2. Binäre Codierung von Informationen
Computer unterscheiden sich grundlegend von der menschlichen Wahrnehmung: Während wir Zahlen, Buchstaben oder Farben mit ihrer Bedeutung wahrnehmen und erkennen, sieht ein Computer lediglich Folgen von Nullen und Einsen. Damit er Informationen speichern oder verarbeiten kann, müssen diese zunächst in eine Kombination aus den Zuständen 0 und 1 übersetzt werden. Eine 0 oder 1 kann in einem Bit gespeichert werden. Ein einzelnes Bit kann also genau zwei Werte annehmen.
Um komplexere Informationen darzustellen, werden mehrere Bits zu Gruppen zusammengefasst – zum Beispiel zu einem Byte (8 Bits).
Die binäre Codierung beschreibt, wie reale Informationen wie Zahlen, Buchstaben, Farben oder Töne in solche Bitmuster übersetzt werden. Dabei wird jeder möglichen Bedeutung ein eindeutiger Binärcode zugeordnet.
Wie die Umwandlung von Daten in das Binärsystem funktioniert ist hier erklärt
Unter Codierung versteht man die eindeutige Zuordnung von Symbolen, Zeichen oder Zahlen zu Bitfolgen. Durch diese Zuordnung kann der Computer Informationen speichern, verarbeiten und übertragen.
Beispiel:
Eine Farbe kann durch drei Zahlen codiert werden, die die Intensität der Farben Rot, Grün und Blau angeben. So steht z. B. der Code (255, 0, 0) für reines Rot. Jede dieser Zahlen wird intern als Binärzahl gespeichert, also beispielsweise 255 = 11111111.
Auch Zahlen und Buchstaben werden durch festgelegte Bitmuster dargestellt. Jedem Buchstaben wird dabei eine Zahl zugewiesen und jeder Zahl ein eigener Binärcode. Bekannte Beispiele sind:
- ASCII-Code (American Standard Code for Information Interchange): Ordnet Buchstaben, Ziffern und Sonderzeichen eindeutige 8-Bit-Codes zu. Einige Beispiele:
(Genaue Erklärung)Zeichen Dezimalwert Binärcode (8 Bit) A 65 01000001 B 66 01000010 a 97 01100001 ! 33 00100001 - Unicode: Erweiterter Zeichensatz, der auch Sonderzeichen und internationale Schriftzeichen umfasst.
Aufgabe 1:
In der folgenden Tabelle sind verschiedene Informationen angegeben. Ergänze, wie sie im Computer codiert werden könnten.
| Information | Mögliche Codierung |
|---|---|
| Zahl 7 | ? |
| Buchstabe „H“ | ? |
| Farbe Blau | ? |
Aufgabe 2:
Entwickle mit deinem Partner ein eigenes Codierungssystem für die Buchstaben A–E. Überlegt euch eine Bitlänge (z. B. 3 Bit) und weist jedem Buchstaben einen eindeutigen Code zu. Testet anschließend, ob sich euer Code eindeutig „entschlüsseln“ lässt.