Wie Computer Informationen darstellen — Informatik, 14–17 Jahre
Computer speichern Zahlen, Texte, Bilder und Töne als Muster aus Bits. Wer das Binärsystem versteht, erkennt, wie ganz unterschiedliche Informationen in derselben Maschine Platz finden.
Bits und Muster
Ein Bit hat nur zwei mögliche Zustände, meist als 0 oder 1 geschrieben. Viele Bits können nach einem vereinbarten Muster eine Zahl, einen Buchstaben, eine Farbe oder einen Ton darstellen, obwohl der Computer nur winzige elektronische Zustände verändert.
Warum zwei Zustände?
Frühe elektronische Maschinen mussten zwei Zustände zuverlässig unterscheiden: Strom oder kein Strom, magnetisiert oder nicht. Das Binärsystem löst dieses Problem, weil zwei Zustände leichter sicher zu erkennen sind als viele empfindliche Stufen.
13 im Binärsystem lesen
Verwende vier Stellen mit den Werten 8, 4, 2 und 1. Für 13 nimm 8, lasse 4 aus und nimm 2 und 1: 8 + 0 + 2 + 1 = 13, also lautet das Muster 1101. Die 0 zeigt, dass die 4 nicht verwendet wird.
Die rechte Stelle
Ein häufiger Fehler ist, 1010 im gewöhnlichen Dezimalsystem als zehn zu lesen und den Stellen dieselben Werte zu geben. Das ist verständlich, weil die Zeichen vertraut aussehen; im Binärsystem sind die Stellen Zweierpotenzen, also bedeutet 1010: 8 + 2 = 10.
Auch Bilder sind Zahlen
Ein digitales Bild wird in winzige Pixel aufgeteilt, und jedem Pixel werden Zahlen für seine Farbe zugeordnet. Mit genügend Bits kann ein Foto Millionen von Farben zeigen; dasselbe Prinzip speichert Symbole, Videobilder und Handyfotos.
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