Digitale Informationen
Nicht nur Zahlen werden am Computer im Binärsystem dargestellt, auch jegliche andere Informationen können digitalisiert werden.
MATERIALIEN
BitsBytes.pptxDer Computer übersetzt sämtlichen Eingaben in binären Code. Diesen Vorgang nennt man Digitalisieren.
Digital vs. Analog
Nicht nur Zahlen werden am Computer im Binärsystem dargestellt, auch jegliche andere Informationen können digitalisiert werden. Analoge Informationen sind an ein physisches Medium gebunden, sie sind üblicherweise kontinuierlich; beispielsweise repräsentiert die Höhe der Quecksilbersäule in einem Thermometer die Temperatur ohne Abstufungen. Bei der Digitalisierung hingegen werden Informationen in diskrete Abstufungen (meist Zahlen) umgewandelt, die durch Bit (im Binärsystem) repräsentiert werden. Bei der Umwandlung in Zahlen muss die Genauigkeit immer vorgegeben sein, man muss auf eine vorher bestimmte Anzahl Stellen runden: Wenn man beispielsweise als Temperaturangabe Grad Celsius mit nur einer Nachkommastelle verwendet, dann wird zwischen 31.66 und 31.69 Grad nicht unterschieden.
Analogie
Digital = Trompete;
Analog = Posaune;
Digitalisierte Informationen – also die eigentlichen Bits – nennt man Daten. Allerdings ist mit diesen Daten selbst wenig anzufangen, wenn man nicht weiss, wofür die Bits stehen – so wie auch eine Zahl wenig aussagt, solange man nicht weiss, was hier beziffert wird.
Daten vs. Information
Einfacher gesagt als verstanden: Als (digitale) Daten bezeichnet man die Bits selbst (z.B: 010001010), als Information, wofür diese Bits stehen (z.B. den Buchstaben ‘w’ oder die Dezimalzahl 89).
Analogie
Bei nicht-digitalen Informationsträgern verhält es sich ähnlich. Auch folgende Abbildung kann unterschiedlich interpretiert werden:
Datenformat «Uhr»: Viertel nach Eins
Datenformat «Winkleralphabet»: W
Datenformat «Piktogramm»: Notebook
Denkanstösse:
- Verarbeitet ein Computer Daten oder Information?
- Ist Datenmenge und Informationsmenge (immer) dasselbe?
Um Information mit Daten zu repräsentieren braucht es ein System, eine Codierung.
Codierung
Um sehr einfache Informationen zu codieren (z.B. den Wahrheitsgehalt einer logischen Aussage) braucht es ggf. nur ein Bit. Für komplexere Informationen (z.B. die genaue Angabe einer Farbe) werden mehrere Bit kombiniert. Mehrere Bit bzw. eine Bit-Sequenz repräsentieren also einen Sachverhalt (einen Zustand, eine Information) mithilfe eines zugrundeliegenden Systems – der Codierung. Um von den Daten auf die repräsentierten Informationen schliessen zu können, muss man die Art der Codierung kennen.
Wenn man es sehr genau nimmt, ist die obenstehende Beschreibung übrigens nicht ganz korrekt. Das liegt daran, dass es «Information» in reiner Form nicht gibt. Eigentlich übersetzt eine Codierung also nur Information von einer Repräsentationsform (korrekter: Zeichensystem) in eine andere, bspw. Licht bestimmter Wellenlängen in binäre Zahlen und wieder zurück (Sensor einer Kamera → Grafikdatei → Bildschirm).
Codierungen gelten immer für eine gewisse Menge an Informationen, also z.B. alle Buchstaben, eine bestimmte Anzahl verschiedener Farben, o.ä.
Analogie
4; IV; 100; llll; vier; four sind verschiedene (nicht digitale) Codierungen für denselben Sachverhalt – und im gewählten System liesse sich auch jeder andere Zahlenwert ausdrücken.
Eines dieser Systeme, die Codierung von (ganzen) Zahlen im Binärsystem, wurde bereits thematisiert. Aber wie funktioniert die Codierung anderer Arten von Information, beispielsweise Buchstaben oder Farben?
Aufgabe
Mit dem Interactive Binärtexte kann man Text auf unterschiedliche Weisen (z.B. ASCII, Unicode, UTF-8) in Binärcode konvertieren – oder umgekehrt.
Aufgabe
Im zweiten Teil des Arbeitsblatts BinäreDaten.docx (pdf) geht es um die Codierung von Zeichen oder Farben.
Aufgabe
Das Interactive Additive Farbmischung zeigt, wie der RGB-Farbraum (Bildschirm) funktioniert, bei Subtraktive Farbmischung geht es um den CMYB-Farbraum (Druck).
