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Der Computer ist lediglich ein aus elektronischen Bauteilen bestehendes Gerät. Diese Bauteile können, aufgrund ihres elektronischen Signals zwei Zustände "0" oder "1" annehmen.
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Die Codierung von Informationen erfolgt auf Grundlage dieser zwei Zustände. |
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Wenn die Codierung der Information auf der Grundlage von zwei Zuständen erfolgt (0 oder 1), dann spricht man von einer Binärbasis. Der Mensch dagegen arbeitet mit 10 Bezugsziffern (0 bis 9) - in diesem Fall spricht man von einer Dezimalbasis.
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Das Bit (Binary Digit) stellt im binären Zahlensystem eine 0 oder eine 1 dar. Es handelt sich also um die kleinste von einem Computer verarbeitbare Informationseinheit.
1 bit
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kann 2 Zustände darstellen: 0 - 1 |
| 2 bits |
können 22 also 4 verschiedene Zustände darstelle: 00-01-10-11 |
| 3 bits |
können 23 also 8 verschiedene Zustände darstellen : 000-001-010-011-100- 101-110-111 |
| n bits |
können 2n verschiedene Zustände darstellen | |
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Das Byte ist eine aus 8 Bits bestehende Informationseinheit. Dies ermöglicht die Speicherung von Zeichen wie beispielsweise einem Buchstaben, einer Zahl etc. Generell kann man sagen, dass ein Byte einem Zeichen entspricht. | |
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In allen Wissenschaften steht Kilo für einen Multiplikationsfaktor von 1000 oder 103. In der Informatik spricht man von:
1 kB
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1 Kilobyte |
1 000 bytes |
| 1 MB |
1 Megabyte |
1 000 000 bytes |
| 1 GB |
1 Gigabyte |
1 000 000 000 bytes |
| 1 TB |
1 Terabyte |
1 000 000 000 000 bytes |
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| Früher haben die Informatiker einen Multiplikationsfaktor von 1024 für das Kilo verwendet, aber seit Dezember 1998 hat die internationale Organisation IEC (International Engineering Consortium) die Norm, wie in allen anderen wissenschaftlichen Disziplinen, auch auf 1000 festgelegt. | |
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| Der Unterschied zwischen Kilobit (üblicherweise zur Angabe der Bandbreite (kb/s) verwendet und angegeben in "kB") und Kilobyte (üblicherweise zur Angabe der Speicherung verwendet und ausgedrückt in "KB") ist nicht immer offensichtlich. | |
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Aufgrund des für den Menschen unlesbaren Charakters der in binärer Schreibweise ausgedrückten Zahlen war es erforderlich, eine hexadezimale Basis (16er-Basis) einzuführen. |
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Um eine größere Basis als die von uns Menschen üblicherweise verwendete 10er-Basis zu verwenden, werden zusätzlich 6 Buchstaben des Alphabets genutzt.
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| Der in MS Word integrierte Taschenrechner ermöglicht im wissenschaftlichen Modus eine einfache Umrechnung von der binären 10er-Basis zur hexadezimalen 16er-Basis und umgekehrt. | | |
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Basis 10er
Dezimal
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0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Basis 2er
Binär |
0000 |
0001 |
0010 |
0011 |
0100 |
0101 |
0110 |
0111 |
1000 |
1001 |
1010 |
Basis 16er
Hexadezimal |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
A |
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Basis 10er
Dezimal
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11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
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Basis 2er
Binär |
1011 |
1100 |
1101 |
1110 |
1111 |
Basis 16er
Hexadezimal |
B |
C |
D |
E |
F | |
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Die Nutzung elektronischer Bauteile zur Speicherung und Übertragung von Informationen ist äußerst praktisch, aber das übertragene elektronische Signal kann Störungen unterliegen, was eine Überprüfung der Gültigkeit der Daten erforderlich macht. Daher gibt es Mechanismen, deren Funktion es ist, die Gewährung der Datenintegrität zu leisten. Die meisten Fehlerprüfsysteme basieren auf dem Hinzufügen von Prüfsummeninformationen (engl.: checksum), welche die Überprüfung der Gültigkeit der Daten ermöglichen.
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Dieses System nutzt ein Bit des Bytes als Paritätsbit. Es verbleiben also 7 Bits für die Codierung der Daten. Das achte Bit dient der Kontrolle.
Paritätsbit
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1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Die Anzahl der auf 1 gesetzten Bits ist gerade, das Paritätsbit wird daher auf "0" gesetzt.
Paritätsbit
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1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Wenn der Wert eines Datenbits während der Übertragung fälschlicherweise verändert wird, ist die Anzahl der auf 1 gesetzten Bits ungerade, und das Paritätsbit entspricht nicht mehr der Parität des Objekts.
Leider ermöglicht dieser Mechanismus nur die Erkennung von Fehlern mit ungerader Anzahl, weshalb nicht alle Fehler erkannt werden. | |
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Dieses Modell prüft nicht nur die Integrität der Daten eines Zeichens, sondern die Integrität der Paritätsbits eines Zeichensatzes.
| Buchstabe |
7-Bit-Codierung |
LRC |
| H |
1001000 |
0 |
| E |
1000101 |
1 |
| L |
1001100 |
1 |
| O |
1001111 |
1 |
| VRC |
0001110 |
1 |
Die VRC (Vertical Redundancy Check)
Vertikale Redundanzprüfung : entspricht der Querparitätserrechnung eines Wortes.
Die LRC (Longitudinal Redundancy Check)
Longitudinale Redundanzprüfung : Fehlererkennungssystem, welchesdie Querparität eines ganzen Blockes errechnet. |
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Bei diesem Mechanismus werden die Datenblöcke durch Hinzufügen eines Prüfcodes geschützt. Dieser als "CRC" bezeichnete Code enthält in Bezug auf die übertragenen Daten redundante Elemente, so dass nicht nur eine Erkennung von Fehlern sondern sogar deren Korrektur möglich ist. | |
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Um die weiter oben definierten Schreibweisen verwenden zu können, ist noch die Festlegung von Codierungstabellen erforderlich, die eine Übersetzung aller numerischen oder alphabetischen Informationen in numerische, vom Computer verarbeitbare Werte ermöglichen.
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Dieser von IBM entwickelte und hauptsächlich in den "Mainframes" (in den Rechenzentren eingesetzte Großrechner) verwendete Code ist im PC-Bereich nie zum Einsatz gekommen. EBCDIC = Extended Binary Coded Decimal Interchange Code |
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Anfang der 60er Jahre wurde der ASCII-Code (American Standard Code for Information Interchange) entwickelt und als Standard übernommen.
Der ASCII-Basiscode ermöglichte die Darstellung der Zeichen anhand von 7 Bits und bot somit die Möglichkeit zur Codierung von 128 verschiedenen Zeichen.
Codes
0 bis 31 |
Steuerzeichen (Seitenumbruch etc.) |
Codes
33 bis 47 |
Satzzeichen |
Codes
48 bis 57 |
Ziffern 0 bis 9 |
Codes
58 bis 64 |
Satzzeichen |
Codes
65 bis 90 |
Großbuchstaben |
Codes
91 bis 96 |
Satzzeichen |
Codes
97 bis 122 |
Kleinbuchstaben |
Codes
123 bis 127 |
Satzzeichen und Entfernen | | |
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Um den internationalen Anforderungen zu entsprechen (akzentuierte und andere sprachspezifische Zeichen), wurde ein erweiterter ASCII-Code entwickelt. Es wurde für jede Sprache ein ASCII-Code definiert. Der im Allgemeinen in Luxemburg verwendete ASCII-Code lautet ISO LATIN15.
Um alle neuen Zeichen zu unterstützen, nutzt dieser erweiterte ASCII-Code 8 Bits und bietet folglich Werte von 0 bis 255.
Die Verknüpfung der Codes mit einer bestimmten Sprache führt zu großen Problemen bei der Parametrierung von Peripheriegeräten wie etwa Druckern, stellt jedoch vor allem ein enormes Hindernis für den Austausch von Dokumenten dar. |
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Anfang der 90er Jahre wurde infolge der Entwicklung grafischer Umgebungen wie MS Windows und anderer Plattformen der Code "UNICODE" eingeführt.Dieses auf der 16-Bit-Codierung (2 Bytes) basierende System nutzt Codes von 0 bis 65 535 und ermöglicht unabhängig vom Betriebssystem und von der Programmiersprache die Codierung aller Alphabete und Zeichen. |
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