Kodierung einfach erklärt: Codes und Bits
Du lernst, wie Zeichen eine Nachricht darstellen und wie du Nachrichten und Schwarz-Weiß-Bilder aus Nullen und Einsen liest.
Kurz gesagt
Kodierung heißt: Du stellst eine Nachricht nach einer vereinbarten Regel mit anderen Zeichen dar. Wenn jede gesendete Folge genau eine Nachricht bedeutet, kannst du sie mit dieser Regel wieder lesen.
Ein Code ist eine vereinbarte Regel zum Darstellen einer Nachricht. Ein Zeichen kann ein Buchstabe wie „A“ oder ein kleines Bild sein. Alle Codes in dieser Lektion sind für die Übungen ausgedacht.
Deine Lernziele
Eine Information ist das, was du durch eine Nachricht erfährst. Wörter, Bilder oder andere Zeichen zeigen dir diesen Inhalt. Sie sind seine Darstellung.
Für unser Tür-Spiel vereinbaren wir: „O“ steht für „Die Tür ist offen.“ Der Inhalt ist die Nachricht über die offene Tür. Der Buchstabe „O“ und seine runde Form gehören zur Darstellung.
In einem anderen Spiel könnte „O“ etwas anderes bedeuten. Die Bedeutung hängt von der vereinbarten Regel ab. Inhalt und Darstellung lassen sich also unterscheiden. Du erfährst den Inhalt aber durch eine Darstellung.
Information und Darstellung
Die Information ist der Inhalt einer Nachricht. Die Darstellung sind die Wörter, Bilder oder anderen Zeichen, die den Inhalt zeigen.
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Eine Codetabelle zeigt, welche Zeichen zusammengehören. Codieren heißt: Du ersetzt die Zeichen einer Nachricht nach dieser Tabelle. Decodieren heißt: Du liest mit der Tabelle die ursprüngliche Nachricht zurück.
Eine Zeichenfolge ist eine Reihe von Zeichen. Unsere Tabelle nutzt die Ziffern 0 bis 9. So heißen die einzelnen Zeichen, mit denen wir Zahlen schreiben. Hier bilden jeweils zwei Ziffern die Folge für einen Buchstaben.
Lies die Nachricht von links nach rechts. Suche jeden Buchstaben in der Tabelle. Schreibe die passende Folge auf. Ein Leerzeichen trennt hier die Folgen. Zum Zurücklesen suchst du zu jeder Folge den Buchstaben.
| Buchstabe | Code dafür |
|---|---|
| M | 12 |
| U | 31 |
| T | 23 |
Beispiel: Das Wort „MUT“ codieren
- 1Die Nachricht lautet „MUT“.
- 2Schlage die Buchstaben der Reihe nach nach: M → 12, U → 31, T → 23.
- 3Die codierte Nachricht lautet „12 31 23“.
- 4Beim Zurücklesen erhältst du wieder „MUT“.
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Eindeutig lesbar heißt: Zu jeder erlaubten gesendeten Folge passt genau eine ursprüngliche Nachricht. Wer sendet und wer liest, muss dieselbe Regel nutzen.
Damit du verschiedene Zeichen zurücklesen kannst, brauchen sie verschiedene Folgen. Das allein reicht aber noch nicht. Beim Zusammenschreiben können unklare Grenzen entstehen. Eine Hilfe ist: Alle Folgen haben gleich viele Zeichen. Oder du setzt ein Leerzeichen zwischen die Folgen.
Ein Code muss auch zum Zweck passen. Der Zweck ist die Aufgabe, die er erfüllen soll. Darfst du beim Senden nur bestimmte Zeichen nutzen, muss der Code damit auskommen. Willst du ohne Farben auf Papier senden, darf dein Code keine Farben zum Unterscheiden brauchen.
Beispiel: Eine Folge auf zwei Arten lesen
- 1Für diese Aufgabe gilt: H → 3 und S → 33.
- 2Ohne Leerzeichen wird „S“ zu „33“.
- 3Auch „HH“ wird ohne Leerzeichen zu „33“.
- 4Die Folge „33“ lässt sich daher nicht eindeutig zurücklesen.
- 5Mit Leerzeichen kannst du „33“ und „3 3“ unterscheiden.
Merke: Achte auf verschiedene Folgen und klare Grenzen. Prüfe außerdem, ob du den Code mit den erlaubten Zeichen nutzen kannst.
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Ein Bit ist eine einzelne 0 oder 1. Eine Bitfolge ist eine Reihe aus solchen Nullen und Einsen. Was sie bedeutet, legt der Code fest. Eine 1 bedeutet also nicht von selbst „schwarz“ oder einen bestimmten Buchstaben.
Für unseren Buchstabencode gilt die Tabelle unten. Lies von links nach rechts. Je zwei Bits gehören zu einem Buchstaben. Die Folge „100100“ teilst du in „10 01 00“. Du erhältst „ROT“.
Unser Schwarz-Weiß-Bild hat weiße und schwarze Kästchen in Reihen. Für diesen Bildcode vereinbaren wir: 0 steht für ein weißes Kästchen. 1 steht für ein schwarzes Kästchen. Jedes Bit beschreibt ein Kästchen.
Du musst auch die Breite kennen. Sie sagt dir, wie viele Kästchen in eine Reihe gehören. Lies jede Reihe von links nach rechts. Danach geht es in der nächsten Reihe weiter. Beginne oben und gehe Reihe für Reihe nach unten.
| Buchstabe | Bits dafür |
|---|---|
| R | 10 |
| O | 01 |
| T | 00 |
Beispiel: Ein kleines Schwarz-Weiß-Bild lesen
- 1Das Bild ist drei Kästchen breit. Die Bitfolge lautet „101011“.
- 2Nach drei Bits beginnt eine neue Reihe: „101“ und „011“.
- 3Obere Reihe: schwarz, weiß, schwarz.
- 4Untere Reihe: weiß, schwarz, schwarz.
Merke: Für ein Bild brauchst du die Bedeutung von 0 und 1, die Breite und die Leserichtung. Unsere Farbregel ist eine Vereinbarung für diese Übungen.
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Alles auf einen Blick
Kodierung
Eine Information ist das, was dir eine Nachricht mitteilt.
Wörter, Bilder oder andere Zeichen zeigen den Inhalt.
Du ersetzt Zeichen nach einer Tabelle. Bedeutet jede gesendete Folge genau eine Nachricht, kannst du sie mit der Tabelle zurücklesen.
Die gesendete Folge muss sich klar zurücklesen lassen. Achte auch auf die Grenzen zwischen den Folgen.
Die Bedeutung von 0 und 1 hängt vom Code ab. Bei Bildern brauchst du auch Breite und Leserichtung.
„FEE“ senden und zurücklesen
- 1Für diese Aufgabe gilt der ausgedachte Code: F → 62 und E → 15. Ein Leerzeichen trennt die Folgen.
- 2Die Nachricht heißt „FEE“.
- 3Erster Buchstabe: F → 62.
- 4Zweiter und dritter Buchstabe: E → 15 und E → 15.
- 5Die gesendete Folge lautet „62 15 15“.
- 6Lies zurück: 62 → F, 15 → E, 15 → E. Du erhältst wieder „FEE“.
Fehler finden
Fehler in Zeile 3Die Folge ist hier nicht eindeutig. Richtig: Ohne Leerzeichen kann „66“ sowohl „K“ als auch „NN“ bedeuten.
Lückentext
Im Tür-Spiel steht „O“ für „Die Tür ist offen“. Der geschriebene Buchstabe gehört zur . Für eine Nachricht gilt: M → 12, U → 31, T → 23. Du liest von links nach rechts. „12 23“ bedeutet . Ein Bild ist zwei Kästchen breit. 0 steht für weiß und 1 für schwarz. Du liest von links nach rechts. Bei „01“ ist das linke Kästchen .