oder: wie Computer die Welt sehen

Präsentation zum Thema: "oder: wie Computer die Welt sehen"—  Präsentation transkript:

1 oder: wie Computer die Welt sehen
Bits & Bytes oder: wie Computer die Welt sehen

2 Eine Hand voll… Wie weit können Sie mit 5 Fingern zählen?

3 An einer Hand bis 31 zählen:
... mit zwei Händen kommt man bis 1023 (210-1)

4 1 Bit = 2 Zustände „to be or not to be“ 1 / 0 wahr / falsch (Logik)
An / Aus (z.B. Strom oder Licht) schwarz / weiss (z.B. Barcode) positiv / negativ gepolt (z.B. Magnet auf Festplatte) leitet / leitet nicht (z.B. Memory Stick) reflektiert / reflektiert nicht (z.B. CD oder DVD)

5 Und weiter? Zählen mit Bits Rechnen mit Bits
Buchstaben codieren mit Bits Farben repräsentieren mit Bits

6 wie man an zwei Händen bis 1023 zählt
Zählen mit Bits wie man an zwei Händen bis 1023 zählt

7 327 Dezimalsystem = Basis 10 102 + 101 + 100 + 10 + 1 x x x
Hunderter Dezimalsystem = Basis 10 Zehner Einer 327 x x x

8 101 Binärsystem = Basis 2 4 + 2 + 1 22 + 21 + 20 x x x
Vierer Binärsystem = Basis 2 Achter Zweier Einer 101 x x x

9 ... und mit jeder anderen Basis funktioniert das genauso
Basis Basis 2 1 10 11 100 ... 1001 1010 1011 ... und mit jeder anderen Basis funktioniert das genauso

10 Was ist die höchste Zahl?
Dezimal Binär mit drei Stellen? mit sechs Stellen? mit n Stellen?

11 Rechnen mit Bits

12 Rechnen im Binärsystem ...
... funktioniert genauso wie im Dezimalsystem – oder mit jeder anderen Basis. Praktisch! Übertrag: 1 1 Ergebnis: Übertrag: 1 1 Ergebnis: Marble Adding machine

13 Buchstaben mit Bits

14 Buchstaben (Zeichen) im Binärsystem
ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 7 Bit pro Zeichen:

15 Buchstaben (Zeichen) im Binärsystem
ASCII erweitert 8 Bit pro Zeichen:

16 Buchstaben (Zeichen) im Binärsystem
Unicode 1 Byte bis 8 Byte pro Zeichen Hexadezimale Unicode-Nr.

17 Farben mit Bits

18 RGB Farben

19 Farben im Binärsystem Eine bestimmte Farbe bekommt man durch die Mischung von Grundfarben, meist RotGrünBlau Für jede Farbe gibt es einen Wert, meist benutzt man 8 Bit/1Byte pro Farbkanal jede Farbe hat einen Wert zwischen 0 und 255 (binär: bis ; hexadezimal: 00 bis FF) also 24 Bit pro Farbe, d.h. 224 (>16.7 Mio) Farben Beispiele: = FF0000 = = reines Rot = = = Grau Genauere Erklärung zu Farben im Hexadezimalsystem:

20 Farbraum Eine bestimmte Farbe ergibt sich aus der Mischung von Grundfarben (=Farbkanälen) Oft arbeiten Computer (Bildschirme immer, Dateiformate oft) mit dem RGB-Farbraum (additiv) Drucker benutzen dagegen den CYMK-Farbraum (subtraktiv) Manche Programme und Dateiformate haben noch speziellere Farbräume, z.B. LAB (mehr dazu bei Grafikformaten) LAB

21 Farbtiefe Als Farbtiefe bezeichnet man die Anzahl Bit, die für die Beschreibung EINER Farbangabe zur Verfügung stehen Typisch ist eine Farbtiefe von 24 Bit, also 1 Byte pro Farbkanal, also ca Mio Farben Für ein Schwarz/Weiss-Bild genügt eine Farbtiefe von 1 Bit ( 2 Farben) Eine Farbtiefe von 8 Bit, bzw. 1 Byte, ermöglicht 256 Farben Manche Grafikformate sparen Speicherplatz, indem sie die Farbtiefe geschickt reduzieren, bspw. mit indizierten Farben (mehr dazu bei Grafikformaten)

22 Bits interpretieren

23 Formate Bitsequenzen können für vieles stehen. Das Format einer Datei sagt dem Computer, wie er die gespeicherten Bits interpretieren muss. Beispiel: Die Sequenz In der Datei könnte sie bedeuten: dateiname.txt die Zeichen: �o) dateiname.doc Teil des Befehls: "Einzug links um 1,75cm" dateiname.xls die Zahl in einer Zelle dateiname.gif 3 Bildpunkte: blau hellblau weinrot (.gif kennt nur 256 Farben => 1 Byte pro Pixel) dateiname.bmp 1 Bildpunkt: rötlich-braun (16,7 Mio. Farben => 3 Byte pro Pixel)

24 Speicherplatz (1 Byte = 8 bit)
Masseinheit Dezimalsystem Binärsystem KB (Kilobyte) 103 B 1’000 B 210 B 1024 B MB (Megabyte) 106 B 1’000’000 B 220 B B GB (Gigabyte) 109 B 1'000'000'000 B 230 B B TB (Terabyte) 1012 B 1'000'000'000'000 B 240 B B Medium Speicherplatz CD 740 – 800 MB DVD ~ 4.9 GB Festplatte 80 GB – 2 TB Memory Stick 8 GB – 64 GB RAM 512 MB – 8 GB Dateityp übliche Grösse .doc 10 KB – 1 MB .xls 100 KB – 500 KB .ppt 1 MB – 10 MB .mp3 3 MB – 7 MB .avi / .flv / .mpg 600 MB – 2 GB