Gruppe 1: Wie organisiert der Computer seine

Gruppe 1: Wie organisiert der Computer seine Datenhäppchen?
Arbeitet bitte heraus und erklärt an der Tafel, was ein Bit ist, was ein Byte ist, und wie der
Computer ein großes A und die Zahl 65 darstellt.
Erläutert den Begriff „Binärer Code“.
Nehmt Euch eine Computerreklame und sucht Euch Angaben in Kilobyte, Megabyte und
Gigabyte heraus. Erklärt den Anderen, was Ihr gefunden habt und was ein Kilobyte, ein
Megabyte und ein Gigabyte ist.
Erläutert abschließend bitte den Begriff „Speicherwort“.
1.1 Bits
Im Computer müssen alle Daten computergerecht dargestellt werden. Eigentlich kann der
Computer nur 2 Zustände unterscheiden, das aber mit hoher Geschwindigkeit.
Die kleinste Speichereinheit heißt ein Bit und ist in der Lage einen von zwei erlaubten
Zuständen anzunehmen.
Ein Bit kann technisch z.B. folgendermaßen dargestellt werden:
 elektrische Ladung eines Kondensators:
ungeladen oder geladen
 elektrische Spannung an einem Widerstand:
0 Volt oder 5 Volt
 Magnetisierung auf einer Magnetscheibe:
unmagnetisiert oder magnetisiert
Wenn man das Ergebnis auf eine Frage kodieren möchte, können die Zustände des Bits z.B.
folgendermaßen interpretiert werden:
 nein oder ja
 falsch oder wahr
 schwarz oder weiß
 dunkel oder hell
 links oder rechts
 ...
Da das Bit genau zwei verschiedene Zeichen kodieren kann, spricht man von einem
sogenannten binären Code. „Binärer Code“ heißt „Eine Verschlüsselung, in der zwischen
zwei Zeichen unterschieden wird“. Zur Darstellungen des Bit-Wertes benutzt man meistens
die Zahlen:
 0 oder 1
Standardmäßig interpretiert man 0 als negative Antwort (falsch) und 1 als positive Antwort
(wahr).
1.2 Bitfolgen
Lässt eine Frage mehrere Antworten zu, so benötigt man mehr als 1 Bit zur Kodierung der
Informationen. Man muss sogenannte Bitfolgen bilden.
Viele Bits nacheinander ergeben dann eine Vielfalt von Zeichen. Dabei lässt sich jedes
Zeichen auf eine Folge von Bits zurückführen. Z. B. steht 01000001 für ein großes A, wenn
dem Computer vorher, ebenfalls durch eine Bitfolge, signalisiert wurde, dass diese Bitfolge
als Buchstabe interpretiert werden soll. Wurde hingegen signalisiert, dass es sich um eine
ganze Zahl handelt, bedeutet dasselbe 01000001 die Zahl 65.
Eine Gruppe von 8 Bits nennt man ein Byte.
Wenn ein Rechner Daten liest oder schreibt, wenn er mit Daten operiert, gibt er sich nie mit
einzelnen Bits ab. Das wäre im Endeffekt viel zu langsam. Statt dessen arbeitet er immer nur
mit Gruppen von Bits, entweder mit 8 Bits, 16 Bits, 32 Bits oder 64 Bits. Man spricht dann
von 8-Bit-Rechnern, 16-Bit-Rechnern, 32-Bit-Rechnern oder 64-Bit-Rechnern.
Auf einem 16-Bit Rechner nennt man eine Gruppe von 2 Bytes (16 Bit) ein Wort.
Auf einem 32-Bit Rechner dagegen nennt man eine Gruppe von 4 Bytes (32 Bit) ein Wort.
1.3 Speichergrößen
Beim Umgang mit binären Größen ist es günstig, für die Maßeinheiten Zweierpotenzen zu
wählen. Deshalb steht die Bezeichnung „Kilo-Byte“ nicht für exakt 1000 Bytes sondern für
die Zweierpotenz, die der Zahl Tausend am nächsten kommt. Dasselbe gilt für andere
gebräuchliche Größen, wie z.B. Mega (Millionen).
Die folgende Tabelle bietet eine Übersicht über die Maßeinheiten.
Maßeinheit
Kilobyte
Megabyte
Gigabyte
Terabyte
Abkürzung
KByte, KB
MByte, MB
GByte, GB
TByte, TB
Größe in Byte
210 = 1024
220 = 1024 * 1024 = 1048576
230 = 1024 * 1024 * 1024 = 1073741824
240 = 1024 * 1024 * 1024 * 1024 = 1099511627776
Gerundet
 Tausend Byte
 1 Million Byte
 1 Milliarde Byte
 1 Billion Byte