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 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)

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

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

5 327 Dezimalsystem = Basis 10 102 + 101 + 100 + 10 + 1 x x x
Hunderter Dezimalsystem = Basis 10 Zehner Einer 327 x x x

6 101 Binärsystem = Basis 2 4 + 2 + 1 22 + 21 + 20 x x x
Vierer Binärsystem = Basis 2 Achter Zweier Einer 101 x x x

7 ... und mit jeder anderen Basis funktioniert das genauso
Basis Basis 2 1 10 11 100 ... 1001 1010 1011 110011 110100 ... und mit jeder anderen Basis funktioniert das genauso

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

9 Rechnen mit Bits

10 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

11 Farben mit Bits

12 Bilder mit Bits Höhe: 11 Pixel Breite: 11 Pixel Pro Pixel 1 Bit
Höhe: 11 Pixel Breite: 11 Pixel Pro Pixel 1 Bit 1 = weiss 0 = schwarz Farbtiefe 1 Zeichen, also 1 Buchstaben

13 Rastergrafik Was zeigt dieses 6x6 Pixel grosse Bild?
Höhe: 6 Pixel Breite: 6 Pixel Pro Pixel 1 Bit 1 = weiss 0 = schwarz 1

14 Rastergrafik Was zeigt dieses 3x3 Pixel grosse Bild? _ _ _
Höhe: 3 Pixel Breite: 3 Pixel Pro Pixel 3 Bit (RGB) _ _ _ 001 100 111 001 100 111

15 RGB Farben

16 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

17 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

18 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)

19 Buchstaben mit Bits

20 Buchstaben (Zeichen) im Binärsystem
Dezimal Hex Binär Zeichen 96 60 ` 97 61 a 98 62 b 99 63 c 100 64 d 101 65 e 102 66 f 103 67 g 104 68 h 105 69 i 106 6A j 107 6B k 108 6C l 109 6D m 110 6E n 111 6F o 112 70 p 113 71 q 114 72 r 115 73 s 116 74 t 117 75 u 118 76 v 119 77 w 120 78 x 121 79 y 122 7A z 123 7B { 124 7C | 125 7D } 126 7E ~ 127 7F DEL ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 1 Byte pro Zeichen:

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

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