Digital – Mehr als Internet, PC und Co?

Was heißt eigentlich digital?

Digital verbinden wir häufig schnell mit Computer, Handy, im Internet unterwegs sein… Alles, wo ich eben mit so einem Gerät arbeite, also irgendwas an einem Bildschirm tue. Irgendwie schwierig zu beschreiben… wie würdest du jemand anderem erklären, was digital bedeutet? Gar nicht so einfach.

Darum klären wir in diesem Beitrag, was dieses große Wort „digital“ eigentlich meint.

Das Wort „digital“ lässt sich natürlich mit Computer in Verbindung bringen, meint aber nicht zwangsläufig nur Computersachen.

Ganz schlicht bedeutet digital eine Information, die in Form einer Zahl repräsentiert ist. Ein digitales Signal ist also ein Zahlenwert, der für eine bestimmte Information steht. Hört sich jetzt kompliziert an, ist es in seiner Grundform aber erstmal gar nicht.

Die Entwicklung der digitalen Formate

Zum Verstehen hat mir geholfen, wie sich digitale Formate eigentlich entwickelt haben. Dafür müssen wir ein wenig in die Vergangenheit gehen, aber gar nicht so weit, denn solange gibt es die Digitalität noch gar nicht.

Das Gegenteil von digital ist analog. Das hast du vielleicht schonmal gehört. Eine analoge Kamera zum Beispiel erzeugt ein Bild rein physikalisch durch Licht auf dem Kamerafilm. Dieser Film wird dann chemisch entwickelt und am Ende hatte man ein Foto in der Hand. Aber eben nur eins. Wollte man es vervielfältigen, war das schon gar nicht so einfach. Ein einfaches Plakat zu erzeugen, wie wir es heute relativ einfach z.B. in Word tun können, war früher nur mit Hilfe von professionellen Setzer*innen möglich. Denn das Layout, per Hand gefertigt, musste für den Druck gesetzt werden. Diesen Beruf gibt es heute so gar nicht mehr. Wollte man ein Schriftstück verschicken, musste man es genau auf diesem Weg tun, nämlich per Brief. All diese Beispiele haben eines gemeinsam. Es sind alles Informationen, auf verschiedene Art und Weise. Nämlich die Information, was ist auf dem Bild zu sehen, die Info, was ist auf dem Plakat zu sehen und die Info, welche Buchstaben stehen in dem Brief. Und das alles sogar noch genauer, denn der Brief gibt mir nicht nur die Info, welche Buchstaben dort stehen, sondern auch, wie sie angeordnet sind, in welcher Schrift geschrieben und wie groß, welche Farbe, welches Format usw. Alles also wichtige Informationen, damit ich als Empfängerin dasselbe zu sehen bekomme, wie die Absenderin.

Das Ziel bei der Entwicklung von digitalen Formaten war es, genau diese analogen Informationen in eine Form zu bringen, die sich schnell und in guter Qualität über weite Distanzen übertragen lässt. Also zum Beispiel von Berlin nach New York, ohne dass mein Brief erst verschifft werden muss. Wie cool wäre es, wenn meine Informationen innerhalb von Sekunden bei meiner Freundin ankommen würden und das so, dass sie diese auch super lesen kann. Nicht verschwommen oder mit Lücken. Das wäre doch was!

Surprise, surprise! Was für uns heute ganz normal ist, gelang erst mithilfe der Entwicklung von digitalen Formaten. Und da gibt es einige, denn digitale Daten gibt es inzwischen allerorts. Z.B. wie oben beschrieben, digitale Textformate, aber auch digitale Bildformate, Audioformate, Videoformate und Multimedia-Formate.

Wir fassen zusammen. Digitalität ermöglicht also analoge Informationen jeglicher Art in einen Zahlencode umzuwandeln, sodass sie sich schnell über weite Distanzen übertragen lässt.

Je besser die Computertechnologie wurde, desto mehr stellte sich zusätzlich die Frage, ja wie kann ich denn nun diese ganzen Daten, die da erstellt und hin und her geschickt werden, speichern? Und das nicht nur kurz, sondern vor allem auch langfristig? Wie kann ich die aufbewahren? Denn ich will auch in fünf Jahren noch den Brief von meiner Freundin lesen. Klar, ich kann ihn ausdrucken und abheften, aber ladies, wir sind hier digital. Ich will das digitale Format irgendwo ablegen, sodass ich immer wieder drauf zugreifen und es vervielfältigen kann. Und das bitte in gleichbleibender Qualität! Das muss doch machbar sein.

Ist es auch! Genauso wie das schnelle Übertragen. Denn irgendein schlauer Mensch hat den Vorgang des Codierens erfunden.

Wie werden analoge Infos zu digitalen Infos? – der Binärcode

Wie funktioniert das Ganze denn nun? Wie werden analoge Infos zu digitalen Infos?

Um digitale Informationen zu produzieren, also zu erstellen, zu speichern und an andere zu übertragen, müssen die analogen Informationen und Signale erfasst und in digitale Impulse umgewandelt werden. Wir haben am Anfang erfahren: ein digitales Signal ist ein Zahlenwert, also ein Code. Ein sogenannter Binärcode, der für etwas steht, nämlich für genau die Information, die wir übertragen oder speichern möchten. Der Binärcode wird in zwei Schritten erstellt.

Schritt 1: Einzelne Zeichen werden in ein bestimmtes Zahlensystem codiert. Als Beispiel nehmen wir wieder meinen Brief. Der fängt an mit „Liebe …“. Jeder einzelne Buchstabe wird in Zahlen übersetzt.

Schritt 2: Die entstandene Zahlenfolge wird nun in elektrische Signale umgewandelt, in einen Bitstring. Das ist ein digitales Signal, das aus einer bestimmten Abfolge von 0 und 1 besteht. Von den Nullen und Einsen habt ihr bestimmt schonmal gehört, die kommen in der Elektronik häufig vor, denn das meint, dass es nur zwei mögliche Zustände gibt, Strom an oder Strom aus (deshalb heißt der Code auch BINÄRcode, lat. für doppelt/paarweise). Führt hier aber zu weit, wichtig ist, zu wissen, dass jede Zahl eben in eine bestimmte Kombination aus Nullen und Einsen übersetzt wird, also codiert wird. Meistens sind diese Kombinationen 8 Felder lang, also z.B. 00101110. Je länger, desto mehr Details können festgehalten werden.

Hier seht ihr eine Originaltabelle des US-ASCII Codes von 1967.

Schauen wir uns beispielhaft den Buchstaben „L“ an.

Schritt 1 | Umwandlung in Zahlen: das L wird zu 412

Schritt 2 | Codierung in 0 und 1: 412 wird zu 0011001

So entstehen eine bestimmte Anzahl an Bitstrings, die alle Informationen enthalten, die wichtig sind, damit mein Gegenüber meine Information bekommen kann. Also zum Beispiel der Inhalt meines Briefs, aber auch wie groß die Schrift ist, welche Farbe, wie was angeordnet ist und welche Schrift benutzt wurde. Meine Freundin bekommt also ein völliges Zahlenwirrwarr übermittelt mit dem wir bestimmt nicht viel anfangen könnten. Müssen wir aber auch nicht. Denn der jeweilige Computer, z.B. in meinem Laptop decodiert die Informationen wieder und macht sie lesbar. Also genau andersherum. Es übersetzt erst die Nullen und Einsen in Zahlencodes und diese wiederum in die richtigen Buchstaben. Und da es noch viel mehr als nur den reinen Inhalt übermittelt bekommen hat, zeigt es auch die richtige Schrift, Farbe und Größe an. Einfach super! Zum Zurückübersetzen ist aber eine entsprechende Software erforderlich, die den Code auch lesen kann. Denn leider gibt es verschiedene Codierungsarten. Das fällt zum Beispiel dann auf, wenn ihr einen Wordtext mit einem anderen Programm öffnen möchtet, und das nicht geht oder ganz verzerrt dargestellt wird.

So codiert können die Informationen jetzt auch auf physikalischen Datenträgern abgelegt werden und immer wieder abgerufen werden, wie z. B auf einer CD oder einem USB-Stick oder eben auf der Festplatte meines PCs.

Was wir hier jetzt am Beispiel eines Textformates, nämlich eines Briefes, gemacht haben, funktioniert natürlich auch bei den anderen Formaten. Nur eben etwas abgewandelt und teilweise auch etwas herausfordernder. Bilder z.B. werden in einzelne Mini-Puzzlestücke, sogenannte Pixel zerteilt, deren Infos wiederum codiert werden. Und ein Film besteht wiederum aus einer ganzen Menge Bildern und Musik. Alles wird in Binärcodes übersetzt.

Ihr seht, wir haben hier jetzt etwas ausgeholt. Aber um zu verstehen, was es mit den Zahlencodes auf sich hat, ist ein kleiner Einblick in die Welt der Binärcodes nötig. Denn jetzt können wir etwas mit dem Satz anfangen: digital meint eine Information, die in Form einer Zahl repräsentiert ist.

Welche Erfahrung habt ihr damit schon gemacht? Kommt euch das bekannt vor oder absolutes Neuland?