Codierung · Binärcode
Binärcode
Nur zwei Zeichen – und trotzdem alles. Computer kennen nur zwei Zustände: 0 und 1. Trotzdem speichern sie damit jeden Buchstaben, jedes Wort, jedes Bild. Wie das geht – und wie viel Speicherplatz ein Text wirklich braucht.
Grundlagen
Bit, Byte und der Code für jeden Buchstaben
Ein Bit: die kleinste Einheit
Ein Bit ist die kleinste Speichereinheit im Computer – es kennt nur zwei Zustände: 0 oder 1. Elektrisch heißt das meist: Strom aus oder Strom an. Mehr Zustände gibt es auf dieser Ebene nicht.
Acht Bit ergeben ein Byte
Ein einzelnes Bit reicht nicht, um einen Buchstaben zu speichern – es gibt ja viel mehr als zwei Buchstaben. Deshalb fasst man immer 8 Bit zu 1 Byte zusammen. Damit lassen sich 256 verschiedene Kombinationen bilden – genug für das ganze Alphabet, Ziffern und viele Sonderzeichen.
Groß- und Kleinschreibung zählen
Der Computer unterscheidet „A" und „a" ganz genau: Es sind zwei verschiedene Zeichen mit zwei verschiedenen Codes (01000001 und 01100001). Diese Zuordnung – welche Bitfolge zu welchem Zeichen gehört – nennt man einen Zeichensatz (hier: ASCII).
Zum Anschauen
1 Byte = 8 Bit
Drei Beispiele – acht Kästchen, jedes entweder 0 oder 1. Achte auf „A" und „a": zwei verschiedene Codes für denselben Buchstaben.
Selbst ausprobieren
Binärcode-Umwandler
Wähle eine Richtung, gib Text ein und wandle um. Rechts siehst du sofort, wie viel Speicherplatz dein Text braucht.
01001000 01100001).
Wie groß ist dein Text im Speicher?
Ergebnis
Vorgerechnet
Ein Beispiel zum Nachrechnen
Das Wort „HALLO" hat 5 Zeichen. Jedes Zeichen braucht 1 Byte (= 8 Bit) Speicherplatz. Also:
5 Zeichen
H · A · L · L · O – ein Byte pro Zeichen.
= 5 Byte
5 Zeichen × 1 Byte = 5 Byte Speicherplatz.
= 40 Bit
5 Byte × 8 Bit = 40 Bit insgesamt – probier es oben selbst mit dem Umwandler.
Größere Mengen bekommen eigene Einheiten: 1024 Byte ≈ 1 Kilobyte (KB), 1024 KB ≈ 1 Megabyte (MB) und so weiter (genau genommen heißen die 1024er-Einheiten Kibibyte und Mebibyte – im Alltag sagt man trotzdem Kilobyte und Megabyte). Ein einzelnes Wort ist also winzig – ein Foto oder ein Video besteht schon aus Millionen von Bytes.
Zum Nachschlagen
Großbuchstaben und Kleinbuchstaben im Vergleich
Alle 26 Buchstaben, einmal groß und einmal klein. Schau dir die farbig markierte Stelle in jedem Code an: Das ist die einzige Stelle, an der sich Groß- und Kleinschreibung im Binärcode unterscheiden – alle anderen 7 Bit bleiben exakt gleich. Steht dort eine 0, ist es ein Großbuchstabe. Steht dort eine 1, ein Kleinbuchstabe.
| Groß | Code | Klein | Code |
|---|---|---|---|
| A | 01000001 | a | 01100001 |
| B | 01000010 | b | 01100010 |
| C | 01000011 | c | 01100011 |
| D | 01000100 | d | 01100100 |
| E | 01000101 | e | 01100101 |
| F | 01000110 | f | 01100110 |
| G | 01000111 | g | 01100111 |
| H | 01001000 | h | 01101000 |
| I | 01001001 | i | 01101001 |
| J | 01001010 | j | 01101010 |
| K | 01001011 | k | 01101011 |
| L | 01001100 | l | 01101100 |
| M | 01001101 | m | 01101101 |
| N | 01001110 | n | 01101110 |
| O | 01001111 | o | 01101111 |
| P | 01010000 | p | 01110000 |
| Q | 01010001 | q | 01110001 |
| R | 01010010 | r | 01110010 |
| S | 01010011 | s | 01110011 |
| T | 01010100 | t | 01110100 |
| U | 01010101 | u | 01110101 |
| V | 01010110 | v | 01110110 |
| W | 01010111 | w | 01110111 |
| X | 01011000 | x | 01111000 |
| Y | 01011001 | y | 01111001 |
| Z | 01011010 | z | 01111010 |
Rechnerisch heißt das: Klein = Groß + 32. Deshalb reicht dem Computer eine einzige Umschalt-Regel, um zwischen beiden Schreibweisen zu wechseln.
Üben
Zeig, was du kannst
Bit und Byte: wahr oder falsch? (1)
Richtig oder falsch?
- 1 Byte besteht immer aus genau 8 Bit.
Bit und Byte: wahr oder falsch? (2)
Richtig oder falsch?
- Ein Großbuchstabe und der passende Kleinbuchstabe (z. B. A und a) haben denselben Binärcode.
Einen Buchstaben in Binärcode umwandeln (1)
Trage den 8-stelligen Binärcode ein (nur Nullen und Einsen).
Ich kann einen Buchstaben in seinen 8-stelligen Binärcode umwandeln.
Trage den 8-stelligen Binärcode ein (nur Nullen und Einsen).
- Der Großbuchstabe A wird im Binärcode zu: ___ (8 Stellen, nur 0 und 1.)
Einen Buchstaben in Binärcode umwandeln (2)
Trage den 8-stelligen Binärcode ein (nur Nullen und Einsen).
Ich kann einen Buchstaben in seinen 8-stelligen Binärcode umwandeln.
Trage den 8-stelligen Binärcode ein (nur Nullen und Einsen).
- Die Ziffer 0 wird im Binärcode zu: ___ (Auch Ziffern haben einen eigenen 8-Bit-Code.)
Häufige Fragen
Noch Fragen zum Binärcode?
Warum genau 8 Bit pro Zeichen?
Mit 8 Bit lassen sich 256 verschiedene Kombinationen bilden (2 hoch 8). Das reicht bequem für das gesamte Alphabet in Groß- und Kleinschreibung, alle Ziffern und viele Sonderzeichen – deshalb hat sich 1 Byte als Standardgröße für ein Zeichen durchgesetzt.
Was ist ein Kilobyte?
1 Kilobyte (KB) sind rund 1024 Byte. Das klingt nach einer krummen Zahl, liegt aber daran, dass Computer im Zweiersystem rechnen: 1024 = 2 hoch 10. Ein kurzer Text passt locker in wenige Kilobyte, ein Foto braucht meist schon einige Megabyte (1024 KB).
Wie speichert der Computer Umlaute wie „ä" oder Emojis?
Für Umlaute, Sonderzeichen aus anderen Sprachen und Emojis reicht das einfache ASCII-System aus diesem Werkzeug nicht mehr aus. Moderne Systeme nutzen dafür Unicode – dort können einzelne Zeichen auch mehr als 1 Byte belegen.
Warum unterscheidet der Computer A und a?
Für den Computer sind es einfach zwei unterschiedliche Bitfolgen (01000001 und 01100001) – er „weiß" nicht von selbst, dass es sich um denselben Buchstaben in zwei Schreibweisen handelt. Das haben Menschen bei der Zuordnung der Codes so festgelegt.
