Bit wisem 2015-wieners-sitzung-12_Zusammenfassung I
BIT I WiSe 2014 | Basisinformationstechnologie I - 01: Grundlagen I
1. Basisinformationstechnologie I
Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung
Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de
Wintersemester 2014/15
15. Oktober 2014 – Grundlagen I: Codierung
2. Inhalte der heutigen Sitzung
Grundbegriffe
Symbole
Daten
Informationen
Codierung
Fachdisziplinen der Informatik
Binärcode
10. Codierung?
Definition (sehr grob) „Code“: System zur Übermittlung
von Information
Wie lässt sich mit zwei Symbolen (an ODER aus) die
Nachricht hallo codieren?
11. Buchstabe EinfachCode
A .
B ..
C ...
D ....
E .... .
F .... ..
G .... ...
H .... ....
I .... .... .
J .... .... ..
K .... .... ...
L .... .... ....
/ /
Z .... .... .... .... .... .... ..
.... .... .
.... .... ....
.... .... ....
.... .... ....
...
12. Buchstabe MorseCode
A .-
B -...
C -.-.
D -..
E .
F ..-.
G --.
H ....
I ..
J .---
K -.-
L .-..
O ---
Z --..
.... .- .-..
.-.. ---
13. Buchstabe MorseCode
A .-
B -...
C -.-.
D -..
E .
F ..-.
G --.
H ....
I ..
J .---
K -.-
L .-..
O ---
Z --..
.... .- .-..
.-.. ---
....
..
14. Codeeffizienz: Worin unterscheiden sich die beiden
Codes? Und warum?
Buchstabe MorseCode
A .-
B -...
C -.-.
D -..
E .
F ..-.
G --.
H ....
I ..
J .---
K -.-
L .-..
O ---
Z --..
.... .- .-..
.-.. ---
....
Buchstabe EinfachCode ..
A .
B ..
C ...
D ....
E .... .
F .... ..
G .... ...
H .... ....
I .... .... .
J .... .... ..
K .... .... ...
L .... .... ....
/ /
Z .... .... .... .... .... .... ..
Buchstabe MorseCode
A .-
B -...
C -.-.
D -..
E .
F ..-.
G --.
H ....
I ..
J .---
K -.-
L .-..
O ---
Z --..
15. Buchstabe MorseCode
A .-
B -...
C -.-.
D -..
E .
F ..-.
G --.
H ....
I ..
J .---
K -.-
L .-..
O ---
Z --..
Symbole, Zeichen, Semiotik
.... .- .-..
.-.. ---
....
..
Semiotik Wissenschaft von den Zeichen
Vgl. De Saussure, Peirce, Eco, etc.
Grundlegende Begriffe:
Signifikat (Bezeichnetes)
Signifikant (Bezeichnendes)
Symbolvorrat
„EinfachCode“: Symbol .
„MorseCode“: Symbol . und Symbol –
Formalisiert
Alphabet = Endliche, nichtleere Menge von Zeichen (auch: Buchstaben
oder Symbole)
V oder Σ (Sigma) als Abkürzung für Alphabete:
Σ퐸푖푛푓푎푐ℎ퐶표푑푒 = .
Σ푀표푟푠푒퐶표푑푒 = . , −
16. Beziehung Signifikat Signifikant
Buchstabe MorseCode
A .-
B -...
C -.-.
D -..
E .
F ..-.
G --.
H ....
I ..
J .---
K -.-
L .-..
O ---
Z --..
.... .- .-..
.-.. ---
....
..
Nach Peirce, Charles S.(Favre-Bulle 2001):
Index: Verweist auf einen Gegenstand
Ikon: Häufig bildhafte Entsprechung des Signifikanten
mit dem bezeichneten Gegenstand
Symbol: Beziehung eines Symbols zum Signifikat wird
durch Regeln festgelegt, die nicht notwendigerweise
anschaulich sind (rot = Liebe, etc.)
17.
18. Wie (und wo) wird aus der Folge von Symbolen
Information?
.... .- .-..
.-.. ---
....
..
?
21. Aktion
Wissen
Information
Daten
Zeichen
Süßes oder
Saures!
Ich verkleide mich als
Zombieeichhörnchen und mache
mit meinen Freunden die
Da draußen sind
meine Freunde.
Gegend unsicher.
heute ist
Halloween, an
Halloween ist‘s
sinnvoll, sich zu
Hallo,
kommst Du
verkleiden.
raus?
.... .-
.-.. .-..
---
Buchstabe MorseCode
A .-
B -...
C -.-.
22. Symbole, Daten, Informationen – Ein weiteres Beispiel
Aphex Twin:
(Windowlicker)
Datenebene: Datei im mp3 Format, Bitstrom (z.B.
0001 1010 0110 1110)
Visualisierung über Spektrogramm (visualisiert die
Zusammensetzung eines Signals aus einzelnen
Frequenzen im zeitlichen Verlauf)
28. Binärbaum = Jeder Knoten verfügt über max. zwei Kindknoten
Wurzelknoten
Kanten
Kindknoten
Blattknoten
29. Binärcode (Morsecode)
Der Morsecode ist ein Binärcode, d.h. es stehen
zwei Symbole zur Verfügung: . und –
Ein Symbol:
. E
- T
Zwei Symbole in Folge:
.. I
.- A
-. N
-- M
30. Binärcode (Morsecode)
Der Morsecode ist ein Binärcode, d.h. es stehen
zwei Symbole zur Verfügung: . und –
Ein Symbol:
. E
- T
Zwei Symbole in Folge:
.. I
.- A
-. N
-- M
Anzahl Punkte und Striche Anzahl Codes
1 2
2 4
3 8
4 16
31. Binärcode (Morsecode)
Der Morsecode ist ein Binärcode, d.h. es stehen
zwei Symbole zur Verfügung: . und –
Ein Symbol:
. E
- T
Zwei Symbole in Folge:
.. I
.- A
-. N
-- M
Anzahl Punkte und Striche Anzahl Codes
1 2
2 2x2
3 2x2x2
4 2x2x2x2
32. Binärcode (Morsecode)
Der Morsecode ist ein Binärcode, d.h. es stehen
zwei Symbole zur Verfügung: . und –
Ein Symbol:
. E
- T
Zwei Symbole in Folge:
.. I
.- A
-. N
-- M
Anzahl Punkte und Striche Anzahl Codes
1 21
2 22
3 23
4 24
33. Übungsaufgabe 1
1. Wie viele Symbole in Folge werden für einen
Morsecode benötigt, der 7 Zeichen codieren
soll?
2. Wie viele Symbole in Folge werden für einen
Morsecode benötigt, der 129 Zeichen codieren
soll?
3. Wie viele Codierungsmöglichkeiten resultieren
aus einer Anzahl von 28 Morsesymbolen in
Folge?
34. ...ist ja ganz nett, aber was
hat das mit Rechnern /
Computern zu tun?
35.
36. 1. Technische Informatik
Konstruktion von Rechnern, Speicherchips, Prozessoren
– und Peripheriegeräten (Festplatten, Druckern,
Bildschirme)
Eng verbunden mit der Elektrotechnik
Stellt die Gerätschaften, die Hardware bereit
Dabei berücksichtigt die TI Anforderungen der
Programme, die durch die Hardware ausgeführt werden
sollen
37. 2. Praktische Informatik
Beschäftigt sich mit den Programmen, die einen
Rechner steuern: Software
Betriebssysteme
Anwendungen
Compilerbau
39. 4. Angewandte Informatik
Einsatz von Rechnern im Alltag
Desktopanwendungen z.B. Textverarbeitungs- und
Tabellenkalkulationsprogramme
Stark vernetzt mit anderen Disziplinen, erschließt
neue Einsatz- und Aufgabengebiete für Informatik,
profitiert von Arbeit auf Gebieten der
Technischen (leistungsfähigere Hardware) Informatik
der Praktischen I. (neue Software)
der Theoretischen Informatik
40. 4. Angewandte Informatik: HKI
Problemstellungen der HKI
Beispielfragestellung:
Gegeben ist ein umfangreicher
Materialbestand von digitalisierten
Inkunabeln („Wiegendrucke“,
Mitte bis Ende 15. Jahrhundert)
http://inkunabeln.ub.uni-koeln.de/
„Lässt sich OCR auf besonders alten
Drucken umsetzen?“
„Welche Gegebenheiten gilt es,
zu beachten (Buchschmuck,
Zustand des Quellenmaterials)?“
52. Bits, das Alphabet des Computers
Bit (singular: Bit, Plural: Bit, Bits)
Kleinstmögliche Einheit der Information
Informationsmenge in einer Antwort auf eine
Frage, die zwei Möglichkeiten zulässt:
Ja / Nein
Wahr / Falsch
Schwarz / Weiß
Hell / Dunkel
Links / Rechts
53. Übungsaufgabe 2: Wie lassen sich die vier
Himmelsrichtungen Nord, Ost, Süd und West unter
Verwendung des Binärcodes (0 und 1) codieren?
54. Übungsaufgabe 3: Wie lassen sich zusätzlich die vier
Himmelsrichtungen NordOst, SO, SW und NW unter
Verwendung des Binärcodes (0 und 1) codieren?
55. Übung 4: Codieren Sie die folgende Aussage unter Verwendung des
Binärcodes: In einem Loch im Boden, da lebte ein Hobbit
57. Hausaufgaben
Aufgabe 1: Wie viele Bit benötigen Sie zur Codierung der
Großbuchstaben des lateinischen Alphabets (ohne Umlaute) im
Binärcode?
(A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z)
Aufgabe 2: Codieren Sie die ersten sieben Großbuchstaben des
Alphabets (also die Buchstaben A bis G) als Binärfolge.
Aufgabe 3: Informieren Sie sich bitte unter
http://de.wikipedia.org/wiki/American_Standard_Code_for_Information_
Interchange über den „ASCII Code“. Fassen Sie bitte kurz (~ ½ Din-A4
Seite) zusammen:
Was ist der ASCII Code? Wie funktioniert der ASCII Code?
Welche Zeichen sind im ASCII Code repräsentiert? In diesem Zusammenhang:
Was ist ein „Steuerzeichen“?
Worin könnte ein Problem des ASCII Codes bestehen? Tipp: Sie befinden sich im
Urlaub in Griechenland und möchten ihren/ihrem/ihrer Liebsten eine Email
senden...