Was bedeutet „Digitalisierung“ im ursprünglichen Wortsinn?
Die Überführung analoger (kontinuierlicher) Größen in eine digitale (diskrete, in Ziffern/Stufen dargestellte) Form. — Heute meint man damit meist auch die umfassende Durchdringung von Wirtschaft und Gesellschaft mit digitalen Technologien (Digitale Transformation).
Wofür stehen die Vorsilben Kilo, Mega, Giga, Tera?
Dezimale Vielfache: Kilo=10^3, Mega=10^6, Giga=10^9, Tera=10^12. — In der Informatik werden Speichergrößen oft binär gemeint (Ki=2^10=1024, Mi=2^20, …); IEC-Präfixe Kibi/Mebi/Gibi vermeiden die Verwechslung.
Wofür stehen die Vorsilben milli, mikro, nano, piko?
Dezimale Bruchteile: milli=10^-3, mikro=10^-6, nano=10^-9, piko=10^-12. — Beispiel: Taktzeit einer Pipeline-Stufe ≈ 200 ps = 200·10^-12 s.
Was ist ein Bit, ein Nibble (Halbbyte) und ein Byte (Oktett)?
Bit = kleinste Informationseinheit (0 oder 1, „binary digit“). Nibble = 4 Bit. Byte/Oktett = 8 Bit. — 4 Bit entsprechen genau einer Hexadezimalziffer, 8 Bit einem ASCII-Zeichen.
Welche drei Schritte umfasst die Analog/Digital-Wandlung?
1) Abtastung (Sampling) in der Zeit,
2) Quantisierung der Amplitude in Q Stufen,
3) Codierung der Stufen in Codewörter.
Verfahren/Schema: zeitdiskret → wertdiskret → binär codiert.
Kann ein Analogsignal mit f_max = 10 kHz aus Abtastwerten rekonstruiert werden, wenn nur alle 10 ms (100 Hz) abgetastet wird?
Nein. Nach dem Abtasttheorem muss f_A > 2·f_max = 20 kHz sein; 100 Hz ist viel zu niedrig → Informationsverlust/Aliasing. — Merke: Nyquist-Shannon-Abtasttheorem f_A ≥ 2·f_max.
Was besagt Moore’s Law?
Die Zahl der Transistoren pro Chip (Integrationsdichte) verdoppelt sich etwa alle 1,5–2 Jahre. — Aussage: exponentielles Wachstum der Rechenleistung/Integrationsdichte; treibt Miniaturisierung und Kostenverfall.
Was besagt Gilder’s Law?
Die verfügbare Bandbreite der Kommunikationsnetze wächst noch schneller als die Rechenleistung (etwa Verdreifachung pro Jahr).
Kernbotschaft zusammen mit Moore: Rechenleistung UND Bandbreite wachsen exponentiell → Treiber der Digitalisierung.
Welche technologischen Entwicklungen sind Haupttreiber der Digitalisierung?
Mikroelektronik (Moore),
gestiegene Speicherkapazität,
Breitband-/Mobilfunknetze (Gilder),
Software/Algorithmen und Sensorik.
Beispiele: Smartphones, Glasfaser/5G, Cloud, KI.
Welche Schlüsseleigenschaften machen Software so mächtig – und zugleich riskant?
Mächtig: nahezu kostenlose Vervielfältigung, beliebige Wandelbarkeit, weltweite Verteilung in Sekunden, Automatisierung.
Riskant: Fehler/Lücken skalieren ebenso schnell, Manipulierbarkeit, Abhängigkeit, schwer prüfbare Komplexität.
Wodurch unterscheidet sich eine analoge von einer digitalen Darstellung?
Analog = wertkontinuierlich und zeitkontinuierlich (unendlich feine Abstufung).
Digital = wert- und zeitdiskret (endliche Stufen, Ziffern).
Digital ist exakt kopier-, speicher- und korrigierbar (Rauschen wird unterdrückt).
Was versteht man unter „Codierung“ ganz allgemein?
Eine eindeutige, umkehrbare Zuordnung der Zeichen eines Zeichenvorrats zu denen eines anderen
Encoding wandelt Zeichenfolgen in Codewörter; Decoding kehrt dies um.
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