Daten und Codierung in Klasse 6

Dirk Zechnall
dirk.zechnall@gym-ka.seminar-bw.de

Dirk Zechnall

Themen in Klasse 6 (Vorschlag zur Lesehilfe)

Daten und Codierung in Klasse 6 (Vorschlag zur Lesehilfe)

Wer kennt die meisten Codes?

Codierung - Definition

Frage: Was bedeutet Codieren?

Codierung - Definition

Eine Codierung über den Alphabeten A und B ist eine injektive Abbildung f

f : A → B+,

die Symbolen des Alphabets A nichtleere Wörter (= Konkatenation von Symbolen) über dem Alphabet B zuordnet.

Note	Das Umwandeln von Information(en) in eine vereinbarte Darstellung heißt Codierung.

Eine Codierung ist eine (Abbildungs-) Vorschrift, die (oft) einer Zeichenfolge eine andere Zeichenfolge (meist: Bitfolge) zuordnet.

Codieren

Decodieren

Wozu werden Daten codiert?

Wozu codiert man Daten?

Wozu codiert man Daten - Klasse 6?

Codierungen werden zum Beispiel verwendet, um Hindernisse bei der Kommunikation zu überwinden.

So überwindet das Morsen große Distanz zwischen Sender und Empfänger,
die Brailleschrift überwindet eine Seheinschränkung des Empfängers
und das Fingeralphabet dient Gehörlosen zur Kommunikation.

Codierungen im Alltag

Viele Codierungen von Text begegnen uns im Alltag:

Man kann mit Taschenlampen morsen
Blindenschrift findet sich z.B. auf Medikamentenpackungen
Gebärdensprache sieht man bei Nachrichtensendungen
Barcodes werden an der Kasse im Supermarkt gescannt
…

Informationsaustausch - erweitertes EVA-Prinzip

Erweitertes EVA-Prinzip

Facetten DuC in IuM Klasse 6

Codierung von Text

Textcodierungen

Arbeitsaufträge zur Textcodierung

Note	Gruppenarbeit: Bilden Sie dreier Gruppen. Bearbeiten Sie zu dritt die Arbeitsblätter "AB_2_Morsecode_zec", "AB_3_Braillecode_zec" und "AB_4_Fingercode_zec" zur Textcodierung.

Ergebnispräsentation

Morse-Code

Brailleschrift

Fingeralphabet

Erfinder, Zeit

Samuel Morse (1837)

Louis Braille (1825)

Verschiedene (ab 13. Jhd.)

Darstellung von Buchstaben

Abfolge von langen und kurzen Signalen (Piepton, Licht, elektrischer Strom)

Muster von 2x3 Punkten, von denen einige tastbar herausgehoben sind

Stellung und Bewegung von Fingern bzw. der ganzen Hand

Anwendungsbereich

Überwindung von langen Distanzen

Wird verwendet, damit blinde Menschen lesen können

Wird von Gehörlosen zum „Sprechen“ verwendet

Sonstiges

Häufige Buchstaben haben kurze Codes, seltene Buchstaben lange. Pausen sind notwendig

Ist auf vielen Alltagsgegenständen (z.B. Medikamenten, Hinweistafeln) angebracht

Ergänzung von Gebärdensprache, wenn z.B. Namen buchstabiert werden oder es keine Gebärde gibt.

Barcode - Code 39

Der Strichcode Code 39

Ein Strichcode nach Code 39 codiert einzelne Zeichen. Alle Zeichen werden durch einen dünnen weißen Zwischenraum voneinander abgetrennt (Leerzeichen).
Der Strichcode eines Zeichens besteht aus 5 schwarzen Strichen und 4 weißen Zwischenräumen. Es gibt dünne und dicke Striche und Zwischenräume (dick=2x so breit wie dünn).
Er hat genau 2 dicke und 3 dünne schwarze Striche.
Er hat genau 1 dicken und 3 dünne weiße Zwischenräume.
Das erste und das letzte Zeichen (Start-Stop-Symbol) muss der Stern „*“ sein.

Barcode - Code 39

Code 39 - Codespalte

Der dicke weiße Zwischenraum kann an vier verschiedenen Positionen stehen, dies gibt die Codespalte an:
- A: Dicker Zwischenraum zwischen 1. und 2. schwarzen Strich
- B: Dicker Zwischenraum zwischen 2. und 3. schwarzen Strich
- C: Dicker Zwischenraum zwischen 3. und 4. schwarzen Strich
- D: Dicker Zwischenraum zwischen 4. und 5. schwarzen Strich

Barcode - Code 39

Code 39 - Punkte

Den Positionen der zwei dicken schwarzen Striche werden Punkte zugeordnet:
- Dicker Strich an 1. Position: 1 Punkt
- Dicker Strich an 2. Position: 2 Punkte
- Dicker Strich an 3. Position: 4 Punkte
- Dicker Strich an 4. Position: 7 Punkte
- Dicker Strich an 5. Position: 0 Punkte
Die Punkte werden addiert. Pro Symbol sind so die Punktwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11 möglich.

Barcode - Code 39

Code 39 - Beispiel "H"

Als Beispiel soll das "H" codiert werden:

Dicker schwarzer Strich an Position 1: +1 Punkt
Dicker weißer Zwischenraum zwischen 3. und 4. schwarzen Strich: Codespalte „C“
Dicker schwarzer Strich an Position 4: +7 Punkte
Also: Dicke schwarze Striche an Positionen 1 (+1 Punkt) und 4 (+7 Punkte) -→ Summe der Punkte: 8
Nachschlagen in der Codetabelle an Position C8: Kodiert ist der Buchstabe „H“

Barcode - Code 39

Punktwert	Codespalte A	Codespalte B	Codespalte C	Codespalte D
1	U	1	A	K
2	V	2	B	L
3	W	3	C	M
4	X	4	D	N
5	Y	5	E	O
6	Z	6	F	P
7	-	7	G	Q
8	.	8	H	R
9	<LZ>	9	I	S
11	* (Start/Stop)	0	J	T

Arbeitsaufträge zur Textcodierung (Code-39)

Note

Partnerarbeit:

Bearbeiten Sie zu zweit das Arbeitsblatt "AB_5_Code39_zec" zur Textcodierung mit dem Code-39.

Über diesen Link https://zechnall.eu/informatik/code39gen/ gelangen Sie zur Übungsseite.

Sie bekommen zur Bearbeitung ein Paket mit Kärtchen und einen Satz Legobausteine ausgeteilt.

Bildcodierung

BBildcodierung

Bildcodierung

Wenn ein Bild in den Computer übertragen wird, zerlegt man es in einzelne Bildpunkte, sogenannte Pixel. Diesen Zerlegungsvorgang nennt man Rasterung.
Jedes Pixel hat genau eine Farbe, die durch eine Zahl codiert werden kann.
Die Anzahl der Pixel in der Breite und Höhe ergeben die Auflösung. Je höher die Auflösung, desto schärfer ist das Bild, desto mehr Speicher benötigt es aber auch.
Die Anzahl der möglichen Farben ist die Farbtiefe. Mit einer hohen Farbtiefe kommt man näher an die Vorlage heran, allerdings benötigt das Bild ebenfalls mehr Speicher.

Arbeitsaufträge zur Bildcodierung

Note	Partnerarbeit: Bearbeiten Sie zu zweit das Arbeitsblatt "AB_6_Bildcodierung_zec" zur Bildcodierung. Sie bekommen zur Bearbeitung Beispielbilder und Folien ausgeteilt.