Datenformate: Text und Bild

Präsentation zum Thema: "Datenformate: Text und Bild"—  Präsentation transkript:

1 Datenformate: Text und Bild
Von bits + bytes Datenformate: Text und Bild

2 Inhaltsüberblick Codierung + Maßeinheiten Text + Speicherplatz
ASCII-Code Vom bit zum Terabyte Text + Speicherplatz 1 Buchstabe als "Text" 1 Textseite als "Text" Bild + Speicherplatz 1 Buchstabe als "Bild" 1 Textseite als "Bild"

3 Themenblock 1: Codierung + Maßeinheiten
Das "bit" Codiermöglichkeiten mit mehreren bits Zu codierende Zeichen Der ASCII-Code Das "bit" und seine Vielfachen

4 Das "bit" Das bit (binary digit, Binärziffer) ist die kleinste Informationseinheit, mit der ein Computer arbeitet. Gemäß den physikalisch-technischen Gegebenheiten in einem Rechner kennzeichnet das bit stets einen von zwei Zuständen: Strom fließt oder Strom fließt nicht bzw. Magnetfeld plus oder Magnetfeld minus bzw. auf einem optischem Datenträger (z. B. CD): Erhöhung oder Vertiefung Mit einem einzelnen bit lassen sich somit nur zwei Dinge darstellen resp. für den Computer verarbeitbar codieren.

5 Codiermöglichkeiten mit mehreren bits
Um mehr als zwei Dinge zu codieren, benötigt man mehrere bits. 1 bit kann 2 Dinge codieren, z. B: 0 = nein = ja 2 bits können 4 Dinge codieren, z. B.: 00 = weiß = hellgrau = dunkelgrau = schwarz 3 bits bieten 8 Möglichkeiten: 4 bits bieten 16 Möglichkeiten, 5 bits 32 Möglichkeiten, usw. Mit jedem weiteren bit verdoppelt sich die Anzahl der codierbaren Dinge. 8 bits bieten die Möglichkeit, 256 verschiedene Dinge zu codieren.

6 Zu codierende Zeichen Wieviele Zeichen muß man überhaupt in einem rechnenden und / oder textverarbeitenden DV-System darstellen können? Ein deutscher Zeichensatz umfaßt: 26 große, 26 kleine Buchstaben; ä Ä ö Ö ü Ü ß noch nicht mitgezählt! 10 Ziffern: Satzzeichen und weitere Sonderzeichen: . , ; : ? ! - § $ % & ( ) [ ] / = > < * + _ # ' " u. a. m. Ausländische Zeichensätze haben - wie der deutsche Zeichensatz auch (man denke an ä ö ü ß) - ihre jeweils eigenen Besonderheiten, z. B.: die Tilde auf dem spanischen ñ die französischen Akzente é à â , auch das ç das skandinavische durchgestrichene ø u. v. a. m.

7 Der ASCII-Code Als Standard eingebürgert hat sich im Rahmen datenverarbeitender Systeme der sog. ASCII-Code (American Standard Code for Information Interchange). Im ASCII-Code wird ein Zeichen durch 8 bits codiert. Es sind mit diesem Code somit 2*2*2*2*2*2*2*2=28 = verschiedene Zeichen darstellbar. Die Zuordnung selber, wonach z. B. ein großes X der bit-Folge entspricht, ist zunächst willkürlich, ... ... funktioniert aber als einmal getroffene Übereinkunft genauso gut wie z. B. das Morse-Alphabet: Die Funk-Zeichen bedeuten international/weltweit gültig SOS. (selber morsen?)

8 Das bit und seine Vielfachen
8 bit = 1 Byte 1.024 Byte = 1 Kilobyte (KB) 1.024 Kilobyte = 1 Megabyte (MB) 1.024 Megabyte = 1 Gigabyte (GB) 1.024 Gigabyte = 1 Terabyte (TB) ??? << 1 Zeichen << 5,25"-Diskette (um 1985): 340 KB << 3,5"-Diskette: 1,4 MB << Festplatte (um 1990): MB << CD-ROM: 650 MB << Festplatte (um 2000): GB << DVD: 4,5 GB << Festplatte (um 2005): 80 GB

9 Inhaltsübersicht Codierung + Maßeinheiten Text + Speicherplatz
1 Buchstabe als Text 1 Textseite als Text Bild + Speicherplatz 1 Buchstabe als "Bild" 1 Textseite als "Bild"

10 Themenblock 2: Text + Speicherplatz
1 Buchstabe als Text Das "reine" Zeichen Textformatierungen 1 Textseite als Text Im-Nur-Text-Format Mit Formatierungen Im Vergleich Die DIN-A4-Seite

11 1 Buchstabe als Text: Das "reine" Zeichen
Um die Tatsache zu codieren, daß es sich um den Großbuchstaben X handelt, werden 8 bit ( = 1 Byte) benötigt. Der ASCII-Code: - vom großen X lautet: - der vom kleinen x: Nicht im ASCII-Code enthalten sind Formatierungsinformationen über z. B. Schriftart, Schriftgröße, Fettdruck, etc. Als Text ... X ... ist der Großbuchstabe X ein Zeichen.

12 1 Buchstabe als Text: Textformatierungen
Formatierungsinformationen, z. B. über Schriftart, Schriftgröße, Fettdruck etc., sind nicht immer oder unbedingt an das einzelne Textzeichen gebunden. Zentrierung z. B. wirkt sich auf den ganzen Absatz aus. Der Beispielabsatz oben rechts könnte wie folgt codiert sein ("sichtbare" Textzeichen in schwarz, "verborgene" Formatierungsinformationen in orange): #Wähle Schriftart Arial, Größe 16, fett, sowie Absatzzentrierung#Dies ist ein zentrierter Beispielabsatz, in dem einige Buchstaben #jetzt Kursivdruck einschalten#kursiv #jetzt Kursivdruck ausschalten#gesetzt und ein Wort #jetzt Unterstreichung einschalten# unterstrichen #jetzt Unterstreichung ausschalten#sind. Dies ist ein zentrierter Beispielabsatz, in dem einige Buchstaben kursiv gesetzt und ein Wort unterstrichen sind.

13 1 Textseite als Text: Im Nur-Text-Format
Die "Textseite" rechts besteht aus 40 Zeilen mit je 49-mal dem Buchstaben „X" plus je einem Zeilensprung ( = Return-Zeichen) Die Seite umfaßt somit: x 50 = Zeichen Abgespeichert (in Word) im Nur-Text-Format - also ohne jegliche Formatierungsinformation - ergeben sich: Byte //als "eigentlicher" Inhalt einer 4 KB Datei// XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXx

14 1 Textseite als Text: Mit Formatierungen
Die gleiche Textseite - bestehend aus Zeichen - enthält außer dem "reinen Text" aber auch Information über: Zeichenformate: Schriftart, Schriftgröße, fett, kursiv, ... Absatzformate: Blocksatz, Absatzränder, Zeilenabstand, ... Seitenformate: Seitenränder, Querformat, Seitenzählung, ... Abgespeichert als normale Word-Datei ergeben sich: Byte (rund 24 KB) XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXx

15 1 Textseite als Text: Im Vergleich
Fazit: Im Nur-Text-Format ergibt sich eine ungefähre Entsprechung: Zeichen => Byte (2 KB) (1 Zeichen entspricht 1 Byte) Mit den Formatierungsinformationen jedoch kann je nach "Intensität" der Formatierungen und je nach verwen-detem Textverarbeitungsprogramm ein Vielfaches an Speicherkapazität erforderlich sein; im Beispiel: Zeichen => Byte (24 KB) XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXx

16 1 Textseite als Text: Die DIN-A4-Seite
Historischer Exkurs: Im Schreibmaschinenzeitalter wurde eine DIN-A4-Seite mit 30 bis 35 Zeilen zu je 60 bis 65 Anschlägen beschriftet; d. h. ebenfalls rund Zeichen entsprachen in etwa einer voll beschriebenen DIN-A4-Seite Seite <=> KB 100 Seiten <=> KB 500 Seiten <=> KB = 1,0 MB 700 Seiten <=> KB = 1,4 MB Auf eine normale Diskette mit 1,4 MB Speicherkapazität passen also im Nur-Text-Format rund 700 DIN-A4-Seiten. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXx

17 Inhaltsübersicht Codierung + Maßeinheiten Text + Speicherplatz
1 Buchstabe als Text 1 Textseite als Text Bild + Speicherplatz 1 Buchstabe als "Bild" 1 Textseite als "Bild"

18 Themenblock 3: Bild + Speicherplatz
1 "Buchstabe" als Bild mit unterschiedlichen Farbtiefen: Schwarz-Weiß 4 Graustufen 256 Farben Millionen von Farben Auflösung Farbtiefe und Auflösung 1 "Textseite" als Bild

19 1 Buchstabe als Bild: Schwarz-Weiß
Für eine Darstellung in Schwarz-Weiß ... ... erfordert jeder einzelne Punkt: 1 bit 0 = weiß 1 = schwarz Somit braucht das ganze "grafische X": 56 x 1 bit = 56 bit => 7 Byte Als Bild ... ... ist der Buchstabe X ein Punkte-Raster mit je nach Auflösung unterschiedlich vielen Bildpunkten (Pixeln). Hier mit äußerst grober Auflösung: 7 x 8 = 56 Punkte

20 1 Buchstabe als Bild: Vier Graustufen
Für eine Darstellung mit vier Graustufen ... ... erfordert jeder einzelne Punkt: 2 bit 00 = weiß = hellgrau = dunkelgrau = schwarz Somit braucht das ganze "grafische X": 56 x 2 bit = 112 bit => 14 Byte Als Bild ... ... ist der Buchstabe X ein Punkte-Raster. Hier mit äußerst grober Auflösung: 7 x 8 = 56 Punkte

21 1 Buchstabe als Bild: 256 Farben
Für eine Darstellung mit 256 verschiedenen Farben ... ... erfordert jeder einzelne Punkt: 8 bit = weiß = altweiß = blaugrün = blaugrün = schwarz Somit braucht das ganze "grafische X": 56 x 8 bit = 448 bit => 56 Byte Als Bild ... ... ist der Buchstabe X ein Punkte-Raster. Hier mit äußerst grober Auflösung: 7 x 8 = 56 Punkte

22 1 Buchstabe als Bild: Millionen von Farben
Für eine Darstellung mit 16,7 Mio. Farben ... ... erfordert jeder einzelne Punkt: 24 bit = weiß = weiß = pink.a = pink.b = grau = schwarz Somit braucht das ganze "grafische X": 56 x 24 bit = bit => Byte Als Bild ... ... ist der Buchstabe X ein Punkte-Raster. Hier mit äußerst grober Auflösung: 7 x 8 = 56 Punkte

23 1 Buchstabe als Bild: Auflösung
Z. Zt. noch gängige Scanner und Drucker arbeiten mit Punktdichten (Auflösungen) von 300 bis 600 dpi. dpi := dots per inch := Punkte pro inch (1 inch = 2,56 cm) Da das Beispielbild im Ausdruck etwa 1 inch mal 1 inch mißt, wird es somit bei einer Auflösung von 300 dpi nicht aus 56, sondern aus 300 x 300 = Punkten bestehen. Jeder einzelne Punkt benötigt - wie beschrieben - je nach Farbtiefe unterschiedlich viele Bytes an Farbinformation. Die Auflösung des Beispielbildes ... ist mit 7 x 8 = 56 Punkten natürlich extrem untypisch.

24 Farbtiefe & Auflösung

25 1 Textseite als Bild Die gleiche Seite mit 2.000 Zeichen ...
benötigte in der "Text-Umgebung" im Nur-Text-Format: ~ 2 KB mit Formatierungen: ~ 24 KB benötigt im "Bild***-Modus" als Schwarz-Weiß-Bild: ~ 538 KB als Bild mit "Millionen von Farben": ~ 1,4 MB ***Gescannt wurde nicht DIN-A4, sondern nur der bedruckte Bereich = 15x21 cm XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXx

26 Inhaltsübersicht Codierung + Maßeinheiten Text + Speicherplatz
1 Buchstabe als Text 1 Textseite als Text Bild + Speicherplatz 1 Buchstabe als "Bild" 1 Textseite als "Bild"

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!