Informatik für Dummies, Das Lehrbuch

Ernst Georg Haffner

• Verlag: Wiley-VCH
• Jahr: 2017
• ISBN:
  9783527810277
• Auflage: 1
• Thema: Informatik
• Thema: Informatik Allgemein

Studierende von Bachelor-Studiengängen an Hochschulen und Universitäten, bei denen die Informatik auf irgendeine Weise im Curriculum auftaucht, dürfen sich freuen. Dieses Buch verschafft Ihnen - so einfach, schnell und unterhaltsam wie möglich - einen umfassenden Überblick über die praktische, theoretische und technische Informatik. Sie können das Buch ergänzend zur Vorlesung oder zum Selbststudium nutzen. Der Autor kennt die typischen Probleme der Studierenden. Überwinden Sie Ihre Scheu vor Formalismen. Entdecken Sie den Reiz der Computerwissenschaften! Dies ist das perfekte Buch für den Einstieg in die Informatik.

Teil II

Schöne neue digitale Welt

IN DIESEM TEIL …

… dreht sich alles um zwei Zahlen: »0« und »1«, mehr brauchen Sie nicht! Ich zeige Ihnen nicht nur, wie Sie mit diesen einfachen Ziffern die kompliziertesten Rechenaufgaben lösen, sondern auch, wie Sie beliebige Daten in binäre Ziffern umwandeln – und umgekehrt. Außerdem geht es um Spannung. Der Entwurf elektrischer Schaltnetze und Schaltwerke wird Ihnen veranschaulichen, was im Inneren eines Computers tatsächlich vor sich geht und wie Sie binäre Rechenoperationen technisch realisieren. Am Ende des Teils werden Sie alle Komponenten zusammenfügen und schließlich genau verstehen, wie mikroprogrammierte Steuerwerke funktionieren.

Kapitel 5

Fingertechnik

IN DIESEM KAPITEL

Vorteile digitaler Darstellung erkennen

Texte und Bilder in Binärdarstellung umwandeln

Rechenoperationen mit »0« und »1« beherrschen

Zwischen ganzzahligem Rechnen und Fließkommaarithmetik unterscheiden

Nach der Lektüre dieses Kapitels werden Sie am liebsten nur noch binär rechnen wollen. Sie erfahren kurz und bündig, wie Sie beliebige Zahlen mit nur zwei Ziffern darstellen. Außerdem zeige Ihnen, wie Sie elegant im Dualsystem rechnen. Gegen Ende des Kapitels verrate ich Ihnen fiese Tricks im Umgang mit gebrochenen Zahlen.

Alles wird digital

Es entbehrt nicht einer gewissen Ironie, dass die digitale Darstellung und Verarbeitung von Information in unserer Gesellschaft den Siegeszug angetreten hat, wo doch alle physikalischen Signale, die unsere Sinne erreichen, analog sind!

Das Wort digital ist vom lateinischen digitus, dem Finger abgeleitet. Es wird in der Informatik im Gegensatz zu »analog« verwendet. Im Englischen steht digit für die Ziffer und verweist so auf die numerische Darstellung.

Licht und Schall breiten sich in kontinuierlichen Wellen aus. Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck verändern sich nicht sprunghaft. Die uns umgebende Welt ist analog. Das gilt übrigens nicht nur für die Werte selbst, sondern auch für die erfasste Zeit.

Abbildung 5.1: Analoges Signal

In Abbildung 5.1 finden Sie exemplarisch ein analoges Signal. Es könnte sich um eine Lichtoder Schallwelle handeln oder einen anderen physikalischen Prozess, zum Beispiel den Temperaturverlauf im Winter.

Abbildung 5.2: Digitalisierte Version des Signals

Demgegenüber erkennen Sie in Abbildung 5.2 eine digitalisierte Variante. Stellen Sie sich die horizontale Linie als die Zeitachse vor. Dann wird das Signal aus Abbildung 5.1 nur noch zu bestimmten Zeiten abgetastet, gesampelt. Je höher die Abtastrate, umso ähnlicher ist die digitale Version dem analogen Original. Außerdem sind nicht mehr beliebige Werte in der digitalen Darstellung vorgesehen. Vielmehr werden die aufgenommenen Daten in vorgegebene Bereiche gezwängt.

Ein analoges Signal ist kontinuierlich, sowohl im Wertebereich als auch auf der Zeitachse. Dagegen verfügt die digitalisierte Version des Signals nur noch über eine bestimmte Anzahl von Abtastpunkten, deren Werte ebenfalls gerundet werden.

Um die naheliegende Frage zu beantworten, welche der beiden Varianten, die analoge oder die digitale Version eines Signals zu bevorzugen ist, zeige ich Ihnen in Abbildung 5.3 ein Beispiel, wo beide Signalformen nebeneinander erscheinen.

Abbildung 5.3: Tachometer mit analoger und digitaler Anzeige

Die digitale Geschwindigkeitsanzeige mit dem Wert »96« sticht auf der linken Seite ins Auge, während die rechte Seite denselben Wert analog anzeigt. Die digitale Variante verrät ...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Schummelseite
• Titel
• Impressum
• Über den Autor
• Auf einen Blick
• Inhaltsverzeichnis
• Einführung
• TEIL I INFORMATIK ZUM VERLIEBEN
• TEIL II SCHÖNE NEUE DIGITALE WELT
• TEIL III BESICHTIGUNG DER MASCHINENHALLE
• TEIL IV SPRACHEN FÜR COMPUTER
• TEIL V C UND ANDERE VITAMINE
• TEIL VI ERUPTION AUS JAVA
• TEIL VII DATENSTRUKTUREN UND ALGORITHMEN FÜR DIE EWIGKEIT
• TEIL VIII COMPUTERARCHITEKTUR ALS GESAMTKUNSTWERK
• TEIL IX KÜNSTLICHE INTELLIGENZ GEGEN NATÜRLICHE DUMMHEIT 601
• TEIL X IM NETZ DER NETZE
• TEIL XI DIE PRAKTISCHEN SEITEN DER THEORETISCHEN INFORMATIK
• TEIL XII TOP SECRET
• TEIL XIII DER TOP-TEN-TEIL
• Stichwortverzeichnis
• Endbenutzer-Lizenzvertrag