analog-digital



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Mit dem Computer kann man Prozesse steuern und regeln
oder dies als Simulation am Bildschirm ablaufen lassen. Für eine solche Prozesssteuerung braucht das Computerprogramm Eingabedaten (Zahlen/Messwerte)Man kann immer nur eine bestimmte (endliche) Anzahl von Zahlen/Werten eingeben.

Mit einem einfachen Schalter ist das leicht. Er hat nur zwei Stellungen:
ausan (Werte: 01)

Schalter
Lampe
Wert
0

Bei anderen Eingaben ist das komplizierter:
Z.B. ändert sich die Temperatur nicht sprunghaft sondern kontinuierlich (fortlaufend). Wenn die Temperatur von 18°C auf 19°C steigt, dann nimmt sie dabei schon unendlich viele verschiedene Zwischenwerte an.

Wenn man die Genauigkeit der Werte aber beschränkt, dann verschwindet das Problem:
Wenn es nur auf Zehntel Grad ankommt, dann liegen zwischen 18°C und 19°C
nur noch 9 diskrete (diskret = unterschieden, getrennt) Zwischenwerte: 18,1 18,2 … 18,9.

Eine solche Beschränkung auf endlich viele Werte nennt man Diskretisierung. Mit der gleichzeitigen Einschränkung der Genauigkeit der Werte – wie in dem Beispiel – auf eine endliche Anzahl von Dezimalstellen erhält man eine Digitalisierung (digit = Finger, Ziffer).

Theoretisch unendlich viele analoge Werte:


Wert
Skala

Beschränkung auf 6 diskrete Werte (0 – 5):


Wert
Skala

Exponentiell wachsende analoge Werte:


Wert
Skala

Beschränkung auf 6 diskrete Werte (0,0 – 0,5):


Wert
Skala

Analoge Werte (analog = entsprechend) entsprechen der Wirklichkeit. Digitale Werte sind zwar lückenhaft und ungenau, ermöglichen aber die Weiterverarbeitung mit einem (digitalen) Computer.

Wenn man etwas eingeben will, das keine Zahl ist, dann muss man diesem eine Zahl zuordnen:

  • Text->Buchstaben->ASCII-Code
  • Ton->Tonhöhe/Lautstärke
  • Farbe->RGB-Werte

…soll zu gegebener Zeit genauer ausgeführt werden…

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