können. Ein Alleinstellungsmerkmal der FM-Synthese im Gegensatz zur damals gebräuchlichen subtraktiven Synthese war die Möglichkeit, besonders obertonreiche und perkussive Klänge zu erzeugen.


title: Synthesizer

text: Das Patent der FM-Synthese wurde vom japanischen Musikinstrumentenhersteller Yamaha lizenziert. Die ersten Synthesizer, der GS-1 und GS-2, waren schwere und teure Geräte und fanden keine weite Verbreitung. 1983 erschien dann mit dem DX7 der Synthesizer, der den gesamten Markt revolutionieren sollte und die analogen Synthesizer verdrängte. Er hatte die Größe und das Gewicht des Prophet-5 und war vergleichsweise kostengünstig. Er war „der“ Synthesizer der 1980er Jahre, und man findet kaum eine Pop-Musikaufnahme aus dieser Zeit, auf der kein DX7 zu hören ist. Nach dem Auslaufen des Patentschutzes fand die FM-Synthese weite Verbreitung, z. B. in einfachen 4-Operatoren-Synthesizern auf PC-Soundkarten.


title: Synthesizer

text: Eine zweite Revolution, die sich schon 1979 mit dem ersten Fairlight CMI ankündigte, war das Sampling. Beim Sampling werden natürliche Klänge digitalisiert. Diese digitalen Wellenformen bilden dann die Grundlage der Klangerzeugung. Mit dem Sampler war etwas möglich, was bisher nur dem mit Magnetbändern funktionierenden, analogen Mellotron vorbehalten blieb: Die reale Wiedergabe akustischer Instrumente.


title: Synthesizer

text: Die ersten Systeme, wie das Fairlight CMI, der E-mu Emulator oder später auch das Synclavier von New England Digital, waren extrem teure Geräte, die nur den „Großen“ der Branche vorbehalten waren. Außerdem waren die technischen Möglichkeiten der Wiedergabe wegen der geringen Auflösung und Speicherkapazität zunächst begrenzt. Peter Gabriel und Kate Bush veröffentlichten 1982 die ersten Aufnahmen, auf denen „gesampelte“ Klänge zu hören sind. 1985 kam mit dem Mirage von Ensoniq der erste für die breite Masse erschwingliche Sampler auf den Markt. Sampling prägte schon bald das Klangbild der Popmusik der 1980er Jahre. Heute können mit Computer und Soundkarte umfangreiche Sampling-Bibliotheken geladen und für computerbasierte Musikarrangements genutzt werden.


title: Synthesizer

text: 1987 brachte Roland mit dem D-50 einen Synthesizer auf den Markt, der aufgrund seiner Klangerzeugung mit LA-Synthese (Nachbildung akustischer Instrumentenklänge mittels einer Kombination aus Attacksamples und Grundwellenformen, mit integriertem Effektgerät) sehr populär wurde. 1988 führte KORG mit der M1 die Integration fort. Die M1 repräsentierte einen neuen Typus von Synthesizer, die „Workstation“. Hier waren zum ersten Mal Synthesizer, Effektgerät, Drumcomputer und Sequencer in einem Gerät integriert. Dieses erlaubte das Erstellen kompletter Musiksequenzen in einem Gerät ohne externe Hardware. Die Korg M1 ist nach dem Yamaha DX7 der bisher meistverkaufte Synthesizer.


title: Synthesizer

text: Synthesizer-Workstations gibt es mittlerweile auch als reine Software (z. B. "Synthesizer Workstation Pro"), die außer dem PC keine Hardware mehr benötigen. Sie werden über Arpeggiatoren oder MIDI-Files gespielt. Optional kann auch ein Keyboard angeschlossen werden.


title: Synthesizer

text: Anfang der 1990er Jahre kamen die ersten Synthesizer mit einer neuartigen Synthesemethode, dem Physical Modelling, auf den Markt.


title: Synthesizer

text: Das klangliche Resultat eines Instruments wird hier nicht nachgeahmt, sondern ein physikalisches Modell (beispielsweise eine schwingende Saite) digital repräsentiert, d. h. das Modell mit all seinen Eigenschaften, Dimensionen, Elastizität, Spannung etc. „existiert“ in einem Rechner und ihm wird mit einem ebenfalls virtuellen Erreger (z. B. Plektrum) an einer beliebigen Stelle kinetische Energie zugeführt. Im Zentrum steht zunächst die physikalische Simulation, der Klang ist nur eine Möglichkeit, diese zu vermitteln (so könnte man den Körper der Saite auch visuell vermitteln). Gleichwohl führt PM-Synthese zu den realistischsten Klangergebnissen überhaupt, wo es gilt, natürliche Instrumente nachzuahmen, und dies umso eher, je detaillierter das physikalische Modell beschaffen ist.


title: Synthesizer

text: Das schon länger bekannte Prinzip konnte praktisch erst umgesetzt werden mit der Entwicklung des Karplus-Strong-Algorithmus und dessen Verfeinerung sowie der Verallgemeinerung des Algorithmus in eine "digital waveguide synthesis" durch Julius O. Smith III et al. Für eine Echtzeitberechnung waren leistungsfähige digitale Signalprozessoren (DSP: "Digital Signal Processor") nötig, wie sie erst Ende der 1980er Jahre zur Verfügung standen.


title: Synthesizer

text: Wie bei der FM-Synthese sicherte sich Yamaha die Rechte und entwickelte ab 1989 zusammen mit der Stanford University dieses Syntheseverfahren; der erste so arbeitende Synthesizer in Serienfertigung war 1994 der Yamaha VL-1. Auf diesem Weg versuchte man auch bald, die alten analogen Synthesizer mit ihren klanglichen Unzulänglichkeiten als virtuell-analoge Synthesizer digital wieder auferstehen zu lassen. Dazu gehören der Clavia Nord Lead, der Access Virus und die Synthesizer des Unternehmens Waldorf. Nach den digitalen Synthesizerklängen der 1980er Jahre kam es in den 1990er Jahren zu einer Renaissance analoger Synthesizer bzw. ihrer Klänge, insbesondere durch das Aufkommen der Techno-Musik. Vormals fast wertlose Synthesizer wie Rolands TB-303 stiegen dadurch wieder erheblich im Wert.


title: Synthesizer

text: Heutige Synthesizer sind überwiegend digital aufgebaut und verwenden spezielle DSP-Bausteine zur Klangerzeugung, wobei teilweise unterschiedliche Formen der Klangsynthese parallel eingesetzt werden. Für Ein- und Ausgangsschaltungen, sowie teilweise bei den Einstellreglern (Potentiometern) werden noch analoge Schaltungsteile eingesetzt.


title: Synthesizer

text: Allerdings wurden auch einige sogenannte Hybridsynthesizer entwickelt, die DSPs mit analogen Bauteilen kombinieren, wobei sowohl ein zum Großteil digitaler Signalweg, wie z. B. beim Waldorf Q+ (analoge Filter, ansonsten DSP-basiert) als auch ein vorwiegend analog aufgebauter Signalweg (DSI Evolver, Alesis A6 Andromeda) vorkommen. Das Konzept der hybriden Synthesizer stammt ursprünglich aus den 1980er Jahren: Modelle wie der ESQ1 von Ensoniq kombinierten kurze Samples oder additiv erzeugte Wellenformen mit analogen Filtern.


title: Synthesizer

text: Ein vergleichbares Konzept findet sich im Sequential Circuits Prophet VS und dem Waldorf Wave, Microwave I wieder. Beide Synthesizer gehören wegen ihrer speziellen Klangästhetik auch aktuell zu gern genutzten Klangerzeugern. Digitale Wellenschnipsel werden in Wavetables (Microwave) organisiert, über die Oszillatoren ausgegeben und an die weiteren Synthesebausteine weitergereicht. Diese Synths sind deutlich vielseitiger als rein analoge Geräte, sind aber mit vergleichbaren Modulationsquellen und -zielen ausgestattet und sie profitieren von den als musikalisch empfundenen analogen Verstärker- und Filterbausteinen; als Stichworte fallen hier zumeist Attribute wie warm und druckvoll. Der Waldorf Q+ verwendet eine virtuell analoge Klangerzeugung, gibt diese aber über analoge Filter aus. Wegen seiner spartanischen Bedienoberfläche, welche in deutlichem Kontrast zur Vielzahl veränderbarer Parameter steht, wird für den Microwave I aktuell ein DIY-Controller der Firma Stereoping als MIDI-Controller für das Editieren der Sounds angeboten.


title: Synthesizer

text: Wenngleich der Waldorf Blofeld primär als „Virtuell Analoger (Wavetable) Synthesizer“ beworben wird, kann er wegen seiner 60 MB großen Sampling-Option als „Hybrider“ gesehen werden. Dies gilt umso mehr, als die mittels Tool (Spectre) einzuspeisenden Samples mit den weiteren Wellenformen und Synthesefunktionen des Blofeld interagieren.


title: Synthesizer

text: Auch die Tempest Drummachine, welche unter dem DSI-Label von den Synth-Pionieren Dave Smith und Roger Linn entwickelt wurde, ist ein Hybrid-Synthesizer im Groovebox-Format. Die Klangerzeugung beinhaltet 6 analoge Stimmen mit je 2 analogen und 2 digitalen Oszillatoren, die Eingabe erfolgt über beleuchtete Pads, ein Sequenzer gibt die Kompositionen wieder, die Klänge können u. a. über FX-Slider und Regler in Echtzeit verändert werden. Konzeptionell gehören dieser Linie auch die DSI-Instrumente-Evolver und der Prophet 12 und dessen kleiner Bruder Pro2 an.


title: Synthesizer

text: Der SY99 von Yamaha konnte dagegen geladene Samples in die FM-Synthese (s. o.) einspeisen und die daraus resultierenden Wellenformen nochmals subtraktiv bearbeiten (Filter) und kombinierte so Sampler und digitale FM-Synthese mit subtraktiver Klangerzeugung.


title: Synthesizer

text: Ein neuer Trend sind sogenannte „native software synthesizer“. Aufgrund der Leistungsfähigkeit moderner PCs ist es möglich, digitale Klangerzeugung auf unspezialisierten Prozessoren durchzuführen. Mittlerweile gibt es für jede Syntheseform verschiedene "Software-Synthesizer", die zum Teil Simulationen bekannter Hardware-Synthesizer sind. Auch werden bekannte alte Instrumente wie etwa Fender-Rhodes-Pianos oder die Hammond-B3-Orgel simuliert.


title: Synthesizer

text: Diese Software-Synthesizer werden oft durch ein Masterkeyboard, einen Pad-Controller oder einen Drehregler gesteuert. Meist arbeiten diese Synthesizer als VST-Plugins (Virtual Studio Technology), welche sich einfach in die meisten DAW-Programme (Digital Audio Workstation) integrieren lassen.


title: Synthesizer

text: Heutige Mobiltelefone besitzen derart viel Rechenleistung, dass sie Synthesizer-Apps als Anwendungsprogramme spielen können, die in ihren Klanggestaltungsmöglichkeiten den klassischen analogen und auch vielen digitalen Synthesizern immer näher kommen. Sie verfügen über mehrere Oszillatoren mit zahlreichen pulsweiten-modulierbaren Wellenformen, Frequenz- und Amplituden-Modulation, Detuning, Hüllkurvengeneratoren, Delay-, Exciter-, Chor- und Hall-Effekten sowie über dynamische Filter. Gespielt werden sie bevorzugt über MIDI-Files, da das Spielen auf einer kleinen Handytastatur etwas mühsam ist. Ein Beispiel dafür ist der "Windows Phone Synthesizer" (siehe Weblinks).


title: Synthesizer

text: Technisch mit dem Synthesizer verwandt dient der Vocoder zur klanglichen Modulation von analogen Instrumentalklängen oder Geräuschen (Trägersignal), meistens mit Hilfe der menschlichen Stimme als Steuersignal. Die dynamischen und klangfarblichen Eigenschaften des steuernden Sprachsignals werden dabei mit Hilfe von Filtern und Steuerspannungen auf den Instrumentalklang übertragen, so dass dieser zu „sprechen“ oder zu „singen“ scheint.


title: Synthesizer

text: Eine Filterbank ist ein analog, oder digital aufgebautes System, welches keine eigene Tonerzeugung besitzt, sondern eingespeiste Signale bearbeiten kann. In klassischen analogen Systemen bestehen diese meist aus RC-Filtern, in digitalen Systemen aus IIR- oder FIR-Filtern. In modernen Systemen werden die Signale auch mittels FFT zerlegt, im Frequenzbereich bearbeitet und dann resynthetisiert.


title: Synthesizer

text: Wichtig für die Verbreitung der Synthesizer war die Entwicklung von MIDI, einer einfachen digitalen seriellen Standardschnittstelle für Synthesizer. Entwickelt wurde sie 1982 von den Unternehmen Roland sowie Sequential Circuits und hat sich in kürzester Zeit als Standard-Schnittstelle für Musikgeräte etabliert. Sie erlaubt es, verschiedenste elektronische Geräte auf einfache Art und Weise miteinander zu verbinden. Bis heute ist sie in fast unveränderter Form in vielen Synthesizern zu finden.


title: Synthesizer

text: Ein Soundmodul ist ein klangerzeugendes Gerät oder Software-Modul ohne Klaviatur; es wird durch MIDI oder USB mit den entsprechenden Geräten verbunden.


title: Synthesizer

text: Ein Sequenzer steuert eine bestimmte Abfolge (Sequenz) von Tönen oder Klangereignissen, die von einem anderen Gerät oder Modul erzeugt werden. Sequenzer verbreiteten sich zusammen mit MIDI, das meist als Standard für Übertragung der Daten dient. Eine ähnliche Funktion bietet der Arpeggiator, der eine kürzere, zusammenhängende Tonfolge speichert, die dann etwa durch einen Tastendruck abgespielt werden kann.


title: Synthesizer

text: In der Elektrotechnik beschreibt ein Synthesizer eine elektronische Vorrichtung zur Erzeugung monophoner, hochreiner Schwingungen, wie etwa einer Sägezahn-, Sinus-, Dreieck- und Rechteckschwingung oder Nadelimpulsfolgen. Entsprechende Geräte werden auch als Funktionsgenerator bezeichnet und dienen der Überprüfung elektronischer Schaltungen wie z. B. Verstärkern oder Filtern. Sie besitzen meist ein extrem niedriges Rauschen und einen an der Grenze der Messbarkeit liegenden Klirrfaktor.


title: Synthesizer

text: Da sie heute überwiegend mit digitalen Bauelementen realisiert werden, bezeichnet man sie oft auch als digitale Oszillatoren. Eine typische Methode ist die DDS.


title: Synthesizer

text: Im Folgenden eine Aufreihung bekannter Hersteller, die die Entwicklung von Synthesizern maßgeblich prägten. In Klammern angegeben sind Gebiete, auf die der jeweilige Hersteller Einfluss genommen hat.


title: Tetrodotoxin

text: Das Tetrodotoxin (von „vier“ und ‚ „Vierzähner“), kurz TTX, ist ein Nervengift, bei dem es sich um ein zwitterionisches Alkaloid aus der Imidazolin- und Pyrimidingruppe mit Guanidin-Teilstruktur handelt. 1964 wurde die Struktur des Tetrodotoxins von Robert B. Woodward aufgeklärt. In Aceton ist es gut, in Wasser schlecht löslich. 4,9-Anhydro-TTX ist eine molekular geringfügig abweichende Variante dieses Giftes.


title: Tetrodotoxin

text: TTX und Anhydro-TTX kommen bei einigen, meist marinen, Gifttieren vor. Kugelfische, Igelfische und andere Familien der Tetraodontiformes, Westamerikanische Wassermolche, Stummelfußfrösche, einige Krebse, Schnecken, Seesterne und Blaugeringelte Kraken ("Hapalochlaena") sind Träger dieses Gifts. Zu den bekannten Landtieren, in denen TTX nachgewiesen werden konnte, gehören die Plattwurmarten "Bipalium adventitium" und "Bipalium kewense".


title: Tetrodotoxin

text: Tetrodotoxin konnte erstmals 1950 aus Ovarien von Kugelfischen isoliert werden, nachdem die Isolierungsversuche bereits 1909 begonnen hatten.


title: Tetrodotoxin

text: Aufgrund der enormen Vielfalt von Tieren, welche TTX enthalten, wird angenommen, dass sie es nicht selbst bilden, sondern es aus ihrer Umwelt sequestrieren.


title: Tetrodotoxin

text: Es wurden Stämme aus vier Gattungen mariner Bakterien identifiziert, die TTX oder Anhydro-TTX produzieren und somit als Quellen dienen könnten: "Pseudomonas" ("Pseudomonas" spp.), "Vibrio" ("Listonella pelagia" oder "Vibrio pelagius"), "Shewanella" ("Shewanella alga") und "Alteromonas" ("Alteromonas tetraodoni" und "Pseudoalteromonas haloplanktis" oder "Alteromonas haloplanktis"). Diese wurden z. B. an Algen der Gattung Jania spp. gefunden.


title: Tetrodotoxin

text: Angehörige der Vibrionaceae stehen aber seither im Fokus der Untersuchungen, nachdem weitere Angehörige von "Vibrio" als Quellen von TTX wahrscheinlich gemacht werden konnten. So wurden "Vibrio fischeri" (nun "Aliivibrio fischeri") bei der Olivgrünen Steinkrabbe ("Atergatis floridus") und "Vibrio alginolyticus" aus dem Magen des Kugelfisches "Takifugu vermicularis" isoliert. Daher wird vermutet, dass TTX nicht von den Tieren produziert wird, sondern dass sie es durch Aufnahme von "Vibrio"-Bakterien oder durch eine Symbiose mit ihnen erhalten.


title: Tetrodotoxin

text: Die Biosynthese des Tetrodotoxins ist nicht vollständig geklärt. Einer japanischen Arbeitsgruppe der Universität Nagoya um Tohru Fukuyama gelang eine Totalsynthese der Verbindung ausgehend von 1,4-Benzochinon über 31 Synthesestufen.


title: Tetrodotoxin

text: Tetrodotoxin blockiert spannungsaktivierte Natriumkanäle, die auch in Neuronen vorkommen. Dabei ist zu unterscheiden zwischen den TTX-sensitiven (Na 1.1 - Na 1.7, mit Ausnahme Na 1.5) und TTX-resistenten (Na 1.5, Na 1.8, Na 1.9) Natriumkanälen. Durch eine Blockade der Kanäle können keine Aktionspotentiale mehr ausgelöst werden, wodurch die Nerven- und Muskelerregung behindert oder unterbunden wird. Die Folge sind motorische und sensible Ausfälle. Tetrodotoxin zählt zu den stärksten Nicht-Protein-Giften und wird hinsichtlich seiner Toxizität nur von wenigen anderen Giften wie beispielsweise Maitotoxin übertroffen. Die tödliche Dosis von Tetrodotoxin beträgt etwa 10 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht.


title: Tetrodotoxin

text: Die Symptome der Vergiftung nach einer Aufnahme des Giftes (etwa beim Verzehr von Haut, Leber oder Eierstöcken des Fugu) beginnen innerhalb einer recht kurzen Zeit von etwa 45 Minuten. Der Patient zeigt diverse Lähmungserscheinungen, darunter die Lähmung der Skelettmuskulatur und somit auch der Atemmuskulatur; zudem fallen Koordinations- und Wahrnehmungsprobleme auf. Eine Beatmung und die orale Gabe medizinischer Kohle kann helfen. Wenn der Patient die ersten 24 Stunden nach Aufnahme des Giftes überlebt, ist die Prognose sehr gut.


title: Tetrodotoxin

text: Beispiel: Bei Konsum der letalen Dosis von 0,5 bis 1 Milligramm auf oralem Wege tritt die tödliche Wirkung erst nach einem gewissen Zeitraum ein, so dass eine Rettung der Opfer meist noch möglich ist.


title: Tetrodotoxin

text: Wird das Gift jedoch intravenös injiziert, so wird infolge schneller Ausbreitung das gesamte Nervensystem lahmgelegt, und der Betroffene erliegt nach kurzer Zeit einer Atemlähmung.


title: Tetrodotoxin

text: Eine Tetrodotoxin-Vergiftung durch orale Aufnahme kann in vier Schweregrade unterteilt werden, die anhand der Symptomatik unterschieden werden:


title: Tetrodotoxin

text: Da Tetrodotoxin in sehr geringen Mengen eine schmerzlindernde Wirkung zeigt, wird es auch für den Einsatz bei Krebstherapien in Betracht gezogen.


title: Tetrodotoxin

text: In der biologischen und neurologischen Forschung wird TTX verwendet, um experimentell selektiv Natriumkanäle zu blockieren.


title: Unified Modeling Language

text: Die Unified Modeling Language "(vereinheitlichte Modellierungssprache)", kurz UML, ist eine grafische Modellierungssprache zur Spezifikation, Konstruktion, Dokumentation und Visualisierung von Software-Teilen und anderen Systemen. Sie wird von der Object Management Group (OMG) entwickelt und ist sowohl von ihr als auch von der ISO (ISO/IEC 19505 für Version 2.4.1) genormt. Im Sinne einer Sprache definiert UML dabei Bezeichner für die meisten bei einer Modellierung wichtigen Begriffe und legt mögliche Beziehungen zwischen diesen Begriffen fest. Die UML definiert weiter grafische Notationen für diese Begriffe und für Modelle statischer Strukturen und dynamischer Abläufe, die man mit diesen Begriffen formulieren kann.


title: Unified Modeling Language

text: Die UML ist die dominierende Sprache für die Softwaresystem-Modellierung. Der erste Kontakt zur UML besteht häufig darin, dass Diagramme in UML im Rahmen der Softwareentwicklung zu erstellen, zu verstehen oder zu beurteilen sind:


title: Unified Modeling Language

text: Die grafische Notation ist jedoch nur ein Aspekt, der durch UML geregelt wird. UML legt in erster Linie fest, mit welchen Begriffen und welchen Beziehungen zwischen diesen Begriffen sogenannte "Modelle" spezifiziert werden – Diagramme in UML zeigen nur eine graphische Sicht auf Ausschnitte dieser Modelle. UML schlägt weiter ein Format vor, in dem Modelle und Diagramme zwischen Werkzeugen ausgetauscht werden können.


title: Unified Modeling Language

text: Die erste Version von UML entstand in den 1990er Jahren als Reaktion auf zahlreiche Vorschläge für Modellierungssprachen und -Methoden, welche die zu dieser Zeit aufkommende objektorientierte Softwareentwicklung unterstützen sollten. Die erste Folge von Sprachversionen, auch bekannt unter dem Namen UML 1.x, wurde 2005 durch eine grundlegend überarbeitete Version, oft als UML2 bezeichnet, abgelöst.


title: Unified Modeling Language

text: Die Väter von UML, insbesondere Grady Booch, Ivar Jacobson und James Rumbaugh, auch „Die drei Amigos“ genannt, waren in den 1990er-Jahren bekannte Vertreter der objektorientierten Programmierung. Sie hatten alle bereits ihre eigenen Modellierungssprachen entwickelt. Als sie zusammen beim Unternehmen Rational Software beschäftigt waren, entstand die Idee, die verschiedenen Notationssysteme strukturiert zusammenzuführen. Eine Vielzahl von unterschiedlichen Modellierungssprachen hatte direkten oder indirekten Einfluss auf die Konzeption von UML, darunter OOSE, RDD, OMT, OBA, OODA, SOMA, MOSES und OPEN/OML.


title: Unified Modeling Language

text: Als Resultat dieser Bemühungen entstand die UML. Die Standardisierung, Pflege und Weiterentwicklung der Sprache wurde an die OMG übergeben, die die Sprache am 19. November 1997 als Standard akzeptierte.


title: Unified Modeling Language

text: Im August 1999 stieß die OMG die Entwicklung von UML2 an, indem sie einen entsprechenden Request for Information (RFI) publizierte.


title: Unified Modeling Language

text: Ein Jahr später, im September 2000, bat die OMG ihre Mitglieder und weitere interessierte Kreise um Vorschläge für UML2. Gemäß der neu für UML2 definierten Architektur publizierte die OMG drei "Requests for Proposals" (RFP): einen UML 2.0 Infrastructure RFP, einen UML 2.0 Superstructure RFP und einen UML 2.0 OCL RFP. Wer Vorschläge einreichen wollte, hatte dazu ungefähr ein weiteres Jahr Zeit.


title: Unified Modeling Language

text: In einer ersten Runde reichten verschiedene Gruppen und Einzelpersonen Entwürfe ein. Mitte 2002 lagen von diesen Konsortien mehrmals überarbeitete und konsolidierte Antworten auf einzelne Request for Proposals vor. Erst im Oktober 2002 konnten dann beim Treffen der zuständigen Arbeitsgruppe in Helsinki alle Vorschläge für die "UML 2.0 Infrastructure" und die "UML 2.0 Superstructure" präsentiert werden. Einen Termin für eine weitere überarbeitete Version der Vorschläge legte die Arbeitsgruppe auf Anfang Januar 2003 fest. Die Hauptschwierigkeit bestand nun darin, die unterschiedlichen Entwürfe zu "einer" Spezifikation zu verschmelzen. Einerseits wurde Kritik laut, dass sich die unterschiedlichen Philosophien in den eingereichten Vorschlägen nur schwerlich würden bereinigen lassen, andererseits reichte im Januar 2003 ein neues Konsortium unter dem Namen 4M einen Vorschlag (UML4MDA) ein, der die Differenzen zwischen den bisherigen Spezifikationen zu überbrücken versuchte.


title: Unified Modeling Language

text: Im März 2003 empfahl die zuständige Arbeitsgruppe die Vorschläge des Konsortiums U2 für die "UML 2.0 Infrastructure" und für die "UML 2.0 OCL" zur Freigabe, im Mai dann auch für die "UML 2.0 Superstructure" des gleichen Konsortiums, so dass ab Juni 2003 drei "Finalization Task Forces" der OMG die Arbeit aufnehmen konnten, um die Teilspezifikationen abzuschließen. Die Task Forces konnten ihre Arbeit jedoch nicht wie geplant bis zum April 2004 abschließen und gründeten deshalb eine zweite "Finalization Task Force", die die verbleibenden Probleme bis zum September 2004 lösen sollte.


title: Unified Modeling Language

text: Im September 2004 konnten schließlich alle "Finalization Task Forces" ihre Arbeit beenden. Für die "UML 2.0 OCL" und die UML 2.0 Infrastructure lagen damit endgültig abgenommene Dokumente "(Final Adopted Specification)" vor. Nur bei der "UML 2.0 Superstructure" schien sich dieser letzte Schritt noch etwas zu verzögern: im März 2005 bot der OMG-Webauftritt weiterhin nur ein temporäres Dokument mit der informellen Bezeichnung "UML 2.0 Superstructure FTF convenience document" zum Herunterladen an.


title: Unified Modeling Language

text: Am 21. Oktober 2008 wurde die Beta 1 von UML Version 2.2 durch die OMG veröffentlicht, die dann im Februar 2009 in der finalen Version vorlag.


title: Unified Modeling Language

text: Neu hinzugekommen ist in der Version 2.2 das Profildiagramm, um eigendefinierte Stereotyp-Sammlungen strukturieren zu können.


title: Unified Modeling Language

text: Im Mai 2010 wurde UML 2.3 veröffentlicht. Diese Version enthielt vor allem Fehlerkorrekturen am Metamodell und Schärfungen der Semantik von Modellelementen im Spezifikationsdokument der UML. Die Version 2.5 wurde im Juni 2015 veröffentlicht. Die derzeit aktuelle Version 2.5.1 wurde im Dezember 2017 veröffentlicht.


title: Unified Modeling Language

text: Der Umfang der UML ist während der Entwicklung von UML 1.0 bis UML 2 laufend gewachsen. Sowohl für die Entwicklung von UML 2 als auch für die Vermittlung, die Anwendung und nicht zuletzt für die Lesbarkeit der UML 2-Spezifikation ist eine Strukturierung sehr wichtig. Was in den ersten Versionen von UML in einem Dokument spezifiziert werden konnte, muss deshalb für UML 2 in Teilspezifikationen aufgeteilt werden. In den folgenden Abschnitten wird der Aufbau von UML 2 beschrieben.


title: Unified Modeling Language

text: UML2 ist in drei Teilspezifikationen aufgeteilt. Die "UML 2.0 Infrastructure Specification" legt das Fundament für UML2, indem sie die am häufigsten verwendeten Elemente von UML2 und die Modellelemente beschreibt, die die restlichen Modellelemente spezialisieren. In diesem Dokument werden Konzepte wie die Klasse, die Assoziation oder die Multiplizität eines Attributs spezifiziert. Die "UML 2.0 Superstructure Specification" baut auf dem Fundament der UML 2.0 Infrastructure Specification auf und definiert die Modellelemente von UML2, die sich für bestimmte Einsatzzwecke eignen. Typische Konzepte, die in diesem Dokument spezifiziert werden, sind der Anwendungsfall, die Aktivität oder der Zustandsautomat. Schließlich spezifiziert das Dokument mit dem Titel "UML 2.0 Object Constraint Language" die Object Constraint Language 2.0 (OCL2).


title: Unified Modeling Language

text: Ein weiterer, vierter Teil beschäftigt sich nicht mit dem semantischen Modell von UML, sondern spezifiziert das Layout der Diagramme. Dieses Dokument trägt den Titel "UML 2.0 Diagram Interchange" und ist eine Neuerung in UML 2.0; UML 1.x kannte kein standardisiertes Format, mit dem das Diagramm-Layout zwischen unterschiedlichen Werkzeugen ausgetauscht werden konnte. Die semantischen Informationen in einem UML-Modell konnte ein Werkzeug auch bisher an ein anderes Werkzeug übergeben; das Aussehen der Diagramme, das heißt die Positionen und Größe einzelner Diagrammelemente, ging dabei aber verloren. Diagram Interchange (DI) soll dieses Manko beseitigen.


title: Unified Modeling Language

text: Ähnlich wie sich natürliche Sprachen in Lexika oder Grammatiken selbst beschreiben, wurde auch UML als ein Sprachwerkzeug konzipiert, das sich mit einigen Sprachbestandteilen selbst erklärt.


title: Unified Modeling Language

text: Mit der Meta Object Facility (MOF) werden Modellelemente von UML2 spezifiziert und dadurch zum Beispiel mit dem Format Meta Interchange XMI austauschbar. Diese MOF ist auf Ebene "M3" und stellt eine der vier Schichten dar. Es ist die Metasprache der Metasprachen (das "Metametamodell") und beinhaltet grundlegende Elemente (wie Pakete, Klassen, Attribute und Assoziationen). Die Metasprache UML2 "(M2)" ist "in MOF" definiert und stellt die bekannten Sprachmerkmale zur Verfügung, über die Konzepte von MOF hinaus auch noch Anwendungsfälle, Zustandsautomaten und mehr. Die in der Praxis erstellten UML-Modelle befinden sich auf der Ebene "M1". Damit werden die Objekte der "M0"-Schicht dargestellt. Dies sind die konkreten Laufzeitinstanzen des Systems.


title: Unified Modeling Language

text: UML 2.0 ist also, wie auch UML1.x, auf der dritten von vier Metamodellierungsebenen eingeordnet. Zu UML 1.x besteht jedoch ein wesentlicher Unterschied: Die auf den Ebenen M2 und M3 verwendeten Modellierungssprachen (also MOF und UML) teilen sich die gemeinsame Spracheinheit der "Infrastrukturbibliothek (Infrastructure Library)". Sie wird in der "UML 2.0 Infrastructure" definiert und bildet einen Kern der grundlegenden Modellierungselemente, der sowohl in der "UML 2.0 Infrastructure" als auch in der "UML 2.0 Superstructure" und in der "MOF 2.0" eingesetzt wird.


title: Unified Modeling Language

text: Die "UML 2.0 Superstructure" ist auf einer ersten Ebene modular in Spracheinheiten (englisch "language units") aufgebaut. Eine Spracheinheit umfasst eine Menge von eng zusammenhängenden Modellierungselementen, mit denen ein Benutzer einen ausgewählten Aspekt eines Systems mit einem bestimmten Formalismus modellieren kann. Die Spracheinheit "Aktivitäten" (englisch "Activities") umfasst zum Beispiel Elemente für die Modellierung eines Systemverhaltens, das sich am besten mit dem Formalismus von Daten- und Kontrollflüssen darstellen lässt.


title: Unified Modeling Language

text: Auf einer dritten Stufe sind die meisten Spracheinheiten in mehrere Schichten (englisch "Compliance Level") gegliedert. Die unterste Schicht umfasst jeweils die einfachsten und am häufigsten verwendeten Modellierungselemente, während höhere Schichten zunehmend komplexere Modellierungselemente einführen. Die Spracheinheit Aktivitäten umfasst beispielsweise "FundamentalActivities" als unterste Schicht und darauf aufbauend die Schicht "BasicActivities". "FundamentalActivities" definiert zunächst nur, dass Aktivitäten strukturell aus hierarchisch geschachtelten Gruppen von Aktionen bestehen. "BasicActivities" erweitert dieses Gerüst um Kanten und weitere Hilfsknoten zu einem Graphen, den man in UML2 dann visuell als Aktivitätsdiagramm darstellt.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Aktionen" (englisch "actions") umfasst die Definition der Aktionen in UML2. Aktionen sind die elementaren Bausteine für die Modellierung eines Verhaltens. Sie können Eingabewerte über sogenannte Eingabepins entgegennehmen und Ausgabewerte an sogenannten Ausgabepins produzieren.


title: Unified Modeling Language

text: Die Aktivität ist das zentrale Element der Spracheinheit "Aktivitäten". Sie ist gleichzeitig eine Neuerung von UML2 gegenüber UML 1.4. Eine Aktivität ist ein Modell für ein Verhalten. Sie besteht aus Aktionen, zwischen denen Kontroll- und Datenflüsse existieren. Ein Aktivitätsdiagramm stellt das dynamische Verhalten eines Software-Systems dar.


title: Unified Modeling Language

text: Aktivitäten haben die Struktur eines Graphen. Knoten dieses Graphen sind Aktionen sowie Punkte, an denen die Flüsse zwischen den Aktionen kontrolliert werden; Kanten stehen für Daten- und Kontrollflüsse. Das Sprachpaket Aktivitäten definiert alle Typen von Knoten und Kanten, die für die Modellierung von Aktivitäten benötigt werden.


title: Unified Modeling Language

text: Knoten werden in Objekt- und Kontrollknoten unterschieden, Kanten analog dazu in Objekt- und Kontrollflüsse.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Allgemeines Verhalten" umfasst die allgemeinen Modellelemente für die Spezifikation des Verhaltens eines mit UML2 modellierten Systems. Hier sind die Modellelemente zusammengefasst, die für die Spezifikation von Aktivitäten, Interaktionen oder Zustandsautomaten benötigt werden.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit definiert die Gemeinsamkeiten jeder Verhaltensbeschreibung und dass eine aktive Klasse ein eigenes Verhalten haben kann. Verhalten in einem System, das mit UML2 modelliert ist, startet immer aufgrund von diskreten Ereignissen. Dieses Sprachpaket definiert, welche Arten von Ereignissen UML2 unterstützt.


title: Unified Modeling Language

text: Die Behandlung der Zeit wird ebenfalls weitgehend in diesem Sprachpaket geregelt. Es definiert Metaklassen für die Beobachtung der Zeit "(TimeObservationAction)", für die Notation von Zeitausdrücken "(TimeExpression)", für die Definition von Zeitintervallen "(TimeInterval)" sowie für das Konzept einer zeitlichen Dauer "(Duration)".


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Anwendungsfälle" (englisch "use cases") stellt Elemente für die Modellierung von Anforderungen an ein System zur Verfügung. Das wichtigste Element ist der Anwendungsfall. Anwendungsfälle halten fest, was ein System tun soll. Das zweite wichtige Element ist der Akteur. Akteure spezifizieren, "wer" (im Sinne einer Person) oder "was" (im Sinne eines anderen Systems) etwas mit dem System tun soll.


title: Unified Modeling Language

text: Den Techniken, die UML2 für die Spezifikation des Verhaltens eines Systems anbietet, liegen präzise semantische Modelle zugrunde. Das gilt insbesondere für Verhaltensbeschreibungen mit Hilfe von Interaktionen oder Aktivitäten, die zudem darauf ausgerichtet sind, das Verhalten eines Systems sehr feingranular zu spezifizieren. Soll das Modell eines Systems nur einige grundlegende Informationsflüsse im System aufzeigen, eignen sich diese Techniken deshalb nur bedingt.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Informationsflüsse", die in UML2 neu eingeführt wurde, stellt Modellelemente zur Verfügung, um diese Situation zu verbessern. Sie bietet die Modellelemente Informationseinheit und Informationsfluss an, mit denen ein Modellierer Informationsflüsse in einem System auf hoher Abstraktionsstufe festhalten kann.


title: Unified Modeling Language

text: Informationsflüsse können dabei eine Vielzahl von anderen Modellelementen von UML2 verbinden, insbesondere Klassen, Anwendungsfälle, Ausprägungsspezifikationen, Akteure, Schnittstellen, Ports und noch einige mehr.


title: Unified Modeling Language

text: UML2 gibt keinen Diagrammtyp für Informationsflüsse vor. Die graphische Notation für Informationsflüsse und Informationseinheiten kann in allen Strukturdiagrammen vorkommen.


title: Unified Modeling Language

text: Das Verhalten eines modellierten Systems kann in UML2 auf unterschiedliche Art und Weise spezifiziert werden. Eine davon ist die Modellierung von Interaktionen. Eine Interaktion ist die Spezifikation eines Verhaltens, das am besten über den Austausch von Meldungen zwischen eigenständigen Objekten beschrieben wird. Die Spracheinheit stellt dafür die geeigneten Modellelemente zur Verfügung.


title: Unified Modeling Language

text: Wer Interaktionen modelliert, geht davon aus, dass das modellierte System aus einem Netzwerk von Objekten besteht, die untereinander Meldungen austauschen. Schickt ein Objekt einem anderen Objekt eine Meldung, kann man zwei Ereignisauftritte identifizieren: erstens das Auftreten eines Meldungsereignisses, wenn die Meldung vom ersten Objekt abgeschickt wird sowie zweitens eines Meldungsereignisses, wenn die Meldung beim zweiten Objekt ankommt. Weitere Ereignisse treten auf, wenn eine Aktion oder ein anderes Verhalten im Kontext eines Objekts beginnt oder endet. Eine "Spur (trace)" bezeichnet eine Folge solcher Ereignisse. Interaktionen spezifizieren nun ein Verhalten als zwei Mengen von Spuren, einer Menge "gültiger" und einer Menge "ungültiger" Spuren.


title: Unified Modeling Language

text: Damit ist präziser gesagt, was wir meinen, wenn wir von Interaktionen sprechen: die "Bedeutung" (Semantik) einer Interaktion ist durch Mengen von Spuren gegeben. "Modelliert" werden Interaktionen jedoch als Mengen von Lebenslinien, auf denen Aktionen und andere Verhaltensweisen ablaufen und zwischen denen Nachrichten ausgetauscht werden.


title: Unified Modeling Language

text: Interaktionen modelliert man graphisch in Kommunikationsdiagrammen, in Sequenzdiagrammen oder in Zeitverlaufsdiagrammen.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Klassen" umfasst den eigentlichen Kern der Modellierungssprache. Sie definiert insbesondere, was man in UML2 unter einer Klasse versteht und welche Beziehungen zwischen Klassen möglich sind. In dieser Spracheinheit sind grundlegende Prinzipien von UML2 definiert. Die Metaklasse "Element" ist das Wurzelelement für alle anderen Modellelemente. Jedes Element kann andere Elemente besitzen, auch beliebig viele Kommentare, die wiederum auch mehrere andere Elemente kommentieren können. Zwischen Elementen können Beziehungen definiert werden. Elemente können benannt sein und gehören in diesem Fall zu einem Namensraum. Weiter können gewisse Elemente einen Typ haben. Sie werden dann als "typisierte Elemente" bezeichnet. Einem Element kann eine Multiplizität mit einer unteren und einer oberen Schranke zugeordnet sein.


title: Unified Modeling Language

text: Diese Spracheinheit enthält vier Unterpakete. Das Unterpaket "Kernel" umfasst zentrale Modellierungselemente, die aus der "UML 2.0 Infrastructure" wiederverwendet werden. Dazu gehören die Klasse, die Ausprägungsspezifikation, der Namensraum, das Paket, das Attribut, die Assoziation, die Abhängigkeitsbeziehung, der Paketimport, die Paketverschmelzung und die Generalisierung. Das zweite Unterpaket, "AssociationClasses", umfasst die Definition von Assoziationsklassen. "Interfaces", das dritte Unterpaket, stellt die Definition von Schnittstellen bereit. Schließlich deklariert das Unterpaket "PowerTypes" Modellelemente für die sogenannten PowerTypes.


title: Unified Modeling Language

text: Elemente aus dieser Spracheinheit werden meistens in Klassendiagrammen, Objektdiagrammen und Paketdiagrammen dargestellt.


title: Unified Modeling Language

text: Komponenten sind modulare Teile eines Systems, die so strukturiert sind, dass sie in ihrer Umgebung durch eine andere, äquivalente Komponente ersetzt werden könnten. In der Softwareentwicklung verwendet man insbesondere das Konzept der Softwarekomponente, um ein Softwaresystem in modulare Teile zu gliedern. Die Spracheinheit "Komponenten" von UML2 stellt Konstrukte zur Verfügung, um Systeme, die aus Komponenten aufgebaut sind, zu modellieren.


title: Unified Modeling Language

text: Das wichtigste Element ist die Komponente, die eine innere Struktur gegen außen abgrenzt. Die Spezifikation einer Komponente deklariert vor allem den von außen sichtbaren Rand und definiert damit eine Black-Box-Sicht auf die Komponente. Sichtbar sind eine Menge von angebotenen und erforderlichen Schnittstellen sowie allenfalls eine Menge von Ports.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit umfasst ferner den Delegations- und den Kompositionskonnektor. Der Delegationskonnektor verbindet Ports auf der Hülle einer Komponente mit Elementen im Innern der Komponente. Der Kompositionskonnektor verbindet angebotene Schnittstellen einer Komponente mit benötigten Schnittstellen einer anderen Komponente.


title: Unified Modeling Language

text: Die Elemente dieser Spracheinheit werden meistens in Komponentendiagrammen, zum Teil aber auch in Klassendiagrammen oder Verteilungsdiagrammen dargestellt.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Kompositionsstrukturen" (englisch Structures) bereichert UML2 um einen neuen Ansatz für die Modellierung der inneren Struktur eines zusammengesetzten Ganzen. Das „Ganze“ wird dabei als gekapselter Classifier modelliert, für die „Teile“ stellt diese Spracheinheit die Parts zur Verfügung. Untereinander können Parts durch Konnektoren verbunden sein. Der gekapselte Classifier steht also für ein System mit klarer Abgrenzung von Innen und Außen, dessen innere Struktur mit Hilfe von Parts und Konnektoren spezifiziert ist. Damit die Grenze zwischen Innen und Außen zumindest teilweise durchlässig ist, kann der gekapselte Classifier auf der Hülle über eine Menge von Ein- und Ausgangspunkten, sogenannten Ports, verfügen.


title: Unified Modeling Language

text: UML2 stellt mit der Spracheinheit "Profile" (englisch Profiles) einen leichtgewichtigen Erweiterungsmechanismus zur Verfügung, mit dem sie spezifischen Einsatzgebieten angepasst werden kann. Der Mechanismus wird als leichtgewichtig bezeichnet, weil er das Metamodell von UML2 unverändert lässt, oft ein entscheidender Vorteil, denn auf dem Markt erhältliche Werkzeuge für die Erstellung und Pflege von UML2-Modellen können oft nur mit Modellen basierend auf dem standardisierten UML2-Metamodell umgehen.


title: Unified Modeling Language

text: UML2 umfasst in ihren Spracheinheiten verschiedene Möglichkeiten für die Modellierung der Struktur und des Verhaltens eines Systems, muss dabei aber auf einer generischen Ebene bleiben. Sie verwendet zum Beispiel die generischen Begriffe Aktivität oder Artefakt und kennt den spezifischen Begriff Geschäftsprozess aus der Geschäftsmodellierung oder Enterprise JavaBeans der Java-Plattform nicht. Falls diese Begriffe in der Modellierung benötigt werden, müssen sie über den Erweiterungsmechanismus der Profile zu UML2 hinzugefügt werden. Auch spezielle Notationen, zum Beispiel eine realistischere Zeichnung anstelle des Strichmännchens, das einen Akteur darstellt, können UML2 mit Hilfe der Profile hinzugefügt werden. Weiter können Profile Lücken in der Semantik-Definition der UML2 schließen, die dort absichtlich für spezifische Einsatzgebiete offen gelassen wurden (englisch "semantic variation points"). Schließlich können Profile Einschränkungen definieren, um die Art und Weise zu beschränken, wie ein Element aus UML2 verwendet wird.


title: Unified Modeling Language

text: Mit Hilfe des Erweiterungsmechanismus der Profile kann das Metamodell von UML2 jedoch nicht beliebig angepasst werden. So können zum Beispiel keine Elemente aus dem Metamodell von UML2 entfernt, keine Einschränkungen aufgehoben und keine echten neuen Metaklassen, sondern nur Erweiterungen (Stereotype) bestehender Metaklassen deklariert werden.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit definiert zunächst das Konzept eines Profils. Ein Profil ist eine Sammlung von Stereotypen und definiert die eigentliche Erweiterung. Ein Profil "ist" ein Paket und wird auf andere Pakete angewandt, womit die Erweiterung, die das Profil definiert, für das entsprechende Paket gilt.


title: Unified Modeling Language

text: UML2 kennt seit der UML 2.2 einen speziellen Diagrammtyp für Profile. Die graphischen Notationen für Elemente aus dieser Spracheinheit kommen sowohl in Paketdiagrammen als auch in Klassendiagrammen vor.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit Schablonen (englisch "Templates") umfasst Modellelemente für die Parametrisierung von Klassifizierern, Klassen und Paketen.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Verteilungen" (englisch "Deployments") ist auf ein sehr spezifisches Einsatzgebiet ausgerichtet, nämlich auf die Verteilung von lauffähiger Software in einem Netzwerk. UML2 bezeichnet eine so installierbare Einheit als Artefakt und geht davon aus, dass diese auf Knoten installiert werden. Knoten können entweder Geräte oder Ausführungsumgebungen sein. Eine Verteilungsbeziehung, das heißt eine spezielle Abhängigkeitsbeziehung, modelliert, dass ein Artefakt auf einem Knoten installiert wird.


title: Unified Modeling Language

text: Die Spracheinheit "Zustandsautomaten" (englisch "state machines") umfasst Modellelemente, die für die Modellierung von Zustandsautomaten eingesetzt werden.


title: Unified Modeling Language

text: UML2 setzt Zustandsautomaten in erster Linie für die Spezifikation des Verhaltens eines Systems ein. So kann ein Zustandsautomat zum Beispiel das Verhalten der Instanzen einer aktiven Klasse modellieren. Zusätzlich können Zustandsautomaten aber auch eingesetzt werden, um eine zulässige Nutzung einer Schnittstelle oder eines Ports zu spezifizieren. Der Zustandsautomat modelliert dabei zum Beispiel, in welcher Reihenfolge Operationen einer Schnittstelle aufgerufen werden dürfen. Im ersten Fall spricht man von einem Verhaltenszustandsautomaten, im zweiten von einem Protokollzustandsautomaten.


title: Unified Modeling Language

text: Zustandsautomaten werden graphisch in Zustandsdiagrammen dargestellt. Diese sind in UML eine Variante der klassischen Statecharts.


title: Unified Modeling Language

text: Die Diagramme in UML lassen sich in zwei Hauptgruppen aufteilen: Strukturdiagramme und Verhaltensdiagramme.


title: Unified Modeling Language

text: Die Grenzen zwischen den vierzehn Diagrammtypen verlaufen weniger scharf, als diese Klassifizierung vermuten lässt. UML2 verbietet nicht, dass ein Diagramm graphische Elemente enthält, die eigentlich zu unterschiedlichen Diagrammtypen gehören. Es ist sogar denkbar, dass Elemente aus einem Strukturdiagramm und aus einem Verhaltensdiagramm auf dem gleichen Diagramm dargestellt werden, wenn damit eine besonders treffende Aussage zu einem Modell erreicht wird.


title: Unified Modeling Language

text: UML2 geht aber in anderer Hinsicht weit formaler mit Diagrammen um als UML 1.4. Neu definiert UML2 unter dem Namen "UML 2.0 Diagram Interchange" ein Austauschformat für Diagramme, so dass unterschiedliche Werkzeuge, mit denen Modelle basierend auf UML2 erstellt werden, die Diagramme austauschen und wiederverwenden können. In UML 1.x war das nur für die Repository-Modelle „hinter“ den Diagrammen möglich, aber nicht für die eigentlichen Diagramme.


title: Unified Modeling Language

text: Diagramme von UML2 können auf verschiedene Arten erstellt werden. Wenn die Notation von UML2 als gemeinsame Sprache eingesetzt wird, um in einem Analyseteam Entwürfe von Analysemodellen an der Weißwandtafel "(Whiteboard)" festzuhalten, reichen Stifte und Papier als Werkzeug. Häufig werden Diagramme von UML2 jedoch mit Hilfe von speziellen Programmen (UML-Werkzeugen) erstellt, die man in zwei Klassen einteilen kann.


title: Unified Modeling Language

text: Programme in der ersten Gruppe helfen beim Zeichnen von Diagrammen der UML2, ohne dass sie die Modellelemente, welche den graphischen Elementen auf den Diagrammen entsprechen, in einem Repository ablegen. Zu dieser Gruppe gehören alle Programme zum Erstellen von Zeichnungen.


title: Unified Modeling Language

text: Die zweite Gruppe besteht aus Programmen, die die Erstellung von Modellen und das Zeichnen von Diagrammen von UML2 unterstützen.


title: Unified Modeling Language

text: Damit Modelle von einem Werkzeug an andere übergeben werden können, definiert die Object Management Group ein standardisiertes Austauschformat, das auch für UML-Modelle eingesetzt wird. Das Format basiert auf der Auszeichnungssprache XML und heißt XML Metadata Interchange (XMI). Die Grundlage für die Austauschbarkeit ist das MOF, auf dessen Konzept beide Sprachen, XMI und UML, beruhen.


title: Unified Modeling Language

text: Für die UML-Versionen 1.x sah das Format keine Möglichkeit vor, Diagramme in einem standardisierten Format auszutauschen, was von vielen Anwendern als wesentliche Lücke wahrgenommen wurde. Parallel zur Entwicklung von UML2 hat die OMG deshalb auch das standardisierte Austauschformat XMI überarbeitet. Unter anderem wurde die beschriebene Lücke geschlossen, indem die Spezifikation unter dem Namen "UML 2.0 Diagram Interchange" um ein Format für den Austausch von Diagrammen erweitert wurde.


title: Unified Modeling Language

text: Ein Austausch mit anderen Modellierungssprachen ist auch mittels Modell-zu-Modell-Transformation möglich. Dazu hat die OMG den Standard MOF QVT definiert. Im Gegensatz zu einem reinen Austauschformat kann eine Transformation auch eine eigene Semantik enthalten. So kann zum Beispiel festgelegt werden, wie ein Klassenmodell auf ein ER-Modell abzubilden ist. Die damit einhergehende Flexibilität ist insbesondere auch beim Austausch zwischen Werkzeugen nützlich, da verschiedene Anbieter praktisch immer auch individuelle Varianten des UML-Metamodells haben.


title: Ferrari F430

text: Der Ferrari F430 ist ein Sportwagen des italienischen Automobilherstellers Ferrari, der von Frühjahr 2005 bis Mitte 2009 gefertigt wurde. Der F430 war bis zur Vorstellung des Ferrari 458 der günstigste Ferrari und ist der Nachfolger des erfolgreichen Ferrari 360, des bisher meistverkauften Ferrari-Modells.


title: Ferrari F430

text: Der V8-Mittelmotor leistet 360 kW (490 PS), was bei entsprechender Fahrwerks- und Getriebeeinstellung eine Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in rund 4 s ermöglicht. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei ca. 315 km/h.


title: Ferrari F430

text: Er hat als Ferraris erstes Serienfahrzeug ein elektronisch gesteuertes Differential „E-Diff“. Mit einem (nach [italienisch] manetto: Handschalter) „Manettino“ genannten Schalter am Lenkrad kann unter anderem die Abstimmung des Fahrwerks verändert werden.


title: Ferrari F430

text: Zudem war ab Frühjahr 2005 eine offene Variante F430 Spider erhältlich. Sie hat den gleichen V8-Motor wie das Coupé, jedoch ist die Karosserie des Spiders um zwei Zentimeter höher gelegt, und das Fahrzeug wiegt circa 70 kg mehr als die Coupéversion.


title: Ferrari F430

text: Der "430 Scuderia", Ferrari verzichtet hier auf das F, auf Basis des Ferrari F430 ist Ferraris Antwort auf den Porsche 911 GT3 RS und den Lamborghini Gallardo Superleggera entstanden. Er wurde auf der IAA 2007 vorgestellt und ist die Straßenversion des F430 Challenge. Die Produktionszahl dieser limitierten Leichtbau-Version lag bei nur 2523 Stück, ca. 10 % wurden in Deutschland verkauft. Er wiegt 1250 kg nach DIN-Norm und ist damit um 100 kg leichter als die Serienversion. Zudem leistet er maximal 375 kW (510 PS), das sind 15 kW (20 PS) mehr als das Seriencoupé. Zusätzlich ist der Scuderia der erste Ferrari, der mit dem neuen F1-Superfast-II-Getriebe/Schaltung ausgestattet ist, das Schaltzeiten von weniger als 60 ms erlaubt (zum Vergleich: Ferrari Enzo: 110 ms). Weiterhin fährt der Scuderia im Vergleich zum regulären F430 auf breiteren, speziell für diesen Wagen entwickelten Reifen (Vorderachse: 235/35 ZR19, Hinterachse 285/35 ZR19). Von 0 auf 100 km/h beschleunigt der Wagen in weniger als 3,6 Sekunden (nach Werksangabe).


title: Ferrari F430

text: Als Abschluss der 430-Baureihe wurde vom Scuderia noch eine auf 499 Exemplare limitierte offene Spider-Version mit der Bezeichnung "Ferrari Scuderia Spider 16M" vorgestellt, nach Deutschland wurden hiervon etwa 10 % verkauft.


title: Ferrari F430

text: Die Rennversion des F430 für den Ferrari Markenpokal heißt "F430 Scuderia" und wurde auf der IAA 2005 vorgestellt. Durch Gewichtsreduzierung in allen Bereichen wiegt das Fahrzeug 1.225 kg, hat jedoch keine Straßenzulassung.