Daten sind strukturierte Informationen, die ein Computer verarbeiten kann. Jede Information – ob Text, Bild, Musik oder Video – wird als Daten gespeichert und verarbeitet.
Analog vs. Digital
Analog bedeutet kontinuierlich – wie ein Wasserstrom oder die Schallwellen einer Stimme. Digital bedeutet diskret – in einzelnen Schritten oder Schritten.
Computer können nur mit digitalen Daten arbeiten, weil elektronische Bauteile nur zwei Zustände kennen: An (1) und Aus (0).
Digitalisierung
Digitalisierung ist die Umwandlung von analogen Informationen in digitale Daten – also in Folgen von 0 und 1 (Bits).
Beispiele:
Ein Foto wird zu Millionen von Pixeln, jedes Pixel ist eine Zahl (RGB-Wert)
Musik wird zu einer Folge von Zahlen (44.100 Messungen pro Sekunde, 16 Bit pro Messung)
Text wird zu ASCII-Codes (jedes Zeichen = eine Zahl)
Bits und Bytes
1 Bit ist die kleinste Dateneinheit – es kann nur 0 oder 1 sein.
8 Bits = 1 Byte. Das Wort „Byte" leitet sich von „by eight" ab.
Speichereinheiten
Einheit
Größe
Umrechnung
Bit
0 oder 1
Kleinste Einheit
Byte (B)
8 Bits
1 B = 8 Bit
Kilobyte (KB)
1.024 Byte
1 KB = 1.024 B (2^10)
Megabyte (MB)
1.024 KB
1 MB = 1.024 KB
Gigabyte (GB)
1.024 MB
1 GB = 1.024 MB
Terabyte (TB)
1.024 GB
1 TB = 1.024 GB
Merkregel: 1 MB ist größer als 1 KB. Ein typisches Foto ist etwa 2-5 MB. Eine Festplatte hat etwa 1 TB Speicherplatz.
Das Binärsystem
Das Binärsystem (auch Dualsystem genannt) ist ein Zahlensystem mit der Basis 2 – es gibt nur die Ziffern 0 und 1.
Stellenwerte im Binärsystem
Jede Stelle hat eine Potenz von 2. Von rechts nach links:
💡 Computer arbeiten intern mit dem Binärsystem, weil elektronische Bauteile zwei Zustände haben: an (1) und aus (0). Das ist zuverlässig und schnell!
Zeichenkodierung – ASCII
Wie speichert ein Computer Buchstaben und Symbole? Mit ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Jedem Zeichen wird eine Zahl zugeordnet.
ASCII-Tabelle (Auszug)
Zeichen
ASCII-Code
Binär (8 Bit)
Leerzeichen
32
00100000
A
65
01000001
Z
90
01011010
a
97
01100001
z
122
01111010
0
48
00110000
9
57
00111001
Mit ASCII kann man mit 256 verschiedenen Zeichen arbeiten (2^8 = 256). Das reicht für Großbuchstaben, Kleinbuchstaben, Ziffern und Sonderzeichen. Heute nutzt man meistens UTF-8, das auch Umlaute (ä, ö, ü) und andere Sprachen unterstützt.
📝 Übungsaufgaben
❓ Aufgabe 1: Wie viele Bits hat ein Byte?
❓ Aufgabe 2: Was ist die Basis des Binärsystems?
❓ Aufgabe 3: Wie viele Byte sind ein Kilobyte (KB)?
❓ Aufgabe 4: Was ergibt die Binärzahl 1000 in Dezimal?
❓ Aufgabe 5: Welches System benutzen Computer intern?