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Wie Computer arbeiten

Computer arbeiten mit 0 und 1, Programme aber nicht

Wie du bereits weißt, arbeiten Computer nur mit den Zahlen 0 und 1 – also Stromimpuls oder keiner. Die allermeisten Programme arbeiten jedoch mit Daten, die nicht nur aus 0 und 1 bestehen. Denke etwa an ein Textdokument. Der darin befindliche Text wird natürlich als Text gespeichert. Die einzelnen Buchstaben müssen aber für die Verarbeitung im Prozessor und die Speicherung auf der Festplatte in Binärzahlen umgerechnet werden. Aus einem „a“ wird dann 01100001. Für das Textverarbeitungsprogramm ist es allerdings ein „a“, das dir auch angezeigt wird.

Tipp

Oftmals gibt die Dateiendung Informationen darüber, mit welchen Programmen sie geöffnet werden kann. Ist die Endung falsch, kann das Programm den Inhalt nicht anzeigen. Ist dir die Endung nicht bekannt, kannst du im Internet recherchieren, für welche Programme die Datei bestimmt ist.

Vorsicht: Bei Dateien, die du aus dem Internet herunter­geladen hast, können darin gefährliche Schadprogramme versteckt sein, die ausgeführt werden, sobald die Datei geöffnet wird.

Strukturierte Daten

Strukturierte Daten sind ein standardisiertes Format, mit dem Informationen ausgezeichnet und dadurch „leichter“ vom Computer verstanden werden können. So können beispielsweise die Zutaten eines Kochrezepts ausgezeichnet werden und der Computer „weiß“ dann, dass es sich um Zutaten handelt.

Die zwei am häufigsten verwendeten Formate für das Speichern von strukturierten Daten sind XML (Extensible Markup Language) und JSON (JavaScript Object Notation).

In beiden Formaten bestehen die Datensätze aus jeweils einem Schlüssel und einem Wert.

XML

XML arbeitet mit „Tags“. Innerhalb von < und > wird der Schlüsselbegriff gesetzt, gefolgt vom Wert, der diesem zugewiesen werden soll. Danach folgt der Ende-Tag mit einem Schräg­strich und dem Schlüsselbegriff.

<person>
  <name>Lara</name>
  <wohnort>Düsterluch</wohnort>
  <hobby>Lesen</hobby>
  <hobby>Basketball</hobby>
</person>
<person>
  <name>Benjamin</name>
  <wohnort>Neu-Olbernstadt</wohnort>
  <hobby>Fußball</hobby>
</person>

JSON

In JSON werden der Schlüsselbegriff und der Wert (unter Anführungszeichen) durch einen Doppelpunkt getrennt. Alle Infor­ma­tionen, die zusammengehören, werden in ge­schwun­gene Klammern gesetzt und mit Beistrichen aufgelistet, gehört zu einem Schlüssel eine Liste an Informationen, steht diese in eckigen Klammern.

{
  "personen": [
    {
      "name": "Lara",
      "wohnort": "Düsterluch",
      "hobby": ["Lesen", "Basketball"]
    },
    {
      "name": "Benjamin",
      "wohnort": "Neu-Olbernstadt",
      "hobby": "Fußball"
    }
  ]
}

Schreibe einen kurzen Lebenslauf über dich in einem der beiden strukturierten Formate.

Dateien zerstückeln

Daten können oftmals in kleinere Teile zerlegt werden. Dadurch können sie dann leicht auf mehrere Speichermedien verteilt oder in kleinen Datenpaketen über das Internet transportiert werden. Bei Downloads ist diese Zerstückelung von Dateien und das Zusammensetzen auf dem Computer ganz normal.

Theoretisch kann man so gut wie jede Datei auf mehrere Stücke aufteilen. Wichtig ist jedoch, dass die einzelnen Teile entweder in der richtigen Reihenfolge auf dem Empfangscomputer ankommen (wie bei Downloads), oder dass die Stückchen eine Information enthalten, wohin sie in der Gesamtdatei gehörten (wie etwa bei Videos die Zeitangabe).

Dateien zerstückeln

PDF · 31 kB

Versuche, die Informationen über Lara, die in einer XML-Datei gespeichert sind, in drei etwa gleich große Stücke durch strichlierte Linien aufzuteilen. Bedenke, dass die Information auch danach noch verständlich sein sollte.

Vergleiche anschließend mit deiner Sitznachbarin oder deinem Sitznachbarn. Wo habt ihr jeweils die Linien gezogen? Lade Fotos eurer Arbeitsblätter hier hoch.

Um eine Datei hochzuladen, musst du angemeldet sein. Bitte melde dich an.

Mit Problemen umgehen

Beim Arbeiten mit digitalen Geräten können immer wieder Probleme auftreten. Wenn du nach Hilfe suchst, solltest du dabei immer die wichtigen Informationen angeben:

  • Was ist das Problem?
  • Welches Programm oder welche Datei ist betroffen?
  • Ist das Problem schon einmal aufgetreten?
  • Was hast du gemacht, bevor das Problem aufgetreten ist?

Lies das Beispiel und formuliere eine kurze Anfrage an eine fachkundige Person, die bei dem Problem helfen soll.

Lara liegt leider krank im Bett. Benjamin schickt ihr deshalb eine Textdatei, die er heute im Unter­richt bearbeitet hat und in der die Haus­auf­gabe zu erledigen ist.

Blöderweise kann Lara die Datei nicht öffnen – statt eines Textes wird ihr nur eine leere Seite an­ge­zeigt.

Welche dieser Probleme könnten es sein?

Wie würdest du nun bei einer fachkundigen Person um Hilfe fragen? Formuliere einen ganzen Satz.

Tipp

Das Speichern von Daten benötigt Strom und Platz auf einer Festplatte. Wenn du etwa nicht mehr benötigte Dateien löschst, kannst du damit Strom einsparen.

Ein britischer Energieversorger hat 2019 sogar errechnet, wie viel Kohlenstoffdioxid, das für den Klimawandel mitverantwortlich ist, eingespart werden könnte, wenn jede Britin und jeder Brite jeden Tag nur ein einziges E-Mail weniger versenden würde, nämlich rund 16.000 Tonnen.

Wiederholung

Stimmt’s? Sowohl Computer als auch Anwendungssoftware arbeiten mit Daten aus 0 und 1.

Stimmt’s? Die Dateiendung gibt Informationen darüber, um welche Daten es sich handeln könnte.

Kreuze an, was man unter strukturierten Daten versteht.